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呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 脱硫系统运行培训2014 3 19 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 一 存在的问题1 运行时循环槽液位出现波动 2 离心机出现 拉稀 现象 3 硫铵结晶困难影响因素 4 影响脱硫效率的因素5 脱硫后烟气冷凝液的形成原因6 流化床振动电机故障 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 二 问题分析和解决1 运行时循环槽液位出现波动在运行过程中循环槽液位出现波动主要有以下几个方面 浓缩段底流阀堵塞 二级循环系统故障 二级循环泵管道破裂 浓缩段喷淋喷头堵塞和脱落 二级循环泵打量不足等 副线及塔壁冲洗水开关时间过长 出料泵及蒸发补液泵打量变化或系统管线堵塞 烟气量变化未及时对系统进行调整 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 浓缩段底流阀堵塞现象和预判当浓缩段底流阀开始出现堵塞时 循环槽液位不会出现大范围的波动 随着时间的推移底流阀会堵塞加重 这样一来循环槽液位会出现快速的下降 在日常运行过程中 可以根据氧化风机出口母管压力的变化来预判浓缩段底流阀是否堵塞 一般情况下 氧化风机出口母管压力及温度会随着浓缩段内液位的波动出现变化 浓缩段内正常情况下持液量为1 5m 浆液刚好在上部溢流口 当浓缩段底流阀出现堵塞 浓缩段内浆液持液量增加 增大了二次氧化风管的阻力 造成氧化风机出口母管压力和温度上涨 所以我们可以通过监控此项数据来判断是否出现堵塞 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 2 离心机 拉稀 现象进料不规律 料液浓度不稳定 板网磨损或损坏 轴承失效 滑动轴承 特别是前活动轴承 磨损严重 转鼓部分损坏 刮刀安装未达到要留 主轴或推杆变形 推料环与板网间的间隙过大或不均匀 板网背面有结晶现象 工艺条件控制离心机的分离能力取决于固 液相密度差及沉降区长度 固 液两相密度差越相近 也就是进料的浆液粘度越大 则分离沉降就越难以进行 在实际生产中 工艺条件影响离心机分离效果的因素主要有三个 进料温度 进料速率 异常工艺条件 2 3 1进料温度浆液的温度 可以直接影响母液的粘度 溶液温度越高 则粘度越低 固相上的液膜就越簿 细小粒子越容易沉降 毛细孔中所含液体越少 对于追求固相干燥度的离心机来说分离效果就会越好 2 3 2进料速率有时 过大的进料量会导致不好的分离效果 主要是因为粒子在转筒中的沉降时间不足 达到离心机设计的分离条件的前提是 固相粒子沉降到转鼓壁上时间必须小于颗粒在转鼓内的停留时间 也就是说 必须保证待分离浆液在转鼓内的有效停留时间 使得固相粒子有足够的时间沉降出来 同样的物料 进料量为1m3 h时 分离效果不好 但当进料量为0 5m3 h时 分离效果就非常理想 2 3 3异常工艺条件主要是指进料浆液中晶体含量不足或晶体不结晶而呈絮状 这对离心机来说 得到理想的分离效果非常困难 对于较难分离的物料 一个好的方法是经常对离心机进行清洗 用高于料液温度的热水或冷凝液来对离心机冲洗 可以替换较粘的母液 也能将堵塞在螺旋中较硬的固相出料置换出 正常时离心机每天清洗两次 但是当生产异常尤其是料液较为异常而又无法停下离心机时 对于离心机而言 根据需要随时进行清洗也不失为一个好的处理方法 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 3 硫铵结晶困难等问题硫铵结晶原理硫铵的结晶属于反应过程 主要由反应 过饱和溶液的形成 晶核的产生和晶体的成长几个阶段组成 随着反应的进行 形成过饱和溶液 达到一定过饱和度时 析出固相微观晶粒 这是晶核的形成过程 也称为初级成核 接着是晶核的长大也称为晶体的生长过程 同时 由于晶液的流动 晶体之间及晶体与设备之间的摩擦 碰撞 液体对晶体表面的冲刷 又产生新的晶核 称为二次成核 通常晶核的形成和晶体的成长是同时进行的 在结晶过程中 无论是晶核的形成 还是晶核的生长 都要消耗溶液中的溶质 均以一定的过饱和度为推动力 每一粒晶体都是由一粒晶核生长而成的 在一定条件下 如果晶核成核速率越大 晶核的生成量越多 溶液中有限的溶质要同时供应大量的晶核生长 晶核的生长速率就越慢 结果导致大量的细小结晶 反之 晶核的生成量越少 结晶粒度就会长得越大 可见 晶核的生成速率和晶核的生长速率是此消彼长的关系 如能控制这两种速率 便可控制结晶的粒度 此外 