FGD运行的主要控制参数.ppt

1、FGD运行的主要控制参数,赵毅,FGD主要控制参数,56,（以石膏为基准）,一、脱硫效率,脱硫效率表示FGD系统能力的大小。脱硫效率是由许多因素决定的，诸如FGD系统运行的钙硫比，液气比，烟气的状态（烟气量、烟温、烟气含水量等），以及煤种变化。但是SO2排放标准则往往要求烟气中SO2的浓度或总量在任何情况下均不超过规定的控制值。因此，应保证在锅炉的最差工况下，FGD系统运行的最低脱硫效率仍能满足排放标准的要求，同时尽量使FGD系统长期经济运行。,脱硫效率低的原因及解决办法,二、吸收剂利用率,吸收剂利用率指用于脱除的吸收剂占加入FGD系统吸收剂总量的质量分数，即脱硫效率与Ca/S之比。吸收剂的利

2、用率与Ca/S比有密切关系，达到一定脱硫效率时所需要的Ca/S比越低，钙的利用率越高，所需吸收剂数量及产生脱硫产物的量也越少，可大大降低FGD系统的运行费用。,FGD系统对吸收剂（CaCO3）原料有一定要求，首先是吸收剂的纯度，高纯度的吸收剂有利于脱硫并且能产生优质脱硫石膏；其次是吸收剂的粒度，粒度越小，单位体积的表面积越大，利用率相对较高。通常要求的吸收剂纯度在90以上，粒度控制在300400目之间。过高的吸收剂纯度和过细的粒度会导致吸收剂制备价格上升，使系统运行成本增加。,在保持吸收剂纯度和粒度，液气比不变的情况下，Ca/S比增大，注入吸收塔内吸收剂的量增大，引起浆液pH值上升，可增大中和

3、反应的速率，使SO2吸收量增加，提高了脱硫效率。但由于吸收剂（CaCO3）的溶解度较低，其供给量的增加将导致浆液浓度的提高，会引起吸收剂的过饱和凝聚，使反应的表面积相对减少，最终导致吸收剂利用率下降，增加FGD系统的运行费用。运行实践也证明了这点，一般认为吸收塔的浆液浓度在2030，Ca/S比在1.021.05之间时，吸收剂的利用率最高。,三、浆液pH值,典型湿法FGD系统中浆液对SO2的吸收程度受气液两相SO2浓度差的控制。要使烟气中“毫克升”级的SO2在较短的时间内和有限的脱硫设备内达到排放标准，必须提高SO2的溶解速度，这主要通过调整和控制浆液的pH值来实现。另外浆液的pH值不仅对SO2

4、的脱除效率有显著影响，而且对运行可靠性亦有显著影响。低pH值运行时，一方面SO2排放量显著提高，难以达到排放标准；另一方面，设备腐蚀也会显著加剧，不能保证设备和运行安全。高pH值运行时，SO2含量会显著降低，但pH值太高会使脱硫设备内部固体颗粒堆积而结垢，使设备堵塞，无法正常运行，不能保证设备安全运行。,在SO2的吸收过程中，pH值为7. 2时，生成亚硫酸盐混合物和亚硫酸氢根离子；而 pH值为5以下时，只存在亚硫酸氢根离子。当pH值继续下降到4. 5以下时,SO2水化物的比例增大，与物理溶解SO2建立平衡。当pH值基本在5和6之间，溶解的SO2主要以亚硫酸氢根离子的形式存在。因此，pH值高有利

5、于确保持续高效地捕获SO2。,亚硫酸盐平衡曲线,HSO3,H2SO3,SO32,在亚硫酸氢根和亚硫酸根的氧化过程中，pH值对亚硫酸根的氧化反应有很大影响，在pH值为3. 56. 7时，保持较高的氧化率，在pH值为4. 5 4. 7时达到最高。因此为了获得较高的亚硫酸盐的氧化xi效率，应维持在pH值3.55.7。 在碳酸钙的溶解和反应过程中，当 pH值在5和7之间时，碳酸钙的溶解和析出反应达到平衡。pH值低有利于溶解，当pH值在4和6之间时，溶解速率随pH值降低按近似线性的形式加快（其他参数大部分保持恒定）直至pH值等于4为止。pH值为4的溶解速率比pH值为6时快5倍。因此，为了获得较高的石灰石

6、溶解率，应降低pH值。在石膏结晶过程中，pH值高有利于硫酸盐的生成，有利于石膏结晶，但当石膏饱和度过高时，使石膏结晶向小颗粒方向发展，不利于高品质的石膏产品，石膏结晶过程中也应控制pH值。,通过分析，得知SO2的吸收、石膏结晶与碳酸钙的溶解对pH值的要求是逆向的。结合亚硫酸氢根和亚硫酸根的氧化反应，可以得出pH最佳值在56范围，而在实际工程中，pH最佳值在55. 5之间。 运行时要密切注意pH计的运行情况。如果两个pH计都有故障，则必须人工每小时化验一次，然后根据实际的pH值及烟气脱硫率来控制石灰石浆液的加人量。若pH值5.6，则必须将石灰石浆液量增加约15；若pH值6.2，则必须将石灰石浆液

