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摘要：我国电力行业的快速发展带动我国其它行业发展迅速。某热电厂2×330MW燃煤亚临界发电机组采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺，脱硫系统在长期运行过程中，吸收塔内烟气入口、除雾器、浆液循环泵滤网和氧化空气管道等位置出现明显结垢情况。
关键词：湿法脱硫吸收塔除雾器；堵塞分析及预防
引言
电力行业发展直接关系到我国整体经济建设的发展走向。吸收塔形式为比晓夫结构，即烟气自下而上经吸收塔浆液洗涤脱硫后进入烟囱排出，脱硫浆液由浆液循环泵做功后自上而下喷淋与烟气接触混合，去除其中以SO2为主要污染物的酸性气体和颗粒物，吸收塔浆液扰动方式是通过脉冲悬浮泵做功后向下运动的浆液。
1吸收塔运行问题及分析
(1)吸收塔内底部沉积物含量多在排空吸收塔浆液后，由入孔门进入吸收塔可以观察到吸收塔底部沉积物为石膏，颜色呈灰色。(2)浆液循环泵入口滤网结垢堵塞吸收塔内浆液循环泵堵塞严重，可以观察到如铁钉、皮带等体积较大杂质，在无法通过浆液循环泵滤网后并吸附于滤网之上，减少滤网可通过量、增大阻力、增大浆液循环泵能耗并提供晶体生长附着点，利于结垢的形成。(3)除雾器结垢吸收塔内屋脊式除雾器结垢严重，垢样呈灰白色、除雾器清洗喷嘴出现堵塞情况较多，除雾器结垢降低除雾器工作效率、减少烟气可通过面积、增大吸收塔阻力，提高了增压风机能耗。
2浆液区主要成分的变化
浆液区成分主要成分的变化，尤其是Ca2+，SO32-，SO42-等离子的浓度显然受到吸收区脱硫过程化学反应的影响，很多学者研究脱硫塔内各组成成分的变化时分成吸收段和氧化段两部分，这样的建模方法虽然精度较高，但是实现起来非常复杂，不利于实时仿真，为了实时仿真的目的，将两部分合成整体考虑，各成分变化集中在浆液区，并最终通过浆液区的PH值来体现。吸收段主要考虑石灰石的溶解和亚硫酸钙的结晶；氧化段主要考虑吸收剂碳酸钙的溶解，以及亚硫酸钙的氧化和硫酸钙的结晶。合并成整体，浆液区的成分变化主要受到石灰石的溶解，亚硫酸钙的结晶和氧化，以及硫酸钙的结晶过程的影响。
3湿烟气区(除雾器机理模型)
(一)湿烟气区压降(含除雾器压降)，目前湿法烟气脱硫吸收塔中多采用折板型除雾器，折板式除雾器除雾原理主要利用的是惯性力分离和水膜分离，气体在叶片间通道的流动为高度湍流，压降和流速的平方成正比关系，随着流速的增高，会导致净烟气雾滴携带量增加，气速越高，二次携带量越大，诸多研究表明，存在一个明显的载点，当气速大于载点处的气速时，二次携带量会明显增大。因此压降被表示成两段模型。（二）湿烟气区脱水率(除雾器除雾效率)，作为气液分离装置，从液滴的角度考虑，除雾器存在一个典型参数，极限液滴直径dT，可以认为超过极限直径的液滴被完全分离，小于极限液滴直径的液滴有一定的几率被分离。极限液滴直径与折板形状，液滴密度，进入折板的位置和速度有关系。
4 SO2吸收系统
脱硫塔自下而上可分为4个主要的功能区：浓缩区：除去原烟气中夹带的大部分粉尘，同时利用高温原烟气的热焓将硫酸铵溶液浓缩、结晶；吸收区：用于吸收烟气中的酸性污染物；除雾净化区：除雾净化区在脱硫塔上部，用以净化、分离净烟气夹带的雾滴。净化区出口烟气中液滴质量浓度不大于30ｍｇ/m3。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除雾净化区由一层水洗喷淋层、除雾器组成，脱硫后烟气通过水洗喷淋层喷出的大量清水洗涤去除烟气中夹带的可溶性铵盐，洗涤水通过积液盘收集至水洗槽中循环使用，设置积液盘的目的是确保水洗溶液与下部吸收溶液形成铵盐浓度梯度，设置除雾器是确保去除离开水洗层后烟气中夹带的水滴；湿电深度除尘、除雾、除SO3酸雾区；氧化空气系统烟气中本身的含氧量不足以氧化反应生成的亚硫酸铵；因此，需提供强制氧化系统为吸收塔浆液提供氧化空气；将浆液中吸收下来的HSO-3氧化成SO２－４，最终使脱硫反应中生成的亚硫酸铵变成硫酸铵。