論脫水系統(tǒng)脫水效果差原因分析及處理方案
2019-11-01 來自: 威海市銘遠(yuǎn)環(huán)??萍加邢薰? 瀏覽次數(shù):1356
一、引言
我廠是5×330MW火力發(fā)電機(jī)組,NO. 1~NO.5機(jī)組的煙氣脫硫采用石灰石-石膏濕法(FGD)脫硫工藝;我廠設(shè)計(jì)兩套真空皮帶脫水機(jī)以滿足脫硫工藝。
濕法石灰石-石膏煙氣脫硫工藝中,石灰石漿液在吸收塔內(nèi)與煙氣逆向接觸,生成半水亞硫酸鈣并以小顆粒狀存在漿液中,經(jīng)氧化風(fēng)機(jī)將O2鼓入吸收塔內(nèi),強(qiáng)行氧化為二水硫酸鈣(CaSO4·2H2O)結(jié)晶。石膏排出泵將吸收塔內(nèi)的漿液抽出,送往石膏旋流器,進(jìn)行顆粒分級(jí),稀的溢流返回吸收塔;濃縮的底流(較粗顆粒)送往真空皮帶機(jī)進(jìn)行石膏脫水。脫水后的石膏含水率要求不超10%。若石膏水分過高,不僅影響對(duì)石膏的儲(chǔ)存、運(yùn)輸,嚴(yán)重時(shí),會(huì)影響脫水系統(tǒng)的正常運(yùn)行,進(jìn)而造成吸收塔漿液密度持續(xù)高升、吸收塔漿液品質(zhì)差;塔內(nèi)漿液品質(zhì)差又會(huì)導(dǎo)致脫硫效率差和脫水效果差的惡性循環(huán)事件的發(fā)生。
脫水效果差之原因一:石膏漿液品質(zhì)差
此處,說到石膏漿液品質(zhì)差,主要是指漿液中小顆粒石膏晶體增多或漿液中的雜質(zhì)含量增加等引起濾布過濾通道的堵塞,使?jié){液中的水不容易從濾布孔隙分離出來,脫水效果差。
1.1石膏晶體顆粒度小
吸收塔漿液經(jīng)一級(jí)脫水后,進(jìn)入真空脫水機(jī)上的石膏漿液所含固體顆粒度分布較寬。若60um以上的大顆粒占60%以上,10um以下的小顆粒占5%以下,這樣的顆粒分布所構(gòu)成的石膏有利于脫水。
而控制石膏結(jié)晶,使其生成易于分離和脫水的石膏顆粒是非常重要的。蕞好,石膏晶體是粗顆粒;如果控制不當(dāng),生成層狀、針狀或者非常細(xì)小的顆粒,不僅會(huì)造成系統(tǒng)結(jié)垢,而且非常難脫水;尤其是針狀晶體,形成的石膏顆粒小,粘性大,如CaSO3·1/2H2O晶體。而理想的石膏晶體應(yīng)是短柱狀,比前者顆粒大,易于脫水。所以,控制好吸收塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)條件和結(jié)晶條件(循環(huán)泵運(yùn)行方式必須滿足液氣比規(guī)定值;吸收塔漿液液位必須足夠高,以滿足漿液在漿池內(nèi)滯留時(shí)間不低于4min,滯留時(shí)間越長越利于亞硫酸根被氧化,同時(shí)有利于晶體的長大),使之生成粗顆粒和短柱狀的石膏晶體,是脫水機(jī)能夠正常脫水的重要條件之一。1.2吸收塔漿液中其它雜質(zhì)多
(1)原煙氣中的飛灰。尤其是飛灰中含碳量高或者焦油等未燃燒盡的顆粒物進(jìn)入吸收塔,會(huì)引起吸收塔中的有機(jī)物含量增加,從而發(fā)生皂化反應(yīng),產(chǎn)生一種油膜,加之氧化風(fēng)機(jī)給吸收塔漿池中鼓入高壓空氣,油膜會(huì)受到高壓沖擊,進(jìn)而造成漿液易冒泡,不利于脫水。
時(shí)間 | NO. 1機(jī)組飛 灰可燃物(%) | NO.2機(jī)組飛 灰可燃物(%) | NO.3機(jī)組飛 灰可燃物(%) | NO.4機(jī)組飛 灰可燃物(%) | NO.5機(jī)組飛 灰可燃物(%) | |||||
A側(cè) | B側(cè) | A側(cè) | B側(cè) | A側(cè) | B側(cè) | A側(cè) | B側(cè) | A側(cè) | B側(cè) | |
