脱硫脱硝深度：烟气吸收塔喷淋系统堵塞原因及对策

查看全部 · 发表于 2021-4-7 10:47:55

某厂完成焚烧烟气湿法改造后，烟气处置由干法脱硫改为以湿法脱硫为主的方式。随后烟气指标（主要为二氧化硫）出现大幅度波动情况，且无有效调控措施进行控制。通过初步分析判断吸收塔内部可能存在堵塞情况；随着二氧化硫指标的波动上涨，烟气指标已逐步接近标准限值，在此情况下，该厂决定对烟气吸收塔进行停产检修。

通过停产检修发现设备内部出现不明物质的结垢堵塞，尤其在湿法喷淋系统喷嘴及附属连接管道部位结垢堵塞严重，堵塞物质坚硬、较厚。致使设备无法正常发挥其喷淋作用，导致烟气中的二氧化硫未能通过湿法洗涤的方式进行脱除。该情况是导致我厂出口烟气二氧化硫指标大幅度波动的主要原因。在后续运行的几个月时间内湿法烟气系统呈现周期性结垢堵塞的严重事态，堵塞周期约为一个月左右。我厂为防止烟气排放指标出现超标引发一系列环保问题，只有每月停产检修通过人工清洗的方式进行除垢，严重影响日常正常生产，极大地耗费人力物力。

对上述严重问题该厂技术人员通过理论与实际分析，提出了相应的解决措施，通过一步一步的实验，现已取得了阶段性明显效果。

烟尘超标的几个原因及处理方法

一系统堵塞的物质成分

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通过对喷嘴及附属管道结垢堵塞物质取样送某大学做成分分析，检测得出导致系统结垢堵塞的主要物质为氟化钙及一定量的半水亚硫酸钙，部分点位成分均为氟化钙。通过后期对不同时间段采集的结垢样品，多次送检分析得出：导致系统结垢堵塞不明物质的主要成分为半水亚硫酸钙、氟化钙、硫酸钙及其结晶水合物等物质成分。通过进一步对样品进行元素分析得出主要成分为钙盐沉淀结晶物。

二对结垢物质化学清洗除垢

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在明确结垢堵塞物质成分的基础上提出采用化学清洗的方式进行除垢。该方法是将湿法喷淋系统喷嘴置于特制的铁皮小桶内，通过往铁皮桶中加入化学药剂，让喷嘴内部结垢物质与化学药剂发生化学反应达到除垢的目的。

针对这一技术方案，我厂先在化验室内部开展前期实验工作，包括除垢药剂的选择、除垢效果实验、药剂浓度实验、防腐蚀实验等。通过化验室提供的实验分析资料显示：采用化学清洗的方式进行除垢从理论上是能达到一定地除垢效果。但在实际操作中发现：喷嘴内部结构较为复杂；堵塞物质堆积严密、厚度较厚且已形成晶形化合物，导致溶垢试剂在喷嘴内部反应效果不佳。再加之结垢物质成分复杂，不同位置组成成分占比不同，导致采用化学清洗的方式，对结垢物质中的半水亚硫酸钙等成分能起到较好的除垢效果，但对其中氟化钙、硫酸钙等物质溶解存在较大困难。从而导致采用该方法进行化学清洗效果不理想。

三污泥泥质成分分析

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为掌握湿法堵塞情况是短期性发生还是周期性趋势发生的问题。决定对污泥泥质开展元素检测分析工作，判断是否是因为该阶段污泥成分中含氟量及含硫量发生变化，导致进入系统中产生结垢物质的成分变多而引起阶段性结垢堵塞。

通过对污泥泥质跟踪检测与前期检测数据比对研究，发现该阶段污泥泥质中氟含量及硫含量未出现明显性变化。从而得出此问题情况并非阶段性发生，而是在此工况运行模式下是必然会重复周期性发生的问题。

通过对污泥泥质做检测分析得出，干污泥中氟元素含量平均占比为0.01%，硫元素含量为0.8%。按日处理污泥400吨计算，则每日带入焚烧系统中8kg[F]和640kg[S]；氟和硫以气态化合物的形式进入湿法烟气系统中，通过发生一系列化学反应烟气中的氟和硫以离子化合物的形态进入浆液中，随着脱硫塔内部不断排污与补水，系统中会引入大量的钙、镁离子，从而产生大量的钙盐沉淀结晶物，通过核算每日大约产生16kg氟化钙及960kg亚硫酸钙沉淀，沉淀在系统中不断富集足以导致系统严重结垢堵塞。

四工艺参数的调控试验

针对污泥泥质检测分析，发现结垢堵塞并非阶段性问题。面对此严重事态，通过查阅资料，考察部分烟气处置单位，但收效甚微。在无可借鉴运行经验、调控措施的基础上，我厂只有通过自身力量分别从工艺、设备方面进行探索解决。

