浅析浆液冷却系统对湿法脱硫的影响

2022-09-11

自70年代起, 西方工业发达国家相继颁布有关大气污染防治的法令和条例, 强制采用烟气脱硫技术控制大气SO2污染。随着我国工业经济的不断发展, SO2的排放问题亦日益突出。因此, 我国政府亦适时不断制定和完善相关政策法规, 执行越来越严格的大气污染物排放标准, 以提高对酸雨和SO2污染的防治[2]。

1 宝钢在石灰石-石膏湿法脱硫系统中的工艺改进实践及不足

宝钢股份研究院对利用石灰石-石膏湿法脱硫装置在宝钢二烧结、三烧结烟气中进行脱硫的结果进行了大量研究, 形成了一套有自己特色的脱硫工艺处理系统, 为找到一条适合企业自身生产特点的脱硫发展方向进行了有益的探索。

实践中, 宝钢科研人员将烧结机生产排出的大量高温烟气经过增压风机的加压, 把烟气经过烟道输送到冷却器内不同的两级冷却系统。

第一级冷却系统采用气、水冷却, 冷却水经冷却水泵加压后, 通过6根冷却气雾喷枪与压缩空气混合雾化后顺流喷入烧结烟气。一级烟气冷却底流浓缩了烟气中的部分F-、Cl-, 经管道自流进废水箱排放。

第二级浆液冷却系统, 经浆液冷却泵加压后的浆液通过52个实心锥喷嘴顺流喷入经一级冷却后的烟气。冷却浆液底流经4根DN800的管道自流回吸收塔浆池, 这样浆液不仅得到了反复利用, 同时也对烟气进行了冷却。

通过分析宝钢二、三期烧结脱硫装置运行情况的监测结果, 研究人员发现宝钢所采用的脱硫工艺仍有如下不足:

1.1 浆液冷却器对烟气进行冷却后, 易在冷却器四周及底部沉淀, 造成浆液回流不畅, 致使冷却器积料严重;

1.2 吸收塔里的浆液经浆液冷却泵加压通过52个实心锥喷嘴顺流喷入时, 浆液内部的杂质或块状物易造成喷嘴堵塞, 严重影响烟气冷却效果;

1.3 浆液冷却管道长期在烟气和浆液腐蚀、磨损下, 管壁穿孔泄露, 造成浆液冷却泵出口压力低, 严重影响冷却效果;

1.4 吸收塔浆液内部的杂质易堵塞浆液冷却泵入口增设的滤网网孔, 致使浆液冷却泵入口浆液流量减少, 造成浆液冷却泵出口压力高, 导致泵出口压降快, 冷却效果变差, 从而引起冷却器内部温度高, 影响脱硫系统的正常运行, 既增加了检修费用, 又使脱硫同步运转率和脱硫率大大降低。

2 对浆液冷却效果不佳的原因分析

宝钢对湿法脱硫工艺的改进虽在一定程度上提高了烟气的脱硫率, 但亦难免湿法脱硫的系统性缺陷。在系统运行过程中, 浆液冷却效果仍不是太理想, 造成脱硫和烧结的同步运转率低, 脱硫率降低等现象。对此, 我们有必要对出现此现象的原因进行梳理和分析:

2.1 冷却器内沉淀积料对冷却效果的影响分析

浆液在冷却烟气后, 再回流至吸收塔, 在回流过程中, 若不对冷却器四周及底部定期冲洗, 将有大量积料生成, 从而影响系统的正常运行, 大大增加停机检修清料的概率和工作量。

2.2 浆液冷却实心锥喷嘴堵塞对冷却效果的影响分析

吸收塔浆液经过滤网过滤后, 在浆液冷却泵打入浆液的过程中, 浆液里面的杂质难免随之一起打入喷嘴, 极易造成喷嘴堵塞, 从而造成浆液冷却泵出口压力变大, 影响烟气冷却效果。

2.3 管道腐蚀磨损穿孔对冷却效果的影响分析

浆液冷却管道长期的腐蚀性环境, 加之浆液不断的磨损, 极易造成管道穿孔, 使浆液泄露, 引起浆液冷却泵出口压力低, 使冷却效果下降;同时, 浆液的泄露将造成冷却器内部大量积料, 严重影响系统的正常运行。

2.4 滤网网孔堵塞对冷却效果的影响分析

吸收塔浆液里难免有些杂质悬浮在浆液里, 当浆液冷却泵运行时, 泵的吸力非常大, 将会把吸收塔内部的杂质吸附在滤网的网孔上, 长时间运行, 滤网的网孔吸附的杂质越来越多, 致使浆液无法顺畅的流入泵体, 最后造成浆液冷却泵出口压力低, 冷却器温度升高, 系统无法正常运行。

3 改善冷却效果的解决措施

由于存在以上影响浆液冷却效果的种种因素, 我们应该从以下方面着手, 为脱硫系统的稳定运行寻求最佳的解决方式和途径奠定基础:

3.1在冷却器四周及底部安装冲洗水管, 采用除雾器冲洗水定期冲除冷却器四壁的沉积物, 避免冷却的浆液在回流至吸收塔的过程中造成沉淀积料。减少脱硫系统的停机检修时间, 提高脱硫系统的同步运转率和脱硫效率, 降低检修成本;

3.2浆液冷却喷嘴要定期检查和清堵, 在检查过程中若发现喷嘴内部磨损严重, 内部出现不平滑现象时, 必须予以更换, 否则将会造成浆液流通不畅, 严重影响冷却效果;同时亦会引起冷却管道的严重磨损, 缩短管道的使用寿命, 增加设备成本。

3.3浆液冷却管道长期运行在腐蚀和磨损的环境下, 因此要做好管道的磨损巡检制度, 发现管壁磨损严重, 立即进行焊补加固, 并做好备件计划, 必要时进行管道更换;同时控制好吸收塔石膏浆液的PH值, 减少对管道的腐蚀。

3.4浆液冷却泵的入口滤网的网孔大小和滤网的本体厚度的变化, 在定修检查时一定要引起重视, 若发现有堵塞现象, 要及时进行清赌, 避免杂质随浆液进入喷嘴, 造成喷嘴堵塞。

3.5在平时生产运行时, 要定时把吸收塔放空阀打开, 进行浆液过滤循环, 把杂质尽可能多的过滤出来, 减少浆液内部的杂质含量。

4 结语

虽然在运行过程中仍有不足, 但是经过我们几年来在湿法脱硫装置运行、维护、合理优化改造等方面的不断探索, 运行经验的不断丰富, 使设备健康状况和运行状况日趋良好, 脱硫装置与烧结机组的运行逐渐同步和稳定。我们相信随着对湿法脱硫工艺的深入认识、研究和改进以及对石膏的综合利用的开发, 湿法脱硫工艺在宝钢的生产中将会有更加广阔的应用前景[3]。

摘要：石灰石-石膏湿法脱硫工艺 (简称:湿法脱硫) 是目前应用范围最广、技术成熟度最高的主流脱硫技术, 本文以此工艺在宝钢二烧结脱硫、三烧结脱硫运行情况中的监测结果为依据, 重点分析了浆液冷却系统对湿法脱硫的影响, 同时对该工艺运行中出现的常见问题亦作了针对性的分析研究, 为改进和完善脱硫技术作了有益的探索[1]。

关键词：石灰石-石膏湿法脱硫,浆液冷却系统,烟气脱硫