一、吸收塔漿液泵
隨著我國環保法律的日益健全,以及對環保工作的普遍重視,煙氣脫硫的應用進展迅速,火電企業多數已裝設或正在增設煙氣脫硫裝置,為緩解日益嚴重的酸雨問題出了貢獻。石灰石—石膏濕法脫硫工藝其技術成熟、脫硫效率的高、吸收劑分布廣且易得而被廣泛應用。但是,由于石灰石—石膏濕法脫硫效率的影響因素諸多,且這些因素又互相關聯。其中,吸收塔漿液中的Cl-含量高不僅會增加漿液的腐蝕性、影響石膏品質與材料選擇,而且影響石灰石的溶解度,zui終影響脫硫效率。本技術以石灰石濕法脫硫吸收塔氯離子濃度較高為例,分析該吸收塔漿液中的Cl-來源及危害,并提出相關的防治對策,為脫硫系統的運行提供可靠的理論支持。
二、氯離子的由來
石灰石—石膏濕法脫硫系統氯化物來源于脫硫吸收劑、補充水及煤。脫硫吸收劑石灰石中的氯離子含量一般為0.01%左右,脫硫工藝水中氯離子的含量為10-150mg/L,而FGD 系統中大多數的氯來源于煙氣中的*,主要是煤種的含氯量高引起的。我國煤中的氯含量一般在0.1%左右,少數煤中氯含量為0.2%—0.35%,某些高灰分煤的氯含量可達0.4%。氯在煤中主要以無機物形態存在,如氯化鈣、氯化鉀、氯化鎂等。
三、氯離子對脫硫系統的危害
1、強烈的腐蝕性
氯離子對不銹鋼的腐蝕主要有兩方面:一是破壞鈍化膜;二是降低PH 值。在PH 值偏低的環境下,不銹鋼對Cl-將會更加敏感,其常見的腐蝕類型為點蝕。另外Cl-又是引起金屬孔蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕和選擇性腐蝕的主要原因。當Cl-含量達2%時,大多數不銹鋼已不能使用,要選用氯丁基橡膠、玻璃鱗片襯里或其他耐腐蝕材料。
Cl-使脫硫系統中引起金屬腐蝕和應力腐蝕
Cl-還能楊制吸收塔內的化學反映,改變PH值,降低(SO4)2-的去除率;消耗石灰石等吸收劑;氯化物有抑制吸收劑的溶解,降低脫硫效率。
石膏脫水困難,使含水量增加,石膏難以成型影響石膏品質,降低效益。
是吸收塔中不參加反應的惰性物質增加,漿液的利用率下降要達到預想的脫硫效率就得增加溶液和溶質,這樣就使得循環系統電耗增加。
氯離子高了主要還有對脫水系統有影響,在8000ppm以上時,必須要大量的沖洗水,這就無法保證石膏品質的含水量控制在10%以下。
正常在脫水系統運行是加大廢水的排放量,控制塔內氯離子在5000ppm以下,這樣可以有利于脫水,對石膏作為其他用途也很有利。
綜上所述,漿液氯離子含量高帶來的一個問題就是對于漿液接觸的罐體、管道和設備的腐蝕,必須采用更高級的防腐材料和設備,這就增加了投資。
2、抑制塔內的化學反應
在濕法脫硫系統漿液中,氯化物大多以氯化鈣的形式存在。鈣離子濃度的增大,在同離子效應的作用下,將抑制石灰石的溶解,降低液相的堿度,從而影響到吸收塔內的化學反應,降低了SO2的去除率。氯離子的擴散系數較大,具有排斥HSO3或SO3的作用,影響SO2的物理吸收和化學吸收,抑制脫硫反應的順利進行,導致脫硫效率下降。另外,隨著吸收塔漿液Cl-含量的增加,漿液性質可能會改變,塔內漿液會產生大量的氣泡,造成吸收塔溢流,甚至導致漿液進入原煙道。
3、影響石膏品質
吸收塔漿液中氯化物濃度升高,會引起石膏中剩余的脫硫劑量增大,還會是副作用石膏中的氯離子含量增加氯離子含量達到一定值時,就需要大量的沖洗水,這就無法保證石膏品質。當氯離子含量過高時,將會對石膏含水率產生不利影響,使石膏脫水性能急劇下降。石膏用作水泥緩凝劑時,對石膏中的氯含量有嚴格的要求,一般要求小于0.1%。因此,氯化物含量高時需附加除氯的措施,使后續處理工藝復雜,費用增加。
4、增加用電
氯離子具有較強的配位能力,在高濃度下會迅速與煙塵中的Al、Fe和Zn等金屬離子配位形成絡合物。這些絡合物將Ca或CaCO3顆粒包裹起來使其化學活性嚴重降低,漿液的利用率下降,zui終導致吸收塔漿液在的CaCO3過剩,但PH值卻無法上升,脫硫效率低。要想達到預想的脫硫效率就得增加溶液和溶質,這樣就使得漿液循環系統電耗增加。
四、氯離子的控制措施
以上分析表明,雖然氯在煤、水及脫硫劑中的含量極低,但對濕法脫硫來說是一個關鍵因素。漿液中氯離子過高時,zui有效的辦法是加入LYWS氯離子抑制劑,控制氯離子的濃度,降低氯離子的含量,減少氯離子對脫硫設備的危害。
五、技術前景
通過在石灰石漿液中加入LYWS氯離子抑制劑,可以有效控制氯離子的濃度,減少氯離子對設備的危害。由于吸收塔漿液添加氯離子抑制劑,對于低硫煤,可控制吸收塔漿液中氯化物濃度為2%;對于低硫煤,可控制吸收塔漿液中氯化物濃度為3%-3.5%。石灰石—石膏濕法煙氣脫硫*運行參數:吸收塔漿液密度在1070-1150kg/m3,漿液PH 值為5.4—5.8之間。實踐證明,石灰石濕法煙氣脫硫在吸收塔漿液加入氯離子抑制劑后,脫硫效率可達到95%以上,確保系統高效、穩定地運行。