石灰石石膏法烟气脱硫存在的主要问题.ppt

石灰石石膏法烟气脱硫存在的主要问题 资料采集 乌梦迪 许恒建 薛咪 张安 王伟PPT制作 张佳琦 杨杰 许恒建PPT讲解 杨杰 目录 CONTENTS 工艺原理 存在问题 措施建议 影响因素 湿法烟气脱硫工艺原理 石灰石石膏法烟气脱硫 FGD 技术是用含石灰石的浆液洗涤烟气 以中和 脱除 烟气中的SO2 故又称之为湿式石灰石 石膏法烟气脱硫 简称WFGD 该工艺的主要原理是 锅炉引风机出来的烟气进行换热降温 降温后的烟气进入吸收塔下部 吸收塔中的吸收剂 石灰石浆液由塔的上部向下喷淋与向上流动的烟气逆流混合 烟气中的二氧化硫 SO2 与吸收剂浆液反应生成亚硫酸钙同时进一步被鼓入的空气中的氧气 O2 氧化成硫酸钙 CaSO4 即石膏 脱硫后的洁净饱和烟气依次经过除雾器除去雾滴 由脱硫风机经烟囱排入大气 这种方法是应用最广泛 技术最为成熟的烟气SO2排放控制技术 其特点是SO2脱除率高 脱硫效率可达95 以上 能适应大容量机组 高浓度SO2含量的烟气脱硫 吸收剂石灰石价廉易得 而且可生产出副产品石膏 高质量石膏具有综合利用的商业价值 湿法烟气脱硫工艺流程 流程主要包括 原料输送系统 吸收剂浆液配制系统 烟气系统 SO2吸收系统 石膏脱水及贮存和石膏抛弃系统 石膏法烟气脱硫影响因素 烟尘含量 烟气的飞灰在一定程度上阻碍了SO2与脱硫剂的接触 降低了石灰石中Ca2 的溶解速率 飞灰中不断溶出的重金属会抑制Ca2 与HSO3 的反应 烟气中粉尘含量持续超过设计允许量 脱硫率也大为下降 甚至喷头堵塞 一般FGD入口粉尘含量小于200mg m3 烟气温度 进入吸收塔烟气温度越低 越有利SO2气体溶于浆液 并形成HSO3 通常烟气冷却到60 左右再进行吸收最适宜 较高温度吸收会使SO2的吸收效率降低 石灰石粒度与纯度 颗粒越细 表面积越大 反应越充分 吸收速率越快 利用率也越高 液气比与浆液循环量 液气比增大 气液接触机率增加 脱硫率也增大 但SO2与吸收液有一个气液平衡比 超过一定值后 脱硫率将不在增加 烟气与脱硫剂接触时间 烟气自气 气加热器进入吸收塔后 自下而上流动 与喷淋而下的石灰石浆液雾滴接触反应 时间越长 反应越完全 所以长期投运对应高位喷淋盘的循环泵 有利于烟气和脱硫剂充分反应 脱硫效率也越高 吸收液的pH值 烟气中的SO2与吸收塔浆液接触 高pH的浆液环境有利于SO2的吸收 低pH则有助于Ca2 的析出 二者互相对立 pH值为6时 SO2吸收效果最佳 但此时易结垢 堵塞 低pH值有利于亚硫酸钙的氧化 石灰石溶解度增加 却使SO2的吸收受抑制 脱硫效率大大降低 pH 4时 SO2的吸收几乎无法进行 吸收液也呈酸性 设备腐蚀较大 一般pH在4 6之间最合适 石膏法烟气脱硫存在的主要问题 1 结垢与堵塞 结垢和堵塞是湿法脱硫工艺中最严重的问题 可造成吸收塔 氧化槽 管道 喷嘴 除雾器甚至换热器结石膏垢 严重的结垢将会造成压损增大 设备堵塞 因此结垢是目前造成设备停运的重要原因之一 产生的原因主要有 a 终产物石膏浓度超过了浆液的吸收极限 就会以晶体的形式开始沉积 饱和浓度达到一定值时 石膏晶体将在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行生长 更高时 就会形成晶核 晶体也会在其它各种物体表面上生长 使吸收塔内壁结垢 b 氧化程度低下或无氧化发生条件下 可生成一种反应物 称CSS 软垢 使系统结垢 以致堵塞 c 吸收液pH值的剧烈变化影响 低pH值 亚硫酸盐溶解度急剧上升 硫酸盐溶解度略有下降 会有石膏在很短时间内大量产生并析出 产生硬垢 高pH值 亚硫酸盐溶解度降低 会引起亚硫酸盐析出 产生软垢 