Analiza przyczyn trudności z odwodnieniem gipsu
1. Podawanie oleju do kotła i stabilne spalanie
Kotły energetyczne opalane węglem muszą zużywać dużą ilość oleju opałowego, aby wspomagać spalanie podczas rozruchu i wyłączania, stabilnego spalania przy niskim obciążeniu oraz regulacji szczytowej, ze względu na swoją konstrukcję i spalanie węgla. Z powodu niestabilnej pracy i niewystarczającego spalania w kotle, znaczna ilość niespalonego oleju lub mieszanki pyłu olejowego przedostaje się do szlamu absorbera wraz ze spalinami. Pod wpływem silnych zaburzeń w absorberze, bardzo łatwo tworzy się drobna piana, która gromadzi się na powierzchni szlamu. Poniżej przedstawiono analizę składu piany na powierzchni szlamu absorbera elektrowni.
Podczas gdy olej gromadzi się na powierzchni zawiesiny, jego część ulega szybkiemu rozproszeniu w zawiesinie absorbera pod wpływem mieszania i rozpylania, a na powierzchni wapienia, siarczynu wapnia i innych cząstek zawiesiny tworzy się cienka warstwa oleju, która otacza wapień i inne cząstki, utrudniając rozpuszczanie wapienia i utlenianie siarczynu wapnia, wpływając tym samym na wydajność odsiarczania i powstawanie gipsu. Zawiesina absorpcyjna zawierająca olej trafia do systemu odwadniania gipsu poprzez pompę tłoczącą gips. Z powodu obecności oleju i niecałkowicie utlenionych produktów kwasu siarkowego łatwo jest zablokować szczelinę filtra taśmowego przenośnika próżniowego, co utrudnia odwadnianie gipsu.
2.Koncentracja dymu na wlocie
Mokra wieża absorpcyjna odsiarczania charakteryzuje się synergistycznym efektem odpylania, a jej wydajność odpylania może sięgać około 70%. Elektrownia została zaprojektowana tak, aby stężenie pyłu na wylocie odpylacza (wlocie odsiarczania) wynosiło 20 mg/m³. Aby oszczędzać energię i zmniejszyć zużycie energii elektrycznej, rzeczywiste stężenie pyłu na wylocie odpylacza jest utrzymywane na poziomie około 30 mg/m³. Nadmiar pyłu przedostaje się do wieży absorpcyjnej i jest usuwany dzięki synergistycznemu efektowi odpylania układu odsiarczania. Większość cząstek pyłu przedostających się do wieży absorpcyjnej po elektrostatycznym oczyszczaniu pyłu ma średnicę mniejszą niż 10 μm, a nawet mniejszą niż 2,5 μm, co jest znacznie mniejsze niż rozmiar cząstek zawiesiny gipsowej. Po przedostaniu się pyłu do próżniowego przenośnika taśmowego wraz z zawiesiną gipsową, blokuje on również tkaninę filtracyjną, co skutkuje słabą przepuszczalnością powietrza przez tkaninę filtracyjną i trudnościami w odwodnieniu gipsu.
2. Wpływ jakości zawiesiny gipsowej
1 Gęstość zawiesiny
Wartość gęstości zawiesiny wskazuje na jej gęstość w wieży absorpcyjnej. Zbyt mała gęstość oznacza niską zawartość CaSO4 w zawiesinie i wysoką zawartość CaCO3, co bezpośrednio prowadzi do strat CaCO3. Jednocześnie, ze względu na małe cząsteczki CaCO3, łatwo o problemy z odwodnieniem gipsu; zbyt duża gęstość zawiesiny oznacza wysoką zawartość CaSO4. Wyższa zawartość CaSO4 utrudnia rozpuszczanie CaCO3 i hamuje absorpcję SO2. CaCO3 przedostaje się do systemu odwadniania próżniowego wraz z zawiesiną gipsową i również wpływa na efekt odwadniania gipsu. Aby w pełni wykorzystać zalety dwuwieżowego, dwuobiegowego systemu mokrego odsiarczania spalin, pH w wieży pierwszego stopnia powinno mieścić się w zakresie 5,0 ± 0,2, a gęstość szlamu w zakresie 1100 ± 20 kg/m³. W praktyce gęstość szlamu w wieży pierwszego stopnia instalacji wynosi około 1200 kg/m³, a w okresach szczytowych nawet 1300 kg/m³, która jest zawsze utrzymywana na wysokim poziomie.
