石灰石湿法脱硫吸收塔内结垢研究.pdf

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1、第44卷第5期锅炉技术V01．44，NO．52013年9月B0ILERTECHN0LOGYSept．，2013石灰石湿法脱硫吸收塔内结垢研究杨杨，樊保国(太原理工大学电气与动力工程学院热能工程系，山西太原030024)摘要：吸收塔内结垢是石灰石湿法脱硫技术在运行时存在的问题之一。分析了石灰石湿法脱硫技术吸收塔内各类垢体的成因、危害以及预防措施。借助于EDS和XRD对现场采集的吸收塔内结垢样品进行了元素分析和物相分析，获得了其主要元素和物相组成。另外，用SEM对垢样的微观形貌进行了观察，得出了所分析垢样的微观形貌特征。关键词：石灰石湿法脱硫；吸收塔结垢；结垢预防中图

2、分类号：X701．3文献标识码：B文章编号：1672—4763(2013)05—0071-040前言2葛H2O结晶成垢一硬垢石灰石湿法脱硫工艺以其脱硫效率高、煤种适石灰石湿法工艺的脱硫产物为石膏。当生应性强等优点广泛用于火电厂烟气脱硫系统中，目成的石膏在浆液的浓度超过溶解度时，石膏就会前该工艺应用的最高单机容量已达1000MW[1]，以晶体的形式开始析出。当相对饱和浓度达到我国300MW以上的火电厂9O_2以上采用石一定值时，石膏将按异相成核作用在悬浮液中已灰石／石膏湿法脱硫技术。但是，石灰石湿法脱有的晶体表面上生长。当饱和度达到更高值，即硫系统在实际工程应用中仍

3、存在一些问题，其中大于引起均相成核作用的临界饱和度时，就会在吸收塔内结垢就是其中之一[3]。发生结垢后，结浆液中形成新的晶核，此时，微小晶核也会在塔垢部位会导致垢下金属表面发生电化学腐蚀，对内表面上生成并逐步成长结成坚硬的垢，从而析于具有保护层的部位，常常由于结垢物剥落，使出作为石膏结晶的垢，即硬垢。石膏产生均相成保护层表面遭到破坏。同时结垢会导致脱硫塔核作用的临界相对饱和度为140。内气流分布不均，使脱硫效率降低，结垢严重时(2)CaSO。·1／2HO结晶成垢一软垢甚至会导致系统停运。因此，对结垢的原因以及CaSO。·1／2H。O在水中的溶解度只有0．0043预

4、防措施的研究具有重要的意义。g／100gHzO(18℃)E47。湿法脱硫装置在较高的pH值下运行时，在浆液中所存在的硫主要以1塔内结垢的形成SOs形式存在，极易使CaSO。的饱和度达到并1．1湿干结垢超过其形成均相成核作用所需的临界饱和度而在吸收塔烟气人口处至第一层喷嘴之间，以在塔壁和部件表面上结晶。随着晶核长大，形成及最后一层喷嘴与烟气出口之间的塔壁面，属于很厚的垢层，很快就会造成设备堵塞而无法运行“湿一干”交界区，这些区域最容易结垢，属于下去。这种垢物呈叶状，柔软，形状易变，称为“湿一干”结垢。由于浆液由CaSO、CaSO。、Ca—软垢。CO。及少量的飞灰组成

5、，当浆液碰撞到塔壁时，它(3)Ca(SO3)0．8(S04)0．21／2HO结晶成垢们中的部分便会粘附于塔壁而沉积。同时，由于一硫酸钙亚硫酸钙垢(CSS垢～CalciumSulfate烟气具有较高的温度，加快沉积层水分的蒸发，andSulfite)使沉积层逐渐形成结构致密，类似于水泥的垢。如果CaSO。氧化不足，浆液中的CaSO。浓度收稿日期：2012—09—20；修回日期：2012—11—14作者简介：杨杨(1989一)，女，博士研究生，主要从事煤的清洁燃烧方向的研究。72锅炉技术第44卷过高，会析出亚硫酸钙结晶即半水石膏，同时，氧化槽底部可采用锥斗结构，不易形

6、成固体物的CaSO。和CaSO会生成混合结晶体Ca(SO)0．8堆积死区；注意搅拌器的搅拌强度，并在系统一(SO)0．21／2HzO即CSS垢，它们都有较高的活启动就开始运行。性，很容易粘附在器壁和管壁上形成致密的3吸收塔垢样品分析结垢。1．3沉积结垢本文分析的结垢样品采自某脱硫吸收塔内。石灰石湿法脱硫浆液是一种含有固体颗粒通过X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)明确的悬浮液，如果由于结构设计不合理、搅拌不充了其元素和物相组成。另外，借助扫描电镜分等原因，造成浆液流速过低，不足以夹带其中(SEM)获得了垢样的微观形貌特征。的颗粒，就会引起固体颗粒沉积而堆积在容

7、器3．1垢样的成分分析底部。本实验采美国热电公司生产的第七代X射线能谱仪和El本理学株式会社生产的D／MAX一2结垢的预防2500型X射线衍射仪进行垢样的物相分析和元2．1“湿一干”结垢预防素分析，实验结果如图1和图2所示。设置喷嘴及时冲洗，可选连续或间断性冲洗，间隔冲洗的周期一般应小于30min[。冲洗时压力控制在0．15MPa[内，压力过大会造成器烟气含湿量增大。籁士2．2结晶成垢的预防瑚咖啪蜒㈣栅瑚。咖啪伽瑚。2．2．1硬垢的预防防止石膏的相对饱和浓度超过140％。强制O24681O氧化，在氧化系统中加装搅拌器，可以使气泡分keV散均匀，从而CaSO。与氧化

8、空气(氧化