8烧结湿法脱硫中石膏雨的形成机理分析及解决途径.ppt

烧结湿法脱硫中“石膏雨”的形成 机理分析及解决途径 河钢集团石钢公司 游华章 所谓“石膏雨”，就是烧结系统脱硫塔内的乳 白色浆液微粒随烟气排出烟囱，在烟囱周边下降 到地面。 “石膏雨”形成后，不仅脱硫效率降低，对周 边产生严重的二次污染，而且，“石膏雨”形成 时间过长后，主抽风机出口压力增加，烧结机不 能正常生产。 从以下四个方面介绍 一、烟气脱硫简介 二、“石膏雨”形成原因及化验分 析 三、实验结论 四、防治措施 一、烟气脱硫简介 烟气脱硫是我国第十二个五年规划中空气污染控制的重点 项目，现今已成为钢铁行业不可缺少的环节。 在烧结烟气脱硫领域，湿法脱硫过程是最常见的。但大多 数的湿法烟气脱硫系统是单纯采用 生石灰 或 石灰石 作为脱硫 剂。 石钢作为一家负责任的国企，采用了脱硫效率更稳定，水 消耗量更低的脱硫方法——双碱法，即同时使用 生石灰 、 纯 碱 两种碱性物质作为脱硫剂，并于 2011 年 9 月正式投入使用。 双碱法烟气脱硫的原理 在脱硫塔内吸收 SO 2 反应： 2NaOH+SO 2 → Na 2 SO 3 +H 2 O Na 2 SO 3 + SO 2 +H 2 O → 2NaHSO 3 Na 2 CO 3 + SO 2 → Na 2 SO 3 +CO 2 置换池中的再生反应： CaO + H 2 O → Ca(OH) 2 Ca(OH) 2 + Na 2 SO 3 → 2NaOH+ CaSO 3 Ca(OH) 2 + 2NaHSO 3 → Na 2 SO 3 + CaSO 3 · 1/2H 2 O+1.5 H 2 O 再生的 NaOH 和 Na 2 SO 3 等脱硫剂可以循环使 用，且由于存在氧气，还会发生以下反应： CaSO 3 · 1/2H 2 O + 1/2O 2 + 3/2H 2 O → CaSO 4 · 2H 2 O Ca(OH) 2 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O → 2NaOH +CaSO 4 · 2H 2 O 石钢 280m 2 烧结脱硫运行几个月后，出现了石灰 石石膏法脱硫中常见的问题——“石膏雨”，造成 污染环境。 石膏雨降落到地面上形成的斑痕 二、“石膏雨”形成原因及化验分 析 从脱硫工艺来看，导致“石膏雨”形成的原 因有以下三个因素： a) 烧结烟气特性 （包括风量、流速）或 烟气 内某种物质 ； b) 脱硫系统的设计因素 。包括风量、流速及 除雾器的安装、粘附物等； C) 脱硫系统内的浆液特性 。 为具体分析“石膏雨”产生的原因，我们将“石膏雨” 产生前后的工况数据进行了统计，统计情况如表 1 。 项 目 单位 正常运行期间 石膏雨期间 烟气流量 万 Nm3 /h 104~132 94~124 入口 SO 2 浓度 ㎎ /Nm3 700~1200 700~1200 出口 SO 2 浓度 ㎎ /Nm3 30~180 140~467 烟气温度 ℃ 145 145 脱硫出口温度 ℃ 56 55 除雾器压差 pa 60~120 142~180 液气比 L/m3 5.1 5.1 表 1 “石膏雨”产生前后的生产数据 在表 1 的统计时段内，烧结并没 有使用新的原料，且系统没做大的 改动，故第一个因素可排除。 出现石膏雨时，除雾器压差均 增大，初期分析，产生“石膏雨” 可能与除雾器堵塞有关，但冲洗除 雾器后，正常运行不到 2 小时，又产 生了“石膏雨”，且压差再次增大， 打开检查孔查看，除雾器又被堵塞。 因此可以确定，除雾器堵塞只 是“石膏雨”导致的结果，而不是 根本原因。 脱硫除雾器堵塞情况 用排除法，基本锁定是第三个因素——脱硫系统 内的浆液特性导致“石膏雨”。 通过观察及操作人员的回忆：“石膏雨”产生期 间滤液池、澄清池都有丰富的泡沫，大量更换脱硫系 统浆液后，泡沫消失，“石膏雨”也消失；当泡沫形 成一定量后，“石膏雨”再次出现。这一规律也再次 佐证了“石膏雨”是由脱硫系统内的浆液特性导致的， 且与浆液的泡沫有直接关系。 为了验证我们的推论，也为了避免“石膏雨”现象进一步恶化，我 们对脱硫塔的浆液进行了再次更换，“石膏雨”果然被遏制。对“石膏 雨”前后的浆液进行了取样化验，化验结果如表 2 表 2 “石膏雨”产生前后的浆液变化 项目 单位 正常运行期间 石膏雨期间 脱硫塔浆液密度 Kg/m3 1150 1350 脱硫塔浆液含固量 W% 7.2 24.4 脱硫塔上清液 Ca 2+ ㎎ /L 8947 7653 脱硫塔上清液 Mg 2+ ㎎ /L 896 4237 脱硫塔上清液 Na + ㎎ /L 69574 64351 脱硫塔上清液 Cl - ㎎ /L 35475 79680 脱硫塔上清液油脂类 ㎎ /L 0.09 0.26 PH 值 9.2 7.6 注：