工艺调控上:我厂首先从氧化风量及底部排污这两方面逐步进行实验调控。氧化风主要为浆液系统提供溶解氧，使浆液中生成的亚硫酸根及亚硫酸氢根离子化合物氧化成硫酸根，同时也使系统中产生的亚硫酸钙沉淀氧化成硫酸钙。通过分析：亚硫酸钙沉淀溶解度很低，沉淀黏性较强，通过氧化成硫酸钙溶解度相对更大，沉淀颗粒较大，更易沉积随排污排出。基于上述原因我厂对进入系统中的氧化风量调整做实验研究，通过阶段性调控总结发现氧化风量大小对系统结垢堵塞影响效果不明显。原因是：一方面是进入湿法浆液系统中的氧化风管较小，导致进入系统中的氧化风量大小变化不明显，另一方面在浆液系统中沉淀转化效率不高。

通过对湿法塔内部检修发现，湿法塔底部堆积较多沉淀物质，沉积物通过循环泵的流动进入到喷淋系统喷嘴及附属管道部位，随着沉淀物的附着，在高温等一定条件下生成坚硬难溶的结晶水合物从而导致系统结垢堵塞。基于上述原因减少系统中沉淀物质的量才能从根本上缓解系统的结垢堵塞情况。在此情况下我厂通过调整湿法塔底部排污量的方式，使产生的沉淀物质通过湿法塔底部排出浆液系统，从而减少系统中沉淀物的量，同时起到调控浆液中物质浓度作用，使其中的物质不至于达到饱和浓度而析出。

设备改进上：在工艺调控的基础下，不断对设备检修进行方式方法的优化。前期除垢需要搭设架子，工程量大、时间长，通过对检修设备进行改进提高检修效率，节约检修时间。同时在湿法内部增加U行管和上部采用软连接的方式，减少进入喷嘴及软连接处的沉淀量，从而结垢的风险。

五系统中的钙源及水质调控

通过理论计算及分析，减少或消除引入系统中的钙，能大幅度减少钙盐结晶物的生成，从而降低系统发生结垢堵塞的风险。我厂进一步对系统中的钙来源做分析，通过对焚烧烟气及浆液水质等检测，发现系统中钙来源主要为湿法吸收系统所用的中水水质中的钙。

  基于上述理论与计算分析，采用对原水水质进行软化的方式可大幅度降低或消除进入系统中钙，从而把原有的钙盐转化为易溶解不易结垢的钠盐物质，可大幅度减少系统中钙盐沉淀的生成，延缓系统结垢堵塞周期。

我厂于2017年3月在2#湿法塔上增加软化水设备，采用软化水代替引入系统中的中水，先后于2017年4月、5月、6月、8月对喷淋系统喷嘴及附属设备等做定期检查，通过对比发现，在未采用软化水之前，系统底部沉积大量的沉淀物质，采用软化水之后，底部沉淀物质减少了90%左右。实验效果显示采用软化水后有效地减少沉淀的生成，极大地缓解了系统结垢堵塞，采用该方式现2#线喷淋系统喷嘴已成功运行约半年时间，内部运行状态较好。

六  浆液PH控制

在总结前期运行经验及结合理论分析的同时，提出采用调控浆液的PH值的方式来控制结垢的产生。进入湿法系统中的硫在不同的PH值控制条件下，在溶液中是以不同形式存在于其中，在碱性环境中，二氧化硫通过吸收后主要以亚硫酸根的形式存在其中，而在偏弱酸性环境下主要以亚硫酸氢根的形式存在。由于亚硫酸钙的溶度积远小于亚硫酸氢钙，在溶液中更易形成沉淀结晶。同时在弱酸性条件下，能增大沉淀的溶解度，防止转化成成结晶水合物。

  在1#湿法脱硫塔上展开PH值调控试验，在保障脱硫效果的前提下控制PH值约6.5左右。维持PH值在一定区间范围内运行，通过定期检修观察运行状况，发现湿法塔底部堆积较多垢样，但喷淋系统喷嘴结垢情况较之前得到一定的缓解，通过多次试验探索发现维持PH值在一定的区间范围内，能起到缓解系统的结垢堵塞的作用。

通过调控PH值，维持PH在一定运行区间，能起到延缓系统结垢堵塞的作用。但采用该方式进行调控发现对PH值控制区间要求严格，过高易导致系统结垢堵塞，过低又不能满足系统脱硫效果且增加腐蚀风险。同时由于调控措施单一且对在线监测设备要求较高，发现在试验运行期间1#线烟气出口指标波动频繁，稳定性不高，这与湿法浆液PH控制有较大的关系。

  污水处理厂产生的脱水污泥，通过焚烧的方式进行处理，使其达到“减量化、无害化、资源化”的目的。污泥焚烧产生的烟气中包含二氧化硫等酸性气体，我厂采用碱液喷淋的方式进行脱除，在实际运行中发现浆液水质及PH值对脱硫系统结垢堵塞影响很大，是导致系统结垢堵塞的主要因素。

针对我厂湿法脱硫系统频繁结垢堵塞状况，我厂开展针对性研究解决工作。得出采用软化水作为浆液补水结合控制浆液PH值的方式，能有效缓解系统结垢堵塞的状况。通过进一步探索实验得出在采用软化水基础上维持浆液PH值于6.0-7.0区间，既能有效保障系统的脱硫效率缓解结垢堵塞的发生，又能减少弱酸浆液对塔体可能存在的腐蚀性风险。