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(tǒng)規(guī)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(tài),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(tǒng)經檢修后,投運一段時間,脫硫吸收塔漿液氯根濃度持續(xù)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???,如果不及時進行運行調控,將超出濕法脫硫系統(tǒng)規(guī)定值20000mg/L,并將造成脫硫系統(tǒng)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(tǒng)運行情況說明
近三年,吸收塔漿液氯根濃度范圍區(qū)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??欤绻患皶r進行調控將超出濕法脫硫系統(tǒng)規(guī)定值20000mg/L
2 吸收塔漿液氯根高對濕法脫硫系統(tǒng)的危害
2.1 對脫硫系統(tǒng)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(huán)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(huán)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(tǒng)形成惡性循環(huán),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(guī)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)中大部分的氯來源于煙氣中的氯化物,主要以無機物形態(tài)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(xiàn)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(tǒng)pH調節(jié)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(tǒng)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(fā)現(xiàn)管道內壁有污泥結晶。并排空廢水緩沖箱和pH調節(jié)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(fā)現(xiàn)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(zhí)行系統(tǒng)異常處理措施,置換吸收塔漿液,盡快恢復脫硫系統(tǒng)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(jié)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(tǒng)全出力正常運行。
(3)加強外購石灰石粉、煤的采購監(jiān)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(yè)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(yè)廢水回用至脫硫工藝水箱,從而減少脫硫系統(tǒng)氯離子來源。
5 總結
(1)脫硫系統(tǒng)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(jiān)測。盡量選擇低于脫硫系統(tǒng)原煤氯含量設計值0.043%,—旦發(fā)現(xiàn)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(jié)箱入口管道的沖洗,管道結垢現(xiàn)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(tǒng)中氯根的富集,保證脫硫廢水處理系統(tǒng)正常運行。