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1、浅谈双碱法烟气脱硫工艺结垢堵塞问题的处理及工艺改进工艺设备中国化工贸易ChinaChemicalTrade第 2 辐 iiii!iiiiiiiiiiiiiil2o12 年 2 月浅谈双碱法烟气脱硫工艺结垢堵塞问题的处理及工艺改进孙勇(独山子石化公司矿区服务事业部公共事务管理公司锅炉车间.新山子833600)摘要:本文通过对双碱法脱硫工艺原理的过程,生产运行中出现的问题以及化学反应生成物特性进行分析,结合相应科研成果,对现有双碱法脱硫工艺提出了改进意见.关键词:双碱法脱硫化学反应结晶结垢堵塞工艺改进双碱法烟气脱硫工艺虽然是为了克服石灰石/石灰法容易生成大量晶核 ,随之在系统中产生 CaSO?O.
2、5H.O 结垢.结垢的缺点而发展起来的,但是由于控制指标范围较窄,并受然而由于介质反应和沉淀都是在非密闭环境中进行的,投资及技术条件的限制,而且介质反应和沉淀都需要一定的时 CaSO3-0.5HO 就不可避免的会被进一步氧化成 CaSO?2HO,间,致使检测结果滞后较大,不能直接,及时反映生产状况,当 CaSO4-2HO 的过饱和度超过 1.31.4 时,CaSO?2HO 的从而使生产操作控制难度增加,导致双碱法烟气脱硫工艺运行成核现象占主导地位,生成大量晶核,所以按照现有工艺只要中出现较难处理的结垢堵塞问题.CaSO.?0.5H.O 不能完全排出系统外,则就会在系统中有 ca 一一,双碱法脱
3、硫工艺原理介绍 SO,2H20 生成,而 CaSO42H20 晶核产生的条件也比Ca 一当前我单位采用的双碱法脱硫工艺首先是用 NaOH 的水 SO30.5HzO 晶核的产生条件要容易得多,这也是通过对分析溶液在脱硫塔内吸收 SO.,然后在塔外的反应池中用石灰将吸发现结垢物中大部分是 CaSO42HzO,较少的一部分为 Ca 一收 SO 后的溶液再生,再生后的吸收液循环使用,烟气中的 SO30.5HO 的原因.经过对结垢物的分析,发现 Ca 盐达到SO 最终以亚硫酸钙形式排出系统外.90%,而 CaSO,2HzO 则达到 70%以上.吸收塔内涉及的反应如下:通过上述分析,可得出如下结论 :2N
4、aOH+SONa2SO3+HO(1)按照现有工艺如要要彻底阻止结晶晶核的产生 ,则必须将Na2SOSO2+H02NaHSO(2)系统溶液中的 CaSO.0.5H.O 彻底排出干净,而这只能通过彻NaHSO.+NaOHNa2SO3+HO(3)底沉淀( 在低浓度条件下,经过 50h 可沉淀完全,亚硫酸钙和Na2SO+0.50Na2SO(4)硫酸钙的共沉淀物实验研究)过滤,但在实际生产过程中这反应池内的再生反应:种条件是不容易达到的,因此生产过程中 CaSO42HzO 的产生2NaHSO.+ca() a2503+CaSOs05H0+LSHO(5)也就不可避免,并且其产生晶核的条件相对来说也较容易,所
5、上述反应中式(1)是双碱法脱硫的启动反应,正常运行以要解决双碱法烟气脱硫工艺结垢堵塞问题,关键是如何对后吸收塔内涉及脱硫的主反应如式(2)所示,吸收塔循环浆 CaSO42H.0 的结垢进行处理.液内的主脱硫剂实际上是 NaSO.NaSO.吸收烟气中的 SO.三,对 CaSO4?2H2O 的结垢物的处理转变为其酸式盐 NaHSO.式(3),通过再生泵抽取部分塔内浆通过对相关被堵塞的管线及喷嘴检查发现,管线内部结垢液送去反应池再生.物厚度普遍达到 10mm 以上,因此对于 20 以下的管线,已在反应池内,生石灰熟化后生成的熟石灰与酸式盐 Nail 一经完全堵塞,无法正常使用.如何破碎这些结垢物或使
6、之从管SO.反应,中和其中的 H+,使其转变为具有脱硫活性的正盐线内壁上脱落并能被顺利排出管线及系统之外是当务之急,人NaSO.,恢复 NaSO./NaHSO 这个缓冲体系的缓冲容量,式工拆卸管线并对之进行敲打是当前普遍采取的方法,工作强度(5)所示.通过回流泵将再生后的浆液送回吸收塔内,从而维及难度都非常之大,且对相应设备设施损坏较大.持塔内浆液的脱硫能力.为此采取琉酸钙溶解行为初移中提供的方法,化学反二,双碱法脱硫工艺结垢原因分析应如 F.:通过对不同部位的结垢物的进一步分析,结垢物中大部分 NH4HCO3 一NH4+H+c02是 CaSO42H2O,较少的一部分为 CaSOa0.5H2O
7、,结垢物表 CaSO,CO3CaCO+SO,一层较硬部分均为 CaSO42HO,而与管壁接触的最早形成的则本文处理结垢物堵塞问题的基本思路就是利用上述化学反是 CaSO4.2HO 和 CaSO30.5HO 混合结晶.应过程中碳酸氢铵溶液将硫酸钙转化为溶解度更小的碳酸钙,按照工艺原理及化学反应过程,工艺正常运行时,烟气中此时原先附着在管壁上的硫酸钙晶体结垢物经化学反应后转换的 SO.最终是以 CaSO30.5H:O 形式排出系统外,但是如果不成悬浮在介质中的粒度细小的碳酸钙沉淀物,这些沉淀物是可能及时排出,那么按照 CaSO30.5HO 的沉积机理和速率与相以通过流动的介质顺利排出管线系统之外的
