随着40年**国内经济快速发展,生活水平得到提高但是生存环境却遭到破坏,对于空气、水资源等生存环境提出了需求。国家层也提出了“绿水青山就是金山银山“的口号,要求企业在废水废气噪声污染这三个系列达标才能生产。
而硫酸雾 (H2SO4)、气体 (HCl)、氟化氢气体 (HF)、氨气(NH3)、铬酸雾(CrO3)、氰氢酸气体 (HCN) 等有害气体在工业生产过程中会产生,处理掉这些有害气体废气才能排放,所以需要厂家有一套完整的废气解决方案,脱硫系统及核心设备脱硫塔设备就应运而生。
脱硫塔是什么?——脱硫塔顾名思义是脱硫环保设备,脱硫塔是脱硫系统的心脏,其主要作用在于通过一些复杂的工艺过程,将待脱硫烟气与脱硫剂的混合、脱硫、脱水,也就是将高温含硫烟气,经过脱硫塔的运行、处理之后,变为达到排放标准、含水含硫量尽可能低的“净烟气”,然后通过烟道、烟囱,排入周围大气。
按照设备材质分类,脱硫塔可分为玻璃钢脱硫塔和碳钢脱硫塔两种,组装方式有整体式或分节式,脱硫塔设备具有占地面积小、运输方便、安装简单的特点。目前脱硫塔设备广泛应用于电力、化工、冶金、焦化、建材、矿山、制药等行业的废气脱硫除尘处理。
脱硫塔脱硫除尘的原理——侧进**出的冲击式,使烟气直接冲击水面,这样工业废气中的污染性气体经过碱液反应,酸碱中和达到烟气净化目的,脱硫吸收效率高达95%,节约水资源并且减少大气污染 ,而且脱硫塔操作维修方便,运行成本低。
玻璃钢脱硫塔使用时的注意事项:
1、严禁无水使用,锅炉运行前应先查看池中水位,再启动锅炉运行。
2、不允许筒体下方有大量积灰造成堵塞,每个工作班交接应检查一次。
3、水池中的水 PH 值应保持在 8--12 之间。
硫酸雾 (H2SO4)、气体 (HCl)、氟化氢气体 (HF)、氨气(NH3)、铬酸雾(CrO3)、氰氢酸气体 (HCN) 等有害气体,在脱硫塔酸碱中和反应过程中对设备内壁和脱硫塔管路有酸碱腐蚀以及除尘过程中的磨损。
虽然脱硫塔厂家生产脱硫塔时候会在设备和管道内壁做防腐处理,但是长期磨损和腐蚀还是会造成脱硫塔设备内壁以及管道损坏,甚至管道泄漏、脱硫塔设备泄漏。
脱硫塔泄漏发生部位:脱硫塔下部塔壁、喷淋管、除雾器、脱硫塔上部塔壁、脱硫塔和母液管焊接部位、吸收塔入口烟道与吸收塔塔壁结合处、循环池壁板漏或者底板漏。
造成塔堵,主要是硫堵和盐堵,究其原因,主要有以下几个方面
(1)进塔气体质量差,气体夹带的煤灰、和其它杂质等,长时间积累在填料上,形成塔阻力上升,产生塔堵。
(2)脱硫吸收和析硫反应,80%是在脱硫塔内进行的,塔内析出的硫,不能及时随脱硫液带出塔外,较容易粘结在填料表面,导致气体偏流,时间久了,形成堵塔。
(3)溶液循环量小,形成脱硫塔,喷淋密度降低,一般要求喷淋密度在35-50立方米/㎡h,喷淋密度小,易使塔内填料形成干区,气液接触不好,脱硫效率下降,时间一长,就会形成局部堵塞,气液偏流,塔阻上升,造成塔堵。
(4)脱硫系统设备存在问题,一是脱硫塔填料选择不当,脱硫塔气液分布器、再分布器及除沫器结构不合理或安装出现偏差。脱硫塔在检修时,仅将塔内填料扒出清洗,而未将堵塞在除沫器和驼峰板的两驼降之间的碎填料和积硫及时清理出去,造成除沫器和驼峰板的降液孔不畅通,以致开车后,形成气体偏流,塔阻上升。
