石灰石-石膏法脱硫技术问题初探.doc

石灰石－石膏法脱硫技术问题初探 田斌 　 摘　要：介绍了石灰石－石膏湿法脱硫技术中的结垢与腐蚀机理及处理方法及在设计、运行中的几个重要参数。 　　关键词：湿法脱硫；技术问题 1　石灰石－石膏系统中吸收塔的结垢问题1．1　结垢机理　　1）石膏终产物超过了悬浮液的吸收极限，石膏就会以晶体的形式开始沉积，当相对饱和浓度达到一定值时，石膏晶体将在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行生长，当饱和度达到更高值时，就会形成晶核，同时，晶体也会在其它各种物体表面上生长，导致吸收塔内壁结垢。　　2）吸收液pH值的剧烈变化，低pH值时，亚硫酸盐溶解度急剧上升，硫酸盐溶解度略有下降，会有石膏在很短时间内大量产生并析出，产生硬垢。而高pH值亚硫酸盐溶解度降低，会引起亚硫酸盐析出，产生软垢。在碱性pH值运行会产生碳酸钙硬垢。1．2　解决方法　　1）运行控制溶液中石膏过饱和度最大不超过130％。运行中控制石膏浆液密度在一合适的范围内（1075～1085 kg／m3），将有利于FGD的有效、经济运行　　2）选择合理的pH值运行，一般PH在5.4-5.5为合适，尤其避免运行中pH值的急剧变化。　　3）向吸收液中加入二水硫酸钙或亚硫酸钙晶种，以提供足够的沉积表面，使溶解盐优先沉积在表面，而减少向设备表面的沉积和增长。　　4）向吸收液中加入添加剂如：镁离子、乙二酸。乙二酸可以起到缓冲pH值的作用，抑制二氧化硫溶解，加速液相传质，提高石灰石的利用率。镁离子的加入生成了溶解度大的MgCO3，增加了亚硫酸根离子的活度，降低了钙离子浓度，使系统在未饱和状态下运行，以防止结垢。 5) 采用新的液柱塔工艺,结垢可得到较好的解决。2　脱硫系统的腐蚀与防腐2．1　腐蚀机理　　1）烟气中的SO2、HCl、HF等酸性气体在与液体接触时，生成相应的酸液，其SO32－、Cl－、SO42－对金属有很强的腐蚀性，对防腐内衬亦有很强的扩散渗透破坏作用。　　2）金属表面与水及电解质形成电化学腐蚀，在焊缝处比较明显。　　3）结晶腐蚀，溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐随溶液渗入防腐内衬及其毛细孔内，当系统停运后，吸收塔内逐渐变干，溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐析出并结晶，随后体积发生膨胀，使防腐内衬产生应力，尤其是带结晶水的盐在干湿交替作用下，体积膨胀高达几十倍，应力更大，导致严重的剥离损坏。　　4）环境温度的影响。由于GGH故障或循环液系统故障，导致塔内烟温升高，其防腐材料的许用应力随温度升高而急剧降低。温度急剧变化，由于防腐内衬与基体的膨胀系数不同，导致不同步的膨胀，因应力使内衬粘接强度下降。由于温度的上升，降低了内衬材料的耐腐蚀性和抗渗透性，加速了内衬老化，由于防腐内衬施工中存在如气泡、裂纹等缺陷，受热应力作用迅速发展，介质渗透进去后又起到了加速作用。　　5）浆液中由于含有固态物，落下时对塔内物质有一定的冲刷作用，特别是对于塔内的凸出物区。2．2　防腐技术??? 1）合理控制pH值（一般PH在5.4-5.5为合适）。。　　2）选择合理的FGD烟气入口温度，并选择与之相配套的防腐内衬。??? 3）严把防腐内衬的施工质量。　　4）由于吸收塔一般现场制作，必须在吸收塔制作过程中保证焊口满焊，焊缝光滑平整无缺陷，内支撑件及框架不能用角钢、槽钢、工字钢，应用圆钢、方钢为主，外接管不能用焊接，要用法兰连接。　　5）选择合理的防腐材料。对于静态设备的防腐，第一种，在炭钢本体衬防腐材料，第二种，利用耐腐蚀的合金材料。采用防腐内衬，主要材料为玻璃鳞片树脂和橡胶内衬及玻璃钢。　　　　玻璃钢当温度低于80℃时，能安全的运行，超过80℃，玻璃钢材质就不适合，所以采用玻璃钢必须有可靠措施控制入口烟温和塔内温度。　　　　采用耐腐蚀合金材料造价昂贵，国外尤其是美国应用较多，不太适合中国国情，其主要材料有高硅铸铁，超低炭钢如316L和317L，或者是镍基合金。但效果反映不是很好。近来，又出现一些非金属材料如花岗岩及陶瓷，其防腐耐蚀性能优良，但制作困难。　　对于动态设备防腐耐磨，主要采用铸铁＋橡胶衬里，或炭钢＋橡胶衬里，或直接用不锈钢制作，对于GGH和BUF等大型设备，除了选用合适的材料外，其合理的工艺流程和布置位置，布置方式显得更加重要。 塔内采用橡胶，其衬胶要求如下： · 吸收塔底部至2.0m高的区域至少衬2×4mm丁基合成橡胶； · 吸收喷淋区域至少衬2×4mm丁基合成橡胶； · 除雾器下方的吸收塔壁至少衬1×4mm丁基合成橡胶； 塔内如果采用衬鳞片，则鳞片树脂的平均厚度至少为1.8mm。 吸收塔入口段烟道由合金钢板或复合钢板制作，长度应超出干湿界面处300mm 没有进行内衬防腐处理而又与浆液或烟气冷凝液相接触的金属设备，应由耐酸腐蚀不锈钢/合金钢制作。 3　系统设计、运