銳意自控|脫硫塔內壁結垢解決方法及煙氣在線監測係統介紹

　　導語：

　　石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝是目前火電行業(ye) 應用為(wei) 廣泛、技術成熟的煙氣脫硫技術之一，主要配置以石灰石為(wei) 脫硫吸收劑，副產(chan) 品為(wei) 石膏。但在實際運行過程中脫硫塔塔壁會(hui) 出現結垢現象，一般脫落後的垢層分布在脫硫塔底部，會(hui) 堵塞石膏排出泵入口濾網、循環漿液泵入口濾網、吸收塔底部排放口。而未脫落的垢層則仍依附在脫硫塔塔壁，對脫硫裝置的安全運行和檢修工作帶來極大安全隱患。

　　一、脫硫塔脫硫工藝過程

　　近月，在河北某大型火電廠實際運行維護過程中發現，#2吸收塔內(nei) 壁出現厚度20-40mm質地堅硬、黑色的垢層，堵塞入口濾網和吸收塔底部排放口。現就從(cong) 該情況首先了解下工藝石膏的行程過程及脫除過程，主要分為(wei) 以下四個(ge) 部分：

　　①石灰石漿液在吸收塔中與(yu) 煙氣逆流洗滌，脫除煙氣中的二氧化硫，在吸收塔漿液中形成小顆粒的半水亞(ya) 硫酸鈣；

　　②利用氧化風機提供的氧化風將其強製氧化成二水硫酸鈣，並在漿液中析出結晶；

　　③利用石膏排出泵將石膏漿液送至石膏旋流器，進行石膏的一級預脫水，細顆粒的石膏漿液溢流返回吸收塔，大顆粒的石膏漿液送至真空皮帶脫水機；

　　④漿液通過真空皮脫水機後，形成含水量小於(yu) 10%的石膏，輸送至石膏庫外運。

　　二、吸收塔內壁結垢的表現及主要成分

　　吸收塔內(nei) 壁結垢的表現為(wei) ：在吸收塔內(nei) 壁及其構件上形成一層質地堅硬、光滑、緊密的黑色垢層。#2塔內(nei) 壁垢主要成分：

　　三、吸收塔內(nei) 壁結垢的危害

　　1.在吸收塔內(nei) 壁及其構件上結垢，造成構件彎曲變形、脫落，降低使用壽命，增加檢修維護工作量。

　　2.在管道內(nei) 壁結垢，造成管道堵塞。質地較硬的結垢體(ti) 加速管道磨損及堵塞，降低設備使用壽命，增加檢修維護工作量。

　　3.質地堅硬的結垢層脫落時，損壞防腐塗層，加速設備腐蝕、造成設備塔體(ti) 滲漏。脫落時砸向吸收塔內(nei) 的氧化風管、支架，吸收塔內(nei) 攪拌器葉片及軸，造成設備損壞，增加檢修維護工作量。

　　4.脫落的結垢層散落在吸收塔底部，造成吸收塔石膏排出泵入口濾網堵塞，造成脫水係統無法正常連續投運，導致吸收塔石膏漿液密度升高。

　　5.脫落的結垢層在漿液循環泵入口濾網處堆積，堵塞漿液循環泵入口濾網。在漿液循環泵抽吸力的作用下，結垢體(ti) 會(hui) 卡死在濾網網上，循環泵停運後無法通過反衝(chong) 洗去除。石膏晶體(ti) 會(hui) 在漿液循環泵入口濾網生長、沉積，導致濾網流通量下降，造成漿液循環泵氣蝕無法運行，危及脫硫裝置的安全運行。

　　6.小的結垢體(ti) 會(hui) 通過漿液循環泵輸送至漿液噴淋層，在此過程中會(hui) 加速漿液循環泵葉輪的磨損，造成噴嘴堵塞堵塞、脫落，噴淋層堵塞等。

　　四、吸收塔內壁結垢的原因分析

　　一般吸收塔內(nei) 壁結垢主要成分是CaSO4•2H2O，為(wei) 石膏垢。其形成機理為(wei) ：石膏漿液中的CaSO4過飽和度超過一定值時，石膏晶體(ti) 就會(hui) 在懸浮液內(nei) 已經存在的石膏晶體(ti) 上生長。相對過飽和度達到某一更高值時，就會(hui) 形成晶核，同時石膏晶體(ti) 會(hui) 在其他物質表麵生長，導致吸收塔內(nei) 壁結垢，經長時間緩慢生長形成石膏垢層。

