烟气脱硫吸收塔采用喷淋空塔

烟气脱硫吸收塔采用喷淋空塔,整个吸收塔系统浆液循环喷淋系统采用3+3布置,塔体上、下各设置三层喷淋,中间设置导流锥、收集碗,每套脱硫装置设置配套的强制氧化系统。从表1可以看出,二级循环的配置情况,无论是循环泵流量,还是氧化风量均小于一级循环,设计的工艺处理过程,80%～90%的SO2脱除发生在一级循环,只有10%～20%的SO2是在二级循环喷淋中脱除。

从表2可以看出,脱硫在实际运行时,与设计运行参数偏差较大,一级循环泵只运行了1台,而二级循环泵运行了2台;一、二级循环浆液的pH值均偏高;二级塔浆液密度高于设计值;二级氧化风量较大。之所以采用这种运行方式主要基于两点,一是考虑到节能,尽可能运行更低功率的设备;二是由于认识偏差,避免脱除效率达到100%,出口排放浓度降到0,造成外界质疑数据的真实性。

通过对运行期间DCS各项数据进行对比,结合吸收剂耗量的计算,浆液、副产物品质化验分析,发现此时二级循环已经成了主脱硫区域,脱除SO2占比约70%,而一级循环只占比约30%。采用这种运行方式,在燃煤硫分较低时,短期内不会影响脱硫的处理能力,仍然可以保证35mg/m3的排放指标,但长时间运行,将会对设施的安全稳定运行和最终的烟气达标排放带来一系列的问题。

脱硫系统运行规程要求,在正常生产过程中,循环泵运行不小于2台,并采用逻辑保护,小于2台时会启动保护。这一设计理念主要是考虑到,当唯一运行的循环泵故障跳机时,备用循环泵因电动阀门开启时间较长,难以及时投运,高温烟气容易对喷淋系统造成严重的破坏。显然,电厂虽然运行了3台循环泵,但一级循环泵只运行了1台,2台二级循环泵因处于隔离状态,并不能及时对高温烟气进行降温,当一级循环泵出现故障跳机时,高温烟气仍然会对一级喷淋系统造成损坏,这为系统的安全稳定运行留下了较大的隐患。

SO2的吸收以二级循环为主,在二级循环浆液高pH值运行的情况下,含高浓度SO2的烟气与石灰石浆液反应,瞬间生成了大量难以氧化的亚硫酸钙,吸收塔存在结垢的问题,当结垢块掉落时容易损毁喷淋层的喷嘴等部件,对后续设备的正常运行造成负面影响。

按照单塔双循环工艺的设计,AFT塔是新鲜浆液的主要供浆点,为了保证烟气出脱硫吸收塔前,残余SO2能被高效地吸收,浆液pH值一般控制较高,此时浆液中有大量未完全溶解的石灰石颗粒,而CaSO4·2H2O和CaSO3·1/2H2O含量并不高,未反应的石灰石会通过AFT旋流器的底流进入一级循环系统使用。

把二级循环作为主脱硫区后,由于烟气中SO2含量高,与浆液中的石灰石反应后会瞬时产生大量的CaSO3·1/2H2O和部分CaSO4·2H2O,这些副产物会包裹在未溶解的石灰石颗粒表面,造成石灰石被屏蔽,从而导致吸收剂的耗量增加。在生产中,一般采用石灰石单耗来衡量吸收剂用量情况,即去除单位SO2所消耗的石灰石量:

式中:A石灰石消耗量,kg;ESO2脱SO2脱除量,kg。

式中:ESO2产为发电机组SO2产生量,t;M为机组发电煤炭消耗量,t;α为SO2产污系数;ESO2排为SO2排放量,t。

根据连续5m实际运行数据统计,吸收剂单耗远远高于理论的计算值,见图1。

可以看出,SO2去除单耗实际值达到了2.04,远高于理论计算值1.76,经过调整后,SO2去除单耗下降至1.83。按照全年计算,每年的石灰石耗量将比理论用量多出约9200t。可见,石灰石的利用率非常低。