湿法烟气脱硫装置运行及改造中的问题和解决措施

2019-06-11李强

世界有色金属 2019年7期

李强

（中铝东南铜业有限公司，福建宁德 352000）

随着国家对环保要求越来越严格，对排放指标相对应要精细操作。湿法脱硫技术在世界上应用非常广泛，也非常成熟。但在实际运行中或多或少会出现各种各样的问题。本文针对湿法烟气脱硫装置在运行中及改造后运行中出现的一些不常见的问题进行探讨，供同行借鉴。

1 原塔状况

原脱硫塔设计入口二氧化硫浓度为3000mg/Nm³，采用石灰粉（CaO）加水配比搅拌作为脱硫剂，全塔采用316L不锈钢材质，除雾器为双层S型，湍流增压方式，采用脉冲悬浮式扰动方式，三层喷淋，逆向洗涤方式将烟气中的二氧化硫吸收。因在运行过程中对PH计、液位计、入口二氧化硫检测仪表等仪表维护不到位，导致运行中对PH值控制不准、入口二氧化硫浓度监测不到，运行中一直根据出口二氧化硫浓度当作PH值来控制以及对入口二氧化硫浓度分析。这种情况导致运行工非常难以操作，再一个国家对环保越来越重视，一旦二氧化硫超标，将对生产造成不可估量的后果。在实际运行中，因为原煤中的含硫量在1.5%～2%左右，对应二氧化硫浓度大致在4000mg/Nm³以下，按照设计，脱硫塔负担非常重，以至于超标后在半小时内未调整过来时强制加氢氧化钠强碱，增强脱硫塔的脱硫能力[1]。长期以来，脱硫塔在高PH值状态下运行，加上扰动效果非常差，在清理干净塔底后半个月时间，在脱硫塔1米高的范围内塔壁冰凉，只有喷淋泵、排浆泵入口温热，说明塔底已淤积，浆液有效容积减少，脱硫效率降低，加之一直高PH值运行，导致结垢严重，恶性循环[2]。脱硫塔入口处结垢严重，面积在6立方米的入口（图1）处结垢后只有400mm＊400mm左右的洞通过尾气（图2），入口结垢后，对前面的布袋收尘及锅炉的运行产生非常大的影响，风机功率拉不动，锅炉及布袋收尘负压值一直下降，正压运行。在一次停炉检修中分析可能是PH值过高，脱硫液与高温（110℃～120℃）烟气在脱硫塔入口处结合，导致结垢[3]。在这次检修中，在入口处上方500mm左右的位置以倾斜的角度加一条倒液槽，让浆液不直接在入口处形成水帘与烟气接触，达到入口不结垢或者延长结垢时间。在运行过程中，确实非常有效果，由以前12天左右负压就急剧下降（锅炉引风机挡板全开）到运行一个月锅炉引风机挡板在70%下稳定运行，取得成功。但是在环保压力下，当前脱硫塔已不能满足生产需要，对脱硫塔进行超净排放改造。在运行了1个半月后停炉改造时，在入口处依旧有很大的结垢范围，当时分析不出问题。询问改造厂家，回复未见过这种情况[4]。脱硫塔喷淋层查看管道时，发现结垢厚度非常惊人，估计结垢厚度在20公分左右，用风镐试着打掉却一点也打不动，氧化风管99%堵死。

图1 脱硫塔入口

图2 烟气在脱硫塔入口处结合

2 改造后运行中发现的问题

在不同改造意见中及原塔地基载荷及空间因素下，最终可研中，对脱硫塔的改造意见为在原脱硫塔边重新建造一座脱硫塔，采用5层空塔喷淋设计，全新设计的脉冲悬浮式扰动方式，因原脱硫塔的地基载荷以及原塔的材质等方面原因限制。新塔设计入口二氧化硫含硫量≤4000mg/Nm³，采用石灰石粉加水搅拌作为脱硫剂。浆液区直径10m，喷淋区直径8m，在除雾器上安装一台湿式电收尘，全塔采用普通钢内衬玻璃鳞片。

在建好后的试运行中，表现良好。PH值控制在5.2～5.8之间，负压在-1700pa至-2000之间。但在运行中存在的缺陷问题最大的有2个，一是密度计和PH计是接在扰动泵的出口上，由一个DN50的隔膜阀控制开关及流量，因要定期对密度计和PH计进行冲洗，势必对隔膜阀的寿命及严密性损伤，况且扰动泵出口是共用一根管道，压力大、流速高，且未有阀门。

在一次开关隔膜阀中阀门损坏，浆液从阀体中喷出，临时用塑料袋包裹后运行至停炉检修。我给出改造方案是从塔体浆液区2m左右位置预留的接口作为密度计和PH计的入口，利用浆液自身的重力及压力流动，且在入口管道处安装2个不锈钢球阀，一个敞开，一个控制流量，方便检修以及调整。二是压力变送器未有冲洗水，解决方案是重新加装，定期冲洗压力传感器，运行2个月无问题。

在运行中发现脱硫塔负压曲线发现一直是缓慢上升，从-1700pa到-2300pa，锅炉引风机挡板加大。推测有地方堵塞，一开始怀疑锅炉空预器堵塞，因从数据上分析存在堵塞情况，但更多的是锅炉引风机之后存在堵塞。因是新建脱硫塔，不怎么相信是脱硫塔入口会有堵塞，一直排查其他地方。在例行停炉检修后检查发现脱硫塔入口依旧存在严重结垢现象，在取出结垢样品后进行分析发现结垢物成白色晶体状，表面有烟尘，干燥地方质地较为坚硬，联想到每次停炉检修时检查布袋收尘静气室四周都是黄色粘稠液体时，怀疑是锅炉为控制氮氧化物，尿素长期过量添加生成硫酸氢氨。因白色晶体物质非常像结晶的尿素，经过外出化验，确认成分大部分为尿素、石灰石粉和烟尘组成。分析出问题后，锅炉对尿素的添加严格把控，控制氨逃逸量（≤3%），但为实际生产中为了氮氧化物排放合格，还是会过量添加。为了脱硫塔长期稳定运行，在脱硫塔烟气入口处1500mm处开了2处观察口，螺丝把住，在发现负压变化的情况下打开观察口，用钢筋插进去检测是否入口结垢，确认结垢后用高压水枪冲击破坏结垢区，再一个利用入口前的事故喷淋管每班进行冲洗，达到长久稳定运行的目标。