石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)中的問題.docx

1、石灰石一一石膏濕法脫硫的技術(shù)問答目錄刖舌為了維持濕法脫硫系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，確保較高的脫硫效率，必須外排一定量的脫硫廢水。脫硫廢水水質(zhì)較差含鹽量極高，對環(huán)境有很強(qiáng)的污染性，如果不加處理直接外排，勢必對周圍水環(huán)境造成嚴(yán)重污染。常規(guī)的脫硫廢水處理技術(shù)系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備數(shù)量多，工作環(huán)境差，投資和運(yùn)行費(fèi)用高，并且無法去除廢水中的C1。廢水煙道處理技術(shù)將脫硫廢水霧化后噴入空預(yù)器（APH）和電除塵器（ESP）間的煙道，利用煙氣余熱使廢水完全蒸發(fā)，廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為結(jié)晶物或鹽類等固，隨煙氣中的飛灰一起被電除塵器收集下來，從而除去污染物。在低投入的情況下，實(shí)現(xiàn)濕法煙氣脫硫廢水的零排放，為濕法煙氣脫硫廢水的處理

2、提供了新的有效的途徑。1. 石灰石一石膏系統(tǒng)中吸收塔的結(jié)垢問題1.1. 結(jié)垢機(jī)理1）石膏終產(chǎn)物超過了懸浮液的吸收極限，石膏就會(huì)以晶體的形式開始沉積，當(dāng)相對飽和濃度達(dá)到一定值時(shí)，石膏晶體將在懸浮液中已有的石膏晶體表面進(jìn)行生長，當(dāng)飽和度達(dá)到更高值時(shí)，就會(huì)形成晶核，同時(shí)，晶體也會(huì)在其它各種物體表面上生長，導(dǎo)致吸收塔內(nèi)壁結(jié)垢。2）吸收液pH值的劇烈變化，低pH值時(shí)，亞硫酸鹽溶解度急劇上升，硫酸鹽溶解度略有下降，會(huì)有石膏在很短時(shí)間內(nèi)大量產(chǎn)生并析出，產(chǎn)生硬垢。而高pH值亞硫酸鹽溶解度降低，會(huì)引起亞硫酸鹽析出，產(chǎn)生軟垢。在堿性pH值運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生碳酸鈣硬垢。1. 2.解決辦法1）運(yùn)行控制溶液中石膏過飽和度最大不

3、超過130%o2）選擇合理的pH值運(yùn)行，尤其避免運(yùn)行中pH值的急劇變化。3）向吸收液中加入二水硫酸鈣或亞硫酸鈣晶種，以提供足夠的沉積表面，3）煙氣中的HC1和HF幾乎在冷卻循環(huán)中被完全去除，可以將具有腐蝕的氯化物限制在洗滌器下部很小的范圍內(nèi)?？梢栽谖账煌恢檬褂貌煌牟牧?，而不必為防腐蝕在全塔使用較貴的合金。4）漿液內(nèi)的pH值幾乎不隨煙氣中的二氧化硫的濃度波動(dòng)而變化。5）吸收循環(huán)中的氯化物很低，大約只有冷卻池循環(huán)的十分之一，保證了二氧化硫的吸收率，大大降低了吸收段材料的防腐要求。6）上循環(huán)中含有過量的石灰石（大約過量20%）及形成的碳酸氫鈣在反應(yīng)過程中具有良好的緩沖效果，即使煙氣入口濃度及

4、流量發(fā)生較大變化也能保證高的脫硫效率及穩(wěn)定操作。7）由于系統(tǒng)能自動(dòng)控制在最佳的pH值范圍內(nèi)，不隨氣流及二氧化硫負(fù)荷變化的影響，故控制系統(tǒng)能比較簡單。8）由于冷卻循環(huán)pH較低，在一定去除水平下對石灰石的粒徑要求可以放寬，大約可以節(jié)約40%左右的用于研磨石灰石的能量。9）在同一個(gè)塔中將兩個(gè)區(qū)域分開，使各個(gè)過程都保持最佳的化學(xué)條件，這種設(shè)計(jì)具有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，也是雙循環(huán)脫硫工藝可同時(shí)獲得較高脫硫效率和優(yōu)質(zhì)商品石膏。10）集液斗有導(dǎo)流板，導(dǎo)流板的設(shè)計(jì)使得塔內(nèi)氣流分布均勻，氣液接觸度好，減少了死角和渦流現(xiàn)象，提高了塔的空間利用率，使塔高降低。11）由于上部回路pH高，在事故性霧沫夾帶時(shí)，氣流中含有的霧滴