8、,以此达到解决双对饱和度的关系,CaSO.?O.5HO 的过饱和度超过 6-8 时,将碱法脱硫工艺结垢物堵塞的目的.036J 中国化工贸易e箍 0 髀黪.翕.谨 a 尊谢搿辨嚣 aCO 趣僻 z 臻蘩皇黔算 2 颧 l|20,2 年 2 局|_中国化工贸易ChinaChemicalTrade 工艺设备实验如下:在 20条件下,配置浓度为 lmol/L 的NH4HCO3 溶液 100mL,将粒度大小不等的晶体结垢物 l7.2g加入溶液中(如图), 经过 24 小时的静置反应后,最后搅拌,约 70%的结垢颗粒物成为粒度在 2.5mm 以下的颗粒物,并且经过观察,化学反应还在继续进行.反应开始时的图
9、片反应 24 小时后的图片在硫酸钙溶解行为初探中,是将 NHHCO.溶液中加入 CaSO?2H.O,经过一定时间搅拌后,经过过滤,洗涤,固相转入 HCL,该过程是物相转化溶解过程,在双碱法脱硫工艺中,因为介质的碱性环境对脱硫效率是非常重要的,同时CL 一浓度对工艺设备的影响也是较严重的,所以本文未使用HCL 进行进一步实验.四,工艺及操作改进在现有工艺基础上,增加了碳酸氢铵溶液储罐,在再生泵出口至反应池的管线上增加至至碳酸氢铵储罐的管线,再生泵出口介质由阀门 Vl,V 一 2 进行切换导通决定流入反应池或碳酸氢铵储罐;在碳酸氢铵储罐底部连接一管线与现有渣浆泵入口连接,由阀门 V 一 3,V 一
10、 4 决定是渣浆泵吸入的是沉淀池底部浆液还是碳酸氢铵储罐底部浆液,并进入压滤机进行过滤压榨;从碳酸氢铵储罐至回流泵入口连接一管线,有阀门V 一 5,V 一 6 控制是由缓冲池的上清液还是碳酸氢铵储罐上清液进入回流泵并返塔,见改进后的工艺原理图.当需要对系统,管线进行结垢物清理时,在碳酸氢铵储罐中加入适当浓度的碳酸氢铵溶液,关闭阀门 v 一 1,打开阀门V 一 2;关闭阀门 V 一 3,打开阀门 V 一 4;关闭 V 一 6,打开 v 一 5;碳酸氢铵储罐中的碳酸氢铵溶液由回流泵抽出并返塔,这个过程其中回流管线及管线喷头内的 CaSO?2HO 晶核会与碳酸氢铵溶液进行反应,反应产物进入吸收塔,再
11、生泵将塔底溶液抽出打入碳酸氢铵储罐,介质进行进一步反应,最终反应产物由渣浆泵抽出至板框压滤机进行锅炉压榨,这个过程也可以对再生管线进行清理,对于吸收塔循环管线及喷嘴的清理只需开启再生泵既可.在进行系统清理前,为确保清理效果,应将吸收塔中的吸收浆液提前排出.改进后的工艺原理图五,结论通过对现有双碱法烟气脱硫工艺的分析,由于相应的技术手段的限制,一些重要的生产数据不能实时提供,如 Ca,Na+浓度只能通过离线分析得出,特别是一些数据如介质中的HSO.一,SOz-的浓度只能通过溶液 PH 值来进行间接监控,这些都限制了对生产进行精确的控制,同时由于无法有效阻止生产过程中的副产物的产生,所以当前双碱法
12、烟气脱硫工艺在实际投入运行后系统及管线中产生晶体结垢是不可避免的.所以针对现有工艺,重要的不是为了防止结晶晶核的出现,而是防止在结晶出现后,大量不可控的晶核产生,并形成体积较大的,板结在系统及管线内壁上的积垢之前,将这些结晶通过化学反应,使颗粒物细小化并从管壁上剥落随介质排出系统之外,这是本文讨论的最终目的,并且通过上述分析,此目的是可以达到的.参考文献:1陈魁.向兰 .硫酸钙溶解行为初探.盐业与化工第 36 卷第 2 期.【21 左鹏.关于烟气脱硫运行的说明.广州天赐三和环保工程有限公司上接第 026 页)O.026 和 0.038.总的来看,沉积相控建立属性模型法能够把属性参数空间分布计算
13、得更为精确.三,结论沉积相控制建模法适合位于陕北高原区的吴起采油厂区的油藏研究,其很好地解决了沉积相带数字化和相控储层建模法问题,将精细地质研究成果量化.不过,在历史拟合过程中,应结合油田开发不同阶段的实际动用状况,综合分析注,产剖面和分层测试资料对油藏数值模型参数进行适时修正以保证不同沉积类型油层在不同开发阶段的动用状况接近油田开发实际.参考文献:1计秉玉,赵国忠 ,王曙光,郭德志.沉积相控制油藏地质建模技术 U.石油,(27),27 29.【2】ClaytonVD,AndreGJ,GSLIB:GeostatisticalsoftwarelibraryandusersguideMJ.Landon:OxfordUniversityPress,2008,5682.【3】朱良峰,潘信,吴信才.三维地质建模及可视化系统的设计与开发 J口.岩土力学,2006(27),828-832.4郑丽辉,邢玉忠 ,赵秋忙.相控随机建模在油藏精细描述中的应用研究.西南石油大学,2007(29),21-23.e 碍露潞孵霾 .豫 8I 中国化工贸易 l037
