Analyse van de oorzaken van problemen met de uitdroging van gips
1. Toevoer van ketelolie en stabiele verbranding
Kolengestookte elektriciteitsketels verbruiken een grote hoeveelheid stookolie om de verbranding te ondersteunen tijdens het opstarten, uitschakelen, stabiele verbranding bij lage belasting en piekbelastingregeling. Dit komt door het ontwerp en de aard van de kolenverbranding. Door de instabiele werking en onvoldoende verbranding in de ketel komt een aanzienlijke hoeveelheid onverbrande olie of een mengsel van oliepoeder met de rookgassen in de absorberslurry terecht. Onder sterke turbulentie in de absorber kan zich gemakkelijk fijn schuim vormen dat zich op het oppervlak van de slurry verzamelt. Dit is de samenstellingsanalyse van het schuim op het oppervlak van de absorberslurry van de elektriciteitscentrale.
Terwijl de olie zich aan het oppervlak van de slurry verzamelt, verspreidt een deel ervan zich snel in de absorptieslurry door de wisselwerking tussen roeren en sproeien. Hierdoor vormt zich een dunne oliefilm op het oppervlak van kalksteen, calciumsulfiet en andere deeltjes in de slurry. Deze film omhult de kalksteen en andere deeltjes, waardoor de oplossing van kalksteen en de oxidatie van calciumsulfiet worden belemmerd. Dit heeft gevolgen voor de ontzwavelingsefficiëntie en de gipsvorming. De oliehoudende slurry uit de absorptietoren komt via de gipsafvoerpomp in het gipsontwateringssysteem terecht. Door de aanwezigheid van olie en onvolledig geoxideerde zwavelzuurproducten kan de filterdoekopening van de vacuümbandtransporteur gemakkelijk verstopt raken, wat problemen veroorzaakt bij de gipsontwatering.
2.Rookconcentratie bij de inlaat
De natte ontzwavelingsabsorptietoren heeft een zeker synergetisch stofverwijderingseffect, waardoor de stofverwijderingsefficiëntie ongeveer 70% kan bereiken. De energiecentrale is ontworpen met een stofconcentratie van 20 mg/m³ bij de uitlaat van de stofafscheider (inlaat van de ontzwaveling). Om energie te besparen en het elektriciteitsverbruik van de centrale te verminderen, wordt de werkelijke stofconcentratie bij de uitlaat van de stofafscheider beperkt tot ongeveer 30 mg/m³. Overtollig stof komt de absorptietoren binnen en wordt verwijderd door het synergetische stofverwijderingseffect van het ontzwavelingssysteem. De meeste stofdeeltjes die na elektrostatische stofzuivering de absorptietoren binnenkomen, zijn kleiner dan 10 μm, of zelfs kleiner dan 2,5 μm, wat veel kleiner is dan de deeltjesgrootte van gipsslurry. Nadat het stof met de gipsslurry de vacuümbandtransporteur bereikt, verstopt het ook het filterdoek, wat resulteert in een slechte luchtdoorlaatbaarheid van het filterdoek en problemen bij de ontwatering van het gips.
2. Invloed van de kwaliteit van de gipsmortel
1. Dichtheid van de slurry
De dichtheid van de slurry geeft de dichtheid van de slurry in de absorptietoren aan. Een te lage dichtheid betekent dat het CaSO4-gehalte in de slurry laag en het CaCO3-gehalte hoog is, wat direct leidt tot verspilling van CaCO3. Tegelijkertijd kunnen de kleine CaCO3-deeltjes problemen veroorzaken bij de dehydratatie van gips. Een te hoge dichtheid van de slurry betekent dat het CaSO4-gehalte in de slurry hoog is. Een hoger CaSO4-gehalte belemmert de oplosbaarheid van CaCO3 en remt de absorptie van SO2. CaCO3 komt samen met de gipsslurry in het vacuümdehydratatiesysteem terecht en beïnvloedt ook het dehydratatie-effect van gips. Om de voordelen van het dubbele toren-dubbele circulatiesysteem voor natte rookgasontzwaveling optimaal te benutten, moet de pH-waarde van de eerste toren binnen het bereik van 5,0 ± 0,2 worden gehouden en de slurrydichtheid binnen het bereik van 1100 ± 20 kg/m³. In de praktijk bedraagt de slurrydichtheid van de eerste toren van de installatie ongeveer 1200 kg/m³ en kan deze in piekperioden zelfs oplopen tot 1300 kg/m³, en wordt deze altijd op een hoog niveau gehouden.