结晶条件对产品的粒度也有很大的影响 如温度 搅拌 酸度 杂质等都以一定的方式影响结晶过程 2影响硫铵结晶粒度的因素根据结晶原理分析 影响硫铵结晶粒度的因素 归纳起来 主要有以下几项 1 饱和器工作温度 2 母液的搅拌程度 3 母液的酸度和加酸制度 4 母液的晶比 5 母液中的杂质生产中对一定工艺条件来说 影响较大的往往是哪些变化频繁 或在量的变化上敏感的因素 并且由于产生的结果滞后而增加了控制上的难度 对上述几个因素进行分析可以发现 饱和器工作温度和母液的搅拌程度变动不大 可以说近似恒定 母液的酸度 晶比随时间呈周期性变化 比较频繁 控制不当 对结晶粒度将产生很大影响 母液中的杂质的影响 在量的变化上比较敏感 一般来说带有很大的偶发性 可是一旦发生 对生产的影响很大 所以 母液的酸度 晶比 杂质含量 是生产控制的重点 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 呼伦贝尔金新化工热电车间技术培训 3影响因素的控制3 1母液酸度母液酸度对硫铵结晶的影响主要表现在两个方面 一是酸度的高低对结晶形状的影响 二是酸度的频繁变动破坏了结晶的正常生长条件 在一定条件下 随着母液酸度的提高 母液的介稳区减小 硫铵晶形从多面体颗粒转变为细长易碎的六角棱柱形 甚至针状 同时 母液黏度增大 硫铵分子扩散阻力增加 阻碍晶体的正常生长 但是过低也不行 虽然硫铵结晶在pH5 6的弱酸性介质中生成较大的圆形晶体 但是使氨的吸收效率下降 还易造成饱和器堵塞 特别是当母液搅拌不充分或酸度发生波动时 可能在母液中局部出现中性或碱性区 母液中的杂质铁等金属离子和铵生成胶态氢氧化物 并蒙在硫铵晶体上 使晶体成长困难和结晶过程复杂化 而且当母液酸度低于3 5 时 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 因母液密度下降易产生泡沫 使饱和器操作恶化 为避免这些影响 必须在酸性介质中进行结晶 正常生产时 母液酸度保持在4 6 为宜 酸度对结晶粒度的影响还表现在定期向系统大加酸时 母液酸度大幅度提高 使母液中的晶种消失 破坏了结晶的正常生长条件 再次结晶时 在较高饱和度下发生初级成核 使母液中的细小结晶增多 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 母液晶比母液中所含硫胺结晶的体积与母液和结晶总体积的比 称为晶比 对饱和器中晶比的控制 是控制硫胺结晶粒度的重要措施 从结晶原理可以知道 如能控制成核速率和晶核的生长速率便可控制晶体的粒度 然而 在生产中这两种速率是极不易控制的 无论是爆发式的初级成核 还是因摩擦碰撞产生的二次成核都很难控制 生成的晶核总是过量 即成核速率过高 晶核的生长速率相对于成核速率来说是很慢的 在其他条件不变时主要取决于母液的过饱和度 提高过饱和度可以加快晶体的生长 过饱和度的高低 在一定温度下取决于母液中晶核的数量 当母液中存在足量晶核时 新生成的硫胺溶质完全用于晶体的生长 过饱和度趋于稳定 晶体处于稳定的生长环境中 生产中采用控制晶比的办法来控制过饱和度 达到控制晶体粒度的目的 晶比的大小直接影响结晶的粒度 晶比过大时由于摩擦碰撞机会增多 大颗粒结晶被破碎 使二次成核量增大 晶体成长速率减慢 晶体粒度减小 并使母液搅拌阻力增加 导致搅拌不良 同时减少了氨与硫酸反应所需的容积 不利于氨的吸收 还易加重堵塞情况 晶比太小可能出现晶核量少 使过饱和度升高 产生大量的初级成核 使结晶粒度减小 晶比太小 使取出次数增加 缩短了晶体的生长时间 同样使晶体粒度减小 因此 母液中必须控制一定的晶比 以利得到大颗粒硫胺 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 杂质溶液中的杂质 对结晶过程的所有阶段都产生影响 硫铵母液中杂质的种类和含量 主要取决于所采用的工艺流程 硫酸质量 用水质量和设备的防腐质量 母液中所含的可溶性杂质主要有铁 铝 铜 铅 锑 砷等各种盐类 多半来自硫酸 设备腐蚀和工业用水 这些离子吸附在硫铵结晶的表面 遮盖了结晶表面的活性区域 使结晶成长缓慢 有时由于杂质在一定晶面上的选择性吸附 以致形成细小畸形颗粒 金属离子对硫铵晶体的生长有较大影响 尤其是铁离子影响最大 即使在母液中含量极少 也会使晶体生长速率显著下降 例如三价铁离子会促使介稳区扩大 减慢结晶速度 在溶液中含量达0 1 时会促使硫铵结晶变长 而在较高浓度时导致生成针状晶体 这种晶体会在生产过程中大量破碎 使成品硫铵的粒度大幅减小 此外 母液中的不溶性杂质如煤焦油雾 有时也会与母液形成稳定的乳浊液附着在晶体表面 阻碍晶体生长 母液中的杂质不仅影响硫铵的晶形和晶体成长 而且还使单位时间内晶体体积总增长量小于饱和器中硫铵生成量 