2018.8.1 | 3.11 | 4.82 | 13.32 | 11.41 | 11.50 | 14.09 | 10.42 | 8.71 | ||
2018.8.2 | 6.16 | 12.20 | 10.19 | 19.46 | 7.19 | 10.87 | ||||
2018.8.4 | 16.11 | 9.15 | ||||||||
2018.8.5 | 14.51 | 13.24 | ||||||||
2018.8.7 | 8.23 | 11.15 | 9.16 | 12.05 | 4.25 | |||||
2018.8.8 | 4.88 | 4.78 | 停爐 | 7.51 | 10.80 | 7.86 | 15.47 | 4.31 | ||
2018.8.15 | 停爐 | 6.07 | 7.04 | 9.43 | 7.77 | 15.23 | 2.7 | |||
2018.22 | 停爐 | 12.02 | 7.13 | 10.19 | 8.13 | 15.23 | 3.89 | 9.33 |
以上表格中統(tǒng)計(jì)的是,2018年8月份我廠各機(jī)組飛灰中可燃物含量所占比值。規(guī)定鍋爐燃燒后飛灰中可燃物含量應(yīng)低于5%,可見,我廠鍋爐燃燒存在燃燒不充分的現(xiàn)象,特別是NO.3機(jī)組和NO.4機(jī)組較為嚴(yán)重。在2018年9月份對(duì)各機(jī)組消泡劑添加次數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。以吸收塔溢流管開始冒泡為準(zhǔn),對(duì)吸收塔進(jìn)行添加消泡劑。
NO.2 | NO.3 | NO.4 | NO.5機(jī)組 | |
日期 | 消泡劑添加次數(shù) | 消泡劑添加次數(shù) | 消泡劑添加次數(shù) | 消泡劑添加次數(shù) |
2018.9.6 | 1 | 3 | 3 | 0 |
2018.9.7 | 0 | 1 | 2 | 0 |
2018.9.8 | 1 | 2 | 2 | 0 |
2018.9.9 | 1 | 3 | 2 | 0 |
2018.9.10 | 1 | 4 | 1 | 0 |
2018.9.11 | 0 | 2 | 1 | 0 |
2018.9.12 | 1 | 0 | 1 | 0 |
2018.9.13 | 0 | 1 | 1 | 0 |
2018.9.14 | 1 | 2 | 2 | 0 |
(3)石灰石中的雜質(zhì)。石膏晶體從漿液中析出過程可分為晶核形成和晶體生長兩個(gè)階段。當(dāng)溶液表面能降低時(shí)晶核形成速率會(huì)增大,進(jìn)而導(dǎo)致漿液中晶核數(shù)量增多,石膏晶體顆粒變小;而漿液中MgO的存在會(huì)降低溶液表面能,這樣就會(huì)導(dǎo)致石膏晶體顆粒度變小,不利于脫水。
1.3吸收塔漿液PH值偏高
pH值偏高,反應(yīng)出石灰石漿液供給量過多,而合格的石灰石漿液細(xì)度要求90%以上通過325目(44um),且平均值控制在22um;若PH值偏高說明石灰石漿液在吸收塔漿液中占比高,在石膏排出泵運(yùn)行時(shí),所抽出的石膏漿液中石灰石含量也高;而在上述闡述過這樣小粒徑的顆粒會(huì)使得脫水效果不好,造成石膏脫水困難。NO.3機(jī)組和NO.4機(jī)組參數(shù)統(tǒng)計(jì)(表三)
日期
| NO.3機(jī)組 | NO.4機(jī)組 | ||||
PH | CO32-(%) | 脫水效果 | PH | CO32-(%) | 脫水效果 | |
2018-09-07 | 6.62 | 4.26% | 不好 | 5.7 | 1.37% | 良好 |
2018-09-08 | 6.5 | 3.76% | 不好 | 5.6 | 0.58% | 良好 |
2018-09-09 | 6.0 | 0.20% | 良好 | 5.5 | 0.57% | 良好 |
