导读:本文介绍了造成吸收塔起泡溢流、石膏脱水异常等一系列问题,通过分析,找出问题的原因为湿电投运后,湿电冲洗水进入了吸收塔所致。
湿电废水对脱硫系统的影响及对策
1引言
合肥发电厂脱硫装置按照2*600MW锅炉设计,每台锅炉安装一套烟气脱硫装置,采用无GGH的典型石灰石-石膏湿法脱硫工艺,单塔配置三台浆液循环泵。为实现脱硫系统超低排放,于2015年9月启动超低排放改造施工,增加一层标准式喷淋,扩大吸收塔浆池,更换现有平板式除雾器为屋脊式除雾器,并于2015年11月30日并网运行。
2脱硫系统运行情况
脱硫系统、湿式电除尘、脱硝同步完成超低排放改造,于2015年11月30日并网投运,湿式电除尘冲洗废水排放口设计至脱硫吸收塔。
脱硫系统投运第五天,吸收塔溢流增大,12月7日脱硫系统首次投运脱水系统,化验石膏附着水16%,12月15日,石膏附着水进一步上升至22%,出现石膏脱水困难。12月25日,更换脱水皮带机滤布,但脱水效果未有改善。为排除石膏旋流器对石膏品质的影响,于12月26日对石膏旋流器整套进行更换,但脱水效果未见明显改善。
更换设备以后,石膏附着水未有明显改善,分析改造前后运行工况的变化,湿式电除尘冲洗废水可能是造成运行工况异常的原因。1月18日,将湿电冲洗水与吸收塔隔离。1月27日-2月4日期间,浆液起泡逐步减弱,吸收塔溢流有缓解,如下表1-1所示,石膏水分逐步下降,石膏粒径逐步长大。
表1-1
为改善吸收塔浆液品质,在3月6日脱硫系统随主机投运以来,持续进行废水处理,对吸收塔浆液进行置换,石膏附着水明显改善。3月24化验石膏粒径大于25微米以上占比逐渐增大,石膏晶体逐渐长大。至4月19日,吸收塔溢流彻底消失,石膏附着水降低至20%以下。
表1-2
4月19日吸收塔溢流彻底消失后,石膏附着水逐步降低,至6月24日,石膏附着水控制在12%,吸收塔浆液品质逐步恢复正常。石膏粒径逐步长大,至6月23日,石膏粒径大于25微米占比稳定在70%,石膏基本恢复正常。
表1-3
表1-4
3石膏异常问题分析及采取措施
针对石膏附着水异常,结合现场实际情况,分别从运行化验指标、设备出力、石膏晶体化验等方面进行逐步分析。
3.1运行参数分析
吸收塔浆液PH值控制在5.0-6.0、石膏中残余CaCO3日常控制在1.5%左右、石膏中二水硫酸钙控制在89%以上,石膏中半水亚硫酸钙控制在0.1%左右,吸收塔浆液CL粒子控制在10000ppm左右,日常常规化验指标均控制在运行标准范围内,排除日常指标对石膏脱水的影响。
3.2检查设备出力
通过石膏浆液不经旋流器直接进入脱水皮带机上,因石膏浆液不经旋流器直接铺满脱水皮带机上,真空度最高至80KPa,排除真空泄露的可能性。
通过整套更换石膏旋流器,检查因石膏旋流器各部件磨损对脱水系统运行的影响,但更换后,石膏脱水未见改善,排除石膏旋流器旋流效果差对脱水系统的影响。
在石膏异常期间,更换新滤布,石膏水份比更换前降低约5%,但石膏水份仍未彻底恢复正常,判断滤布对石膏水份有影响,但不是主要因素。
因石膏粘度较大,考虑氧化风量不足,增加一台氧化风机运行,试运行一周后,石膏脱水未见明显改善。且氧化风机增投前后,吸收塔浆液中亚硫酸根离子均未超标。排除因氧化风不足导致石膏脱水困难。
3.3石膏晶体化验结果及分析
在排除运行指标及设备出力对石膏脱水的影响后,对石膏晶体的结构、形态进行化验分析。
根据石膏电镜化验结果可以看出,石膏拉稀期间,石膏晶体呈扁平状,主要呈现“麦片”状,如图(a);正常石膏晶体“冰糖”状的规则晶体,如图(b);石膏附着水化验为15%时石膏晶体电镜如图(c)
(a)石膏拉稀期间石膏电镜
(b)正常石膏晶体电镜
(c)石膏水份恢复至15%时电镜
根据电镜化验及石膏粒径化验结果可以看出,石膏附着水超标的主要原因是石膏晶体较小,且呈“扁平”状,石膏晶体之间的“缝隙”较规则晶体之间的“缝隙”偏小,游离水存在于偏平状石膏晶体之间,不易脱除。
