脫硫石灰石耗量分析

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1、濕法脫硫系統(tǒng)石灰石耗量分析經(jīng)過“十一五”的大力推進(jìn)，煙氣脫硫技術(shù)已在我國活力發(fā)電行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，對于脫硫系統(tǒng)的研究也日漸深入細(xì)致，在“十二五”大力倡導(dǎo)節(jié)能減排的背景下，通過運(yùn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)脫硫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，就成了目前的一個(gè)重要研究領(lǐng)域I。石灰石是脫硫反應(yīng)的吸收劑，耗量較大，是脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本的主要組成部分，石灰石耗量與設(shè)計(jì)值發(fā)生較大偏差，不僅會(huì)直接造成脫硫運(yùn)行成本的攀升，而且也會(huì)對吸收塔漿液品質(zhì)、脫水系統(tǒng)運(yùn)行工況等產(chǎn)生一定影響，因此石灰石耗量分析也就成為了石灰石．石膏脫硫系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行的要重點(diǎn)研究的問題。為了分析實(shí)際運(yùn)行中石灰

2、石耗量偏差情況，找出影響石灰石消耗量的主要因素，進(jìn)而提高石灰石在脫硫反應(yīng)中的利用率，降低運(yùn)行成本，因此在某2×600Mw機(jī)組配套脫硫系統(tǒng)上進(jìn)行了石灰石耗量分析的相關(guān)試驗(yàn)。1石灰石耗量計(jì)算理論上，石灰石中所含的有效脫硫成分，即CaCO，在脫硫反應(yīng)中與煙氣中的SO：按照理論鈣硫比發(fā)生反應(yīng)，因此理論石灰石耗量是指脫硫系統(tǒng)在設(shè)計(jì)Ca／S比條件下，按照脫除SO2量計(jì)算得出的所需石灰石量。計(jì)算公式如下：M～：—Qsnd~(C—sl-Cs2)××?l00000064式中：Mcaco3——理論石灰石耗量，kg／ll；Q5d——標(biāo)干煙氣量，Nmha(6

3、％02)；csl一一原煙氣s02濃度，mg／Nm(6％02)；Cs2一一凈煙氣SO2濃度，mg／Nm(6％O2)；收稿日期：2012．12-10戴新(1970一)，男，高級工程師。豐鎮(zhèn)，012100n一一石灰石純度，試驗(yàn)期間為89．4％；——設(shè)計(jì)鈣硫比，1．03。實(shí)際脫硫反應(yīng)中，由于石灰石反應(yīng)活性、雜質(zhì)含量等因素影響，石灰石實(shí)際耗量會(huì)與理論值存在一定偏差，通常實(shí)際石灰石消耗量是通過實(shí)際脫硫反應(yīng)中投加到吸收塔內(nèi)的石灰石漿液量和漿液密度計(jì)算得出，計(jì)算公式如下：Mc川式中：^aCO3——實(shí)際石灰石耗量，kg／h；P——石灰石密度，P=2．6

4、g／cm；P——石灰石漿液密度，g／cm；——每小時(shí)石灰石漿液量，m／h。理論石灰石耗量和實(shí)際石灰石耗量之差，可以在一定程度上反應(yīng)石灰石在實(shí)際脫硫反應(yīng)中的活性(投加過量石灰石，造成漿液過飽和，也會(huì)增加石灰石實(shí)際耗量)。不同負(fù)荷條件下理論石灰石耗量和實(shí)際石灰石耗量對比見表1。根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算可出，不同負(fù)荷下理論石灰石耗量均值為4．493t／h，而實(shí)際石灰石耗量均值為5．611t／h，石灰石多耗用量平均值為1．1l8，每天多消耗石灰石約27t，該廠石灰石進(jìn)廠價(jià)為200元／t，按每運(yùn)行6000h計(jì)算，由于理論石灰石耗量和實(shí)際石灰石耗量偏

5、差，每年每套脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本增加134萬元，長期運(yùn)行不僅會(huì)大大增加電廠的運(yùn)行成本，還會(huì)造成漿液未反應(yīng)的碳酸鈣含量增加，致使石膏脫水系統(tǒng)運(yùn)行故障，系統(tǒng)結(jié)垢堵塞、漿液過飽和失效的風(fēng)險(xiǎn)大大增加，不利于系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行2石灰石耗量影響因素分析實(shí)際運(yùn)行過程中造成理論石灰石耗量和實(shí)際石灰石耗量偏差較大的原因包括吸收塔漿液pH值控制不當(dāng)、石灰石28電站系統(tǒng)工程2013年第29卷活性低、石灰石粒度偏高、石灰石及漿液中雜質(zhì)多等。為此，就上述影響因素分別進(jìn)行了石灰石耗量影響試驗(yàn)。表l不同負(fù)荷下理論石灰石耗量與實(shí)際石灰石耗量對比投運(yùn)漿液泵漿液pH值石灰石耗

6、量，t·h出口SO2濃度／mg·m石灰石成本／元·h。。SO2排污費(fèi)／元．h兩項(xiàng)合計(jì)費(fèi)用／元．h’2．1吸收塔漿液pH影響試驗(yàn)石灰石的消溶過程要消耗H，使?jié){液呈堿性，而石灰石漿液H擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力與漿液的pH值成反比關(guān)系，故較低的漿液pH值將使反應(yīng)向有利于石灰石溶解的方向進(jìn)行，但pH值低時(shí)H+濃度高，會(huì)增加SO：氣相阻力，不利于脫硫效率的提高[5】'通常將吸收塔漿液pH值控制在5．2～5．8之間。從運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，提高pH值，亞硫酸鈣的氧化和石灰石的溶解受到嚴(yán)重抑制，產(chǎn)品中出現(xiàn)大量難以脫水的亞硫酸鈣，石灰石的利用率下降，隨石膏排出吸收

7、塔未反應(yīng)的過量石灰石也隨之增加(從石膏分析結(jié)果看來，部分時(shí)段石膏中CaCO含量高達(dá)3．5％，正常情況應(yīng)低于l％)，同時(shí)高pH值也會(huì)增加系統(tǒng)結(jié)構(gòu)堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。pH變化會(huì)引起石灰石耗量和出口SO2濃度變化，石灰石運(yùn)行成本和排污費(fèi)隨之變化，500MW負(fù)荷下，pH對石灰石耗量影響見表2。從表2可以看出，pH值由5_3提高至5．5石灰石漿液耗量增加1．04，增幅為20．7％，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用增加16．72％。此負(fù)荷及入口SO2濃度條件下，pH為5．3時(shí)，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本最低，但pH低于5．5時(shí)，脫硫效率低于90％，因此該負(fù)荷條件下pH應(yīng)保持在5．

8、5左右。2．2石灰石粒度影響試驗(yàn)石灰石顆粒的粒度越小，質(zhì)量比表面積就越大，其反應(yīng)速率也就越大(反應(yīng)速率與石灰石顆粒比表面積成正比)，因此較細(xì)的石灰石顆粒的消溶特性就越好，石灰石的利用率相應(yīng)提高。但無論在用石灰石粉還是濕式