垃圾焚烧烟气吸收塔喷淋系统堵塞原因及解决方法.docx

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1、垃圾焚烧烟气吸收塔喷淋系统堵塞原因及解决方法目录0.基本情况21.喷淋层堵塞的影响4LL脱硫效率降低4L2.喷淋层塌陷41.3. 软补偿器撕裂，出口表管断裂41.4. 循环泵管道振动41. 5.循环泵体振动41.6. 石膏含水量增大51.7. 除雾器变形、坍塌51.8. 吸收塔塔壁、金属固件防腐52. 喷淋层堵塞原因52.6. 设计不合理52.1.1.喷淋层分布不均52.1.2.浆液循环泵选型52.1.3.泵入口滤网选型62.1.4. 喷淋层母管选型62.1.5. 喷淋层喷嘴选型62.2.安装缺陷62.2.1.支目管法兰之间连接松动引发漏流62.2.2.支管与喷嘴之间连接松动、脱落62.2.3

2、.检修支目管“检查口”未封62.2.4.喷嘴脱落72.3.异物堵塞72.3.1.检修遗留物72.3.2.塔内结垢、防腐层脱落72.3.3.管道内衬及防腐脱落72.4. 流速减慢浆液沉积72.4.1. 循环泵更改为变频72.4.2. 循环泵叶片磨损72.5.运行参数控制不当82.5.1.浆液含固量（密度）大82.5.2.石灰石颗粒过大82.5.3.浆液中含砂石颗粒82.5.4.pH控制过高82.6.定期工作不到位82.6.1.设备定修。82.6.2.进行定期冲洗。93 .系统堵塞的物质成分94 .对结垢物质化学清洗除垢95 .污泥泥质成分分析106 .工艺参数的调控试验117 .系统中的钙源及水

3、质调控118 .浆液pH控制129 .结论130.基本情况某厂于2016年10月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。2016年11月烟气指标（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

4、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。针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。*1.喷淋层堵塞的影响LL脱硫效率降低喷淋层一般位于塔体的中上部，通过浆液循环泵，将浆液均布至烟气层，洗涤烟气，浆液浓缩，是整个脱硫系统的“心脏”部分，如果喷淋层堵塞，则会出现流场不均，形成烟气“走廊”，烟气无法

5、被浆液完全充分洗涤，影响整体脱硫效率。1. 2,喷淋层塌陷目前工业用喷淋层管路一般以玻璃钢等，轻质材料、材质为主。耐热性、抗冲击性能较差，喷淋层管道一旦堵塞，随之会出现量变引起质变现象，极易受循环泵启停“水锤”影响而断裂，从而引起局部或整体塌陷现象。局部断裂、塌陷后，由于循环泵流量增大，电流也随之增加，长期运行能耗增加，影响经济运行。1.3. 软补偿器撕裂，出口表管断裂喷淋层堵塞，循环泵流量减少（相当于出口节流），管道内壁压力增加，软补偿器承受压力增加，一旦超过其承载力会导致破损。但由于泵流量大，破损初期外泄流量小，泵的电流及压力波动会很细微，无法“及时”判断。随着泄露浆液辐射面增大，脱硫岛其

6、它设备面临跳停、烧毁危险。1.4. 循环泵管道振动一般脱硫设计循环一喷淋管线为支母管式，当喷淋层出现堵塞后，管路压阻上升，循环泵汽蚀余量增加，严重者可导致循环泵重心偏移，形成整个管道振动或振动加剧现象（国内某电厂因此原因，导致循环管路整体坍塌）。1. 5.循环泵体振动由于循环泵出口堵塞，泵压阻上升，流量减小。循环泵工作状态发生偏移，设备动平衡改变，导致泵体振动增大。严重者可导致循环泵轴心发生偏移，泵一减速机一电机联轴器及连接膜片损坏。联轴器紧固螺丝断裂，飞出伤人（某电厂因联轴器飞出伤人，导致一死一伤）。1.6. 石膏含水量增大喷淋层堵塞部分烟气洗涤不充分，导致脱硫效率下降。为了维持脱硫效率，维