5、pH高，且有過量的石灰石，故對塔以后的設(shè)備（包括脫硫風(fēng)機(jī)）及管道腐蝕很小。12）由于上下回路分開，液體分流使系統(tǒng)所需的事故漿池體積大為減少降低了造價(jià)。13）系統(tǒng)電耗明顯降低，原因如下：（1）上回路在高pH值運(yùn)行，所需液氣比低，漿液量少，泵可以選小。（2）塔高相對低，循環(huán)泵所需壓頭低。（3）系統(tǒng)對石灰石粒度要求降低，使磨機(jī)功率大大降低，大約40%左右。（4）氧化條件很好，氧化池液面低，氧化空氣的量和壓頭均可以降低。5.主要問題及處理5.1. 循環(huán)漿液中含固量高通常情況下，吸收塔內(nèi)漿液的含固量是10%15%,最低不應(yīng)低于5%o在一定范圍內(nèi)維持較高的漿液濃度，有利于提高脫硫效率和石膏純度。但是，高含

6、固量漿液對循環(huán)泵、攪拌器、管道和閥門的磨損明顯加劇。由于調(diào)試期間密度計(jì)故障，不能很好地控制漿液密度，我公司4#吸收塔循環(huán)管線在試運(yùn)行1個(gè)多月就發(fā)生了漏漿事件。檢查后發(fā)現(xiàn)，彎頭處磨損嚴(yán)重。另外，當(dāng)含固量過高時(shí)，會(huì)影響亞硫酸鹽的氧化。一般來講，當(dāng)吸收塔漿液的密度大于1128kg/m3時(shí)，就會(huì)影響氧化反應(yīng)；當(dāng)吸收塔漿液的密度大于1200kg/m3時(shí)，明顯不利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行。這在直接增加了石膏脫水的困難，同時(shí)，SO2出口濃度控制難度加大，脫硫效率明顯下降。經(jīng)過現(xiàn)場測試，石灰石漿液密度與脫硫效率的關(guān)系如圖1所示。脫疏效率1.2紫i岫段，'（如號）1.0798.5$T.S9T9(*牧禪出圖1石灰

7、石漿液密度與脫硫效率的關(guān)系為了更好地控制吸收塔的漿液濃度，特采取了以下措施： 改進(jìn)密度監(jiān)測。在設(shè)備運(yùn)行過程中，要定期沖洗密度計(jì)，以提高其準(zhǔn)確性，同時(shí)，還要定期取樣，人工化驗(yàn)分析。 調(diào)節(jié)供漿濃度。將工藝控制參數(shù)供漿濃度從11601200kg/m3調(diào)整到11201160kg/m3后，在吸收塔液位允許的情況下，不僅能很好地控制吸收塔漿液濃度，還能減少供漿系統(tǒng)的磨損和堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。 綜合監(jiān)測數(shù)據(jù)，避免表計(jì)不準(zhǔn)的問題發(fā)生，調(diào)整石膏排放頻率。工藝控制要求吸收塔濃度達(dá)到1150kg/m3后就要啟動(dòng)石膏脫水系統(tǒng)排出石膏。為了避免發(fā)生密度計(jì)不準(zhǔn)的問題，綜合考慮其他參數(shù)，比如循環(huán)泵電機(jī)電流、側(cè)攪拌器電流等，含固

8、量升高，循環(huán)泵和攪拌器的負(fù)荷增大，電流值升高，所以，循環(huán)泵的電流值在230240A、側(cè)攪拌器電流值在13.514.5A時(shí)，啟動(dòng)石膏脫水系統(tǒng)排放石膏。5.2.石膏氧化不足在煙氣脫硫的化學(xué)過程中，。2將HSOf氧化為SO廠，隨著煙氣中。2含量的增加，CaS04-2H20的形成加快，脫硫效率也逐漸提高?？紤]到經(jīng)濟(jì)性，一般控制脫硫系統(tǒng)氧化空氣倍率(O2/SO2)為23。在運(yùn)行中，如果實(shí)際參與的氧化空氣量不足，則漿液中大量的亞硫酸鈣不能轉(zhuǎn)化成硫酸鈣，導(dǎo)致石膏脫水困難，石膏品質(zhì)下降，并且S02向液相的溶解擴(kuò)散速度減緩，導(dǎo)致脫硫效率下降。在漿液pH值為4.5,煙氣溫度為50C,煙氣速度為lm/s,入口SO2

9、的質(zhì)量濃度為1pg/mL的條件下，有無強(qiáng)制氧化對脫硫效率的影響如圖2所示。從液氣比對脫硫效率的影響圖中可以看出，有強(qiáng)制氧化時(shí)的脫硫效率比無強(qiáng)制氧化時(shí)的要高12個(gè)百分點(diǎn)左右。自我公司的脫硫系統(tǒng)投運(yùn)以來，相繼出現(xiàn)過脫硫塔運(yùn)行參數(shù)不穩(wěn)和石膏脫水困難等情況。綜合分析，脫硫塔內(nèi)氧化空氣量不足可能是引發(fā)這一情況的重要因素之一。發(fā)現(xiàn)氧化不足現(xiàn)象后，檢查氧化風(fēng)機(jī)及其附屬設(shè)施后發(fā)現(xiàn)，主要問題有以下2點(diǎn)：風(fēng)機(jī)入口濾網(wǎng)堵塞，氧化風(fēng)機(jī)出口卸荷閥故障率高，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出力不足；氧化風(fēng)機(jī)容量不足。針對這些問題，特提出相應(yīng)的解決辦法：定期清理濾網(wǎng)，對氧化風(fēng)機(jī)出口卸荷閥進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，拆除原來的自動(dòng)卸荷閥，更換為蝶閥加消音器手動(dòng)控

