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濕法脫硫吸收塔漿液氯根含量高的原因分析及解決對策

摘要:某熱電廠檢修結束投入正常生產后,吸收塔漿液氯根逐漸升高,快接近濕法脫硫系統規定值20000mg/L。通過分析吸收塔漿液氯根含量高的危害及原因,提出了應對措施,后經加強運行調整堅持加強脫硫廢水排放后,吸收塔漿液氯根趨于平衡狀態,恢復正常運行。

關鍵詞:濕法脫硫;吸收塔漿液;氯根;脫硫廢水

0 引言

某熱電廠濕法脫硫系統經檢修后,投運一段時間,脫硫吸收塔漿液氯根濃度持續升高。與往年吸收塔漿液氯根濃度化驗數據進行對比,2020年很明顯上升趨勢非常快,如果不及時進行運行調控,將超出濕法脫硫系統規定值20000mg/L,并將造成脫硫系統管道設備腐蝕嚴重、漿液脫水后石膏品質差等一系列運行問題,增加檢修工作量和運營及維護成本。

1 脫硫系統運行情況說明

近三年,吸收塔漿液氯根濃度范圍區域達到天數進行記錄分析,具體如表1對比表。

通過近三年的吸收塔漿液氯根濃度化驗數據進行分析,氯根濃度>10000mg/L時間很明顯在逐年縮短。氯根濃度2018年度和2019年度未超出15000mg/L,然而2020年3月18日已經超出15000mg/L。說明2020年吸收塔漿液氯根上升趨勢非常快,如果不及時進行調控將超出濕法脫硫系統規定值20000mg/L

2 吸收塔漿液氯根高對濕法脫硫系統的危害

2.1 對脫硫系統的腐蝕

加劇吸收塔內金屬件腐蝕:一是氯離子對不銹鋼造成腐蝕,破壞鈍化膜;二是不斷富集的氯離子,會直接降低漿液的pH值,會引起金屬腐蝕、縫隙腐蝕及應力腐蝕。因脫硫吸收塔內壁有玻璃鱗片襯里保護,所以會先造成漿液循環泵、攪拌器等設備的嚴重腐蝕,縮短設備壽命。

2.2 降低脫硫效率

(1)抑制吸收塔內的化學反應。漿液中氯化物大多以氯化鈣的形式存在,鈣離子濃度的增大,在同離子效應作用下,將抑制石灰石的溶解,降低液相堿度,從而影響到吸收塔內的化學反應,降低了SO2的去除率。隨著氯離子擴散系數的增大,具有排斥HSO3-或SO3的作用,影響SO2的物理吸收和化學吸收,抑制脫硫反應的順利進行,導致脫硫效率下降。

(2)吸收塔漿液易起泡。隨著吸收塔漿液氯離子含量的增加,漿液性質可能會改變,塔內漿液會產生大量的氣泡,造成吸收塔溢流,產生虛假液位,干擾運行人員的判斷和調整,造成漿液循環泵的汽蝕或跳閘,甚至導致漿液進人原煙道。

(3)吸收塔漿液易中毒。因氯離子較強的配位能力,在高濃度下會迅速與煙塵中的Al、Fe和Zn等金屬離子配位形成絡合物,將Ca或CaCO3顆粒包裹起來使其化學活性嚴重降低,漿液的利用率下降,最終導致吸收塔漿液內的CaCO,過剩,但pH值卻無法上升,這時補漿液將極易過量,造成漿液密度過高,導致漿液中毒。

2.3 影響石膏品質

吸收塔漿液氯根濃度升高,會抑制二氧化硫溶解生成亞硫酸氫根,引起石膏中碳酸鈣含量增大,氯根含量增加,石膏脫水性能下降,造成石膏品質惡化。如果想得到更高品質的石膏,就必須增加沖洗水量,從而使脫硫系統形成惡性循環,并且進人脫硫廢水中的氯根含量大幅增加,廢水處理難度增大。

