Аналіз причин труднощів зневоднення гіпсу
1 Подача мазуту в котел і стабільне горіння
Котли для виробництва електроенергії, що працюють на вугіллі, мають споживати велику кількість мазуту для сприяння спалюванню під час запуску, зупинки, стабільного горіння при низькому навантаженні та глибокого пікового регулювання через конструкцію та спалювання вугілля. Через нестабільну роботу та недостатнє спалювання котла значна кількість незгорілого масла або суміші масляного порошку потрапляє в суспензію абсорбера з димовими газами. Під сильними порушеннями в абсорбері дуже легко утворювати дрібну піну та збиратися на поверхні суспензії. Це аналіз складу піни на поверхні суспензії абсорбера електростанції.
Поки нафта збирається на поверхні суспензії, частина її швидко диспергується в суспензії абсорбера під час перемішування та розпилення, і на поверхні вапняку, сульфіту кальцію та інших частинок у суспензії утворюється тонка масляна плівка, яка огортає вапняк та інші частинки, перешкоджаючи розчиненню вапняку та окисленню сульфіту кальцію, тим самим впливаючи на ефективність десульфурації та утворення гіпсу. Суспензія абсорбційної вежі, що містить нафту, надходить у систему зневоднення гіпсу через насос для зливу гіпсу. Через наявність нафти та неповністю окислених продуктів сірчаної кислоти легко спричинити блокування зазору тканини фільтрувальної стрічки вакуумного стрічкового конвеєра, що призводить до труднощів зневоднення гіпсу.
2.Концентрація диму на вході
Абсорбційна башта мокрої десульфурації має певний синергетичний ефект видалення пилу, а її ефективність видалення пилу може досягати приблизно 70%. Електростанція розрахована на концентрацію пилу 20 мг/м3 на виході з пиловловлювача (вході десульфурації). З метою економії енергії та зменшення споживання електроенергії заводом фактична концентрація пилу на виході пилозбірника контролюється приблизно на рівні 30 мг/м3. Надлишок пилу потрапляє в абсорбційну вежу та видаляється за допомогою синергічного ефекту видалення пилу системи десульфурації. Більшість частинок пилу, які потрапляють у абсорбційну вежу після електростатичного очищення пилу, мають розмір менше 10 мкм або навіть менше 2,5 мкм, що набагато менше, ніж розмір частинок гіпсової суспензії. Після того, як пил потрапляє у вакуумний стрічковий конвеєр разом із гіпсовою суспензією, він також блокує фільтрувальну тканину, що призводить до поганої повітропроникності фільтрувальної тканини та ускладнює дегідратацію гіпсу.
2. Вплив якості гіпсового розчину
1 Щільність суспензії
Величина щільності шламу вказує на щільність шламу в абсорбційній вежі. Якщо щільність занадто мала, це означає, що вміст CaSO4 у суспензії низький, а вміст CaCO3 високий, що безпосередньо спричиняє відходи CaCO3. У той же час, через дрібні частинки CaCO3, легко викликати труднощі дегідратації гіпсу; якщо щільність шламу занадто велика, це означає, що вміст CaSO4 в шламі високий. Вищий вміст CaSO4 перешкоджатиме розчиненню CaCO3 і гальмуватиме поглинання SO2. CaCO3 потрапляє в систему вакуумної дегідратації разом із гіпсовою суспензією і також впливає на ефект дегідратації гіпсу. Щоб повністю використати переваги двобаштової системи подвійної циркуляції мокрої десульфурації димових газів, значення рН башти першого ступеня слід контролювати в межах 5,0±0,2, а щільність суспензії слід контролювати в діапазоні 1100±20 кг/м3. Під час фактичної роботи щільність суспензії в башті першого ступеня заводу становить близько 1200 кг/м3 і навіть досягає 1300 кг/м3 у великі часи, що завжди контролюється на високому рівні.
2. Ступінь примусового окислення шламу
Примусове окислення суспензії полягає у введенні достатньої кількості повітря в суспензію, щоб реакція окислення сульфіту кальцію до сульфату кальцію була, як правило, повною, а швидкість окислення була вищою за 95%, що гарантує наявність достатньої кількості різновидів гіпсу в суспензії для росту кристалів. Якщо окислення недостатнє, утворяться змішані кристали сульфіту кальцію та сульфату кальцію, що призведе до утворення накипу. Ступінь примусового окислення суспензії залежить від таких факторів, як кількість повітря для окислення, час перебування суспензії та ефект перемішування суспензії. Недостатня кількість повітря для окислення, занадто короткий час перебування суспензії, нерівномірний розподіл суспензії та поганий ефект перемішування призведуть до того, що вміст CaSO3·1/2H2O у башті буде занадто високим. Можна побачити, що через недостатнє локальне окислення вміст CaSO3·1/2H2O в суспензії значно вищий, що призводить до труднощів зневоднення гіпсу та більшого вмісту води.
3. Вміст домішок у шламі Домішки в шламі в основному походять із димових газів і вапняку. Ці домішки утворюють іони домішок у суспензії, що впливає на структуру решітки гіпсу. Важкі метали, які постійно розчиняються в димі, пригнічують реакцію Ca2+ і HSO3-. Коли вміст F- і Al3+ у суспензії високий, утворюється фтор-алюмінієвий комплекс AlFn, який покриває поверхню частинок вапняку, спричиняючи отруєння суспензії, знижуючи ефективність десульфурації, а дрібні частинки вапняку змішуються в кристалах гіпсу, що не повністю прореагували, ускладнюючи дегідратацію гіпсу. Cl- в суспензії в основному походить із HCl у димових газах і технологічній воді. Вміст Cl- у технічній воді відносно малий, тому Cl- в суспензії в основному надходить із димових газів. Коли в суспензії є велика кількість Cl-, Cl- буде загортатися в кристали та об’єднуватися з певною кількістю Ca2+ у суспензії для утворення стабільного CaCl2, залишаючи певну кількість води в кристалах. У той же час певна кількість CaCl2 в суспензії залишиться між кристалами гіпсу, блокуючи канал вільної води між кристалами, викликаючи збільшення вмісту води в гіпсі.