碱性pH值时 运行还会产生碳酸钙硬垢 2 腐蚀 产生的原因主要有 a 环境温度的影响 GGH 蓄热式换热器 或循环液系统故障 会导致塔内烟温升高 防腐材料的许用应力随温度升高而急剧降低 b 金属表面 水及电解质形成电化学腐蚀 焊缝更明显 c 浆液中的固态物 落下时对塔内物质有冲刷作用 d 烟气中的SO2 HCl HF等酸性气体 在与液体接触时 生成相应的酸液 其SO32 Cl SO42 对金属有很强的腐蚀性 就是防腐内衬也有很强的扩散渗透破坏 e 结晶腐蚀 溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐 随溶液渗入防腐内衬及其毛细孔内 当系统停运后 吸收塔内逐渐变干 溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐析出并结晶 随后体积发生膨胀 使防腐内衬产生应力 并产生剥离与损坏 3 CO2问题 石灰石 石膏法在脱硫过程中 在脱除SO2气体同时排放出CO2气体 理论上每脱除1tSO2则排放出0 72tCO2 CO2是典型的温室气体 全球气候变暖 将是一场全球性的生态灾难 4 脱硫石膏处置问题 脱硫石膏是去除烟气中的SO2而产生的一种工业副产品 理论上每脱除1tSO2 生成约2 2t脱硫石膏 石灰石 石膏法虽然对减轻SO2污染起到了一定作用 但所产生的脱硫石膏含有大量杂质 抗压强度 抗拉强度等都无法与天然石膏相比 再利用的价值不大 最终很大一部分不得不作抛弃处理 从而占用大量土地 而这些被抛弃的脱硫石膏经长时间风吹日晒后会散发出阵阵硫酸味 挥发后的酸性物质又重新回到大气中 加重了酸雨的威胁 而且堆积的石膏在经过雨水的冲刷后又会渗入到农田 地下 对地表水及地下水造成污染 经生物富集后进入人类食物链中 因此 脱硫石膏本身也成为一种新的污染物 如不采用积极 有效的措施 它将对人类及其生存环境带来极大的威胁 5 系统的耗水量a 脱硫过程需要消耗大量的水资源 以蒸发和烟气携带水为主要水耗 我国所有的脱硫机组容量每年消耗的水资源约9 11吨 总水量相当于460个昆明湖的水量 b 处理过程中同时还会产生一定量呈弱酸性的废水 pH值为5 0 6 0 废水中主要污染因子是石灰石 亚硫酸钙 石膏及煤中的卤素和重金属如F Cl Cd Hg Pb Ni As Se Cr等 其中部分重金属离子是国家环保标准中要求控制的第一类污染物 对环境有很强的污染性 由于脱硫废水的水质比较特殊 所以处理难度很大 处理费用高 对于工艺过程存在问题的建议 1 对于结垢与堵塞的问题 a 保障除尘器正常运行 严防喷嘴堵塞 b 避免控制溶液中的PH值急剧变化 c 适当增大液气比 d 在吸收液中加入二水硫酸钙或亚硫酸钙晶种 e 向吸收液中加入添加剂 如镁离子 乙二酸等 f 运用强氧化工艺 使充分氧化反应 控制亚硫酸钙的氧化率在95 以上 并保持浆液中有足够密度的石膏晶种 g 控制吸收液水份蒸发速度与蒸发量 石膏过饱和度最大不超过130 2 对于防腐措施 a 防腐材料正确 合理选择 b 内衬防腐的施工质量要切实做好 c 控制浆液的pH值要合理 d 吸收塔内的焊口要满焊 焊缝光滑平整无缺陷 内支撑件及框架不能用角钢 槽钢 工字钢 应用圆钢 方钢为主 外接管不能用焊接 要用法兰连接 e 选择合理的FGD 脱硫设备 烟气入口温度 并选择与之相配套的防腐内衬 不得选择与入口烟温 塔内设计温度不相匹配的内衬材料3 对于在治理SO2的同时 资源的消耗 和对环境的二次污染日趋严重 因此有必要选择资源节约型 环境友好型 综合利用型的新型处理工艺 全面地 系统地 用更安全 环保的方法对SO2的污染进行治理 否则会落入再污染再治理的恶性循环 总结