10、制，從而解決氧化風(fēng)機(jī)出力不足的問題；針對容量不足的問題，提出了以下整改方案，即在現(xiàn)有一塔2臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)一用一備的情況下，在氧化風(fēng)機(jī)出口增設(shè)一條管線，接入脫硫塔，氧化不足時(shí)，啟動(dòng)備用氧化風(fēng)機(jī)（即2臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行），以提高氧化倍率，實(shí)現(xiàn)氧化系統(tǒng)增容，進(jìn)而改善脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。5.3.液位計(jì)指示不準(zhǔn)吸收塔必須保證一定的液位高度，才能使進(jìn)入吸收塔的so?充分反應(yīng)。本脫硫系統(tǒng)的吸收塔液位是根據(jù)差壓變送器測得的差壓與吸收塔內(nèi)漿液密度計(jì)算得來的。在計(jì)算過程中，沒有采用實(shí)時(shí)的漿液密度值，而是采用了一個(gè)固定值。當(dāng)實(shí)際漿液密度低于該固定值時(shí)，DCS顯示的液位會(huì)比實(shí)際液位偏低；反之，情況相反。因此，在該脫硫系統(tǒng)

11、調(diào)試和運(yùn)行過程中，吸收塔經(jīng)常發(fā)生漿液溢流或煙氣從塔體溢流口冒出的情況。為了更好地控制吸收塔漿液液位，根據(jù)現(xiàn)場的運(yùn)行條件，確定合理的運(yùn)行液位，具體包括以下2點(diǎn)：人為降低運(yùn)行控制液位計(jì)顯示液位，使塔內(nèi)實(shí)際液位僅高于塔體溢流口高度，防止煙氣泄漏；修正吸收塔漿液密度來提高液位計(jì)顯示液位，將液位控制在塔體溢流口至溢流排水口標(biāo)高之間。5.4.閥門內(nèi)漏閥門內(nèi)漏會(huì)引起吸收塔或地坑液位異常升高。在調(diào)試和運(yùn)行期間，出現(xiàn)過幾次除霧器、循環(huán)泵等設(shè)備設(shè)施沖洗水閥內(nèi)漏的現(xiàn)象。檢查后發(fā)現(xiàn)，主要是閥門本體質(zhì)量問題損壞，或者閥門電動(dòng)頭控制失靈造成的。因此，相關(guān)部門變更了閥門生產(chǎn)廠家，更換質(zhì)量過關(guān)閥門。同時(shí)，還要加強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和設(shè)

12、備巡檢，發(fā)現(xiàn)液位異常及時(shí)處理，從而很好地解決了這個(gè)問題。5.5.吸收塔內(nèi)漿液起泡塔底漿液泡沫的產(chǎn)生是因?yàn)闅怏w分散于液體中，形成了氣-液的分散體。在泡沫形成的過程中，氣液界面會(huì)急劇增加，因而體系的能量增加，其增加值為液體表面張力與體系增加后的氣液界面的面積的乘積，應(yīng)等于外界對體系所做的功。如果液體的表面張力越低，則氣液界面的面積就越大，泡沫的體積也就越大。這說明，此液體很容易起泡。泡沫的產(chǎn)生必須具備3個(gè)條件： 只有氣體與液體連續(xù)、充分地接觸時(shí)，才能產(chǎn)生泡沫； 當(dāng)氣體與液體的密度相差很大時(shí)，才能使液體中的泡沫很快上升到液面，久而久之就形成泡沫； 表面張力越小的液體越容易起泡。根據(jù)現(xiàn)場的運(yùn)行調(diào)整情況

13、，引起起泡溢流的原因有以下幾點(diǎn)： 在鍋爐運(yùn)行過程中，投油、燃燒不充分，未燃盡成分隨著鍋爐尾部煙氣進(jìn)入吸收塔，導(dǎo)致吸收塔漿液的有機(jī)雜質(zhì)增加。 鍋爐后部除塵器運(yùn)行情況不佳，煙氣粉塵濃度超標(biāo)。含有大量惰性物質(zhì)的雜質(zhì)進(jìn)入吸收塔后，致使吸收塔漿液重金屬含量增高。重金屬離子增多導(dǎo)致漿液表面張力增加，從而使?jié){液表面起泡。 脫硫用石灰石中含過量的MgO（起泡劑），與硫酸根離子反應(yīng)產(chǎn)生大量泡沫。 脫硫裝置脫水系統(tǒng)或廢水處理系統(tǒng)不能正常投入，致使吸收塔漿液品質(zhì)逐漸惡化。 液位計(jì)顯示錯(cuò)誤（不準(zhǔn)確）。影響吸收塔溢流的因素很多，但是，吸收塔漿液一旦出現(xiàn)起泡溢流情況后，必須及時(shí)妥善處理，以免引發(fā)嚴(yán)重的事故。對此，特采取以