3 吸收塔漿液氯根含量高的排查分析

3.1 煤中氯含量分析

電廠有對鍋爐燃煤中氯含量進行化驗分析,同時依據GB/T20475.2-2006《煤中有害元素含量分級第2部分:氯》煤中氯含量分級對人廠煤種氯含量進行分級具體如表2所示。

根據電廠煙氣濕法脫硫裝置設計規范脫硫吸收塔人口煙氣參數具體如表3。

可以計算出燃煤中氯含量設計值為0.043%,通過分析可以看出煙煤氯含量已經超出濕法脫硫系統設計值,所以吸收塔氯根濃度升高有可能受人廠煤煤質變化的影響。

3.2 脫破工藝水分析

如果濕法脫硫系統工藝水氯離子含量高的話,也將造成吸收塔漿液氯根升高。電廠有取脫硫工藝水箱中的水樣進行化驗,化驗出氯根為17mg/L,氯根含量很低,而且電廠未使用髙氯根的酸堿中復用水,所以排除吸收塔氯根濃度升高是受工藝水的影響。

3.3 石灰石粉分析

同時電廠脫硫石灰石粉樣有委托福建省121地質大隊進行化驗,檢測出石灰石粉中氯離子含量為0.12%,氯離子含量很低,所以排除吸收塔氯根濃度升高是受石灰石粉的影響。

3.4 鍋爐煙塵濃度分析

脫硫系統中大部分的氯來源于煙氣中的氯化物,主要以無機物形態存在,如氯化鈣、氯化鉀、氯化鎂等。電廠分別對3臺鍋爐進行煙塵濃度檢測,具體煙塵實測濃度檢測數值見表4。

從3臺鍋爐除塵器出口檢測煙塵濃度數據來分析,不屬于煙塵濃度髙的現象,所以排除吸收塔氯根濃度升高是受鍋爐煙塵濃度的影響。

3.5 脫硫廢水排放量分析

由于電廠脫硫廢水處理系統pH調節箱人口手動門全開,人口流量在1.5-2.5m3/h之間波動(電廠脫硫廢水處理系統設計出力3m3/h),懷疑人口流量計不準。及時安排檢修人員對廢水泵進、出口管道進行排査,發現管道內壁有污泥結晶。并排空廢水緩沖箱和pH調節箱內漿液,使用內窺鏡査看,箱內無積漿。同時進行流量實物比對,發現廢水泵處理流量不足1m3/h,脫硫廢水排放量不夠,脫硫廢水由溢流管進人集液坑,再進人吸收塔,造成吸收塔氯根濃度升高。

4 降低吸收塔漿液氯根高的措施

(1)運行人員應對吸收塔漿液氯根進行加測,跟蹤變化趨勢,以便及時判斷提前調整運行措施,如果處理不及時,應執行系統異常處理措施,置換吸收塔漿液,盡快恢復脫硫系統正常運行,保證吸收塔漿液氯根濃度合格達標。

(2)吸收塔漿液氯根過髙時,最有效的辦法是加大脫硫廢水的排放。由于電廠廢水泵出口至pH調節箱人口之間管道較長,要加強對該管道進行沖洗,防止管道長期累積結垢,甚至堵住管道,以確保脫硫廢水處理系統全出力正常運行。

(3)加強外購石灰石粉、煤的采購監測,盡量采用低氯煤和石灰石粉。

(4)因電廠脫硫工藝水箱的水源有兩路,一路為冷卻水,一路為工業酸堿中和廢水。當吸收塔漿液氯根超標時,應及時停止電廠工業廢水回用至脫硫工藝水箱,從而減少脫硫系統氯離子來源。

5 總結

(1)脫硫系統運行過程中控制吸收塔氯根濃度主要在于原煤中氯含量,要加強對不同批次原煤進行氯含量監測。盡量選擇低于脫硫系統原煤氯含量設計值0.043%,—旦發現超出設計值,可以進行煤種更換或調整配比。

(2)通過加強對廢水泵出口至PH調節箱入口管道的沖洗,管道結垢現象得以控制,同時定期對人口流量計進行實物比對,確保脫硫廢水量能夠及時處理,減少脫硫系統中氯根的富集,保證脫硫廢水處理系統正常運行。

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