　　其具體(ti) 原因有如下幾點分析：

　　1.石膏漿液中的CaSO4過飽和度過大

　　較高的石膏漿液濃度，使溶液中石膏過飽和度過大，是形成石膏垢的主要原因。#2塔石膏漿液濃度要求控製在15%-23%，但實際運行中脫水係統出力不足，#2塔石膏漿液濃度基本維持在25%-28%，電廠燃燒高硫煤時，石膏漿液濃度一度達到30%。

　　2.石膏漿液停留時間長

　　#2塔石膏漿液濃度超過控製標準、電廠燃燒高硫煤，加上脫水係統出力不足，石膏漿液濃度高、停留時間長。石膏漿液中的晶體(ti) 有充足的時間在吸收塔內(nei) 壁及構件上形成結晶，為(wei) 晶體(ti) 的生長、形成提供了有力條件。

　　3.石膏漿液pH值波動大

　　由於(yu) pH值的變化會(hui) 改變亞(ya) 硫酸鹽的氧化速率，pH值在4.5時，HSO3-的氧化作用強，這將直接影響漿液中石膏的相對過飽和度。在pH值為(wei) 7.2時，溶液中存在SO32-和HSO3-離子；pH值為(wei) 5以下時，溶液中隻存在HSO3-離子；當pH值降到足夠低，溶液中存在的隻是水化了的SO2分子。同時CaSO3的溶解度隨pH值降低而顯著增大，而CaSO4的溶解度卻隨著pH值降低反而略有減少。

　　pH值越低，亞(ya) 硫酸鹽溶解度越大，SO32-濃度越高，則係統中硫酸鹽的生成量會(hui) 大增。但隨著pH值的降低，CaSO4的溶解度越來越小，所以會(hui) 有大量的CaSO4析出，形成硫酸鹽硬垢。pH值高時，CaSO3的溶解度較小，SO32-濃度較低，CaSO4的生成速率小，不會(hui) 生成CaSO4硬垢，但因CaSO3的溶解度較小，易形成亞(ya) 硫酸鹽軟垢。#2塔在運行過程中石膏漿液pH值基本控製在4.5-5.0，也是造成吸收塔形成硫酸鹽硬垢的原因。

　　4.吸收塔防腐內(nei) 壁較粗糙

　　吸收塔內(nei) 壁防腐層表麵粗糙，光滑度較低，利於(yu) 吸收塔內(nei) 漿液結晶、生長。#2塔內(nei) 壁存在大量的石膏垢層，粗糙的表麵利於(yu) 晶體(ti) 生長、形成。

　　五、預防吸收塔內壁結垢的解決措施

　　1.控製石膏漿液密度及停留時間

　　漿液密度是一個(ge) 綜合性的參數，是反映係統是否決(jue) 定脫水出石膏、使塔體(ti) 內(nei) 漿液保持一個(ge) 較佳的反應環境的重要參數。當石膏漿液密度大於(yu) 1085kg/m³時，混合漿液中CaSO4的濃度已經趨於(yu) 飽和，石膏漿液密度小於(yu) 1075kg/m³時，混合漿液中CaSO3的含量較低，CaCO3的含量相對較高。正常運行中應根據係統工況調整脫水係統，確保石膏漿液過飽和度控製在110%-130%，避免過飽和的石膏漿液長時間在吸收塔內(nei) 停留，避免結垢。

　　2.控製石膏漿液pH值在一定範圍平穩運行

　　在石膏結晶過程中，pH值高有利於(yu) 硫酸鈣的生成，有利於(yu) 石膏結晶，但當過飽和度過高時，使石膏結晶向小顆粒方向發展，不利於(yu) 生成高品質的石膏。當石膏漿液pH值控製在6.2以下，就足以避免形成CaSO3軟垢，但pH值太低，又會(hui) 產(chan) 生CaSO4硬垢。結合亞(ya) 硫酸氫根和硫酸根的氧化反應以及塔內(nei) 結垢情況，pH值一般控製在5.2-5.6範圍，並避免pH值的劇烈波動，可以有效避免結垢。

