石灰石濕法脫硫吸收塔內(nèi)結(jié)垢研究.pdf

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1、第44卷第5期鍋爐技術(shù)V01．44，NO．52013年9月B0ILERTECHN0LOGYSept．，2013石灰石濕法脫硫吸收塔內(nèi)結(jié)垢研究楊楊，樊保國(guó)(太原理工大學(xué)電氣與動(dòng)力工程學(xué)院熱能工程系，山西太原030024)摘要：吸收塔內(nèi)結(jié)垢是石灰石濕法脫硫技術(shù)在運(yùn)行時(shí)存在的問(wèn)題之一。分析了石灰石濕法脫硫技術(shù)吸收塔內(nèi)各類(lèi)垢體的成因、危害以及預(yù)防措施。借助于EDS和XRD對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的吸收塔內(nèi)結(jié)垢樣品進(jìn)行了元素分析和物相分析，獲得了其主要元素和物相組成。另外，用SEM對(duì)垢樣的微觀(guān)形貌進(jìn)行了觀(guān)察，得出了所分析垢樣的微觀(guān)形貌特征。關(guān)鍵詞：石灰石濕法脫硫；吸收塔結(jié)垢；結(jié)垢預(yù)防中圖

2、分類(lèi)號(hào)：X701．3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672—4763(2013)05—0071-040前言2葛H2O結(jié)晶成垢一硬垢石灰石濕法脫硫工藝以其脫硫效率高、煤種適石灰石濕法工藝的脫硫產(chǎn)物為石膏。當(dāng)生應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于火電廠(chǎng)煙氣脫硫系統(tǒng)中，目成的石膏在漿液的濃度超過(guò)溶解度時(shí)，石膏就會(huì)前該工藝應(yīng)用的最高單機(jī)容量已達(dá)1000MW[1]，以晶體的形式開(kāi)始析出。當(dāng)相對(duì)飽和濃度達(dá)到我國(guó)300MW以上的火電廠(chǎng)9O_2以上采用石一定值時(shí)，石膏將按異相成核作用在懸浮液中已灰石／石膏濕法脫硫技術(shù)。但是，石灰石濕法脫有的晶體表面上生長(zhǎng)。當(dāng)飽和度達(dá)到更高值，即硫系統(tǒng)在實(shí)際工程應(yīng)用中仍

3、存在一些問(wèn)題，其中大于引起均相成核作用的臨界飽和度時(shí)，就會(huì)在吸收塔內(nèi)結(jié)垢就是其中之一[3]。發(fā)生結(jié)垢后，結(jié)漿液中形成新的晶核，此時(shí)，微小晶核也會(huì)在塔垢部位會(huì)導(dǎo)致垢下金屬表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕，對(duì)內(nèi)表面上生成并逐步成長(zhǎng)結(jié)成堅(jiān)硬的垢，從而析于具有保護(hù)層的部位，常常由于結(jié)垢物剝落，使出作為石膏結(jié)晶的垢，即硬垢。石膏產(chǎn)生均相成保護(hù)層表面遭到破壞。同時(shí)結(jié)垢會(huì)導(dǎo)致脫硫塔核作用的臨界相對(duì)飽和度為140。內(nèi)氣流分布不均，使脫硫效率降低，結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)(2)CaSO?！?／2HO結(jié)晶成垢一軟垢甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)停運(yùn)。因此，對(duì)結(jié)垢的原因以及CaSO。·1／2H。O在水中的溶解度只有0．0043預(yù)

