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1、电厂双碱法烟气脱硫工艺在实际应用中出现的问题及分析探讨闫波毕晓峰(滕州富源低热值燃料热电有限公司山东滕州277523 )For personal use only in study and research; not for commercial use摘 要 本文对双碱法脱硫工艺在实际应用中出现的结垢、运行成 本高、环境污染、烟囱腐蚀严重的问题进行了分析和探讨，阐述 了问题出现的原因及部分解决措施，认为需要重新审视双碱法脱 硫的可行性。关键词双碱法脱硫问题分析1运行原理双碱法烟气脱硫工艺是利用NaOH容液作为启动脱硫剂，将配制好的NaOH容液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中 SO来达到烟 气脱硫
2、的目的，然后吸收液经石灰再生还原成 NaOH再打回脱硫塔 内循环使用，脱硫产物为亚硫酸钙和硫酸钙。 其反应方程式如下：1.1吸收反应：NqCO + SO 2 NaSQ + CO 2 f ( 1)2NaOH + SO Na 2SO + H 2O (2)NS2SQ+ SO2 + H2 o 2NaHSO (3)其中：式(1)为启动阶段Na2CO3容液吸收S02的反应；式(2)为再生液pH值较高时(高于 9时)，溶液吸收 SO2 的主反应；式(3)为溶液pH值较低(59)时的主反应。1.2氧化过程Nc2SQ + 1/20 2 NazSO (4)NaHS0+ 1/20 2 NaHSO (5)CaSO I
3、/2H2O + 1/20 2 + 3/2H 2。 CaSO 2HO(6)式(4)中NqSO氧化后产生NqSO的副反应产物较难再生，需不断补充 NaOH或NsbCQ。式(6)中亚硫酸钙氧化，生成硫酸钙，也就是石膏。1.3再生过程Ca(OH)2 + Na 2SO 2 NaOH + CaSO (7)Ca(OH)2 + 2NaHSO NazSO + CaSO3 - 1/2H2O +3/2H 2O (8)双碱法脱硫与石灰石/石灰湿法脱硫相比，脱硫反应机理类似，主要是利用钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不容易造成结垢堵塞问题的优点来代替石灰石/石灰湿法脱硫的。普遍认为双碱法脱硫液气比小，
4、脱硫效率高，一次投资 省，运行成本低，适合在中小锅炉的脱硫工艺中应用。但在实际 的应用中，双碱法脱硫使用效果并不理想，仍然出现了结垢、运 行成本高和烟囱腐蚀等各种难以解决的问题，现分析如下：2结垢严重结垢是浆液中一种或几种盐在在脱硫系统运行状态下过饱 和并在器壁上结晶的过程。双碱法脱硫系统的管壁、塔壁、喷嘴 处极易结垢，塔内会形成十几厘米厚的结晶体，导致系统阻力增 加流量降低、垢下腐蚀、控制仪表失效和保护层破坏，严重的还 会导致系统停运，除雾器的严重结垢有时会导致除雾器局部垮塌。脱硫系统浆液所吸收的二氧化硫经过各种化学反应后最终 从系统中除去是依靠 CaSQ和CaSQ的结晶过程来完成的 (式6
5、)， 这种反应是必然发生的，也是我们脱硫生成石膏所期望的。但我 们希望此反应仅发生在系统的循环浆液池中完成结晶过程，但实 际情况是双碱法脱硫技术运行在碱性条件下，当pH值大于8时，86%以上的SQ以SO2-的形式存在，导致结垢倾向加重，加之循环 浆液池中的结晶并不能彻底分离吸收液中的Cf,必然在系统的其它部位产生大量结晶，就产生了系统的严重结垢。3运行成本较高理论证明，pH值越高对SQ的吸收效果越好， 因此NaQH容液 的吸收效果比 Ca(QH)2溶液要好的多，但Ca(QH)2的pH值为12.4， 当pH12.4,但此时Ca(QH)2离解受抑制，系统 演变为单钠碱脱硫，廉价的Ca(QH)2溶液
