減緩脫硫氣噴旋沖塔結(jié)垢的技術(shù)措施

吳　偉

（上海寶鋼節(jié)能環(huán)保技術(shù)有限公司上海201900）

減緩脫硫氣噴旋沖塔結(jié)垢的技術(shù)措施

吳偉

（上海寶鋼節(jié)能環(huán)保技術(shù)有限公司上海201900）

已運(yùn)行的脫硫工程中，采用石灰石－石膏法脫硫工藝的項(xiàng)目占到60%，該技術(shù)已成為主流工藝。該工藝吸收塔的結(jié)垢問題是影響該技術(shù)脫硫系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性和脫硫效率的重要因素。已有多套燒結(jié)煙氣脫硫工程采用了該工藝，塔型為氣噴旋沖塔。

燒結(jié)煙氣脫硫；氣噴旋沖塔；結(jié)垢；防止結(jié)垢

1　概述

目前石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝由于其脫硫效率高、技術(shù)成熟、適合處理大煙氣量、脫硫劑來源廣等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在燃煤電廠和鋼鐵燒結(jié)煙氣脫硫中得到廣泛應(yīng)用。該工藝一般包括煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)，其中SO2吸收系統(tǒng)是核心，其它系統(tǒng)是輔助系統(tǒng)。

2　吸收塔結(jié)構(gòu)、結(jié)垢狀況及其原因分析

2.1吸收塔的結(jié)構(gòu)

氣噴旋沖塔由上隔板、下隔板分成三部分。上隔板以上是出氣箱，上、下隔板間是進(jìn)氣箱，下隔板以下是漿液池。上、下隔板間有規(guī)則地布置了上升管、泄流管，下隔板往漿液池方向上按一定規(guī)律布置有很多氣噴管。

2.2吸收塔的結(jié)垢狀況

結(jié)垢主要發(fā)生在塔的進(jìn)氣箱和出氣箱，其中又以進(jìn)氣箱的結(jié)垢尤其厲害，特別是上隔板的下部和下隔板的上部。上隔板下部整個(gè)平面布滿蜂窩狀的結(jié)垢物，厚度能達(dá)到0.5m，達(dá)到一定程度后會(huì)有結(jié)垢物塊掉落，砸壞下隔板上沖洗管道。上升管和泄流管表面也有結(jié)垢，管的迎煙氣面結(jié)垢是一層硬垢，大大少于背面。出氣箱的結(jié)垢主要在上隔板的上部，但量較少。

2.3結(jié)垢原因分析

寶鋼集團(tuán)已有多臺燒結(jié)機(jī)采用了氣噴旋沖塔脫硫技術(shù)，在運(yùn)行中吸收塔都出現(xiàn)了一定程度的結(jié)垢。經(jīng)分析總結(jié)，主要有以下原因：

2.3.1結(jié)垢物的來源分析

燒結(jié)煙氣在經(jīng)冷卻器冷卻后進(jìn)入氣噴旋沖塔進(jìn)氣箱。為了節(jié)約用水，冷卻器二級冷卻采用吸收塔漿液池內(nèi)漿液進(jìn)行冷卻。漿液中含有石膏晶體和CaSO3晶體，煙氣經(jīng)過二級冷卻時(shí)會(huì)夾帶冷卻介質(zhì)中的晶體進(jìn)入塔進(jìn)氣箱內(nèi)。這些晶體有部分會(huì)附著在塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，晶體不斷成長為結(jié)垢物。

2.3.2進(jìn)氣箱上隔板下部結(jié)垢嚴(yán)重原因分析

(1)上隔板下部裝有上隔板下沖洗管路，管道通過固定裝置固定在上隔板下部，沖洗上隔板下部置、主管和支管都會(huì)成為石膏晶體的附著源，很容易產(chǎn)生結(jié)垢。(2)進(jìn)氣口的流通面積大大小于塔的截面積，當(dāng)煙氣由入口進(jìn)入塔的進(jìn)氣箱時(shí)流速會(huì)突然降低；而且上隔板下表面與進(jìn)氣口有一定距離，煙氣進(jìn)入進(jìn)氣箱后部分煙氣會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，速度會(huì)二次降低。(3)與上隔板連接的上升管和泄流管會(huì)阻擋沖洗管噴出的沖洗水，影響沖洗效果，不能高效沖洗上隔板下表面的結(jié)垢。