14、下措施： 在吸收塔排水坑中定期加入脫硫?qū)Ｓ孟輨?。盡管確定液位僅高于塔體溢流口高度，但是，難免有吸收塔漿液泡沫從呼吸孔冒出。從實(shí)際運(yùn)行情況來看，吸收塔內(nèi)泡沫會(huì)高于實(shí)際液位表面12m。而防止吸收塔溢流和噴沫現(xiàn)象的有效手段是加入適量的消泡劑。 核算氧化空氣用量，避免漿液中有太多過?？諝?。富余的空氣都以氣泡的形式從氧化區(qū)底部溢至漿液表面的，從而造成漿液動(dòng)態(tài)液位虛假。這也導(dǎo)致吸收塔漿液泡沫增加的原因之一。 在保證氧化效果的前提下，適當(dāng)降低吸收塔工作液位，減小漿液溢流量，防止?jié){液進(jìn)入吸收塔入口煙道。 吸收塔補(bǔ)水控制。在設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，吸收塔補(bǔ)水主要是通過除霧器沖洗實(shí)現(xiàn)的，還有就是利用攪拌器、漿液泵

15、、循環(huán)泵等的機(jī)封冷卻水和-些漿液管路的沖洗水。在此過程中，要盡量控制進(jìn)入吸收塔的水量。水噴淋可以減少泡沫的積累，所以，除霧器沖洗要在保證液位前提下多次少量進(jìn)行，或者在呼吸孔加裝噴水打散泡沫，防止泡沫溢出。 廢水量控制。增加脫硫廢水的排放量，降低吸收塔漿液重金屬離子、C1-、有機(jī)物、懸浮物和各種雜質(zhì)的含量，保證吸收塔內(nèi)漿液的品質(zhì)，避免形成大量泡沫。 降低排出石膏時(shí)吸收塔漿液密度，加大石膏排出量，保證新鮮漿液的不斷補(bǔ)入。 加強(qiáng)對吸收塔漿液、廢水、石灰石漿液、石灰石粉和石膏的化學(xué)分析工作，有效監(jiān)控脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)漿液品質(zhì)有惡化的趨勢，要及時(shí)采取有效的處理手段。5.6.石膏脫水困難在脫硫系統(tǒng)運(yùn)

16、行的過程中，石膏脫水效果差，導(dǎo)致石膏含水率過大，石膏下料斗側(cè)壁石膏堆積，甚至堵塞。沉積在下料斗側(cè)壁上的石膏不規(guī)則地落到石膏皮帶上還可能造成石膏皮帶跑偏。導(dǎo)致石膏脫水困難的原因有以下幾點(diǎn)： 石膏漿液氧化不足。 石灰石品質(zhì)太差。 受漿液中飛灰含量的影響。粉煤灰的粒徑要比結(jié)晶石膏的粒徑小得多，在真空皮帶機(jī)上脫水時(shí)，細(xì)顆粒的粉煤灰很快通過石膏顆粒之間的間隙到達(dá)濾布表面，把濾布的細(xì)孔堵死，所以，皮帶上的真空度就不能提高。 脫硫系統(tǒng)廢水排放過少。由于旋流器頂流排出的廢水中所含的細(xì)顆粒比例高，因此，加大廢水排量可以減少漿液中細(xì)顆粒的比例。 真空度不夠。真空度低的原因有很多，比如漿液分配器分配不均，導(dǎo)致真空度

17、低，真空泵水密封不好、水量不足，真空泵管線泵體結(jié)垢，真空罐下降管水封效果不好等。5.7.處理方法鑒于上述原因，特采取以下應(yīng)對措施： 加強(qiáng)巡檢，在保證現(xiàn)有氧化系統(tǒng)運(yùn)行正常的基礎(chǔ)上，對氧化系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。 加強(qiáng)對布袋除塵器的工藝控制，保證除塵效率。 延長濾布沖洗時(shí)間，及時(shí)更換破損濾布。 加大廢水排放量，盡量減少漿液中細(xì)顆粒的比例。 嚴(yán)格石膏脫水系統(tǒng)的運(yùn)行管理，增加巡檢頻率，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整。另外，將真空泵密封水由原來的工業(yè)水改為除鹽水，盡量避免結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生。使溶解鹽優(yōu)先沉積在表面，而減少向設(shè)備表面的沉積和增氏。4）向吸收液中加入添加劑如：鎂離子、乙二酸。乙二酸可以起到緩沖pH值的作用，抑制二氧

18、化硫溶解，加速液相傳質(zhì)，提高石灰石的利用率。鎂離子的加入生成了溶解度大的MgCO3,增加了亞硫酸根離子的活度，降低了鈣離子濃度，使系統(tǒng)在未飽和狀態(tài)下運(yùn)行，以防止結(jié)垢。另外，氫氧化鎂或碳酸鎂的溶解度遠(yuǎn)較石灰石大，所以設(shè)計(jì)中為了降低液氣比，采用石灰石中添加氫氧化鎂或碳酸鎂，稱加強(qiáng)鎂石灰石一石膏法。在當(dāng)?shù)劓V鹽產(chǎn)量豐富的情況下，是有很大優(yōu)勢的，其效果高于傳統(tǒng)石灰石一石膏法。2.脫硫系統(tǒng)的腐蝕與防腐2. 1.腐蝕機(jī)理1）煙氣中的SO2、HCl、HF等酸性氣體在與液體接觸時(shí)，生成相應(yīng)的酸液，其SO廠、ci-、SO廠對金屬有很強(qiáng)的腐蝕性，對防腐內(nèi)襯亦有很強(qiáng)的擴(kuò)散滲透破壞作用。2）金屬表面與水及電解質(zhì)形成電化