4、防措施的研究具有重要的意義。g／100gHzO(18℃)E47。濕法脫硫裝置在較高的pH值下運(yùn)行時(shí)，在漿液中所存在的硫主要以1塔內(nèi)結(jié)垢的形成SOs形式存在，極易使CaSO。的飽和度達(dá)到并1．1濕干結(jié)垢超過(guò)其形成均相成核作用所需的臨界飽和度而在吸收塔煙氣人口處至第一層噴嘴之間，以在塔壁和部件表面上結(jié)晶。隨著晶核長(zhǎng)大，形成及最后一層噴嘴與煙氣出口之間的塔壁面，屬于很厚的垢層，很快就會(huì)造成設(shè)備堵塞而無(wú)法運(yùn)行“濕一干”交界區(qū)，這些區(qū)域最容易結(jié)垢，屬于下去。這種垢物呈葉狀，柔軟，形狀易變，稱(chēng)為“濕一干”結(jié)垢。由于漿液由CaSO、CaSO。、Ca—軟垢。CO。及少量的飛灰組成

5、，當(dāng)漿液碰撞到塔壁時(shí)，它(3)Ca(SO3)0．8(S04)0．21／2HO結(jié)晶成垢?jìng)冎械牟糠直銜?huì)粘附于塔壁而沉積。同時(shí)，由于一硫酸鈣亞硫酸鈣垢(CSS垢～CalciumSulfate煙氣具有較高的溫度，加快沉積層水分的蒸發(fā)，andSulfite)使沉積層逐漸形成結(jié)構(gòu)致密，類(lèi)似于水泥的垢。如果CaSO。氧化不足，漿液中的CaSO。濃度收稿日期：2012—09—20；修回日期：2012—11—14作者簡(jiǎn)介：楊楊(1989一)，女，博士研究生，主要從事煤的清潔燃燒方向的研究。72鍋爐技術(shù)第44卷過(guò)高，會(huì)析出亞硫酸鈣結(jié)晶即半水石膏，同時(shí)，氧化槽底部可采用錐斗結(jié)構(gòu)，不易形

6、成固體物的CaSO。和CaSO會(huì)生成混合結(jié)晶體Ca(SO)0．8堆積死區(qū)；注意攪拌器的攪拌強(qiáng)度，并在系統(tǒng)一(SO)0．21／2HzO即CSS垢，它們都有較高的活啟動(dòng)就開(kāi)始運(yùn)行。性，很容易粘附在器壁和管壁上形成致密的3吸收塔垢樣品分析結(jié)垢。1．3沉積結(jié)垢本文分析的結(jié)垢樣品采自某脫硫吸收塔內(nèi)。石灰石濕法脫硫漿液是一種含有固體顆粒通過(guò)X射線(xiàn)衍射儀(XRD)和能譜儀(EDS)明確的懸浮液，如果由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、攪拌不充了其元素和物相組成。另外，借助掃描電鏡分等原因，造成漿液流速過(guò)低，不足以?shī)A帶其中(SEM)獲得了垢樣的微觀(guān)形貌特征。的顆粒，就會(huì)引起固體顆粒沉積而堆積在容

7、器3．1垢樣的成分分析底部。本實(shí)驗(yàn)采美國(guó)熱電公司生產(chǎn)的第七代X射線(xiàn)能譜儀和El本理學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)的D／MAX一2結(jié)垢的預(yù)防2500型X射線(xiàn)衍射儀進(jìn)行垢樣的物相分析和元2．1“濕一干”結(jié)垢預(yù)防素分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1和圖2所示。設(shè)置噴嘴及時(shí)沖洗，可選連續(xù)或間斷性沖洗，間隔沖洗的周期一般應(yīng)小于30min[。沖洗時(shí)壓力控制在0．15MPa[內(nèi)，壓力過(guò)大會(huì)造成器煙氣含濕量增大。籟士2．2結(jié)晶成垢的預(yù)防瑚咖啪蜒㈣柵瑚?？举ず?。2．2．1硬垢的預(yù)防防止石膏的相對(duì)飽和濃度超過(guò)140％。強(qiáng)制O24681O氧化，在氧化系統(tǒng)中加裝攪拌器，可以使氣泡分keV散均勻，從而CaSO。與氧化

8、空氣(氧化