氧化风机能提供足够的氧化空气，氧化风管布置合理，使氧化槽内的亚硫铵充分转化成硫铵。氧化空气经氧化空气分布器注入到循环浆液中，以细小的气泡进入浆液，增加了氧化接触面积，氧化率能达到99％以上，浆液中的亚硫酸铵被氧化成硫酸铵;吸收剂供应系统吸收剂采用10％～15％浓度氨水，我公司通过管道把氨水输送到脱硫界区内的氨水槽。给料量根据锅炉负荷、FGD装置进口和出口的SO2浓度及脱硫浆液PH值进行控制;后处理系统硫酸铵回收系统分三级：第一级为硫酸铵旋流浓缩器，离开旋流器的浆液固体含量为40％～５50％；第二级为离心机分离，经离心机分离后含水率质量分数小于5％的硫酸铵，第三级为干燥机，经干燥机干燥后含水率质量分数小于1％，硫铵产品合格。
5脱硫流程
从锅炉引风机出来的热烟气在塔内迅速降温增湿，随后，烟气逆流而上，与自上而下的浆液充分接触，循环吸收液利用高温烟气的热量将溶液进行浓缩，烟气通过集液器进入脱硫塔中部。烟气进入脱硫塔中部，向上与来自脱硫塔下部浆池中的吸收液逆流接触（脱硫塔设置３层浆液喷淋层），SO2被充分吸收后，经水洗除尘装置，通过大量清水洗涤去除烟气中夹带的硫酸铵以及在吸收过程中可能产生的气溶胶，净烟气进入除雾器去除烟气中夹带的液滴，最后进入湿电除尘器除尘后通过脱硫塔顶直排烟囱排放。脱硫塔底部的浓缩循环液通过浓缩循环泵入脱硫塔浓缩段与高温烟气接触，利用高温烟气的热量将硫酸铵溶液进行浓缩，然后部分送至硫酸铵后处理系统进行液固分离、离心分离、干燥后经过包装得到硫酸铵商品。
6结晶垢的防治
结晶垢出现的根本原因是由于相对饱和度过大，在吸收塔内吸收烟气中SO2所产生的CaSO4不能够及时在石膏晶体表面结晶，即吸收塔内浆液的CaSO4生成速度大于CaSO4的消耗速度或者浆液氧化速率过慢。所以适当保留石膏晶种，可以使得浆液中的CaSO4优先附着在石膏晶种上，足够的晶种可以提供极大的晶体表面积，避免CaSO4生成速度大于CaSO4的消耗速度情况发生。优化强制氧化系统，可以提高Ca2+的消耗速度，避免由于浆液氧化速度慢Ca2+积累过多使得CaSO4相对饱和度过高。还可以通过加入化学阻垢剂，在吸收塔内塔壁、管壁以及其他可能形成结晶垢的固体表面形成保护增大CaSO4晶体在其表面析出难度。
7沉积垢的防治
沉积垢的主要成分为亚硫酸钙，生成原因包括pH过高，使得亚硫酸钙溶解度明显降低而析出结垢和由于吸收塔浆液存在搅拌死角使得局部浆液得不到充足氧化而出现混沉。亚硫酸根离子随pH的升高其氧化率是先增大后减小，并在pH值为4.5时为最大氧化率，但是需要考虑到脱硫效率及结晶垢的形成，可以通过控制pH在5～5.5来避免亚硫酸钙浓度过高而析出的情况。还可以通过调整循环浆液泵入口与氧化风管的分布来尽可能减少搅拌盲区的存在。
结语
湿法脱硫系统在现阶段还是对整个脱硫过程控制存在缺陷，脱硫过程实际分为酸碱反应和氧化反应两个部分，目前的湿法脱硫系统只对整个过程中的酸碱反应进行调控，并未对氧化反应进行调控。所以需要对整个湿法脱硫系统进行改进优化，实现脱硫过程氧化反应与pH耦合控制是解决脱硫系统运行问题的关键。
参考文献
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［3］周国芹，于洪珍，马雪华，等．湿法脱硫吸收塔浆液石灰石屏蔽原因分析及预防处理［J］．电力科技与环保，2015，31(4):35－37．
论文作者:王凤晓
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第03期
论文发表时间:2019/6/17
标签：浆液论文; 烟气论文; 吸收塔论文; 硫酸铵论文; 硫酸钙论文; 湿法论文; 结晶论文; 《当代电力文化》2019年第03期论文;