19、學(xué)腐蝕，在焊縫處比較明顯。3）結(jié)品腐蝕，溶液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽隨溶液滲入防腐內(nèi)襯及其毛細(xì)孔內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)停運(yùn)后，吸收塔內(nèi)逐漸變干，溶液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽析出并結(jié)晶，隨后體積發(fā)生膨脹，使防腐內(nèi)襯產(chǎn)生應(yīng)力，尤其是帶結(jié)晶水的鹽在干濕交替作用下，體積膨脹高達(dá)兒十倍，應(yīng)力更大，導(dǎo)致嚴(yán)重的剝離損壞。4）環(huán)境溫度的影響。由于GGH故障或循環(huán)液系統(tǒng)故障，導(dǎo)致塔內(nèi)煙溫升高，其防腐材料的許用應(yīng)力隨溫度升高而急劇降低。溫度急劇變化，由于防腐內(nèi)襯與基體的膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)致不同步的膨脹，因應(yīng)力使內(nèi)襯粘接強(qiáng)度下降。由于溫度的上升，降低了內(nèi)襯材料的耐腐蝕性和抗?jié)B透性，加速了內(nèi)襯老化，由于防腐內(nèi)襯施工中存在如氣泡、裂紋等缺陷

20、，受熱應(yīng)力作用迅速發(fā)展，介質(zhì)滲透進(jìn)去后又起到了加速作用。5）漿液中由于含有固態(tài)物，落下時(shí)對塔內(nèi)物質(zhì)有一定的沖刷作用，特別是對于塔內(nèi)的凸出物區(qū)。2. 2.防腐技術(shù)1）合理控制pH值。2）選擇合理的FGD煙氣入口溫度，并選擇與之相配套的防腐內(nèi)襯，選擇與入口煙溫，塔內(nèi)設(shè)計(jì)溫度不相匹配的內(nèi)襯材料是致命的錯(cuò)誤。3）嚴(yán)格把握防腐內(nèi)襯的施工質(zhì)量。4）由于吸收塔一般現(xiàn)場制作，必須在吸收塔制作過程中保證焊口滿焊，焊縫光滑平整無缺陷，內(nèi)支撐件及框架不能用角鋼、槽鋼、工字鋼，應(yīng)用圓鋼、方鋼為主，外接管不能用焊接，要用法蘭連接。5）選擇合理的防腐材料。對于靜態(tài)設(shè)備的防腐，主要有兩種，第一種，在炭鋼本體襯防腐材料，第二

21、種，利用耐腐蝕的合金材料。采用防腐內(nèi)襯，主要材料為玻璃鱗片樹脂和橡膠內(nèi)襯及玻璃鋼。玻璃鱗片抗?jié)B透性非常優(yōu)秀，施工方便，易修復(fù)，耐磨性稍有欠缺，耐溫性從珞璜電廠使用效果來看，也不是很理想。橡膠內(nèi)襯耐磨性好，有良好的彈性和松弛應(yīng)力，但橡膠對熱老化敏感，容易老化，施工難度大，從重慶電廠來看，橡膠內(nèi)襯最后的一道閉和縫很不容易處理好，失效一般從那道縫開始，修補(bǔ)困難，粘接強(qiáng)度也不理想。玻璃鋼當(dāng)溫度低于80C時(shí)，能安全的運(yùn)行，超過80°C,玻璃鋼材質(zhì)就不適合，所以采用玻璃鋼必須有可靠措施控制入口煙溫和塔內(nèi)溫度。近來，國際上開發(fā)出一些高性能的防腐涂料，成本低，效果據(jù)說也很優(yōu)良，但國內(nèi)沒有業(yè)績。采用耐

22、腐蝕合金材料造價(jià)昂貴，國外尤其是美國應(yīng)用較多，不太適合中國國情，其主要材料有高硅鑄鐵，超低炭鋼如316L和317L,或者是竦基合金。但效果反映不是很好。近來，又出現(xiàn)一些非金屬材料如花崗巖及陶瓷，其防腐耐蝕性能優(yōu)良，但制作困難。對于動(dòng)態(tài)設(shè)備防腐耐磨，主要采用鑄鐵+橡膠襯里，或炭鋼+橡膠襯里，或直接用不銹鋼制作，對于GGH和BUF等大型設(shè)備，除了選用合適的材料外，其合理的工藝流程和布置位置，布置方式顯得更加重要。3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行中的幾個(gè)重要參數(shù)3. 1.吸收液的pH值從二氧化硫的吸收來講，高的pH值有利于二氧化硫的吸收，pH值=6時(shí)，二氧化硫吸收效果最佳，但此時(shí)，亞硫酸鈣的氧化和石灰石的溶解受到