2018-09-10 | 6.1 | 2.57% | 不好 | 5.7 | 0.14% | 良好 |
2018-09-11 | 6.15 | 1.85% | 良好 | 6.27 | 2.36% | 良好 |
2018-09-12 | 6.35 | 3.90% | 不好 | 5.75 | 1.28% | 良好 |
2.脫水效果差之原因二:石膏旋流器粗細(xì)分離效果差
石膏旋流器號(hào)稱是一級(jí)脫水,承擔(dān)著石膏漿液的濃縮和分離作用。石膏旋流器的溢流含固量一般控制在1%~3%(質(zhì)量含量)左右,固體顆粒細(xì)小,主要為未完全反應(yīng)的吸收劑和石膏小結(jié)晶等;脫硫劑返回吸收塔繼續(xù)參加反應(yīng),而石膏小結(jié)晶作為漿池中結(jié)晶長大的晶核,影響著下一階段石膏大晶體的形成。旋流的底流含固量一般在50%~60%(質(zhì)量含量)左右,固體顆粒主要為長大的石膏晶體,真空皮帶脫水機(jī)的目的就是要脫除這些大結(jié)晶顆粒之間的游離水,上述已經(jīng)詳細(xì)的說到大顆粒晶體占比多的話是非常有利于脫水機(jī)正常脫水的。
若石膏旋流器旋流筒體內(nèi)石膏沉積、旋流子入口被大量雜質(zhì)堵塞,或者運(yùn)行人員調(diào)整不當(dāng),比如旋流子投運(yùn)數(shù)目多,入口壓力低,石膏漿液濃縮及顆粒分級(jí)效果肯定會(huì)變差,過多的小顆粒將會(huì)進(jìn)入底流,然后到脫水機(jī),會(huì)直接影響石膏的脫水效果.
2018年09月29日——09月30日對(duì)NO. 1~NO.4機(jī)組提取石膏旋流器底流漿液,送化驗(yàn)室化驗(yàn)石膏旋流器底流漿液的固含量(NO.2、NO.3在29號(hào)14:40分取漿;NO. 1、NO.4在30號(hào)早上07:10分取漿)。見下表:
機(jī)組 | NO. 1 | NO.2 | NO.3 | NO.4 | NO.5 |
吸收塔密度(kg/m3) | 1092 | 1136 | 1116 | 1125 | 停機(jī) |
投運(yùn)旋流數(shù)目(個(gè)) | 3 | 3 | 3 | 3 | 停機(jī) |
旋流器入口壓力(Mpa) | 0.11 | 0.13 | 0.14 | 0.18 | 停機(jī) |
底流含固量(%) | 15.04 | 19.95 | 34.71 | 21.22 | 停機(jī) |
石膏旋流器參數(shù)(表四)
化驗(yàn)所得結(jié)果顯示4臺(tái)機(jī)組的石膏旋流器底流含固量遠(yuǎn)低于要求值,這樣就會(huì)造成二級(jí)脫水系統(tǒng)真空皮帶脫水機(jī)脫水負(fù)擔(dān)加重;也會(huì)使得石膏旋流器底流漿液中小顆粒CaCO3含量增加,即影響脫水效果,又會(huì)造成石灰石的浪費(fèi)。
3.脫水效果差之原因三:真空皮帶脫水機(jī)故障
3.1脫水機(jī)濾布材質(zhì)差
濾布材質(zhì)采用聚酯材料的蕞好,有聚丙烯的話易出現(xiàn)濾布變形、撕裂和濾布易開洞,或?yàn)V布接口工藝是否良好,工藝不好,接口處縫隙大等,都會(huì)導(dǎo)致漏真空,影響脫水效果?;蛘邽V布材質(zhì)太差,濾布孔隙大小不合理也會(huì)直接造成脫水效果差。
我廠在2018年08月低對(duì)#2真空皮帶機(jī)濾布進(jìn)行了更換,在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)根本無法將石膏漿液脫干,與之前濾布材質(zhì)進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)該濾布較之前所用濾布材質(zhì)要硬,而且面光滑;為了保證脫水效果良好,2018年09月08日,重新更換了和之前一致的新濾布,最終#2脫水系統(tǒng)可正常投運(yùn)。