打破固液平衡 使母液的过饱和度升高 不仅使晶体强度降低 同时形成大量针状晶核 迅速充满溶液中 破坏正常操作 因此 必须在工艺 设备等方面采取有效措施 从根源上减小杂质的进入 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 4 影响脱硫效率的因素影响脱硫效率的因素主要有氧化空气压力 浆液密度 吸收塔液位 吸收塔浆液pH值 负荷以及煤质含硫量对脱硫效率均有较大影响 但影响脱硫效率的因素不限于上述因素 还包括浆液喷嘴垂直度 浆液喷射高度 浆液喷嘴间距 覆盖率 烟气温度 烟气流速 循环泵出力等因素 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 A 锅炉负荷负荷增加 脱硫效率短时上升 但随后逐渐减小 这是因为负荷增加 增加的烟气量因吸收塔行程 进出口烟气量还未达到平衡 出口SO2总量低于进口SO2总量 随着时间推移 吸收塔出口SO2总量逐渐增加 入口SO2总量保持不变 脱硫效率逐渐减小 同时 入口SO2总量增加 浆液中的SO2量越来越多 如果吸收塔浆液容量足够 溶于浆液中的SO2量将达到一个稳定值 如果吸收塔浆液容量不足 溶于浆液中的SO2量达到饱和溶解度 不再吸收 未被吸收的SO2量从吸收塔出口排走 负荷增加 烟气量增加 烟气在吸收塔内的流速增加 在塔内停留的时间变短 烟气与浆液的接触时间缩短 传质不充分 吸收塔出口SO2量增加 脱硫效率呈下降趋势 最终达到一个稳定状态 负荷减少 烟气量减少 脱硫效率应有大幅上升 但事实表明 脱硫装置上升的幅度不大 这一现象说明 可能是浆液中SO2溶解度达到饱和或者是塔内存在烟气走廊的现象 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 B 氧化空气影响本套脱硫装置由于塔内氧化空气布置较特殊 氧化空气喷口至塔底间距约1500mm 吸收塔液位10000mm 氧化空气从喷口喷出后需要穿越高度8500mm的浆液层 这样氧化段中的浆液将会含有大量空气 浆液循环泵抽取的浆液中也因此携带大量空气 空气经循环泵压缩变成小气泡 当其到达喷淋喷嘴出口时 由于喷嘴出口背压较低 小气泡喷出后迅速膨胀 体积扩大 扩大后的气泡与后续浆液碰撞 减小了其势能 因而液柱垂直高度降低 液柱高度降低引起浆液在塔内吸收段行程缩短 吸收不充分 浆液中氧化空气较多对设备运行也非常不利 空气隐没于浆液中进入循环泵 引起浆液循环总量减少 循环泵出口母管压力降低 液柱高度降低 氧化空气进入循环泵 容易造成泵叶轮发生汽蚀 这是氧化空气带给设备的最大危害 气泡不停地进入循环泵 经泵压缩后体积呈时大时小变化 引起泵出口压力不稳定 作用于叶轮上的反作用力不稳定 引起泵振动和轴向窜动 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 C 吸收塔液位影响吸收塔液位越高 循环泵入口浆液静压头越高 循环泵抽取的浆液量越多 母管压力越高 喷淋高度越高 浆液在塔内停留时间长 与气体接触的时间延长 接触界面增加 气体穿越气膜 液膜界面机会多 吸收效果更佳 同时液位高 氧化区高度增加 氧化反应充分 有利于提高脱硫率 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 冷凝液的形成1 1冷凝液的形成锅炉排出的烟气经过湿法脱硫处理后 烟气中的SO2基本被去除 SO3较少被除掉 同时还含有部分HF HCL 即使脱硫装置设有GGH 烟气酸露点温度高于实际的80 90 的排烟温度 未设GGH时烟温40 50 之间 不仅低于酸露点温度 而且低于水露点温度 烟气基本是饱和或接近饱和的湿烟气 虽然吸收塔除雾器设计时一般保证经处理后液滴浓度小于75mg m3 但实际工程中由于上层除雾器冲洗时会加湿 而且除雾器效果在长时间运行后变差 烟气中的游离水含量可能是设计的几倍 烟气排入烟囱后 本来烟气中的饱和的水蒸气更多的以液态形式存在 由于温度降低后迅速凝结 凝结后形成的酸性液滴一部分小液滴随烟气排出烟囱 其它部分就附着在烟囱的内壁形成液膜 在重力 烟囱内壁黏滞力的作用下 内壁凝结液体汇流后形成较大流量的冷凝酸液 通常我们称此为烟囱冷凝液 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 1 2冷凝液的腐蚀性冷凝液中含有的SO2 SO3 HF HCL溶于凝结的水中后形成浓度较低的酸液 研究表明浓度度在0 56 时 其腐蚀性将不断上升 冷凝液酸液浓度在此范围内 实际工程运行经验也证明 其对烟囱 烟道 烟道补偿器等均构成腐蚀 呼伦贝尔金新化工有限公司热电车间技术培训 2冷凝液的处置措施冷凝液的腐蚀问题非常普遍 有效的处置措施通常