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燃煤电厂湿法烟气脱硫过程的优化分析

2013-12-20 15:06
孤身万里游
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  湿法烟气脱硫是一个复杂的化学、物理反应过程,包括二氧化硫吸收、石灰石溶解、石膏结晶等几个阶段,反应物、温度、pH、停留时间等条件都影响反应的进行,脱硫化学反应工艺的调整就是对这些反应条件进行优化控制。

  1.确保反应原料的品质

  参与脱硫反应的物质除了原烟气外,还有脱硫荆石灰石和工艺水,它们直接影响反应,或与其它物质协同作用。脱硫剂石灰石的特性主要体现在颗粒度和反应活性两个方面,一般的石灰石粉细度要求90%以上通过250目,某电厂在磨机投运初期,石灰石粉细度经常达不到这一要求,导致石灰石利用率低,石膏中CaCO3含量经常大于3%,经过对磨机的运行调整,细度得到改善,对浆液pH的调控能力增强,石膏中CaCO3含量也渐趋正常.石灰石活性是一个容易被忽视的指标,用反应速率来衡量,即pH在5.5的条件下,石灰石转化分数达到80%的时间,时间越短越有利于反应,从近几年的实际测试结果看,当反应速率超过20000s时,石灰石中Ca2+的溶解就会受影响,将导致石灰石利用率下降。我们通过对石灰石品质的跟踪分析,发现石灰石活性不佳时,通知电厂及时更换石灰石原料,以确保合格的石灰石粉参与脱硫反应。

  脱硫工艺水进入吸收塔后被蒸发浓缩.高浓度的无机离子会影响石灰石的溶解和脱硫反应,因此必须对脱硫工艺水质进行严格控制,特别是电导率、COD、SS等指标。某电厂为了节约水耗,进行废水回收利用,将电厂处理后的生活污水补充至脱硫工艺水池,经过一系列的实验室静态和动态试验,要求处理后生活污水的电导率低于500us/cm.水量小于800m3/d.另一电厂将处理过的渣水与原水混合作为脱硫工艺水,要求渣水处理系统的出水Ca2+浓度控制在700mg/L以内,Cl-<1200mg/L,浊度<20NTU,这样才不会对吸收塔浆液的成份、pH的自动控制和石青品质产生不良影响。

  2.合理控侧桨液pH

  吸收塔浆液pH控制是石灰石一石膏湿法脱硫反应的核心,它受机组负荷、原烟气SO2浓度、脱硫效率控制值、石灰石品质等条件的影响。在一定范围内,pH值越高越有利于SO2的吸收.提高脱硫率,但当pH大于5.8时,石灰石中Ca2+的溶解速度就减慢,SO32-的氧化也受到抑制,不利于石膏的结晶,反之,pH越低越有利于石灰石的溶解,但SO2的吸收受到抑制,脱硫效率将下降.因此在运行中保持吸收塔浆液pH稳定,将其控制在一合适范围内(一般为5.2一5.6),是有效控制SO2吸收反应、获得稳定脱硫率和石裔品质的前提。pH控制具有高度非线性、时变性、时延性及各种不确定性等特点,也受pH计、石灰石浆液密度计、烟气流量仪测定准确性的影响,在脱硫运行中将浆液pH值稳定在一定值较难。当烟气量或原烟气SO2浓度(即SO2负荷)突升或突降时,pH容易产生波动,而此时如果PID控制性能不好或相关的表计量不淮确,就会导致pH失控。为了避免和减少此类情况的出现,我们进行稳定浆液pH的研究,一是对一些投运时间较长的脱硫装里,参与浆液pH调节的PID参数重新进行整定,并动态跟踪,及时调整相关控制参数.二是根据理论计算制定SO2负荷与石灰石浆液加入量的关系曲线,运行人员可根据当时的SO2负荷严密监视石灰石浆液的加人量,这样一般不会出现石灰石浆液过量或不足的情况,浆液pH也不会出现大起大落现象,采取这两种措施后,大部分电厂的脱硫pH稳定性比以往有较大改进.

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