23、嚴(yán)重抑制，產(chǎn)品中出現(xiàn)大量難以脫水的亞硫酸鈣，石灰石顆粒，石灰石的利用率下降，運(yùn)行成本提高，石膏綜合利用難以實(shí)現(xiàn)，并且易發(fā)生結(jié)垢，堵塞現(xiàn)象。而低的pH值有利于亞硫酸鈣的氧化，石灰石溶解度增加，按一定比例鼓入空氣，亞硫酸鈣幾乎可以全部得到就地氧化，石灰石的利用率也有提高，原料成本降低，石膏的品質(zhì)得到保證。但低的pH值使二氧化硫的吸收受到抑制，脫硫效率大大降低，當(dāng)pH=4時(shí)，二氧化硫的吸收幾乎無法進(jìn)行，且吸收液呈酸性，對設(shè)備也有腐蝕。3.2.液氣比液氣比也是設(shè)計(jì)中的-個(gè)重要參數(shù)，它在數(shù)字上就是石灰石一石膏法脫硫系統(tǒng)操作線的斜率。它決定了石灰石的耗量，由于石灰石一石膏法中二氧化硫的吸收過程是氣膜控制過

24、程，相應(yīng)的，液氣比的增大，代表了氣液接觸的機(jī)率增加，脫硫率相應(yīng)增大。但二氧化硫與吸收液有一個(gè)氣液平衡，液氣比超過一定值后，脫硫率將不在增加。此時(shí)，由于液氣比的提高而帶來的問題卻顯得突出，出口煙氣的霧沫夾帶增加，給后續(xù)設(shè)備和煙道帶來玷污和腐蝕；循環(huán)液量的增大帶來的系統(tǒng)設(shè)計(jì)功率及運(yùn)行電耗的增加，運(yùn)行成本提高較快，所以，在保證一定的脫硫率的前提下，可以盡量采用較小的液氣比。3.3.系統(tǒng)傳質(zhì)性能系統(tǒng)傳質(zhì)性能越好，系統(tǒng)的脫硫率就越高。系統(tǒng)傳質(zhì)系數(shù)與物系、填料、操作溫度、壓力、溶質(zhì)濃度、氣、液、固三者的接觸程度有關(guān)。選擇合理的吸收塔，提高煙氣流速，有利于提高系統(tǒng)傳質(zhì)速率，減少傳質(zhì)阻力，在優(yōu)化脫硫效率的同時(shí)

25、，還能降低投資成本，降低運(yùn)行成本。3. 4.石灰石粒度參與反應(yīng)的石灰石顆粒越細(xì)，在一定的質(zhì)量下，其表面積越大，反應(yīng)越充分，吸收速率越快，石灰石的利用率越高，但在使用同樣的研磨系統(tǒng)前提下，石灰石出料粒度越細(xì)，研磨系統(tǒng)消耗的功率及電耗越大。所以在選擇石灰石粒度時(shí)，應(yīng)找到反應(yīng)效果與電耗的最佳結(jié)合點(diǎn)。3.5.CI一含量氯離子含量雖然很小，但對脫硫系統(tǒng)有著重大的影響。首先，由于S02、H2SO3>H2SO4、HC1在吸收塔中很快與堿性物發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鈣和氯化鈣，由于硫酸鈣兒乎不溶于水，SOQ濃度非常小，可以忽略不計(jì)，相比之下，氯化鈣極易溶于水所以C1-的濃度相對較大，其腐蝕影響就比so廠大得多

26、，如果C1-沒有被及時(shí)排除，降低濃度，將造成很大的腐蝕破壞。Q-在脫硫系統(tǒng)中是引起金屬腐蝕和應(yīng)力腐蝕的重要原因，當(dāng)C1含量超過20000X10-6時(shí)，不銹鋼己不能正常使用，需要用氯丁橡膠，玻璃鱗片做內(nèi)襯。當(dāng)Q-濃度超過60000X10-6時(shí)，則需更換昂貴的防腐材料。其次，氯離子還能抑制吸收塔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，改變pH值，降低SO廠去除率；消耗石灰石等吸收劑；氯化物又抑制吸收劑的溶解；由于抑制了石灰石的溶解，使石膏中的石灰石含量增加，而工業(yè)要求較高品質(zhì)的石膏中石灰石含量不超過2%0C含量增加引起石膏脫水困難，使其含水量大于10%。C1含量增加嚴(yán)重降低石膏品質(zhì)，因?yàn)楣I(yè)上對石膏中的Q-含量有嚴(yán)格的要求