7、持净烟气出口S02数值，大部分采取提高pH值补偿（通用）做法。pH的提高，偏离最佳氧化pH值范围，导致半水亚硫酸钙增多。半水亚硫酸钙晶簇呈开放多孔、海绵或针状，在压力下晶簇破碎呈“浆液化”。1.7. 除雾器变形、坍塌喷淋层大面积堵塞，烟气未经充分喷淋洗涤，烟气走廊里“偷溜”的高温烟气直接与除雾器接触，高温烟气使除雾器叶片或导叶（管束）变形。影响除雾器除雾效果，再次冲洗时，冲洗不净。“日积月累”导致除雾器负重增加，固定件承受压力随之增加。到达临界时，固件发生破损脱落。固定梁发生坍塌，除雾器也随之坍塌坠落。1.8. 吸收塔塔壁、金属固件防腐烟气未经充分喷淋洗涤，高温烟气与塔壁及净烟道直接接触，破坏

8、防腐层化学性质及机械强度。导致塔壁、烟道、金属固件防腐层脱落，（工矿环境偏酸性且含有cl.离子）所以吸收塔“母体”因酸腐蚀遭到破坏。再者，防腐脱落碎块重新堵塞循环泵入口网，形成“堵塞循环”。如：国内某电厂因喷淋层堵塞造成塔壁温度高达90高温，最终导致吸收塔报废。2.喷淋层堵塞原因2.1. 设计不合理2. 1.1.喷淋层分布不均塔内烟气携带石膏液滴与塔内壁接触，导致流速减缓。石膏液滴会沿着塔体内壁向下流动，（在除雾器与喷淋层之间）沉积在喷淋层支管四周，造成吸收塔喷淋层支管末端外层积物积累。3. 1.2.浆液循环泵选型由于目前改造项目较多，有些项目需要喷淋层抬高。而循环泵未更换或者旧泵由于腐蚀和汽

9、蚀导致效率降低的情况，这样易造成循环泵扬程不够的现象,导致喷嘴压头过小（一般为300900Kpa）,从而造成喷嘴积液、结垢、堵塞。4. 1.3.泵入口滤网选型防止浆液中大块石膏对泵造成损伤以及喷嘴堵塞。一般选用耐腐蚀不锈钢或合金钢材质，孔径为525mm,面积为泵通流面积的23倍。选型错误将导致浆液流速缓慢，随浆液运行时间增长，浓缩浓度增加，依然会出现泵入口浆液堵塞问题。5. 1.4.喷淋层母管选型喷淋母管直径的选择，一般FRP浆液管道输送浆液的速度宜选择在3m/s左右，设计一般为2.53.3m/s。流速太低造成喷淋管堵塞，较快则会造成冲刷腐蚀，寿命下降，磨损速度是速度的2.53次方。6. 1.

10、5.喷淋层喷嘴选型喷嘴的种类包括空心锥、实心锥（压降小）和螺旋型（易碎）;喷嘴的数量和流量（取决于浆液循环流量）;雾化粒度（取决于喷嘴形式、流量和压降）;雾化角等。选型错误将导致浆液流速过快增加磨损，过慢会导致沉积堵塞。2.2.安装缺陷2.2.1.支目管法兰之间连接松动引发漏流检修或者安装过程中，施工人员专业性不强。母管法兰与支管法兰之间松动或者链接脱落，致使部分浆液分流或者短路，泄漏、短路点后段流量减少或形成“盲肠”，在高温和浆液沉积共同作用下，最终造成喷淋支管堵塞。2.2.2.支管与喷嘴之间连接松动、脱落检修或者安装过程中，喷嘴安装不牢固。导致支管与喷嘴之间部分浆液分流或者短路，造成泄露点