石膏在晶体偏小期间,通过添加石膏晶种的方式,来改善石膏结晶的外界条件,来改善石膏晶体的生长环境,1月24日,对吸收塔添加石膏晶种后,如表1-1所示,石膏粒径有明显长大趋势,石膏附着水有下降,但石膏晶体未彻底恢复正常。在脱硫系统运行期间,持续进行废水处理,对吸收塔浆液进行置换,4月1日后,吸收塔溢流逐渐减小,将吸收塔液位提升至设计液位8.5米,至4月19日,吸收塔溢流彻底消失后,如表1-3、1-4,石膏附着水逐步降低并趋于稳定,石膏粒径逐步长大。
3.4吸收塔浆液离子成分化验及分析
表1-5吸收塔浆液离子检测表
表1-6湿式电除尘冲洗废水检测表
超低排放改造后,设计将湿式电除尘废水进入吸收塔,通过脱硫石膏及脱硫废水排除。日常运行烟囱入口烟尘含量由改造前25mg/m³降低至改造后的5mg/m³,根据主机满负荷运行工况,烟气量约为200万m³/h,脱除的烟尘约为20mg/m³,烟尘量=200万m³/h*20mg/m³*24/1000/1000=960kg,即每天湿式电除尘除去的960kg的灰份全部回到吸收塔,造成吸收塔浆液含尘量较大。由表1-5检测结果可以看出,吸收塔浆液中镁离子较高,导致吸收塔浆液大面积起泡,石膏浆液发黑。1月18日将湿湿电除尘冲洗废水与吸收塔进行隔离,石膏品质逐步得到改善,随着废水系统的持续投运,石膏含水率逐步降低,石膏逐步恢复正常,初步判断湿式电除尘冲洗废水对石膏附着水影响较大。
湿电废水进入吸收塔后,因湿电废水中镁离子浓度偏高及废水中杂质较多,导致吸收塔浆液粘度增加,吸收塔浆液大面积起泡。吸收塔浆液起泡后,被迫降低吸收塔运行液位,导致吸收塔浆液容积量大幅减少,导致石膏在吸收塔内停留时间减少,石膏结晶时间降低,影响石膏晶体的长大。
湿电废水进入吸收塔后,由表1-6检测结果可以看出,湿电废水中物质91%为不溶物,杂质过多且多为细小灰颗粒,不易去除,杂质富集导致吸收塔浆液粘度增加,造成石膏浆液局部过饱和度升高,浆液中离子迁移性降低,影响石膏晶体的正常生长。
超低排放改造投运前期,主机进行性能试验,大部分时间持续在满负荷高硫份工况下运行,因湿电废水影响,吸收塔浆液下降后,浆液容积降低,单位体积循环浆液吸收SO2量偏高,增大了溶液的过饱和度,更利于二水硫酸钙的结晶成核过程,使得溶液中较快生成大量的晶核,消耗了浆液中的钙离子和硫酸根离子,无法支撑晶体的充分生长,特别是在优势方向(C轴)上生长不充分,从而呈现短柱状或片状形貌。
4湿电废水对脱硫系统的影响结论
1、根据电镜结果,判断石膏含水率过高的主要原因是石膏晶体偏小,且呈现“麦片”式扁平状态,导致石膏晶体间游离水不能有效脱除。
2、根据表1-1至表1-4的石膏浆液底流粒径化验结果及石膏附着水化验结果可以判断,石膏粒径>25微米以上占比不应低于50%;当石膏粒径>25微米占比40%以下时,石膏会出现附着水较大;当石膏粒径石膏>25微米占比50%以上,但石膏附着水仍超标时,基本可以判断石膏晶体存在片状不规则现象。
3、湿电废水引入吸收塔后,因废水内杂质及镁离子影响,导致吸收塔浆液严重起泡,吸收塔液位下降,吸收塔浆液容积下降,影响石膏浆液过饱和度以及石膏晶体正常生长。
4、湿电废水中的杂质导致吸收塔浆液粘度增加,导致石膏浆液局部过饱和度上升,降低石膏浆液中离子迁移力,根据经典晶体成核理论,浆液中离子迁移力下降,直接影响石膏结晶及晶体的正常生长。
5、湿电废水引入吸收塔后,因吸收塔浆液起泡被迫降低吸收塔运行液位,吸收塔浆液容积减少,随着主机持续高负荷运行,反应物浓度的升高,增大了溶液的过饱和度,更利于二水硫酸钙的结晶成核过程,使得溶液中较快生成大量的晶核,消耗了浆液中的钙离子和硫酸根离子,无法支撑晶体的充分生长,特别是在优势方向(C轴)上生长不充分,从而呈现短柱状或片状形貌。
5脱硫系统在石膏异常期间的运行工况调整
1、将湿电冲洗水与吸收塔进行隔离,或将湿电废水经过澄清以后,澄清液排放至吸收塔。
2、日常运行时,保持事故浆池清空,在吸收塔浆液异常时,及时进行浆液置换。
3、加大废水及污泥处理量,最大程度减少湿电废水对吸收塔的影响。
4、提高吸收塔液位,增加吸收塔浆液容积,提高石膏晶体成长时间。
原标题:吸收塔溢流、石膏脱水异常?原因竟是......
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