3.2氣液分離器至脫水機(jī)間真空管路是否堵塞
2013年中旬,脫水機(jī)A、B脫水效果差,我廠對(duì)氣液分離器至脫水機(jī)之間的真空管路進(jìn)行過拆解檢查,發(fā)現(xiàn)管路中有大量漿液沉積,部分管路接近堵塞狀態(tài),嚴(yán)重影響到脫水機(jī)的脫水效果,待積漿清理后,恢復(fù)運(yùn)行時(shí),發(fā)現(xiàn)脫水效果明顯好轉(zhuǎn)。
4.脫水效果差之原因四:運(yùn)行人員運(yùn)行調(diào)整不當(dāng)4.1石膏旋流器旋流子投運(yùn)數(shù)目多
若,石膏旋流器旋流子投運(yùn)數(shù)目多時(shí),石膏旋流器入口壓力會(huì)下降,壓力過低時(shí),漿液流入旋流器的流速會(huì)下降;而石膏旋流器的工作原理就是離心沉積,如果漿液在切向進(jìn)入旋流器筒體的流速過低時(shí),石膏漿液中的小顆粒或更多的水無法在旋流子內(nèi)向上旋流,而最終成為底流漿液;這樣進(jìn)入石膏底流分配箱中的石膏漿液含的小顆粒物質(zhì)多,而且含水量也大,這樣非常不利于脫水。
4.2脫水機(jī)頻率調(diào)整不當(dāng)
脫水機(jī)頻率過低時(shí),濾餅厚度高,不利于水分被吸出;如果,頻率過快,濾餅厚度薄,但濾布運(yùn)行快,濾餅中水分被吸干的時(shí)間短,同樣也不利于脫水。
4.3脫水機(jī)下漿量過大
脫水機(jī)下漿量大,超出了脫水機(jī)的承載與處理能力。
5.石膏漿液脫水效果差處理方案
5.1保證吸收塔漿液品質(zhì)合格
項(xiàng)目 | 單位 | 理想指標(biāo) | 控制指標(biāo) |
CO32- | % | < 0.5 | < 3 |
亞硫酸鹽 | % | < 0.5 | < 1 |
Cl- | mg/L | < 10000 | < 20000 |
PH | / | 4.8~5.8 | 5.0~6.0 |
晶體形狀 | / | 短柱塊狀 | 短柱塊狀 |
晶體粒徑 | um | 60um占60%以;5um占10%以下 | 大于50um |
漿液密度 | Kg/m3 | 1080~1150 | 1080~1150 |
MgO | % | < 0.5 | < 1 |
石膏漿液品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(表五)
5.11保證吸收塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)必須充分
根據(jù)SO2在水溶液中氧化動(dòng)力學(xué)的研究,HSO3-在PH值為4.5時(shí)氧化速率蕞大,但實(shí)際濕法石灰石FGD工藝中,將吸收塔漿液PH值控制在4.8~5.8,并保證氧化風(fēng)機(jī)出力足夠,確保CaSO3·1/2H2O占比小于1%;同時(shí),保證石膏結(jié)晶時(shí)間足夠,這樣能形成較大顆粒的石膏晶體。
5.12保證廢水正常排放,維持吸收塔內(nèi)CL-濃度小于13000mg/L
吸收塔內(nèi)氯離子濃度過高,說明脫硫系統(tǒng)沒有按照設(shè)計(jì)要求定期對(duì)廢水外排,如此,吸收塔內(nèi)惰性物質(zhì)(如不參加反應(yīng)的灰、雜質(zhì)等)也會(huì)富集過多,而這部分物質(zhì)會(huì)包裹在石灰石小顆粒表面,而阻止石灰石和SO22的接觸與反應(yīng),造成石灰石消耗的增加,同樣會(huì)造成脫硫效率的下降。因此,會(huì)有氯離子濃度過高,就伴隨著脫硫效率降低,或者供漿時(shí)間長的現(xiàn)象。
5.13保證鍋爐燃燒充分
若,鍋爐燃燒不充分,煙氣帶著含有大量的碳顆?;蛘呓褂偷任慈紵M的飛灰進(jìn)入吸收塔中,一方面會(huì)引起吸收塔內(nèi)惰性物質(zhì)的增加,另一方面也會(huì)引起吸收塔漿液中的有機(jī)物含量增加,從而發(fā)生皂化反應(yīng),產(chǎn)生一種油膜,最終,吸收塔漿液會(huì)冒泡溢流。
