脱硫石膏品质提升方法探讨.pdf

湖南电力
第32卷第1期
HUNAN ELECTRIC POWER
2012年2月
doi:10.3969/j.isn,1008-0198.2012.01.015
脱硫石膏品质提升方法探讨
陆亮珍
(大唐华银金竹山火力发电分公司,湖南冷水江417505)
摘要:针对某电厂2台600MW杌组采用湿法脱硫工艺中生成的石膏中亚硫酸钙含量
偏高、脱水性能差的问题,结合现场实际进行分析,找出导致脱硫石膏品质不合格的主
要原因。通过改进设备、优化系统、重新选定原材料等方式,解决了脱硫石膏的品质问
题
关键词:烟气脱硫;石膏品质;pH值;亚硫酸钙
中图分类号:TWK23.27文献标识码:B文章编号:1008-0198(2012)01-0050-03
某电厂2x600MW机组脱硫系统采用湿法石灰相对较小的CaSO4,更加大了SO2溶解的推动力,
石一石膏烟气脱硫工艺。锅炉烟气经增压风机增压从而使SO2不断由气相转移到液相,达到脱除SO2
后引人脱硫吸收塔,经托盘均布后烟气中SO2与喷的目的。
淋浆液中的石灰石反应,并经吸收塔氧化池内氧
根据 Matteson和 Conklin等人的研究,亚硫酸
化、中和、结晶,大部分生成CaS04?2H20及少盐的氧化除受pH值的影响外,还受到诸如锰、
量的CaS0O3?1/2H20,即石膏。石膏浆液经旋流铁、镁等具有催化作用的金属离子的影响,这些离
器和真空脱水机二级分离脱水后,制成含水量不超子主要通过吸收剂、烟气引入的,它的存在加速了
过10%的干石膏。
HSO3的氧化速率。
中casO,12H,0含量一直居高不下,最高达到2影响氧化速率的因素
78%,石膏质量低劣,脱水系统运行不正常,无法2.1氧化风
形成合格石膏,只能临时修建场地集中堆放,给运
氧化风的影响体现在氧化风的风量和氧化风管
行、运输及厂区环境带来一系列的问题。閃此,通的布置方面。经过测试,该电厂脱硫系统氧化风量
过一系列的试验,最终确定影响系统石膏品质的因与设计值较接近,为8832.999133.71Nm3/h,
素,并进行了针对性的改造。
与氧化风机的设计流量10530Nma3/h相比略低,
1石膏中亚硫酸盐的氧化机理
但通过粗略计算,此风量基本能够满足要求。为了
再次验证风量是否是影响合格石膏生成的主要因
根据Mler等人对SO2在水溶液中氧化动力学素,在脱硫低负荷(低负荷低硫份)阶段试启了2
的研究,HSO5离子在pH值为4.5时氧化速率最台氧化风机来观察石膏品质的变化情况,结果和单
大。但实际运行中,浆液的pH值在5.0~-6.0之台风机运行时基本一致,并无明显改善。那么,氧
间,在此条件下,HSO离子很不容易被氧化。因化风管的布置方式是否能保证在整个吸收塔内氧化
此,FGD工艺上采取用氧化风机向吸收塔循环浆风的分布均匀,可能是影响石膏浆液品质的一个关
液池中鼓人空气的方法,HSO被强制氧化成键因素。通过系统停运后从托盘上多次观察的结果
SO2,以保证下列反应进行:
得知,塔内风量的均布存在较大的问题:液面气泡
HSO3+1/202→HSO4→H'+SO
大,鼓动面积不均匀,利用有限的搅拌器的推动力
氧化反应的结果,使大量HS0。转化成SO2,和剪切力很难将矛式喷嘴出口的氧化风泡打碎以达
加之生成的S02会与Ca2发生反应,生成溶解度到在整个横截面上的均匀分布,因为不均匀的氧化
收稿日期:2011-09-19
50
第32卷第1期
陆亮珍:脱硫石品质提升方法探讨
2012年2月
