一、吸收塔浆液泵
随着我国环保法律的日益健全,以及对环保工作的普遍重视,烟气脱硫的应用进展迅速,火电企业多数已装设或正在增设烟气脱硫装置,为缓解日益严重的酸雨问题出了贡献。石灰石—石膏湿法脱硫工艺其技术成熟、脱硫效率的高、吸收剂分布广且易得而被广泛应用。但是,由于石灰石—石膏湿法脱硫效率的影响因素诸多,且这些因素又互相关联。其中,吸收塔浆液中的Cl-含量高不仅会增加浆液的腐蚀性、影响石膏品质与材料选择,而且影响石灰石的溶解度,最终影响脱硫效率。本技术以石灰石湿法脱硫吸收塔氯离子浓度较高为例,分析该吸收塔浆液中的Cl-来源及危害,并提出相关的防治对策,为脱硫系统的运行提供可靠的理论支持。
二、氯离子的由来
石灰石—石膏湿法脱硫系统氯化物来源于脱硫吸收剂、补充水及煤。脱硫吸收剂石灰石中的氯离子含量一般为0.01%左右,脱硫工艺水中氯离子的含量为10-150mg/L,而FGD系统中大多数的氯来源于烟气中的氯化氢,主要是煤种的含氯量高引起的。我国煤中的氯含量一般在0.1%左右,少数煤中氯含量为0.2%—0.35%,某些高灰分煤的氯含量可达0.4%。氯在煤中主要以无机物形态存在,如氯化钙、氯化钾、氯化镁等。
三、氯离子对脱硫系统的危害
1、强烈的腐蚀性
氯离子对不锈钢的腐蚀主要有两方面:一是破坏钝化膜;二是降低PH 值。在PH 值偏低的环境下,不锈钢对Cl-将会更加敏感,其常见的腐蚀类型为点蚀。另外Cl-又是引起金属孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和选择性腐蚀的主要原因。当Cl-含量达2%时,大多数不锈钢已不能使用,要选用氯丁基橡胶、玻璃鳞片衬里或其他耐腐蚀材料。
Cl-使脱硫系统中引起金属腐蚀和应力腐蚀。
Cl-还能杨制吸收塔内的化学反映,改变PH值,降低(SO4)2-的去除率;消耗石灰石等吸收剂;氯化物有抑制吸收剂的溶解,降低脱硫效率。
石膏脱水困难,使含水量增加,石膏难以成型影响石膏品质,降低效益。
是吸收塔中不参加反应的惰性物质增加,浆液的利用率下降要达到预想的脱硫效率就得增加溶液和溶质,这样就使得循环系统电耗增加。
氯离子高了主要还有对脱水系统有影响,在8000ppm以上时,必须要大量的冲洗水,这就无法保证石膏品质的含水量控制在10%以下。
正常在脱水系统运行是加大废水的排放量,控制塔内氯离子在5000ppm以下{zh0},这样可以有利于脱水,对石膏作为其他用途也很有利。
综上所述,浆液氯离子含量高带来的一个问题就是对于浆液接触的罐体、管道和设备的腐蚀,必须采用更高级的防腐材料和设备,这就增加了投资。
2、抑制塔内的化学反应
在湿法脱硫系统浆液中,氯化物大多以氯化钙的形式存在。钙离子浓度的增大,在同离子效应的作用下,将抑制石灰石的溶解,降低液相的碱度,从而影响到吸收塔内的化学反应,降低了SO2的去除率。氯离子的扩散系数较大,具有排斥HSO3或SO3的作用,影响SO2的物理吸收和化学吸收,抑制脱硫反应的顺利进行,导致脱硫效率下降。另外,随着吸收塔浆液Cl-含量的增加,浆液性质可能会改变,塔内浆液会产生大量的气泡,造成吸收塔溢流,甚至导致浆液进入原烟道。
3、影响石膏品质
吸收塔浆液中氯化物浓度升高,会引起石膏中剩余的脱硫剂量增大,还会是副作用石膏中的氯离子含量增加氯离子含量达到一定值时,就需要大量的冲洗水,这就无法保证石膏品质。当氯离子含量过高时,将会对石膏含水率产生不利影响,使石膏脱水性能急剧下降。石膏用作水泥缓凝剂时,对石膏中的氯含量有严格的要求,一般要求小于0.1%。因此,氯化物含量高时需附加除氯的措施,使后续处理工艺复杂,费用增加。
4、增加用电
氯离子具有较强的配位能力,在高浓度下会迅速与烟尘中的Al、Fe和Zn等金属离子配位形成络合物。这些络合物将Ca或CaCO3颗粒包裹起来使其化学活性严重降低,浆液的利用率下降,最终导致吸收塔浆液在的CaCO3过剩,但PH值却无法上升,脱硫效率低。要想达到预想的脱硫效率就得增加溶液和溶质,这样就使得浆液循环系统电耗增加。
四、氯离子的控制措施
以上分析表明,虽然氯在煤、水及脱硫剂中的含量极低,但对湿法脱硫来说是一个关键因素。浆液中氯离子过高时,最有效的办法是加入LYWS氯离子抑制剂,控制氯离子的浓度,降低氯离子的含量,减少氯离子对脱硫设备的危害。
五、技术前景
通过在石灰石浆液中加入LYWS氯离子抑制剂,可以有效控制氯离子的浓度,减少氯离子对设备的危害。由于吸收塔浆液添加氯离子抑制剂,对于低硫煤,可控制吸收塔浆液中氯化物浓度为2%;对于低硫煤,可控制吸收塔浆液中氯化物浓度为3%-3.5%。石灰石—石膏湿法烟气脱硫{zj0}运行参数:吸收塔浆液密度在1070-1150kg/m3,浆液PH 值为5.4—5.8之间。实践证明,石灰石湿法烟气脱硫在吸收塔浆液加入氯离子抑制剂后,脱硫效率可达到95%以上,确保系统{gx}、稳定地运行。