5.14嚴(yán)格控制脫硫用水水質(zhì)和石灰石料質(zhì)量
盡量降低脫硫用水中所含有的COD;同時(shí)嚴(yán)格控制石灰石原料,尤其是其中的MgO含量,保證其指標(biāo)正常(< 1%)。
5.2運(yùn)行人員應(yīng)該勤于調(diào)整運(yùn)行方式、加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測和分析
項(xiàng)目名稱 | 化驗(yàn)項(xiàng)目 | 指標(biāo) |
石灰石料 | CaO | ≧52% |
MgO | ≦1% | |
SiO2 | ≦1.5% | |
Al2O3 | ≦0.3% | |
CaCO3 | ≧90% | |
吸收塔漿液 | MgO | ≦1% |
CL- | 13000ppm | |
PH | 4.8~5.8 | |
密度 | 1080~1150mg/m3 | |
石膏旋流器底流含固量 | ≧50% | |
石膏旋流器底流粒徑 | ≧60um占60%以上 | |
石膏 | CaCO3 | <3% |
CaSO3 | <1% | |
CaSO4 .2H2O | ≧90% | |
石灰石漿液 | 粒徑 | 44≦um占比≧90% |
脫硫?qū)I(yè)需要化驗(yàn)的項(xiàng)目和各項(xiàng)目指標(biāo)(表六)
5.21嚴(yán)密監(jiān)測石膏旋流器的入口壓力
我廠所用的石膏旋流器各有四個(gè)旋流子,對(duì)旋流子投運(yùn)數(shù)目進(jìn)行調(diào)整,原則上是入口壓力越大石膏旋流器底流含固量就越高,而且石膏漿液中大顆粒固體占比高;但旋流子投運(yùn)數(shù)目太少,會(huì)影響對(duì)吸收塔漿液的置換效率,不利于對(duì)吸收塔漿液密度的控制。對(duì)石膏旋流器投運(yùn)兩個(gè)旋流子時(shí)和投運(yùn)三個(gè)旋流子時(shí),進(jìn)行化驗(yàn)旋流子的底流含固量和溢流含固量,看是否達(dá)標(biāo),若不達(dá)標(biāo),聯(lián)系檢修檢查旋流子,有必要時(shí)要更換旋流子或沉沙嘴。對(duì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)和入口壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),有利于分析和解決脫水機(jī)脫水效果差的問題。
5.22嚴(yán)密監(jiān)視脫水機(jī)運(yùn)行狀態(tài)
監(jiān)盤人員要勤于調(diào)整脫水機(jī)頻率以及下漿量。巡檢人員應(yīng)檢查脫水機(jī)運(yùn)行狀態(tài)良好、濾布完好無破損或跑偏等現(xiàn)象,特別要檢查濾布沖洗水量是否正常,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)聯(lián)系檢修處理。
6. 結(jié)論
沒有解決不了的問題,只需要我們能“對(duì)癥下藥”!
脫水效果差原因復(fù)雜,而且各因素之間又會(huì)相互影響。以上清楚地闡述了造成脫水機(jī)脫水效果差的各方面因素,在脫水效果差時(shí),為了確切的找準(zhǔn)具體因素,就需要對(duì)所有可能涉及到的因素進(jìn)行逐一排查和篩選,同時(shí)要特別注意對(duì)吸收塔漿液進(jìn)行取樣化驗(yàn),并制定詳細(xì)的定期化驗(yàn)與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)制度,這樣有利于分析,也有助于切實(shí)地解決問題。