二是溶液再生有问题,硫浮选效果差,悬浮硫上升,脱硫效率下降。
主要表现在,再生设备不配套,氧化再生槽设计上存在缺陷。氧化再生槽内无分布板,如西华某公司年产4.5万吨合成氨能力,氧化再生槽为¢8000/9000/10000,高9米,可谓不小,但槽内却无分布板(至少应有1层)。有的厂氧化再生槽分布板孔径过大,一般分布板孔径为8-15㎜,孔距20-25㎜。
空气自吸式喷射器选用及安装不合理,吸空气量小,再生空气量不够,一般吹风强度在50-80立方米/㎡h。空气自吸式喷射器尾管距再生槽底距离过大,一般尾管距槽底距离为600㎜,不**过800㎜,距离过大,易形成槽内死区过多,影响再生效果,如西华某公司,新乡某公司,其空气自吸式喷射器尾管距槽底均在1500㎜以上。
空气自吸式喷射器在安装过程中,要求喷嘴、吸气管、收缩管及混合管中心轴线要一致,同心度≦1.0㎜。
(5)操作和管理不到位。操作中脱硫液温度过高,一般温度控制在38-42℃为宜,**过45℃则气泡易碎,单质硫浮选不好,生成副盐多,一般副盐三项(Na2S2O3\Na2SO4\NaCNS)之总和应小于250g/L。副反应增多,易析出结晶,形成盐堵,发生盐堵后,不仅使塔阻力上升,而重要的是引起设备严重腐蚀。发生盐堵后,再好的催化剂也是无能为力的,即使东狮牌888催化剂也只能对清洗硫堵有效果;氧化再生槽浮选出的硫泡不能及时溢流出去而在液面上停留时间过长,硫泡破碎后下降,形成溶液悬浮硫上升,由脱硫泵带至塔内,沉积在填料上,时间久了形成硫堵;溶液循环量不能保证稳定,调节过频,遇到减量时,可从溶液组份上来作些调整;吹风强度在经过操作摸索后,可稳定在量,一般不宜作过多调节,否则会影响单质硫的浮选,导致再生效果不佳。
(6)催化剂选用不当,劣质催化剂价格虽较低,但在应用过程中,在塔内析出的单质硫不能及时随溶液带出去,时间久了,形成堵塔,严重时影响生产。
对工业废气进行脱硫处理的设备,以塔式设备居多,即为脱硫塔。脱硫塔初以花岗岩砌筑的应用的为广泛,其利用水膜脱硫除尘原理,又名花岗岩水膜脱硫除尘器,或名麻石水膜脱硫除尘器。
优点是易维护,且可通过配制不同的除尘剂,同时达到除尘和脱硫(脱氮)的效果。现在随着玻璃钢技术的发展,脱硫塔逐渐改为用玻璃钢制造。相比花岗岩脱硫塔,玻璃钢脱硫塔成本低、加工容易、不锈不烂、重量轻,因此成为今后脱硫塔的发展趋势。
另外具有耐腐蚀、耐高温、耐磨损三大优势,也是脱硫塔发展重要趋势之一。经过多年的改进,已发展成文丘里型、旋流板型、旋流柱型、浮球型、筛板型、气动乳化型等各种类型的脱硫塔,设备技术日趋成熟,各有优点和不足,企业可依自身需要选用不同类型。
脱硫要求
烟气脱硫的大型脱硫装置称为脱硫塔,而用于燃煤工业锅炉和窑炉烟气脱硫的小型脱硫除尘装置多称为脱硫除尘器。在脱硫塔和脱硫除尘器中,应含SO2的烟气,对烟气中的SO2进行化学吸收。为了强化吸收过程,提高脱硫效率,降低设备的投资和运行费用,脱硫塔和脱硫除尘器应满足以下的基本要求:
(1)气液间有较大的接触面积和
一定的接触时间;
(2)气液间扰动强烈,吸收阻力小,对SO2的吸收效率高;
(3)操作稳定,要有合适的操作弹性;
(4)气流通过时的压降要小;
(5)结构简单,制造及维修方便,造价低廉,使用寿命长;
(6)不结垢,不堵塞,耐磨损,耐腐蚀;
(7)能耗低,不产生二次污染。
SO2吸收净化过程,处理的是低浓度SO2烟气,烟气量相当可观,要求瞬间内连续不断地高效净化烟气。因而,SO2参加的化学反应应为较快反应,它们的膜内转化系数值较大,反应在膜内发生,因此选用气相为连续相、湍流程度高、相界面较大的吸收塔作为脱硫塔和脱硫除尘器比较合适。
通常,喷淋塔、填料塔、喷雾塔、板式塔、文丘里吸收塔等能满足这些要求。其中,喷淋塔是使用为广泛的脱硫塔类型之一,喷淋塔具有结构简单,工艺成熟可靠的优点,广泛应用于大型电厂,中小型低硫烟气治理;对于高硫烟气治理,有色行业以气动乳化脱硫塔、多层喷淋塔等为主。
常见吸收塔的性能
国内外燃煤电厂常用的脱硫塔,主要有喷淋空塔、填料塔、双回路塔及喷射鼓炮塔等四种。
保护措施
脱硫系统中常见的主要设备为吸收塔、烟道、烟囱、脱硫泵、增压风机等主要设备,美嘉华技术在脱硫泵、吸收塔、烟道、烟囱等部位的防腐蚀、防磨效果显著,现分别叙述。
吸收塔、烟囱中的应用
湿法烟气脱硫环保技术(FGD)因其脱硫率高、煤质适用面宽、工艺技术成熟、稳定运转周期长、负荷变动影响小、烟气处理能力大等特点,被广泛地应用于各大、中型火电厂,成为国内外火电厂烟气脱硫的主导工艺技术。但该工艺同时具有介质腐蚀性强、处理烟气温度高、SO2吸收液固体含量大、磨损性强、设备防腐蚀区域大、施工技术质量要求高、防腐蚀失效维修难等特点。因此,该装置的腐蚀控制一直是影响装置长周期安全运行的重点问题之一。
湿法烟气脱硫吸收塔、烟囱内筒防腐蚀材料的选择必须考虑以下几个方面:
(1)满足复杂化学条件环境下的防腐蚀要求:烟囱内化学环境复杂,烟气含酸量很高,在内衬表面形成的凝结物,对于大多数的建筑材料都具有很强的侵蚀性,所以对内衬材料要求具有抗强酸腐蚀能力;
(2)耐温要求:烟气温差变化大,湿法脱硫后的烟气温度在40℃~80℃之间,在脱硫系统检修或不运行而机组运行工况下,烟囱内烟气温度在130℃~150℃之间,那么要求内衬具有抗温差变化能力,在温度变化频繁的环境中不开裂并且耐久;
(3)耐磨性能好:烟气中含有大量的粉尘,同时在腐蚀性的介质作用下,磨损的实际情况可能会较为明显,所以要求防腐材料具有良好的耐磨性;
(4)具有一定的抗弯性能:由于考虑到一些烟囱的高空特性,包括是地球本身的运动、地震和风力作用等情况,烟囱尤其是高空部位可能会发生摇动等角度偏向或偏离,同时烟囱在安装和运输过程中可能会发生一些不可控的力学作用等,所以要求防腐材料具有一定的抗弯性能;
(5)具有良好的粘结力:防腐材料必须具有较强的粘结强度,不仅指材料自身的粘结强度较高,而且材料与基材之间的粘结强度要高,同时要求材料不易产生龟裂、分层或剥离,附着力和冲击强度较好,从而保证较好的耐蚀性。通常我们要求底涂材料与钢结构基础的粘接力能够至少达到10MPa以上