3. Вплив стану роботи обладнання
1. Система дегідратації гіпсу. Гіпсовий шлам перекачується в гіпсовий циклон для первинної дегідратації через насос для нагнітання гіпсу. Коли суспензія нижнього потоку концентрується до вмісту твердої речовини приблизно 50%, вона надходить до вакуумного стрічкового конвеєра для вторинного зневоднення. Основними факторами, що впливають на ефект розділення гіпсового циклону, є тиск на вході циклону та розмір сопла для осідання піску. Якщо тиск на вході циклону занадто низький, ефект розділення твердої та рідини буде поганим, суспензія нижнього потоку матиме менший вміст твердої речовини, що вплине на ефект дегідратації гіпсу та збільшить вміст води; якщо тиск на вході циклону занадто високий, ефект розділення буде кращим, але це вплине на ефективність класифікації циклону та призведе до серйозного зносу обладнання. Якщо розмір сопла для осідання піску занадто великий, це призведе до того, що суспензія нижнього потоку матиме менший вміст твердої речовини та менші частинки, що вплине на ефект зневоднення вакуумного стрічкового конвеєра.
Занадто високий або занадто низький вакуум вплине на ефект дегідратації гіпсу. Якщо вакуум занадто низький, здатність витягувати вологу з гіпсу буде знижена, і ефект дегідратації гіпсу буде гіршим; якщо вакуум занадто високий, щілини у фільтрувальній тканині можуть бути заблоковані або ремінь може відхилитися, що також призведе до гіршого ефекту зневоднення гіпсу. За однакових умов роботи, чим краща повітропроникність фільтрувальної тканини, тим кращий ефект дегідратації гіпсу; якщо повітропроникність фільтрувальної тканини погана і канал фільтра заблокований, ефект дегідратації гіпсу буде гіршим. Товщина фільтраційного осадка також має істотний вплив на дегідратацію гіпсу. Коли швидкість стрічкового конвеєра зменшується, товщина фільтраційного кека збільшується, а здатність вакуумного насоса витягувати верхній шар фільтраційного кека послаблюється, що призводить до збільшення вмісту вологи в гіпсі; коли швидкість стрічкового конвеєра збільшується, товщина фільтраційного кека зменшується, що легко спричинити локальний витік фільтраційного кека, руйнуючи вакуум, а також спричиняючи збільшення вмісту вологи в гіпсі.
2. Ненормальна робота системи очищення десульфурації стічних вод або малий об’єм очищення стічних вод вплинуть на нормальний скид стічних вод десульфурації. Під час тривалої експлуатації такі домішки, як дим і пил, продовжуватимуть надходити в суспензію, а важкі метали, Cl-, F-, Al- тощо в суспензії продовжуватимуть збагачуватися, що призведе до постійного погіршення якості суспензії, впливаючи на нормальний хід реакції десульфурації, утворення гіпсу та зневоднення. Взявши, наприклад, Cl- в шламі, вміст Cl- в шламі абсорбційної вежі першого рівня електростанції досягає 22000 мг/л, а вміст Cl- в гіпсі досягає 0,37%. Коли вміст Cl в суспензії становить близько 4300 мг/л, ефект дегідратації гіпсу кращий. Зі збільшенням вмісту хлорид-іонів ефект дегідратації гіпсу поступово погіршується.
Заходи боротьби
1. Посилити регулювання горіння роботи котла, зменшити вплив впорскування масла та стабільного горіння на систему десульфурації під час етапу запуску та зупинки котла або роботи з низьким навантаженням, контролювати кількість циркуляційних насосів шламу, що вводяться в роботу, і зменшити забруднення незгорілої масляно-порошкової суміші до шламу.
2. Враховуючи довгострокову стабільну роботу та загальну економічність системи десульфурації, посиліть налаштування роботи пиловловлювача, застосуйте роботу з високими параметрами та контролюйте концентрацію пилу на виході пилозбірника (вході десульфурації) у межах проектного значення.
3. Моніторинг щільності шламу в реальному часі (вимірювач щільності шламу), об’єм повітря для окислення, рівень рідини в абсорбційній вежі (радарний вимірювач рівня), пристрій для перемішування суспензії тощо, щоб забезпечити проведення реакції десульфурації за нормальних умов.
4. Посилити технічне обслуговування та налаштування гіпсового циклону та вакуумного стрічкового конвеєра, контролювати вхідний тиск гіпсового циклону та ступінь вакууму стрічкового конвеєра в розумних межах, а також регулярно перевіряти циклон, насадку для осідання піску та фільтрувальну тканину, щоб переконатися, що обладнання працює в найкращому стані.
5. Забезпечте нормальну роботу системи очищення стічних вод десульфурації, регулярно скидайте стічні води десульфурації та зменшуйте вміст домішок у суспензії абсорбційної вежі.
Висновок
Складність дегідратації гіпсу є загальною проблемою в обладнанні для мокрої десульфурації. Існує багато факторів впливу, які вимагають комплексного аналізу та коригування з багатьох аспектів, таких як зовнішнє середовище, умови реакції та стан роботи обладнання. Лише глибоко розуміючи механізм реакції десульфурації та характеристики роботи обладнання та раціонально керуючи основними робочими параметрами системи, можна гарантувати ефект дегідратації десульфурованого гіпсу.
Час публікації: 06 лютого 2025 р
