目前,大部分火电厂烟气脱硫系统采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺,烟气中夹带的石膏浆液随烟气排放落到地面,对周边环境带来污染,这种现象就称为“石膏雨”。特别是在如今取消气—气换热器(GGH)装置情况下,“石膏雨”现象尤为明显。因此,充分的分析“石膏雨”产生的原因并提前预防和改进设计是非常有必要的。
1、“石膏雨”现象成因分析
1.1、烟气通过脱硫后温度较低
进入吸收塔的烟气通过脱硫后,温度降低,在无烟气再热措施下,排烟温度较低,烟气自烟囱口排出后不能有效地抬升、扩散到大气中,很快凝结成小液滴落下,形成“石膏雨”。特别是当地气温较低、气压较低或在阴霾天气的时间段,“石膏雨”更易形成。
1.2、烟气通过除雾器时流速过高
烟气流速过高,其夹带石膏浆液能力增强,除雾器除雾效果降低,随烟气排出烟囱的石膏浆液量增多,更易形成“石膏雨”。因此,将烟气流速控制在一个最优的范围内是尤为重要的。
1.3、除雾器入口烟气分布不均
烟气经脱硫后,通过除雾器时分布不均,致使局部除雾器出现堵塞现象,烟气流动的通道变小,流速加快,夹带石膏浆液能力进一步加强,更易形成“石膏雨”现象。
除以上成因以外,除雾器的除雾效果,原烟气中的烟尘颗粒物含量,吸收塔的设计,装置的运行操作等都会影响到烟气中的浆液夹带量,从而影响到“石膏雨”的形成。
2、“石膏雨”的应对对策
2.1、设计时选择合适的烟气流速
吸收塔设计烟气流速一般为3.5~4.0m/s左右,除雾器中烟气流速稍高于塔内流速。塔内烟气流速应该综合多方面因素,设计合适的流速,才能避免“石膏雨”。
2.2、设计时选择合适的液气比
液气比(L/G)是指单位时间内循环浆液量与烟气的体积比,是保证脱硫效率的关键指标之一。吸收塔的液气比一般控制在10~15L/m3,足够的液气比是保证脱硫效率的前提,但液气比不能设计过高,过高的液气比会使烟气中夹带的石膏浆液量增加,同时会增加除雾器的负荷,更易形成“石膏雨”。因此,选择合适的液气比非常重要。
2.3、选择合适的除雾器类型和合理的冲洗系统
较之平板式除雾器,屋脊式除雾器能有效减少浆液夹带和更好的安全性,在选择除雾器类型时,应综合考虑到可行性和经济性,选择最优的形式。在设计除雾器冲洗系统时要考虑冲洗面的选择、冲洗水压力、冲洗强度、喷嘴角度、冲洗频率、冲洗水水质等。冲洗方式宜采用“一级底,一级顶、二级底”的方式。
2.4、合理的喷淋设计
设计合理的喷嘴入口压力和喷淋方式。喷嘴入口压力高,喷出的浆液中小粒径的比例增多易形成“石膏雨”,因此在设计上对浆液循环泵至喷嘴入口处的管道、喷淋层及管件等沿程阻力应详细计算,确定准确的循环泵扬程,保证喷嘴的雾化效果。
除以上之外,在脱硫系统运行过程中控制好除雾器压差、浆液PH值、浆液密度等都能有效的减少“石膏雨”的形成。正常情况下,PH值应控制在5~6范围内。浆液PH值高,能提高脱硫效果,但高的PH值也会带来负面影响。由于PH值高,浆液中的石灰石浆液浓度高,易在系统表面结垢,造成除雾器堵塞等,因此浆液的PH值应在设计值范围内操作。而浆液密度宜控制在1.15Kg/L以内,对应的浆液含固量为20%。
3、结束语
通过上述分析,在烟气脱硫系统设计和运行中充分考虑设计合理、设备选型合适、运行操作得当等因素,系统运作过程中产生的“石膏雨”现象在很大程度上能够得到解决。
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