石灰石粉品质对湿法烟气脱硫性能的影响(二)

发布日期:2019-5-13 15:53:02 点击次数: 字体显示:【大】  【中】  【小】

目前,目前大多数FGD系统设计趋向于将石灰石研磨得相对较细些,我厂FGD装置采用的石灰石粉细度也和国内大多数电厂一样,采用325目,80%通过的石灰石粉。运行中定期对购买的石灰石粉细度进行监测,数据基本是稳定的。

 

3、石灰石(吸收剂)的反应活性对FGD系统性能的影响

 

吸收剂的特性不仅包括其化学成分,主要也包括其反应活性,FGD系统的碱量是通过石灰石粉的溶解来提供,吸收剂的活性影响到吸收剂的溶解度和溶解速度,是表示一种在酸性环境中的转化特性。吸收剂的活性包含吸收剂种类、物化特性和与其反应的酸性环境。吸收剂的物化特性包括:纯度、晶体结构、杂质含量、粒度分布、包括内表面(即孔隙率)在内的单位总表面积和颗粒密度。活性较高的石灰石在保持相同石灰石利用率的情况下,可以达到较高的SO2脱除效率。石灰石反应活性高,石灰石利用率也高,石膏中过剩

CaC03含量低,即石膏纯度高。一些溶解于液相中的化学物质也会影响石灰石溶解速率。这些物质中最重要的是可溶性亚硫酸盐、Mg2A1Fx络合物和Cl¯。C1¯浓度对石灰石的溶解有较大的影响,较高的Cl浓度会降低石灰石的溶解速率。

浙江钱清发电有限责任公司湿法FGD系统自20036月投产以来,多次遇到进入石灰石浆液盲区现象,一般采用暂停供浆,加大废水排放,短路部分烟气或暂时撤出FGD,增开氧化风机,降低pH值运行等措施,都可以给予挽救。

 

20065月又出现一次处理石灰石浆液盲区现象,当时FGD系统在锅炉试验后正常投入,某天硫运行人员在其余运行参数均正常的情况下,发现吸收塔浆液pH值持续下滑,虽经采取石灰石浆液盲区处理方法予以处理,但难挡PH值的快速下滑,很快浆液PH值下滑至4.19,考虑到过低pH值的吸收塔浆液对脱硫系统设备有较大的腐蚀作用,停运了脱硫系统。此后采取了各种措施,如适量加入一些碱性药品,希望能激活浆液,但PH值仍无法恢复到正常水平。于是,公司从系统的内、外部环境去进行原因分析,包括对石灰石粉做全分析、对所用的石灰石粉和以前的粉样测定反应速率。

为统一全国火力发电厂脱硫用石灰石的溶解速率测定方法,我国于20052月制订了烟气湿法脱硫用石灰石粉反应速率的测定(DTT9432005)。当时标准刚发布不久,浙江钱清发电有限责任公司还未开始进行脱硫用石灰石粉反应速率的测定,于是请浙江大学对我们的粉样进行测定。

 

计算石灰石粉转化分数用式为:

         12ChclVhcl(t)

X(t)————————————       (1)

       WωCaCO3    WωMgCO3 

      ————  —————

       Mr(CaCO3)   Mr(MgCO3)

 

在设定pH值为5.5的条件下,根据上式计算当石灰石粉转化分数为0.8时所需滴定盐酸的体积。测定石灰石粉转化分数达到0.8时所需时间,以此时间为表征石灰石粉反应速率的指标。

很快,浙大告知送检的石灰石粉反应速率结果:石灰石粉的细度和CaC03含量都合格,但目前运行的石灰石粉转化分数为0.16,远远不到标准所需石灰石粉转化分数达到0.8时的基础上再测定表征石灰石粉反应速率所需时间。(见曲线1)。而以前的粉样测定的转化分数是0.7(见曲线2)。

曲线1

曲线2 00.10.20.30.40.50.60.70.8060120180240300360t(min)x

 00.10.20.30.40.50.60.70.8060120180240300360t(min)x

这样原因基本清楚了,就是石灰石粉在酸性环境中转化率很低,CaCO3溶解和中和反应的反应式(5)不能向正方向进行下去。在找到浆液pH值持续下滑的基本原因后,经研究,决定把#2炉湿法脱硫主粉仓内4米约20m3难以溶解的石灰石粉,清运至#1LIFAC脱硫主粉仓,同时排空吸收塔原有浆液,购入反应速率较好的石灰石粉后,重新启动FGD系统。几经周折,终于使FGD系统恢复正常运行。

 

经追查原因,原来是我们定点供应的石灰石粉厂因设备检修,无法及时供应,因而在外面采购了一些石灰石粉运到我厂,石灰石粉是经过省地矿厅试验室的成分和细度分析且合格,但恰恰没做石灰石的反应活性分析,造成了这次意外事故。

 

浙江钱清发电有限责任公司在总结这次浆液运行pH值较长时间失去控制的事件时认识到,这次事件并不是pH值控制不当或是氧化风量不足,至使浆液中可溶性亚硫酸盐浓度增加等运行参数的控制、调整,和运行人员的操作技能问题,而是我们对灰石粉的品质对于湿法烟气脱硫性能的影响认识不足,没有在源头上对灰石粉的质量进行控制。

在这次事件后,浙江钱清发电有限责任公司购买了自动滴定仪,建立了包括测定石灰石粉反应速率、石灰石粒径(细度)和CaC03含量的石灰石粉定期检测制度,在源头上把好FGD系统稳定运行的质量关。

 

一年来根据检测报告的统计分析,浙江钱清发电有限责任公司所用石灰石粉的纯度(CaC03含量)在95%以上,石灰石粉粒径(细度)<44µm85%-92%,均优于合同所规定的数值;石灰石粉转化分数达到0.8时所需时间基本在60-70分左右。

通过几年的运行实践,我们取得一些经验,当石灰石粉转化分数在达不到0.8,而在0.5-0.6,也能维持运行,不过这时应小心竞谨慎,特别注意烟气的硫份不能太高。

 

四、结束语

湿法烟气脱硫装置几年来的运行实践表明,要重视石灰石的品质,在关注石灰石的纯度和石灰石粉细度的同时,也要重点关注石灰石的活性和它的反应速率。对于相同纯度和细度的石灰石粉,不同矿的石灰石粉的反应速率存在较大差异,对湿法烟气脱硫运行会有较大的影响,是否有硅质石灰岩、粘土质石灰岩和白云质石灰岩的不同晶体结构,还是包括孔隙率在内的单位总表面积的巨大差异,或是有害杂质抑制了石灰石粉反应?这些问题都有待进一步的研究探讨。