2. Mate van geforceerde oxidatie van de slurry
Geforceerde oxidatie van de slurry houdt in dat er voldoende lucht in de slurry wordt gebracht om de oxidatie van calciumsulfiet tot calciumsulfaat volledig te laten verlopen en een oxidatiegraad van meer dan 95% te bereiken. Dit zorgt ervoor dat er voldoende gipssoorten in de slurry aanwezig zijn voor kristalgroei. Als de oxidatie onvoldoende is, ontstaan er gemengde kristallen van calciumsulfiet en calciumsulfaat, wat kalkaanslag veroorzaakt. De mate van geforceerde oxidatie van de slurry hangt af van factoren zoals de hoeveelheid oxidatielucht, de verblijftijd van de slurry en de mate van roeren. Onvoldoende oxidatielucht, een te korte verblijftijd, een ongelijkmatige verdeling van de slurry en onvoldoende roeren leiden allemaal tot een te hoog CaSO3·1/2H2O-gehalte in de toren. Het is duidelijk dat door onvoldoende lokale oxidatie het CaSO3·1/2H2O-gehalte in de slurry aanzienlijk hoger is, wat leidt tot problemen bij de dehydratatie van gips en een hoger watergehalte.
3. Onzuiverheden in de slurry De onzuiverheden in de slurry zijn voornamelijk afkomstig van rookgas en kalksteen. Deze onzuiverheden vormen onzuiverheidsionen in de slurry, die de roosterstructuur van gips beïnvloeden. Zware metalen die continu in rookgas oplossen, remmen de reactie van Ca2+ en HSO3-. Wanneer het gehalte aan F- en Al3+ in de slurry hoog is, wordt het fluor-aluminiumcomplex AlFn gevormd, dat het oppervlak van kalksteendeeltjes bedekt, waardoor de slurry vergiftigd raakt, de ontzwavelingsefficiëntie afneemt en fijne kalksteendeeltjes zich mengen met onvolledig gereageerde gipskristallen, wat het ontwateren van gips bemoeilijkt. Cl- in de slurry is voornamelijk afkomstig van HCl in rookgas en proceswater. Het Cl--gehalte in proceswater is relatief laag, waardoor Cl- in de slurry voornamelijk afkomstig is van rookgas. Wanneer er een grote hoeveelheid Cl⁻ in de suspensie aanwezig is, wordt Cl⁻ omhuld door kristallen en gecombineerd met een bepaalde hoeveelheid Ca²⁺ in de suspensie om stabiel CaCl₂ te vormen, waarbij een bepaalde hoeveelheid water in de kristallen achterblijft. Tegelijkertijd blijft een bepaalde hoeveelheid CaCl₂ in de suspensie tussen de gipskristallen achter, waardoor de doorgang voor vrij water tussen de kristallen wordt geblokkeerd en het watergehalte van het gips toeneemt.
3. Invloed van de operationele status van de apparatuur
1. Gipsontwateringssysteem: Gipsbrij wordt via de gipsafvoerpomp naar de gipscycloon gepompt voor primaire ontwatering. Wanneer de onderstroombrij een vastestofgehalte van ongeveer 50% heeft bereikt, stroomt deze naar de vacuümbandtransporteur voor secundaire ontwatering. De belangrijkste factoren die het scheidingseffect van de gipscycloon beïnvloeden, zijn de inlaatdruk van de cycloon en de grootte van de zandafscheidingsmondstukken. Als de inlaatdruk van de cycloon te laag is, zal het scheidingseffect van vaste stoffen en vloeistoffen slecht zijn, zal de onderstroombrij een lager vastestofgehalte hebben, wat het ontwateringseffect van het gips beïnvloedt en het watergehalte verhoogt; als de inlaatdruk van de cycloon te hoog is, zal het scheidingseffect beter zijn, maar dit zal de classificatie-efficiëntie van de cycloon beïnvloeden en ernstige slijtage aan de apparatuur veroorzaken. Als de diameter van de zandbezinkingsmond te groot is, zal de bodemstroom van de slurry een lager gehalte aan vaste stoffen en kleinere deeltjes bevatten, wat het ontwateringseffect van de vacuümbandtransporteur negatief beïnvloedt.