2. Stopień wymuszonego utleniania zawiesiny
Wymuszone utlenianie zawiesiny polega na wprowadzeniu do niej wystarczającej ilości powietrza, aby reakcja utleniania siarczynu wapnia do siarczanu wapnia przebiegała do końca. Szybkość utleniania przekracza 95%, co zapewnia obecność w zawiesinie odpowiedniej ilości gipsu, niezbędnej do wzrostu kryształów. Jeśli utlenianie nie jest wystarczające, powstają mieszane kryształy siarczynu wapnia i siarczanu wapnia, co powoduje tworzenie się kamienia kotłowego. Stopień wymuszonego utleniania zawiesiny zależy od takich czynników, jak ilość powietrza utleniającego, czas przebywania zawiesiny oraz efekt mieszania. Niedostateczna ilość powietrza utleniającego, zbyt krótki czas przebywania zawiesiny, nierównomierny rozkład zawiesiny i słabe mieszanie powodują zbyt wysokie stężenie CaSO3·1/2H2O w wieży. Można zauważyć, że z powodu niewystarczającego lokalnego utleniania, stężenie CaSO3·1/2H2O w zawiesinie jest znacznie wyższe, co utrudnia odwodnienie gipsu i zwiększa zawartość wody.
3. Zawartość zanieczyszczeń w szlamie Zanieczyszczenia w szlamie pochodzą głównie ze spalin i wapienia. Zanieczyszczenia te tworzą jony zanieczyszczeń w szlamie, wpływając na strukturę sieciową gipsu. Metale ciężkie stale rozpuszczone w dymie będą hamować reakcję Ca2+ i HSO3-. Gdy zawartość F- i Al3+ w szlamie jest wysoka, powstanie kompleks fluorowo-glinowy AlFn, pokrywający powierzchnię cząstek wapienia, powodując zatrucie szlamu, zmniejszając wydajność odsiarczania, a drobne cząstki wapienia zostaną zmieszane z niecałkowicie przereagowanymi kryształami gipsu, utrudniając odwodnienie gipsu. Cl- w szlamie pochodzi głównie z HCl w spalinach i wodzie procesowej. Zawartość Cl- w wodzie procesowej jest stosunkowo niewielka, więc Cl- w szlamie pochodzi głównie ze spalin. Gdy w zawiesinie znajduje się duża ilość Cl-, Cl- zostanie owinięty kryształami i połączony z pewną ilością Ca2+, tworząc stabilny CaCl2, pozostawiając w kryształach pewną ilość wody. Jednocześnie pewna ilość CaCl2 w zawiesinie pozostanie między kryształami gipsu, blokując kanał swobodnej wody między kryształami, powodując wzrost zawartości wody w gipsie.
3. Wpływ stanu pracy sprzętu
1. System odwadniania gipsu Zawiesina gipsowa jest pompowana do cyklonu gipsowego w celu wstępnego odwodnienia za pomocą pompy tłoczącej gips. Gdy zawiesina dolnego przepływu zostanie zagęszczona do zawartości części stałych około 50%, przepływa ona do podciśnieniowego przenośnika taśmowego w celu wtórnego odwodnienia. Głównymi czynnikami wpływającymi na efekt separacji cyklonu gipsowego są ciśnienie wlotowe cyklonu i rozmiar dyszy osadnika piasku. Jeśli ciśnienie wlotowe cyklonu jest zbyt niskie, efekt separacji ciało stałe-ciecz będzie słaby, zawiesina dolnego przepływu będzie miała mniejszą zawartość części stałych, co wpłynie na efekt odwadniania gipsu i zwiększy zawartość wody; jeśli ciśnienie wlotowe cyklonu jest zbyt wysokie, efekt separacji będzie lepszy, ale wpłynie to na wydajność klasyfikacji cyklonu i spowoduje poważne zużycie sprzętu. Jeśli rozmiar dyszy osadnika piasku jest zbyt duży, powoduje to również, że szlam przepływający przez dolny odcinek zbiornika będzie miał mniejszą zawartość ciał stałych i mniejsze cząsteczki, co wpłynie negatywnie na efekt odwadniania przenośnika taśmowego podciśnieniowego.