11、后流量减少，流速降低。浆液颗粒的沉积，最终造成喷嘴堵塞。2.2.3.检修支目管“检查口”未封检修过程中，检查喷淋层管道通用做法是分段开取检查口，以判断管道内结垢状态。由于施工人员的专业性不强，“检查口”遗忘未封或承受不住压力，在运行中导致大部分浆液分流，部分烟气未经洗涤，造成恶性循环。2.2.4.喷嘴脱落喷嘴堵塞后，管道内流量减少，内压增加。在管内压作用下喷嘴脱落，这将导致支管浆液直接分流。脱落点后段支管压力减小，流量减少。在高温及沉积的共同作用下堵塞。2.3.异物堵塞2.3.1,检修遗留物由于塔体检修管理不善，工人意识薄弱。很容易出体塔体检修遗留物或施工工具等遗留塔体内，造成管道机械堵塞或损

12、坏现象。2.3.2.塔内结垢、防腐层脱落一般脱硫塔内衬防腐为玻璃钢鳞片形式，此工艺一般为人工涂刷，可控性差，且材质本身耐温性、机械强度较差，随运行时间的加长，会局部脱落至塔体或塔壁，造成挂壁流场不均。脱落后再次循环，进入喷淋管路造成堵塞现象。2.3.3.管道内衬及防腐脱落为防止管道腐蚀，部分工艺水管路设计为内衬胶管路，由于设备质量本身（硫化不均，局部气孔或鼓包）或橡胶老化会出现局部脱落，随系统流体至喷淋系统，积聚在弯头或喷嘴处，引起流量分布不均，局部压损增大，喷淋层堵塞。2. 4.流速减慢浆液沉积2.4. 1.循环泵更改为变频随之节能技术的发展，脱硫系统循泵变频改造是近年来的一个热门，此部分改

13、造必须充分分析、调研、合理控制频率变化引发的流量变化影响，若极端控制频率，很容易出现出现流量波动引起流速降低，部分浆液在管道内沉积，最终造成喷淋支管堵塞。2.4.2.循环泵叶片磨损系统浆液本身由于浓缩，带有腐蚀性离子（以氯离子最为明显）和固体颗粒，叶轮磨损问题不可避免，运行过程，需规范操作，合理控制参数，及时检修处理，若不然则会出现泵体流量、电流下降，管道内流速下降，浆液局部沉积，最终造成喷淋支管堵塞。2.5.运行参数控制不当2.5.1.浆液含固量（密度）大一般运行控制中，浆液密度一般控制在10801250之间（不含表计误差），密度过大，浆液中固含量上升，液体粘度增大，管路系统摩擦系数上升，管

14、路磨损、堵塞现象概率增加。2.5.2.石灰石颗粒过大钙法（湿）工艺一般选用石灰石（CaC03）浆液作为脱硫还原剂，石灰石的质量也是影响系统效率的一个关键因素，一般控制在200目及以下，颗粒过大或杂质含量太多，均会出现系统效率不稳定、管路堵塞等现象。2.5.3.浆液中含砂石颗粒目前很多电厂大多采用混凝土工艺烟道，这就导致管廊内一些砂砾等大颗粒物质随烟气进入脱硫浆液系统，并在其中进行内部循环流动，也会产生管路磨损、喷淋层堵塞问题。还原剂杂质含量已在上文阐述，此部分不再进行单独说明。2.5.4.pH控制过高钙法脱硫是以Ca2+离子（偏中性金属离子）与SO42-离子（强酸性离子）为基础的沉淀反应，加之

15、亚硫酸氢根离子的影响，此反应PH值宜控制在弱酸偏中性，一般控制在5.06.0（石灰石/石灰）之间，由于钙离子离子本身原因，易与氢氧根形成碱性化合物，故需降低系统pH,增加氢离子含量，以加剧脱硫主反应。若运行过程中，pH控制不当，钙硫比超过1.2。将会导致浆液在循环管道内结垢，最终造成喷淋支管堵塞。2.6.定期工作不到位2.6.1.设备定修。所有运行设备均为损耗品，需通过定期检修更换，才能满足系统工艺需要。脱硫系统一般以泵、机、喷淋层为主，应充分利用检修，对系统进行检查、分析、处理。尤其喷淋头采用双向喷嘴时，停运后由于部分浆液随喷头流入支管，久而久之造成堵塞。2.6.2.进行定期冲洗。脱硫系统主体工艺设备启停运行均应进行水力冲洗、重点关注喷淋层及除雾器单元。3 .系统堵塞的物质成