Een te hoge of te lage vacuümdruk beïnvloedt het ontwateringsproces van gips. Bij een te lage vacuümdruk neemt het vermogen om vocht uit het gips te onttrekken af, waardoor het ontwateringsproces slechter verloopt. Bij een te hoge vacuümdruk kunnen de openingen in het filterdoek verstopt raken of kan de transportband afwijken, wat eveneens leidt tot een slechter ontwateringsproces. Onder dezelfde werkomstandigheden geldt: hoe beter de luchtdoorlaatbaarheid van het filterdoek, hoe beter het ontwateringsproces. Bij een slechte luchtdoorlaatbaarheid en verstopping van de filterkanalen zal het ontwateringsproces slechter verlopen. Ook de dikte van de filterkoek heeft een significant effect op de ontwatering van gips. Wanneer de snelheid van de transportband afneemt, neemt de dikte van de filterkoek toe en wordt het vermogen van de vacuümpomp om de bovenste laag van de filterkoek af te zuigen zwakker, wat resulteert in een hoger vochtgehalte in het gips. Wanneer de snelheid van de transportband toeneemt, neemt de dikte van de filterkoek af. Dit kan leiden tot plaatselijke lekkage van de filterkoek, waardoor het vacuüm wordt verbroken en het vochtgehalte van het gips toeneemt.
2. Een abnormale werking van het ontzwavelingsafvalwaterzuiveringssysteem of een te kleine afvalwaterhoeveelheid kan de normale lozing van ontzwavelingsafvalwater beïnvloeden. Bij langdurig gebruik blijven onzuiverheden zoals rook en stof in de slurry terechtkomen, en de concentratie van zware metalen, Cl-, F-, Al-, enz. in de slurry blijft toenemen. Dit leidt tot een voortdurende verslechtering van de slurrykwaliteit en beïnvloedt het normale verloop van de ontzwavelingsreactie, de gipsvorming en de dehydratatie. Neem bijvoorbeeld het Cl-gehalte in de slurry: het Cl-gehalte in de slurry van de eerste absorptietoren van een energiecentrale kan oplopen tot 22.000 mg/L, terwijl het Cl-gehalte in het gips 0,37% bedraagt. Bij een Cl-gehalte van ongeveer 4300 mg/L verloopt de dehydratatie van het gips beter. Naarmate het chloride-ionengehalte toeneemt, neemt het uitdrogende effect van gips geleidelijk af.
Controlemaatregelen
1. Verbeter de afstelling van de verbranding tijdens de ketelwerking, verminder de impact van olie-injectie en stabiele verbranding op het ontzwavelingssysteem tijdens de opstart- en uitschakelfase van de ketel of bij lage belasting, beheers het aantal in werking gestelde slibcirculatiepompen en verminder de vervuiling van het slib door onverbrande oliepoedermengsel.
2. Met het oog op een stabiele werking op lange termijn en de algehele economische efficiëntie van het ontzwavelingssysteem, dient de afstelling van de stofafscheider te worden verbeterd, moet er gebruik worden gemaakt van een hoge parameterinstelling en moet de stofconcentratie bij de uitlaat van de stofafscheider (inlaat van de ontzwaveling) binnen de ontwerpwaarden worden gehouden.
3. Realtime monitoring van de slibdichtheid (slibdichtheidsmeter), oxidatieluchtvolume, vloeistofniveau in de absorptietoren (radarniveaumeter), roerinrichting voor de slurry, enz., om ervoor te zorgen dat de ontzwavelingsreactie onder normale omstandigheden plaatsvindt.
4. Verbeter het onderhoud en de afstelling van de gipscycloon en de vacuümbandtransporteur, houd de inlaatdruk van de gipscycloon en de vacuümgraad van de bandtransporteur binnen een redelijk bereik en controleer regelmatig de cycloon, de zandafscheidingsmondstukken en het filterdoek om ervoor te zorgen dat de apparatuur in optimale conditie verkeert.
5. Zorg voor de normale werking van het ontzwavelingsafvalwaterzuiveringssysteem, loos het ontzwavelingsafvalwater regelmatig en verlaag het gehalte aan onzuiverheden in de slurry van de absorptietoren.
Conclusie
De moeilijkheid van gipsontwatering is een veelvoorkomend probleem bij natte ontzwavelingsinstallaties. Er zijn veel factoren die hierop van invloed zijn, waardoor een uitgebreide analyse en aanpassing vanuit verschillende invalshoeken nodig is, zoals het externe medium, de reactieomstandigheden en de operationele status van de apparatuur. Alleen door een diepgaand begrip van het ontzwavelingsreactiemechanisme en de operationele kenmerken van de apparatuur, en door een rationele beheersing van de belangrijkste operationele parameters van het systeem, kan het ontzwavelde gipsdesulfureringseffect worden gegarandeerd.
Geplaatst op: 6 februari 2025
