近年來,我國實行了大氣污染物的總量控制和排放濃度控制相結(jié)合的政策,加大了大氣污染的治理力度,實行了更嚴(yán)格的大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)和排硫排塵的收費(fèi)制度,使得濕法脫硫除塵技術(shù)在我國得到迅速的發(fā)展,現(xiàn)已取得長足的進(jìn)步,技術(shù)上也逐漸趨于成熟。
濕法煙氣脫硫技術(shù)特別適用于大、中型工業(yè)鍋爐煙氣的脫硫除塵,并且還具有設(shè)備簡單、易操作、脫硫率高等優(yōu)點。其中用得最多的是石灰石一石膏法。它主要以技術(shù)成熟、適用煤種廣、脫硫率高、脫硫劑來源廣等優(yōu)點,現(xiàn)已成為我國重點提倡的一種濕法脫硫方法。但在實踐中,存在著結(jié)垢堵塞、腐蝕、廢液處理等問題。而要徹底解決這些問題則是改進(jìn)濕法脫硫技術(shù)的核心一環(huán)。
問題形成的主要原因及對策:
1.結(jié)垢堵塞
在濕法煙氣脫硫中,管道與設(shè)備是否結(jié)垢堵塞,已成為脫硫裝置能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵問題。要解決結(jié)垢堵塞問題,我們需弄清結(jié)垢的機(jī)理,以及影響和造成結(jié)垢堵塞的因素,然后才能有針對性地從工藝設(shè)計、設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作控制等方面著手解決。對于造成結(jié)垢堵塞的原因,有如下3種方式:①因溶液或料漿中水分蒸發(fā),導(dǎo)致固體沉積;②Ca(OH)或CaCO,沉積或結(jié)晶析出,造成結(jié)垢;⑧CaSO或CaSO從溶液中結(jié)晶析出,石膏晶種沉淀在設(shè)備表面并生長而造成結(jié)垢。但在操作中出現(xiàn)的人為因素也是需重視的原因,如:①沒有嚴(yán)格按操作規(guī)程,力d入的鈣質(zhì)脫硫劑過量,引起洗滌液pH值過高,促進(jìn)了CO的吸收,生成過多的CaCO,CsSO等沉淀物質(zhì);②將含塵多的煙氣沒經(jīng)嚴(yán)格除塵就進(jìn)入吸收塔脫硫。
現(xiàn)在還沒有完善的方法能絕對地解決此問題。目前。一些常見的防止結(jié)垢堵塞的方法有:①在工藝操作上,控制吸收液中水分蒸發(fā)速度和蒸發(fā)量;②適當(dāng)控制料漿的pH值。因為隨pH值的升高,CaSO溶解度明顯下降。所以料漿的pH越低就越不易造成結(jié)垢。但是,若pH值過低,溶液中有較多的CaSO,,易使石灰石粒子表面鈍化而抑制了吸收反應(yīng)的進(jìn)行,并且過低還易腐蝕設(shè)備,所以漿液的pH值應(yīng)控制適當(dāng),一般采用石灰石漿液時,pH值控制為5.8-6.2;⑧溶液中易于結(jié)晶的物質(zhì)不能過飽和,保持溶液有一定的晶種;(壘)在吸收液中加入CaSO˙2H20或CaSO晶種來控制吸收液過飽和并提供足夠的沉積表面,使溶解鹽優(yōu)先沉淀在上面。減少固體物向設(shè)備表面的沉積和增長;⑤對于難溶的鈣質(zhì)吸收劑要采用較小的濃度和較大的液氣比。如:石灰石漿液的濃度一般控制小于l5%;⑥嚴(yán)格除塵,控制煙氣中的煙塵量;④設(shè)備結(jié)構(gòu)要作特殊設(shè)計,盡量滿足吸收塔持液量大、氣液相間相對速度高、有較大的氣液接觸面積、內(nèi)部構(gòu)件少、壓力降小等條件。另外還要選擇表面光滑、不易腐蝕的材料制作趿收設(shè)備,在吸收塔的選型方面也應(yīng)注意。例如:流動床洗滌塔比固定填充洗滌塔不易結(jié)垢和堵塞;⑧使用添加劑也是防止設(shè)備結(jié)垢的有效方法。目前使用的添加劑有CaC12,Mg(OH)2,己二酸等。另一種結(jié)垢原因是煙氣中的O將CaSO,氧化成為CaSO(石膏),并使石膏過飽和。這種現(xiàn)象主要發(fā)生在自然氧化的濕法系統(tǒng)中。其控制措施是通過強(qiáng)制氧化和抑制氧化的調(diào)節(jié)手段。既要將全部CaSO,氧化成CaSO,又要使其在非飽和狀態(tài)下形成結(jié)晶,可有效地控制結(jié)垢。
2.腐蝕
設(shè)備腐蝕的原因十分復(fù)雜,它與多種因素有關(guān)。如:溶液的溫度、pH值、煤種燃燒狀態(tài)、氯離子濃度等。燃煤燃燒過程中除生成SO以外,還生成少量的SO,而SO,可與煙氣中的水分(4%~12%)生成硫酸霧。當(dāng)溫度較低時,硫酸霧凝結(jié)成硫酸附著在設(shè)備的內(nèi)壁上,或溶解于洗滌液中,這就是濕法吸收塔及有關(guān)設(shè)備腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重的主要原因。
