譚忠

(中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司,重慶 400060)

1 化學(xué)分析的作用

石灰石 -石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)是目前世界上運(yùn)用范圍最廣且技術(shù)最成熟的煙氣脫硫技術(shù)。石灰石 -石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)是以石灰石為脫硫劑,脫硫劑在吸收塔中對(duì)煙氣中二氧化硫進(jìn)行洗滌,洗滌后的煙氣經(jīng)煙囪排入大氣的一項(xiàng)脫硫工藝。

在石灰石 -石膏濕法煙氣脫硫工藝中,化學(xué)分析的工作主要是對(duì)石灰石、石灰石漿液、吸收塔漿液、石膏進(jìn)行分析,根據(jù)化學(xué)分析得到的數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)的運(yùn)行情況并做相應(yīng)的調(diào)整,以達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)化運(yùn)行之目的。

2 化學(xué)分析主要測(cè)試項(xiàng)目與數(shù)據(jù)分析

2.1 主要測(cè)試項(xiàng)目

石灰石 -石膏濕法煙氣脫硫中化學(xué)分析主要的測(cè)試項(xiàng)目見表 1。

表1 主要測(cè)試項(xiàng)目

2.2 石灰石的測(cè)試與數(shù)據(jù)分析

石灰石作為二氧化硫的吸收劑其品質(zhì)對(duì)整個(gè)脫硫系統(tǒng)有著舉足輕重的作用。石灰石的主要成分——碳酸鈣是吸收二氧化硫的主要物質(zhì),其質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般要求大于 90%。碳酸鎂對(duì)二氧化硫也有一定的吸收作用,過多的碳酸鎂會(huì)抑制碳酸鈣的溶解,從而影響到碳酸鈣對(duì)二氧化硫的吸收。另外,碳酸鎂與二氧化硫反應(yīng)生成大量泡沫,容易造成吸收塔的虛假液位和溢流,對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行帶來危害。因此,一般要求碳酸鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 3%。石灰石活性即石灰石的反應(yīng)速度是通過石灰石粉與酸的反應(yīng)速率進(jìn)行測(cè)定的,以石灰石粉轉(zhuǎn)化率為 80%時(shí)所需的時(shí)間來表征石灰石活性的大小,它是影響脫硫效果的主要參數(shù)之一。碳酸鈣的含量與石灰石活性之間有一定的關(guān)系,在一般情況下,石灰石中碳酸鈣含量增加,石灰石活性也相應(yīng)增加,但石灰石含量達(dá)到脫硫系統(tǒng)要求時(shí)其活性并不一定同時(shí)滿足要求。因此,要求在分析石灰石純度的同時(shí),還要測(cè)試石灰石的活性,兩者必須都達(dá)到要求才能應(yīng)用于脫硫技術(shù)中。

2.3 石灰石漿液的測(cè)試與數(shù)據(jù)分析

石灰石漿液的測(cè)試項(xiàng)目主要是漿液密度和粒度。石灰石漿液密度決定了石灰石漿液中石灰石的含量多少。在系統(tǒng)所需石灰石總量一定的情況下,石灰石漿液密度越大,脫硫系統(tǒng)所需的石灰石漿液體積越小;反之,石灰石漿液密度減小則需要更多的石灰石漿液才能滿足系統(tǒng)正常需求。在正常情況下,石灰石漿液質(zhì)量密度保持在 1 200～1 250 kg/m3。石灰石漿液的細(xì)度是指石灰石漿液中石灰石固體顆粒能夠通過一定標(biāo)準(zhǔn)篩的百分?jǐn)?shù)。在一般情況下,要求細(xì)度是在 325目時(shí) 90%通過。石灰石漿液細(xì)度越大表明其中的石灰石顆粒較小的越多。石灰石顆粒越小,則石灰石顆粒更易溶解,在溶液中的鈣離子越多,鈣離子與煙氣中二氧化硫接觸的幾率越大,有利于脫硫率的提高。

