濕法脫硫中石灰石漿液化學(xué)成分非常復(fù)雜,要使系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,漿液必須維持其良好的品質(zhì)。當(dāng)漿液品質(zhì)惡化后,在原煙氣SO2總量不變時(shí),即便增加CaCO3投入量,漿液PH值也常常會(huì)持續(xù)降低,脫硫率下降。此時(shí)雖然漿液中CaCO3含量很高,但漿液的脫硫效率及PH值仍然很低。漿液嚴(yán)重惡化后甚至?xí)耆ッ摿蚰芰?,同時(shí)還會(huì)造成脫硫副產(chǎn)物石膏的脫水困難,脫硫石膏中含大量的石灰石,使石灰石損耗及出口SO2含量增加,脫硫率下降達(dá)不到預(yù)期脫硫效果,污染環(huán)境,環(huán)保壓力增大;PH值降低,加劇吸收塔內(nèi)部腐蝕。
漿液中毒,有的同行稱之為“盲區(qū)”,國(guó)外的文獻(xiàn)上叫做“棕泥”現(xiàn)象。石灰石盲區(qū)和漿液中毒雖然均會(huì)造成PH值的持續(xù)降低,脫硫率的下降。兩者之間有緊密聯(lián)系仍有很大的差別,漿液中毒會(huì)造成石灰石盲區(qū),造成石灰石盲區(qū)則不一定是漿液中毒引起。漿液中毒主要是進(jìn)入漿液中的有害雜質(zhì)引起,而石灰石盲區(qū)主要是工藝操作不當(dāng)引起。
一、石灰石盲區(qū)具體原因如下:
1、FGD進(jìn)口SO2濃度突變引起石灰石盲區(qū);
基本機(jī)理:由于煙氣量或FGD進(jìn)口原煙氣SO2濃度突變,造成吸收塔內(nèi)反應(yīng)加劇,CaCO3含量減少,PH值下降,此時(shí)若石灰石供漿流量自動(dòng)投入為保證脫硫效率則自動(dòng)增加石灰石供漿量以提高吸收塔的PH值,但由于反應(yīng)加劇吸收塔漿液中的CaSO3?1/2H2O含量大量增加,若此時(shí)不增加氧量使CaSO3?1/2H2O迅速反應(yīng)成CaSO4?2H2O,則由于CaSO3?1/2H2O可溶解性強(qiáng)先溶于水中,而CaCO3溶解較慢,過飽和后形成固體沉積,這種現(xiàn)象稱為“石灰石盲區(qū)”。
2、吸收塔漿液密度高時(shí)沒有即時(shí)外排,漿液中的CaSO4?2H2O飽和會(huì)抑制CaCO3溶解反應(yīng);
3、氧化不充分引起亞硫酸鹽致盲;
4、石灰石活性不足,難以參與反應(yīng)。
二、漿液中毒的具體原因如下:
1、電除塵后粉塵含量高或重金屬成分高,進(jìn)入脫硫塔后為漿液捕集,并不斷積累。粉塵和重金屬的鹽或氧化物在酸性的漿液中水解,在吸收塔漿液內(nèi)形成膠體或絮狀化合物,并吸附于石灰石顆粒表面,影響石灰石顆粒的溶解反應(yīng),導(dǎo)致石灰石漿液對(duì)PH值的調(diào)解無效;
2、工藝水水質(zhì)差,系統(tǒng)中的氯離子濃度高引起吸收塔漿液發(fā)生石灰石盲區(qū)。
3、石灰石粉品質(zhì)差,雜質(zhì)含量高,在反應(yīng)過程中帶入諸多有害雜質(zhì);
4、鍋爐在運(yùn)行過程中投油、燃燒不充分,未燃盡成份隨鍋爐尾部煙氣進(jìn)入吸收塔,造成吸收塔漿液有機(jī)物含量增加;
三、引起石灰石盲區(qū)和漿液中毒的原因分析:
漿液品質(zhì)的好壞主要體現(xiàn)在漿液的脫硫能力、氧化效果及腐蝕性等,主要通過對(duì)漿液和脫硫石膏進(jìn)行化學(xué)分析來判斷。
漿液分析指標(biāo)主要有:漿液PH值、漿液密度、CL-、F-、SO32-、Mg2+、AL3+、Fe3+、Cu2+、Mn2+、SiO2、COD;漿液中CL-、F-含量高時(shí)漿液品質(zhì)變差,腐蝕性增強(qiáng),漿液中Cl-含量過高,產(chǎn)生共離子效應(yīng),抑制石灰石與亞硫酸的化學(xué)反應(yīng);AL3+、Fe3+、Cu2+、Mn2+金屬離子含量高時(shí),其水解產(chǎn)物或與F-結(jié)合生成的產(chǎn)物如形成氟化鋁絡(luò)合物,這種絡(luò)合物呈粘性的絮凝狀態(tài),可吸附于石灰石表面抑制石灰石的離解;SiO2含量高時(shí)可形成硅酸或氟硅酸絡(luò)合物形成反應(yīng)閉塞;COD高時(shí)可能是燃料燃燒不充分,燃油中的油煙、碳核、瀝青質(zhì)、多環(huán)芳烴等也會(huì)造成同樣后果,由于缺少晶種,新生成的石膏顆粒也會(huì)包裹石灰石表面,造成閉塞,如果工藝水為中水,也會(huì)造成有機(jī)物含量高;
脫硫石膏分析指標(biāo)主要有CaSO4.2H2O、CaSO3.1/2H2O、CaCO3、酸不溶物及含水量、石膏脫水時(shí)表觀。CaSO3.1/2H2O含量反映了脫硫氧化效果好壞,CaCO3含量反映了石灰石反應(yīng)程度和利用率,酸不溶物的多少反映了SiO2了含量,表觀浮渣較多時(shí)反映了燃料燃燒不充分,未燃盡成份進(jìn)入脫硫系統(tǒng);
石灰石的分析指標(biāo)主要有石灰石主要包括粒徑分析、碳酸鈣碳酸鎂含量、活性分析、二氧化硅、三氧化二鐵、三氧化二鋁等。Mg含量高的鎂石灰石因共離子效應(yīng)而抑制石灰石的溶解和離子的氧化,造成中毒;粒徑越大,利用率越低;活性低時(shí)反應(yīng)慢利用率低;二氧化硅、三氧化二鐵、三氧化二鋁含量高時(shí),進(jìn)入漿液中會(huì)造成上述影響。