7、量减少约10。pH计需立即修复，校准后尽快投人使用。如果运行中pH计指示不准，应进行处理。,pH计不准的处理方法,四、浆液密度,石灰石灰石湿法烟气脱硫技术中，由于吸收剂在水中的溶解度很小，它们在水中形成溶液的脱硫容量不能满足工程的要求，故采用含有固体颗粒的浆液来吸收SO2。常用的石灰石湿法脱硫装置中气液接触时间很短，因此石灰石浆液的初始吸收速率对脱硫装置的脱硫效率有很大影响，其吸收SO2容量亦反映出该吸收剂的脱硫能力。,在FGD系统运行过程中，随着烟气与吸收剂反应的进行，吸收塔的浆液密度不断升高，通过吸收塔浆液化学反应的取样分析结果可知，当密度大于1150kg/m3时，混合浆液中CaCO3、C

8、aSO42H2O的浓度已趋于饱和，CaSO42H2O对SO2的吸收有抑制作用，脱硫率会有所下降。石膏浆液密度过低（小于1150kg/m3）时，说明浆液中CaSO42H2O的含量较低，CaCO3的含量相对升高，此时如果排出吸收塔，将导致石膏中CaCO3含量增高，品质下降，而且浪费了吸收剂石灰石。石膏旋流站运行的压力、旋流子磨损程度均受脱水之前石膏浆液密度的影响。底流的石膏浆液密度越高，石膏旋流站的运行压力越高，旋流效果越好，但旋流子磨损越大。因此运行中应严格控制石膏浆液密度在一合适的范围内（10501150kg/m3），这样有利于FGD系统的高效且经济运行。,在FGD系统运行过程中，如果浆液密度

9、测量装置不正常工作，控制回路就不能可靠的工作，这样就需要人工在实验室测量浆液密度，若浆液密度大于1150kg/m3，应将塔内石膏排至石膏脱水系统，同时密度计需尽快修复，校准后尽快投人使用。,五、液气比,液气比是指与流经吸收塔单位体积烟气量相对应的浆液喷淋量，它直接影响设备尺寸和操作费用。液气比决定酸性气体吸收所需要的吸收表面，在其他参数一定的情况下，提高液气比相当于增加了吸收塔内的喷淋密度，使液气间的接触面积增大，脱硫效率也将增大。要提高吸收塔的脱硫效率，提高液气比是一个重要的技术手段。目前广泛使用的喷淋塔内持液量很小，要保证较高的脱硫效率，就必须有足够大的液气比。根据美国电力研究院的FGD-

10、PRISM程序的优化计算，液气比以16.57L/m3为宜。根据理论计算可知在pH值7时，液气比为15L/m3时，脱硫效率已接近100了，液气比超过15. 5L/m3后，脱硫效率的提高非常缓慢，通常单纯喷雾性吸收塔，其液气比不会大于25L/m3，带筛孔板的不大于18.5L/m3。在实际工程中，提高液气比将使浆液循环泵的流量增大，从而增加设备的投资和能耗。同时，高液气比还会使吸收塔内压力损失增大，增加风机能耗。,运行人员可根据FGD接收的烟气量和SO2浓度的具体情况增减或调换循环泵从而调节系统的液气比。在确保脱硫效率的同时，经济、有效地使用不同的循环泵组合方式，最终达到最佳的液气比。例如，当只接收

11、一台炉烟气脱硫或锅炉负荷大幅度减少时，投运两台循环泵即可。烟气中SO2浓度不高时，不必启动扬程最高的循环泵，可以少开一台循环泵。停用循环泵后应做好管路冲洗和注水工作。,吸收塔循环泵流量下降的处理方法,六、烟囱出口烟气温度,如果脱硫后饱和湿烟气直接排放，不仅对烟囱造成腐蚀，而且还引起环境污染。具体表现为： 湿烟气的温度比较低，抬升高度较小，造成地面污染浓度相对较高； 因水蒸气的凝结而使烟羽呈白色，影响人们的视觉，这种现象在北方地区尤其突出； 凝结水可能造成烟囱下风向的降水，影响局部地区的气候。,如果脱硫后的湿烟气加热不充分，这些影响依然存在，不过其影响程度有所减缓，因此，脱硫后的湿烟气必须加热到

12、规定温度。国内普遍采用英国的排烟温度规定，即脱硫后烟囱入口烟气温度不低于80。 运行人员要密切注意烟囱入口烟气温度的变化，如果发现其温度低于80，赶紧查明原因，例如GGH积灰影响换热效果，或者脱硫后烟气含水较多等，然后尽快处理使烟囱入口烟气温度达到排放标准。,七、石膏品质,脱硫石膏是典型湿法FGD系统的最终产品，其品质好坏取决于整个工艺的运行状态。若在运行中控制足够的石膏结晶时间、稳定的pH值及适当的石膏浆液密度，则较易形成大于100m的菱形的石膏晶体，此种石膏易于分离和脱水。,石膏晶体: 三斜晶系(无对称轴),固相 CaSO4.2H2O含量为91.29% CaSO3.1/2H2O含量4.63

13、% 脱硫剂为电石渣（放大200倍）,固相 CaSO4.2H2O含量为71.65% CaSO3.1/2H2O含量18.02% 脱硫剂为电石渣（放大200倍）,三、石灰石/石膏法各系统石膏处理系统,固相 CaSO4.2H2O含量为51.55%, CaSO3.1/2H2O含量为30.06% 脱硫剂为电石渣（放大200倍）,运行人员在皮带机的运行维护中，必须准确调节皮带滑动水、真空盒密封水、真空泵密封冷却水以及滤布的冲洗水量，水量过大或过小都会影响皮带机的运行状况及真空度。同时，要检查滤布冲洗喷嘴的出水量及出水角度，以保证冲洗效果。真空泵的真空度过高，石膏的含水量会增大，此时可适当调整石膏层的厚度或提高排出石膏浆液的密度，保证石膏含水低于10%。,碳酸钙