目前,對濕式脫硫系統(tǒng)各部位合理的選擇防腐材料及在設(shè)備內(nèi)外涂防腐材料是解決腐蝕問題的主要方法。如:經(jīng)受高溫、腐蝕、磨損較快的部位,可采用麻石、陶瓷或改性高硅鑄鐵;經(jīng)受中低溫和腐蝕、
磨損不嚴(yán)重的部位,可采用防腐防磨涂料作表面處理。日本日立公司的防腐措施是:在煙氣再熱器、吸收塔人口煙道、吸收塔煙氣進(jìn)口段,均采用耐熱玻璃鱗片樹脂涂層,在吸收塔噴淋區(qū)采用不銹鋼或碳鋼橡膠襯里。另外可適當(dāng)控制pH值來避免腐蝕,如:石灰石料漿的pH值一般控制在6.5~6.8t。
3.煙氣脫水
濕法吸收塔在運(yùn)行過程中,易產(chǎn)生粒徑為lO~6Om的“霧”。“霧”不僅含有水分,它還溶有硫酸、硫酸鹽、SO等。如不妥善解決,將使煙氣帶水,腐蝕管道和風(fēng)機(jī),并使風(fēng)機(jī)葉輪粘灰、結(jié)垢,引起風(fēng)機(jī)震動,縮短風(fēng)機(jī)使用壽命。因此,濕法除塵必須配置除霧的設(shè)備,其性能直接影響到濕法煙氣脫硫系統(tǒng)能否連續(xù)可靠運(yùn)行。除霧器通常由除霧器本體及沖洗系統(tǒng)構(gòu)成。除霧器本體作用是捕集煙氣中的液滴及少量粉塵,減少煙氣帶水,防止風(fēng)機(jī)振動;沖洗系統(tǒng)是定期沖洗由除霧器葉片捕集的液滴粉塵,防止葉片結(jié)垢,維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。除霧器多設(shè)在吸收塔的頂部。通常應(yīng)設(shè)二級除霧器,使得凈化除霧后煙氣中殘余的水分一般不得超過100mg/m,否則將腐蝕熱交換器、煙道和風(fēng)機(jī)嘲。
4.廢水的處理
堿液吸收煙氣中的SO后,主要生成含有煙塵、硫酸鹽、亞硫酸鹽等的呈膠體懸浮狀態(tài)的廢渣液,其pH值低于5.7,呈弱酸性。所以,這類廢水必須適當(dāng)處理,達(dá)標(biāo)后才能外排。否則會造成二次污染。廢水的合理處理應(yīng)該是能回收和綜合利用廢水中的硫酸鹽類,使廢物資源化。如:日本和德國由于石膏資源缺乏,所以在濕法石灰石/石灰一石膏法煙氣脫硫中,成功地將廢水中的硫酸鹽類轉(zhuǎn)化成石膏;也可將廢水中的硫酸鹽類轉(zhuǎn)化成高濃度高純度的液體SO,作為生產(chǎn)硫酸的原料?,F(xiàn)在,國內(nèi)外電廠對石灰石一石膏法的脫硫廢水主要以化學(xué)處理為主。先將廢水在緩沖池中經(jīng)空氣氧化,使低價金屬離子氧化成高價(其目的是使金屬離子更易于沉淀去除),然后進(jìn)入中和池,在中和池中加入堿性物質(zhì)石灰乳,使金屬離子在中和池中形成氫氧化物沉淀,部分金屬離子得以去除。但是,還有一些金屬的氫氧化物(如Fe,Cr,Ni)為兩性化合物,隨著pH值的升高,其溶解度反而增大,因而,中和后的廢水通常采用硫化物進(jìn)行沉淀處理,使廢水中的金屬離子更有效地去除。廢水經(jīng)反應(yīng)池形成的金屬硫化物后進(jìn)入絮凝池,加入一定的混凝劑使細(xì)小的沉淀物絮凝沉淀。然后將混凝后的廢水進(jìn)入沉淀池進(jìn)行固液分離,分離出來的污泥一部分送到污泥處理系統(tǒng),進(jìn)行污泥脫水處理,而另一部分則回流到中和池,提供絮凝的結(jié)晶核,沉淀池出水的pH值較高,需進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)后才能排放~。
結(jié)語:
目前,我國中小型燃煤鍋爐煙氣脫硫大部分已采用濕式脫硫,但目前它還存在一些問題,嚴(yán)重的影響它的總體效率及利用范圍,所以找出合理的方法來解決這些問題勢在必行。
(1)對于設(shè)備的結(jié)垢堵塞問題,主要以提供沉積表面、精簡設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件和使用添加劑來防止。
(2)對于腐蝕問題,則主要以改善設(shè)備的材料來考慮。
(3)針對易堵塞丶腐蝕丶廢水,有機(jī)催化法脫硫脫硝技術(shù)有效地避免了這些問題,運(yùn)營過程中既省心又省力,還能有效地降低運(yùn)營費(fèi)用;并且在這個過程中也不會產(chǎn)生廢水等二次污染!
責(zé)任編輯: 中國能源網(wǎng)