27、，C1一超標(biāo)使石膏板不能成型，綜合利用困難。氯化物的增加，使吸收液中不參加反應(yīng)的惰性物質(zhì)增加，漿液的利用率下降，要達(dá)到預(yù)想的脫硫率，就得增加溶液和溶質(zhì)，這就使得循環(huán)系統(tǒng)電耗增加。綜合而言，氯在系統(tǒng)中主要以氯化鈣形式存在，去除困難，影響脫硫效率，后續(xù)處理工藝復(fù)雜，設(shè)計(jì)工藝中必須充分考慮其影響。4. 幾項(xiàng)新技術(shù)下面介紹兒個(gè)在傳統(tǒng)石灰石一石膏法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的兒項(xiàng)新技術(shù)，其在國外都有成功的應(yīng)用，但在國內(nèi)尚未有業(yè)績。4. 1.加裝托盤美國在空塔的基礎(chǔ)上，為提高空塔脫硫率，在空塔上部加裝了托盤，托盤上開孔，開孔率30%50%,噴嘴噴出的漿液噴到托盤上，而煙氣由下向上從托盤孔中均勻地通過，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明

28、，使用托盤可以使煙氣分布均勻，最重要的是，它可以增大氣液接觸面積，進(jìn)而降低了液氣比，節(jié)約了功率及電耗。500MW容量，其配套的FGD入口二氧化硫濃度1800mg/m3,脫硫率90%,吸收劑為石灰石的條件下，采用托盤與不采用托盤的系統(tǒng)做了一個(gè)比較，前者液氣比降低了27%,總功率降低了710kWo試驗(yàn)中其噴嘴為碳化硅，托盤采用合金多孔托盤。4.2.LS-2系統(tǒng)由ABB公司在傳統(tǒng)的空塔技術(shù)上發(fā)展起來的，其核心技術(shù)就是采用了較高的煙氣流速，同時(shí)，為了消除高煙氣流速帶來的問題，保持和提高脫硫率，又采用了獨(dú)特的噴嘴布置，新型的除霧器；超細(xì)的石灰石粒度。煙氣流速傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為3.048m/s左右（液柱塔要設(shè)計(jì)得

29、高一些），LS-2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的煙氣流速提高到4.572m/s,最高可以在5.489m/s的流速下運(yùn)行。ABB公司這樣設(shè)計(jì)的技術(shù)依據(jù)是石灰石一石膏法中，二氧化硫的吸收屬于氣膜控制過程，而對于氣膜控制過程，煙氣流速的提高，可以減少氣膜阻力，使得氣體與液體都分散得更為均勻，氣液兩相接觸面積增大，脫硫系統(tǒng)的總的傳質(zhì)速率將迅速提高，在保證脫硫率的前提下，可以大大降低液氣比，總電耗得到顯著的降低。為了適應(yīng)高的煙氣速率，ABB公司對噴嘴的布置采取了特殊的方案，具體的布置方式由于無實(shí)物和資料介紹，無法了解，但總的來說，與傳統(tǒng)的噴嘴布置相比，其布置更為緊湊，密度更大，相互交叉重疊較多，相信是為了在更短的時(shí)間內(nèi)漿液

30、能和煙氣中的二氧化硫充分的反應(yīng)。估計(jì)因?yàn)閲娮斓闹丿B度很大，所以ABB公司設(shè)計(jì)的噴嘴層數(shù)減少了，相應(yīng)的，吸收塔的高度可以降低。高的煙氣流速帶來的兒個(gè)問題之一就是出口煙氣霧沫夾帶增多，這樣會(huì)給吸收塔后的一系列設(shè)備及管道帶來嚴(yán)重的玷污和腐蝕，且由于含水量增大，相同的溫度下，煙囪出口產(chǎn)生白煙幾率增加。傳統(tǒng)的除霧器在如此高的煙氣流速下無法達(dá)到額定的除霧率，國外資料表明，傳統(tǒng)的除霧器設(shè)計(jì)煙速為3m/s左右，超過3.66m/s,即使二級除霧器也會(huì)產(chǎn)生明顯的霧沫攜帶。ABB公司采用了新型的除霧器來解決這個(gè)問題。傳統(tǒng)的除霧器都是垂直布置在吸收塔的上部，而ABB的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，除霧器水平布置對煙氣流速的容忍極限大

31、大提高，水平布置的臥式除霧器能在高達(dá)6.1m/s的煙氣流速下可靠除去霧沫?；谶@一實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這種新型除霧器被設(shè)計(jì)成二級，第一級為斜度300的大霧滴除霧器，它的任務(wù)是除去煙氣中的大霧滴，為第二級除霧器提供分布均勻的煙氣流，第二級為水平布置的臥式除霧器，這種設(shè)計(jì)能可靠的除去高速煙氣中夾帶的大量霧沫，且由于第一級有300的傾斜度，不會(huì)產(chǎn)生積水堵塞。前面提到由于噴嘴布置更為緊湊，液氣比顯著降低，都使吸收塔的直徑和高度減小，投資成本降低，運(yùn)行電耗降低，但由于吸收塔相對減小，而石灰石的溶解度一定，故液體中的石灰石減少，pH值將降低，低的pH值不利于二氧化硫的吸收，當(dāng)pH值低至4時(shí)，二氧化硫的吸收兒乎停止，