Zbyt wysokie lub zbyt niskie podciśnienie wpłynie na efekt odwodnienia gipsu. Jeśli podciśnienie jest zbyt niskie, zdolność do ekstrakcji wilgoci z gipsu zostanie zmniejszona, a efekt odwodnienia gipsu będzie gorszy; jeśli podciśnienie jest zbyt wysokie, szczeliny w tkaninie filtracyjnej mogą zostać zablokowane lub pas może się odchylić, co również doprowadzi do gorszego efektu odwodnienia gipsu. W tych samych warunkach pracy, im lepsza przepuszczalność powietrza tkaniny filtracyjnej, tym lepszy efekt odwodnienia gipsu; jeśli przepuszczalność powietrza tkaniny filtracyjnej jest słaba, a kanał filtra jest zablokowany, efekt odwodnienia gipsu będzie gorszy. Grubość ciasta filtracyjnego ma również znaczący wpływ na odwodnienie gipsu. Gdy prędkość przenośnika taśmowego spada, grubość ciasta filtracyjnego wzrasta, a zdolność pompy próżniowej do ekstrakcji górnej warstwy ciasta filtracyjnego jest słabsza, co powoduje wzrost zawartości wilgoci w gipsie; gdy prędkość przenośnika taśmowego wzrasta, grubość ciasta filtracyjnego maleje, co może łatwo spowodować lokalne wycieki ciasta filtracyjnego, niszcząc podciśnienie, a także powodując wzrost zawartości wilgoci w gipsie.
2. Nieprawidłowa praca systemu oczyszczania ścieków odsiarczających lub mała objętość oczyszczanych ścieków będzie miała wpływ na normalny zrzut ścieków odsiarczających. Podczas długotrwałej eksploatacji zanieczyszczenia, takie jak dym i pył, będą nadal przedostawać się do szlamu, a metale ciężkie, takie jak Cl-, F-, Al- itp. w szlamie będą się nadal wzbogacać, co spowoduje ciągłe pogarszanie się jakości szlamu, wpływając na normalny przebieg reakcji odsiarczania, tworzenie gipsu i odwodnienie. Biorąc za przykład Cl- w szlamie, zawartość Cl- w szlamie wieży absorpcyjnej pierwszego stopnia elektrowni wynosi aż 22000 mg/l, a zawartość Cl- w gipsie osiąga 0,37%. Gdy zawartość Cl- w szlamie wynosi około 4300 mg/l, efekt odwadniania gipsu jest lepszy. Wraz ze wzrostem zawartości jonów chlorkowych efekt odwadniania gipsu stopniowo się pogarsza.
Środki kontroli
1. Wzmocnienie regulacji spalania kotła, zmniejszenie wpływu wtrysku oleju i stabilnego spalania na układ odsiarczenia podczas fazy rozruchu i wyłączania kotła lub pracy przy niskim obciążeniu, kontrola liczby uruchamianych pomp cyrkulacyjnych szlamu oraz zmniejszenie zanieczyszczenia szlamu niespaloną mieszanką proszku olejowego.
2. Biorąc pod uwagę długoterminową stabilną pracę i ogólną ekonomikę układu odsiarczania, należy wzmocnić regulację pracy odpylacza, zastosować działanie o wysokich parametrach i kontrolować stężenie pyłu na wylocie odpylacza (wlocie odsiarczania) w ramach wartości projektowych.
3. Monitorowanie gęstości gnojowicy w czasie rzeczywistym (miernik gęstości szlamu), objętość powietrza utleniającego, poziom cieczy w wieży absorpcyjnej (miernik poziomu radaru), urządzenie do mieszania zawiesiny itp., aby mieć pewność, że reakcja odsiarczania będzie przebiegać w normalnych warunkach.
4. Wzmocnij konserwację i regulację cyklonu gipsowego i przenośnika taśmowego podciśnieniowego, kontroluj ciśnienie wlotowe cyklonu gipsowego i stopień podciśnienia przenośnika taśmowego w rozsądnym zakresie oraz regularnie sprawdzaj cyklon, dyszę osadnika piasku i tkaninę filtracyjną, aby upewnić się, że urządzenie działa w najlepszym stanie.
5. Zapewnić prawidłową pracę układu oczyszczania ścieków odsiarczających, regularnie odprowadzać ścieki odsiarczające i zmniejszyć zawartość zanieczyszczeń w szlamie wieży absorpcyjnej.
Wniosek
Trudności z odwodnieniem gipsu są częstym problemem w urządzeniach do mokrego odsiarczania. Istnieje wiele czynników wpływających, które wymagają kompleksowej analizy i dostosowania pod kątem wielu aspektów, takich jak media zewnętrzne, warunki reakcji i stan pracy urządzenia. Tylko dogłębne zrozumienie mechanizmu reakcji odsiarczania i charakterystyki pracy urządzenia oraz racjonalne sterowanie głównymi parametrami pracy systemu może zagwarantować efekt odwodnienia odsiarczonego gipsu.
Czas publikacji: 06-02-2025