　　3.投加石膏晶種

　　由於(yu) 溶解的鹽類在同一鹽的晶體(ti) 上結晶比在異類粒子上結晶要快的多，故在石膏漿液中添加CaSO4晶種，使CaSO4過飽和度降至正常濃度，同時加大氧化力度確保將CaSO3充分氧化成CaSO4，不幹擾CaSO4結晶，使結晶沉積在晶種表麵，減少向吸收塔內(nei) 設備結晶、生長。

　　4.提高吸收塔內(nei) 壁表麵光滑度

　　提高吸收塔內(nei) 部防腐層施工水平，使防腐層表麵光滑度達到設計要求。吸收塔內(nei) 壁結垢後應及時清理，提高吸收塔內(nei) 壁表麵光滑度。

　　5.投加添加劑

　　向吸收塔石膏漿液中投加含有Mg2+、CaCl2或己二酸等添加劑，可降低CaSO3和CaSO4的過飽和度。不僅(jin) 可以防止結垢，而且可以提高石灰石活性，提高脫硫效率。

　　6.加強在線表計檢測與(yu) 管理

　　加強在線檢測表計維護與(yu) 校準，定期開展化驗檢測，確保測量數據的準確性，加強運行人員技術培訓，提高運行調整水平。

　　小結：

　　石灰石-石膏濕法脫硫裝置吸收塔內(nei) 壁結垢，是石灰石-石膏濕法脫硫工藝中的常見問題。吸收塔內(nei) 壁結垢如不盡早采取解決(jue) 措施，不但會(hui) 造成吸收塔設備的損壞，降低設備運行壽命並危及脫硫裝置的安全運行，同時還會(hui) 給脫硫裝置的安全檢修帶來極大的安全隱患。通過對結垢成分分析的案例，推測脫硫塔內(nei) 壁結垢的原因，並提出了相應的解決(jue) 措施，希望對脫硫係統的設計、工藝運行調整及異常分析起到一定的參考作用。

　　煙氣排放監測係統廠商與(yu) 產(chan) 品推薦

　　單位名稱：米兰电玩娱乐

　　產(chan) 品推薦：固定汙染源煙氣排放連續監測係統Gasboard-9050（CEMS）

　　針對大型工業(ye) 煙囪等固定汙染源廢氣濃度監測自主研發的在線氣體(ti) 分析係統，可對煙道氣中顆粒物、SO2、NOx等汙染物進行動態連續監測，同時可測量煙氣的流速、壓力、溫度、濕度、含氧量等數據，自動記錄汙染物排放總量和排放時間，並通過PSTN、GPRS、CDMA等通訊手段將監測數據傳(chuan) 送到管理部門，實現對汙染源排放的遠程實時監測。

　　產(chan) 品特性：

　　①專(zhuan) 業(ye) 化采樣及預處理裝置

　　采用加熱抽取法連續監測氣態汙染物，采樣探頭過濾麵積大，濾芯更換方便。預處理係統主設備采用進口器件，有效防水、防塵、防腐、防堵，適應惡劣煙道環境。係統功能豐(feng) 富，可實現自動取樣、吹掃、校準、故障自診斷、報警等功能。

　　②超低量程設計

　　測量範圍小於(yu) 200ppm，滿足國家環保行業(ye) 標準；分辨率達到1ppm，適用於(yu) 低濃度煙氣認證。

　　③測量準確度高

　　先進的氣體(ti) 分析技術，傳(chuan) 感器使用壽命長，多組分測量氣體(ti) 間無交叉幹擾，煙氣中氣態水對SO2、NO測量無影響，采樣流量對SO2、NO、CO的測量無影響，測量準確度高。

　　④工作性能穩定

　　儀(yi) 表機櫃采用模塊化設計，係統結構簡明、穩定性強，高自動化、低維護，無需人工值守即可實現實時在線監測，大幅減輕企業(ye) 人工成本。

　　⑤數據遠程實時監測

　　PLC數據采集係統功能齊全，操作直觀簡便，並支持網絡擴建及係統擴展。具備多種數據輸出端口，實現對汙染源排放的遠程實時監測。

　　（文章來源：張超《關(guan) 於(yu) 脫硫吸收塔內(nei) 壁結垢的危害分析及措施》）

（來源：工業(ye) 過程氣體(ti) 監測技術）