32、為了保持液體合適的pH值，必須在二氧化硫與石灰石反應(yīng)時(shí)，保證有充足的石灰石迅速溶進(jìn)液體，要保證這個(gè)速率，就要求石灰石與液體有非常大的表面接觸面積，傳統(tǒng)的石灰石粒度（250目，90%通過）已不能滿足這個(gè)要求，需要尋求更細(xì)的石灰石粒度，如果采用傳統(tǒng)的球磨機(jī)，就需要消耗更多的電能，運(yùn)行成本將得到提高，經(jīng)濟(jì)性下降。ABB公司采用了一種主設(shè)備叫輾輪磨粉機(jī)的全干式研磨系統(tǒng)，這套系統(tǒng)沒有找到具體的設(shè)備結(jié)構(gòu)資料，甚至連圖片介紹也沒有，僅僅了解到系統(tǒng)的入口粒徑不超過40mm,未經(jīng)處理的煙氣被用來驅(qū)動(dòng)磨粉機(jī)和烘干石灰石，從磨制系統(tǒng)排除來的煙氣返回到吸收塔進(jìn)行處理，石灰石制備和處理是一個(gè)全干的系統(tǒng)，并包含一個(gè)巧妙的

33、干式注入系統(tǒng)以防止粉塵返回系統(tǒng)。其具體的工作過程及原理尚未了解到。這一石灰石磨制系統(tǒng)在美國國內(nèi)與傳統(tǒng)的濕式球磨機(jī)相比，據(jù)說工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用大大降低，節(jié)約電耗十分明顯，最關(guān)鍵的一點(diǎn)：石灰石出口粒度為32S目（95%通過），滿足LS-2系統(tǒng)要求。ABB的輻輪磨機(jī)與傳統(tǒng)濕式磨機(jī)相比，ABB公司稱其電耗，工程投資，運(yùn)行成本，安裝周期都遠(yuǎn)低于后者，這種比較估計(jì)是在石灰石入口粒徑相同，出口粒徑也相同的前提下，但不知325目（95%通過）的輾輪磨機(jī)與250目（90%通過）的濕式球磨機(jī)相比，其電耗、投資、運(yùn)行成本，安裝周期有無優(yōu)勢。只有這樣比較才有實(shí)際的意義。另一方面，瑞士斯維達(dá)拉公司介紹，濕式磨機(jī)與干式磨

34、機(jī)相比，前者電耗、投資、噪音都遠(yuǎn)低于后者，其濕式磨機(jī)的優(yōu)勢更為明顯。這和ABB公司的結(jié)論有些矛盾，故兩者的結(jié)論均有待進(jìn)一步調(diào)研。超細(xì)的石灰石顆粒確實(shí)對降低液氣比起到了很好的效果，它是為適應(yīng)吸收塔尺寸減少而設(shè)計(jì)的，但反過來有使吸收塔尺寸的進(jìn)一步減少提供了可能，塔內(nèi)反應(yīng)更充分，石灰石利用率進(jìn)一步提高。電耗方面：全干的粗輪磨機(jī)節(jié)約了電耗；液氣比的減少使持液量減少，循環(huán)液量減少，循環(huán)泵等設(shè)備的'節(jié)電效果顯著。同時(shí)，取得了這些優(yōu)勢后，它并沒有犧牲系統(tǒng)的脫硫率，并且提高了脫硫率。LS-2系統(tǒng)代表了先進(jìn)的緊湊的高效的濕法脫硫工藝，ABB公司稱，總體上，LS-2系統(tǒng)與目前其它最先進(jìn)的相同容量的濕法脫硫

35、工藝相比，可節(jié)約大約15%30%的總投資，降低10%20%的電耗，工期也得到縮短（在美國俄亥俄州的一個(gè)電廠中，LS-2系統(tǒng)示范工程，處理500MW容量的鍋爐煙氣，從設(shè)計(jì)開始到投產(chǎn)時(shí)間為22個(gè)月）?？梢钥偨Y(jié)LS-2系統(tǒng)成本的下降主要得益于以下幾點(diǎn)：吸收塔尺寸的減少；傳質(zhì)阻力的減少；吸收液總量的減少；石灰石的利用率提高；取得更細(xì)的石灰石顆粒的同時(shí)，卻大大降低了系統(tǒng)總電耗。4.3.CT-121系統(tǒng)由日木千代田公司開發(fā)的第二代煙氣脫硫系統(tǒng)，又稱千代田工藝。其核心技術(shù)是噴泡塔（噴射式鼓泡反應(yīng)塔，GBR）,其工作過程如下：煙氣從引風(fēng)機(jī)進(jìn)入反應(yīng)塔，經(jīng)過垂直的煙氣分配器以一定的壓力進(jìn)入漿液，形成一定高度的噴射氣泡層，在漿液上層進(jìn)行氣液傳質(zhì)，吸收二氧化硫與粉塵。二氧化硫與碳酸鈣生成亞硫酸鈣，同時(shí)，按一定比例向塔內(nèi)注入空氣，亞硫酸鈣被氧化成硫酸鈣，潔凈煙氣經(jīng)除霧器