6、无法发挥作用。因此，如果想发挥钠碱的吸收快的优势，就必须量添加价格较高的 NaQH以提高系统pH值，加之NqSO氧化后产生N&SO的副反应产物较 难再生，需不断补充 NaOH或NqCO,同时钠盐的存在不可避免的 使亚硫酸氧化成硫酸，不仅影响石膏的生成和石膏的品质，也使 石灰和碱耗增加，大量碱的消耗使双碱法脱硫的运行成本相对石 灰石/石灰湿法脱硫要高的多。4湿烟囱的腐蚀严重双碱法脱硫对脱除 SO效率较高，但对造成烟气腐蚀的主要 成分SO2-效率只有20%30%2;同时由于除雾器的严重结垢，除 雾效果差，导致烟气含水量大，水汽呈饱和状态，以致系统排烟 温度低易冷凝成酸露；在正压运行的条件下，容易穿
7、过内衬和钢 板裂纹造成烟囱腐蚀，因此脱硫后的烟囱腐蚀非常严重。近几年 来新建或改建的脱硫烟囱多数出现腐蚀介质对钢筋混凝土腐蚀， 致使部分酸液沿烟囱外筒壁渗漏。5对环境有一定程度的污染双碱法脱硫产生的副产品钠盐不能再生，最终需要外排。在 水体中被硫酸盐还原菌还原成硫化物，使水体污染变质，在有氧环境下又会被硫细菌氧化，使水体中氧份减少， 进一步污染水质，进而对周围环境产生不良影响。6部分解决措施6.1已投产的双碱法脱硫系统由于设计原因结垢无法避免，只有通过选择运行操作条件来减少系统结垢的发生3，其主要措施为：1）保持浆液均匀搅拌，延长浆液在浆液池中停留时间和提高交流中结晶固体的含量， 尽量使CaS
8、Q和CaSO的结晶沉淀 过程在循环浆液池中完成。2）尽量提高液气比3）在强制氧化的过程中适度提高石膏固体的浓度4）停运时及时清除结垢 CaSQ,并在运行中尽量降低 pH值溶 解结垢。6.2针对湿法脱硫后烟气腐蚀性强，运行工况复杂，除要尽 量使脱硫除雾器的正常工作外，烟囱也要提高防腐质量，防腐工 艺选择应遵循以下原则：1）防腐界面完整，与烟囱热膨胀一致，没有裂纹和孔洞，以 防酸液侵入腐蚀。2）防腐材料吸水率低，强度高，耐磨性好，抗老化，抗温变， 与基体粘结强度高。3）施工工艺简单，施工质量可控，易修复。7结论与建议双碱法脱硫工艺代替石灰石 /石灰湿法脱硫，并未成功解决结 垢的难题，同时又产生的运
9、行成本高，环境污染大，石膏品质差， 烟囱腐蚀严重的问题，运行效果并不理想，应重新审视双碱法脱 硫工艺的可行性和经济性，尽快找到更合理的脱硫技术。参考文献1 贡有成.关于钠碱在双碱法烟气脱硫中的作用的探讨J.环境污染防治技术研究与开发 .845 8462 白学利，郑晓永，张瑾 . 湿法脱硫烟囱腐蚀现状及防腐方 案的选择 J. 热力发电， 2011， 40 （ 290）： 84-873 刘绍银 . 湿法脱硫系统结垢的化学机理及运行控制分析J. 热力发电， 2011， 40（ 289）： 7072闫波 手机仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途For personal use only in st
10、udy and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasmectealfins comto 员 bko gfljiiogeHKO TOpMenob3ymmccH(5yHeHuac egoB u HHuefigoHMucno 员 B30BaTbCEb KOMMepqeckuxqe 员 ex.以下无正文