2.4 吸收塔漿液的測(cè)試項(xiàng)目與數(shù)據(jù)分析

吸收塔漿液需要測(cè)試的項(xiàng)目比較多,包括 pH值、碳酸鈣含量、亞硫酸鈣含量、濾液中氯離子含量、密度等。

吸收塔漿液的 pH值是漿液中碳酸根、硫酸根含量的綜合反映。pH值的變化將會(huì)影響脫硫效率、石膏品質(zhì)、石灰石的耗量。系統(tǒng)的脫硫率與漿液 pH值之間有一定的關(guān)系,吸收塔漿液 pH值在 4～6之間逐漸增大時(shí),脫硫率也隨著升高。在 pH值低于一定值時(shí),脫硫率則達(dá)不到 95%。這就需要找到一個(gè)合適的 pH值范圍以保證脫硫率達(dá)到 95%,這個(gè)范圍可以從煙氣分析儀測(cè)試的數(shù)據(jù)結(jié)合漿液的 pH值得到。pH值與吸收塔漿液中碳酸鈣含量之間也有一定的關(guān)系,pH值隨碳酸鈣含量的增大而升高,這就說明 pH值越高碳酸鈣含量越大。在正常情況下,要求吸收塔漿液中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 3%,通過多次化學(xué)分析的結(jié)果可以得出一個(gè)簡(jiǎn)單的 pH值 -碳酸鈣含量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)脫硫率與 pH值和 pH值與碳酸鈣含量的關(guān)系可以建立一個(gè)脫硫率 -pH值 -碳酸鈣含量的基本關(guān)系表,根據(jù)此表的數(shù)據(jù)可以找出一個(gè) pH值的最佳運(yùn)行范圍,在這個(gè)范圍內(nèi),系統(tǒng)的脫硫率能達(dá)到要求且漿液中的碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也低于 3%,這樣就能達(dá)到系統(tǒng)脫硫率滿足要求的同時(shí),石灰石的消耗也最小的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)。

吸收塔漿液密度必須保證在一定范圍內(nèi),密度小則漿液中石膏晶體少不利于石膏的形成和形成大顆粒的石膏。若石膏顆粒小則石膏旋流器溢流密度高,會(huì)給廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)行帶來不便,同時(shí),石膏旋流器底流密度也不能達(dá)到脫水要求或者對(duì)濾布造成損害,堵塞濾布。吸收塔漿液密度過大則給系統(tǒng)帶來不必要的消耗(如電耗量會(huì)增大,管道、設(shè)備磨損也會(huì)加劇),這就要求密度被限定在一定范圍內(nèi),在密度大于這個(gè)范圍時(shí),就啟動(dòng)脫水裝置,把多余的石膏帶出系統(tǒng)。

吸收塔漿液中的亞硫酸鈣過多會(huì)抑制二氧化硫的溶解從而影響系統(tǒng)的脫硫率,也會(huì)造成管道的結(jié)垢。存在過多亞硫酸鈣的主要原因包括氧化空氣量不足或氧化效果差。氧化空氣不足可從以下幾個(gè)方面來解決:氧化空氣管道堵塞可能造成氧化空氣量不足,在這種情況下,應(yīng)該疏通管道以增加風(fēng)量。在氧化風(fēng)機(jī)出力不夠的情況下,可以增加氧化風(fēng)機(jī)投運(yùn)臺(tái)數(shù)來增加氧化風(fēng)量。氧化效果不好可通過改變吸收塔內(nèi)氧化管道的布置來改善氧化效果(如把布置方式改為錨式或者水平布置方式)。

漿液中的氯離子主要來自于煙氣中的粉塵。氯離子會(huì)使脫硫系統(tǒng)中設(shè)備引起金屬腐蝕和應(yīng)力腐蝕,還能抑制吸收塔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng),改變 pH值,降低二氧化硫的去除率,消耗石灰石等吸收劑。氯離子對(duì)石膏脫水有較大影響,漿液中氯離子含量較多時(shí),使石膏含水量增加,影響石膏品質(zhì)。因此,根據(jù)化學(xué)分析測(cè)得的氯離子濃度可以決定增加或者減少系統(tǒng)的廢水排放。

2.5 石膏的品質(zhì)與分析

石膏是吸收塔漿液脫水的產(chǎn)物。以石膏中碳酸鈣和亞硫酸鈣含量的數(shù)據(jù)來分析判斷同吸收塔漿液中的碳酸鈣和亞硫酸鈣的數(shù)據(jù)。石膏的含水率一般要求小于 10%,如果石膏的含水率不合格,則可從真空度不夠、濾布堵塞、漿液中氯離子濃度高、旋流器底流密度低、脫水時(shí)間短、吸收塔漿液雜質(zhì)多等因素來考慮。石膏的主要成分是二水硫酸鈣和碳酸鈣,石膏純度即二水硫酸鈣含量與碳酸鈣含量密切相關(guān)。石膏中碳酸鈣含量多則石膏純度下降,碳酸鈣含量減小則石膏純度增大。碳酸鈣含量的多少與吸收塔漿液的 pH值密切相關(guān),要提高石膏的純度,在保證脫硫率達(dá)標(biāo)的情況下,可適當(dāng)降低 pH值運(yùn)行。石膏中的氯離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求小于 0.01%,如果氯離子含量超標(biāo)則可以從降低吸收塔漿液氯離子含量、提高脫水機(jī)真空度、增加濾餅沖洗水等方面采取措施以降低石膏中氯離子含量。

3 結(jié)束語

本文對(duì)石灰石 -石膏濕法煙氣脫硫工藝進(jìn)行了分析,通過這些數(shù)據(jù)可以判斷目前系統(tǒng)存在的問題以及需要改善的地方,從而提高系統(tǒng)的利用率并降低運(yùn)行成本,達(dá)到系統(tǒng)的最優(yōu)化運(yùn)行。因此,應(yīng)加強(qiáng)日常的化學(xué)分析,及時(shí)了解運(yùn)行狀況并做出相應(yīng)的調(diào)整。