2.3.3下隔板堆積不均勻原因分析

進(jìn)入進(jìn)氣箱的煙氣流向下隔板，通過氣噴管進(jìn)入漿液池。其攜帶的各種晶體大部分也隨煙氣流向該區(qū)域。2.3.4上升管和泄流管結(jié)垢原因分析

煙氣直接沖刷上升管和泄流管的迎煙氣面，將大部分結(jié)垢物沖走，但仍有少部分依舊附著在上面，形成一層薄的硬垢。管背面卻沖刷不到，則結(jié)垢物會(huì)多于迎煙氣面。

2.3.5上隔板結(jié)垢少的原因分析

煙氣經(jīng)吸收塔底部的漿液池脫硫后，由上升管流入出氣箱。這些煙氣中也含有石膏晶體和CaSO3晶體，在重力的作用下部分晶體沉降在上隔板上部。在上隔板上沖洗管的沖洗下，這些晶體由泄流管返回漿液池。由于上隔板上部無內(nèi)件，沖洗效果很理想，上隔板上部基本沒有結(jié)垢，不需進(jìn)行優(yōu)化。

3　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

通過對以上結(jié)垢狀況及其原因的分析發(fā)現(xiàn)，結(jié)垢很大程度上是由于局部結(jié)構(gòu)和材料選擇不合理。針對這些方面進(jìn)行優(yōu)化，可以減緩吸收塔的結(jié)垢。

3.1針對上隔板下部結(jié)垢采取的優(yōu)化

（1）盡量使上隔板下表面與進(jìn)氣口上邊緣平齊。（2）改變上隔板下沖洗管的結(jié)構(gòu)。

3.2針對下隔板上部堆積所采取的優(yōu)化

增加下隔板上沖洗管路與下隔板的高度。由于噴嘴的噴射角度是一定的，在保證噴出的水噴到隔板上的沖擊力的情況下適當(dāng)增加噴嘴與下隔板間的高度，可以增加單個(gè)噴嘴的沖洗面積。在噴嘴數(shù)量同樣的情況下，增加了沖洗覆蓋率，沖洗管路沖洗效果會(huì)大大增加。

3.3針對下隔板上沖洗管被砸斷采取的優(yōu)化

改變沖洗水管材料。沖洗水管材料原來采用玻璃鋼材料，比較脆。當(dāng)上隔板下部的結(jié)垢物掉落時(shí)容易砸斷下隔板上沖洗管路，使沖洗失效。將沖洗水管材料改為增強(qiáng)聚丙烯，韌性大大增加，管路不易被砸斷，而投資卻不會(huì)增加很多。改變材料后，管子表面更光滑，石膏晶體不容易附著在上面，即使附著在上也極易被氣體沖刷掉。

3.4針對遠(yuǎn)離煙氣進(jìn)口處結(jié)垢更厲害采取的優(yōu)化

針對這些情況，在布置下隔板上沖洗水管、上隔板下沖洗管時(shí)，改變原來均勻布置的方式，將遠(yuǎn)離煙氣進(jìn)口部位的沖洗水管管徑加大，這些區(qū)域噴嘴布置數(shù)量適當(dāng)加多；同時(shí)噴嘴盡量正對上升管與隔板的連接處，特別是上升管的背煙氣面。

4　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的預(yù)期效果

這些優(yōu)化措施都與業(yè)主和相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行了探討。他們均認(rèn)為：根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行操作、維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，以上的優(yōu)化措施切實(shí)可行。

5　結(jié)語

從結(jié)構(gòu)方面防止結(jié)垢從理論上是可行的，主要從簡化塔體，減少內(nèi)件和簡化內(nèi)件結(jié)構(gòu)，并使內(nèi)件表面盡量光滑方面考慮。本文從改變沖洗水管的結(jié)構(gòu)、取消部分塔內(nèi)結(jié)構(gòu)和改變材料方面優(yōu)化從而減緩氣噴旋沖塔的結(jié)垢。

[1]杜謙,吳少華,朱群益,秦裕琨.石灰石/石灰濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的結(jié)垢問題[J].電站系統(tǒng)工程,2004(5).