风可能会使浆液中的S3和已生成的CaSO3?1/式降低0.3~0.4,为S03,HISO3的氧化提供了很
2H20不能完全得到氧化。
好的条件,为石膏品质的改善做了铺垫。
签于此,于2009年3月对2号脱硫吸收塔进2.4石灰石品质
行氧化风管改造成类似于管网式的氧化风管布置,
石灰石品质主要是指石灰石的纯度、粒径、表
风管改造后,风量在塔内的分布均匀了很多,但石面积、活性等。石灰石的纯度主要是指CaO的含
膏品质仍未发生大的改变,说明氧化风的分布问题量,一般要求不低于51%,此外还有一种成分为
仍不是导致该电厂石膏品质中CaS03?1/2H20含Mg0,它所提供的Mg2对亚硫酸钙的及时氧化有
量高的主要原因或唯一原因,不是影响S03和比较微妙的作用;石灰石粒径及表面积对脱硫性能
HSO3及时氧化为S02的主要原因。
的影响很大。显然其粒径小,表面积大,石灰石更
2.2pH值
易溶解,及时参与反应;石灰石只能以溶解的状态
H值即石膏浆液的酸碱度,在湿法脱硫系统才能参与反应,提供化学反应吸收SO2所需的Ca2
中是重要的参数之一,也直接影响到S3,HSO3及碱度。石灰石的溶解量及溶解速度取決于其活
和CaSO3?1/2H20的氧化
性,活性越高石灰石品质越好。
根据吸收反应原理,吸收塔浆液池中的亚硫酸
通过试验,在之前的研究和设备改进基础上,
根离子S03、亚硫酸氢根离子HSO3是通过与氧化使用了含镁量较高的石灰石,使得浆液的氧化反应
空气发生氧化反应,生成硫酸根离子SO2。在该明显增强,系统pH值也下降了较多,石膏品质发
反应过程中HSOs氧化成s02是较容易进行的,生了显著的变化。以"1塔为例,石膏品质变化如
比较困难的是亚硫酸根离子SO子与02反应生成硫图1,2?2塔的试验结果相同。
酸根离子SO2的过程。因此要控制亚硫酸根离子
加入含镁石灰石后半个月内(2010年11月)
S03,控制少生成CaS0O3?1/2H2O,一是要少生成
60
红家
40
S03;二是要促使已生成的SO3快速反应生成
20
S04。所有这一切,显然必须在酸性环境中进行,
0
长
91011121314151617181920232425
即存在大量H',オ能少生成S03,才能使HSO
的量多一些,有足够的HISO3和O2反应生成硫酸
图11塔再次加入含镁石灰石后石膏中
根离子S04,继而与Ca2'结合生成CaSO2·2H2O。
半水硫酸钙的变化
因此,为了促使氧化反应顺利进行,增加浆液
的酸性环境是一个较理想的调整方向。为此,在
2007-2009年,曾先后多次降低吸收塔pH值运
加入含镁石灰石后半个月(2010年11月
行,石膏品质在此种状态下呈现好转,半水硫酸钙
5.20
的生成量明显降低,最低已达到1%附近。由此可
知,降低pH值运行对合格石膏的生成有明显的效
果。但盲目地降pH值将受到环保指标不能达标的
4.90
问题的影响,需探索既能保证环保指标达标又能让
pH值保持在低值的科学方法。
91011121314151617181920232425
2.3供浆位置
新鲜的石灰石浆液供入点选择从浆液氧化池上
图21塔加入含镁石灰石后吸收塔桨液的
部供人是不合理的(运行中pH值较高为5.5
pH值变化趋势
5.8)。很大程度阻碍了S03,HSO3的氧化,也不
能保证石灰石浆液的及时、充分、最大地利用。基3CasO。?1/2H2的控制措施
于此,将吸收塔的石灰石浆液供人位置从原来的液3.1石灰石品质控制

展开阅读全文