關於石灰石-石膏溼法脫硫廢水零排放系統乾燥床內部板結的分析及...

北極星水處理網訊:摘要：石灰石-石膏溼法脫硫廢水零排放系統乾燥床頻繁板結，是石灰石-石膏溼法脫硫廢水零排放系統中的常見問題。廢水零排放系統乾燥床板結、停運，嚴重製約脫硫廢水處理量，影響脫硫石膏漿液氯離子指標控制。本文以廢水零排放系統乾燥床運行經驗為基礎，從乾燥床設備、廢水品質、運行參數方面，分析了乾燥床板結的原因，提出了相應的解決措施。望對廢水零排放系統乾燥床運行調整及異常分析起到一定的參考作用。

關鍵詞：脫硫裝置 廢水零排放系統 乾燥床板結 解決措施

1.概述

該系統採用煙氣餘熱濃縮+熱風乾燥廢水零排放工藝，一爐一塔，主要包括煙氣系統、濃縮塔系統、固液分離系統（公用）、濃縮漿液調製系統（公用）、濃縮漿液乾燥系統。

在機組 BMCR 正常運行工況條件下，最大處理廢水量2×5m³/h，含固量為2%的廢水自脫硫塔廢水旋流器溢流來，經預澄清池沉澱後固含量約為1%進入原水箱，底部汙泥排至原澄清池或經真空皮帶脫水機脫除。原水箱廢水經濃縮塔濃縮10-15倍，氯離子濃度約15-25萬mg/L，漿液固含量約15%-20%。經泵輸送至調質箱利用消石灰調質絮凝使pH值達到7以上，經泵送至澄清池絮凝沉澱，上清液廢水自流進入出水箱，底部汙泥進板框壓濾機脫除。

自鍋爐來約300℃熱二次熱風經增壓、兌冷後進入乾燥床加熱、流化惰性粒子，出水箱廢水由泵加壓，通過噴嘴均勻噴灑到惰性粒子表面進行換熱幹化，惰性粒子之間相互碰撞、研磨後，鹽粉從惰性粒子表面脫落，被熱風攜帶進入除塵器捕集。單臺乾燥床的漿液最大處理量為1t/h，通過冷風量保證乾燥塔出口煙氣進入布袋除塵器前的氣體溫度在140～160℃之間，不會對布袋除塵器造成影響。

工藝流程示意圖如下:

國家能源集團樂東發電有限公司2×350MW機組脫硫廢水零排放EPC工程，由北京國電龍源環保工程有限公司負責系統的整體設計、施工、調試等相關工作，由北京國電龍源環保工程有限公司樂東分公司負責運行維護。自2019年11月9日龍源環保承德分公司支援並負責樂東分公司生產管理工作以來，通過不斷優化系統、調整運行方式，加強檢修維護力度，取得如下效果：

（1）效果對比表1：

（2）效果對比表2：

2.乾燥床板結的現象

（1）乾燥床處理量降低，同等運行工況乾燥床溫差上升速率升高。

（2）乾燥床觀察窗口可見大顆粒的板結塊，乾燥床內運行時有撞擊聲。

（3）乾燥床溫差超20℃，幹磨後無法降低乾燥床溫差。

3.乾燥床板結的原因分析

3.1 乾燥床設備的影響

（1）乾燥床內部結構的影響。乾燥床內部構件應簡單、光滑，噴漿管及支架、噴嘴、測溫探頭的構件應簡單、小巧，避免內部構件影響乾燥床內流場的穩定性。

（2）乾燥床布風板的影響。確保布風板的平整性、布風的均勻性、流量的穩定性、足夠的剛性及耐磨性。布風板不平整及大面積的補焊，會造成流場不均，降低惰性粒子的流化果、研磨效果，加速惰性粒子的板結。

（3）乾燥床惰性粒子的影響。乾燥床惰性粒子作為幹化漿液的主要媒介，其不同規格的配比直接影響流化、研磨效果，還會造成布風板風道及漿液噴嘴的堵塞。惰性粒子投加太多或不足，均會影響惰性粒子流化、研磨效果。

（4）噴嘴的影響。噴嘴的結構及形式均會影響噴漿的均勻性，噴漿不均會導致局部惰性粒子溫度低、流化、研磨效果差、易板結。

3.2 乾燥床廢水品質的影響

（1）廢水濁度的影響。廢水濁度太高易堵塞乾燥床噴嘴。

（2）廢水氯離子含量與密度的影響。廢水氯離子含量、密度高，幹化速度慢。

3.3 乾燥床運行參數的影響

（1）乾燥床熱風量的影響。乾燥床熱風量大，惰性粒子流化充分，研磨效果好，但超過臨界點後會降低流化、研磨效果。乾燥床熱風量小，會降低惰性粒子流化、研磨效果。

（2）乾燥床熱風溫度的影響。乾燥床熱風溫度高，惰性粒子升溫快、溫度高，廢水幹化速度快，不易產生粘性結塊。乾燥床熱風溫度低，惰性粒子溫度低、升溫慢，廢水幹化速度慢，易形成粘性結塊。

（3）乾燥床床壓的影響。運行中乾燥床床壓高，乾燥床內積存的鹽粉及惰性粒子表面幹化的鹽多，幹化速度慢，流化、研磨效果差，易形成粘性結塊及硬結塊。乾燥床床壓低，乾燥床內積存的鹽粉及惰性粒子表面幹化的鹽少，會加快惰性粒子的磨損。

（4）乾燥床溫差的影響。運行中乾燥床溫差越低，說明惰性粒子流化效果好、受熱均勻、不易板結。乾燥床溫差高，惰性粒子受熱不均、流化效果差、易板結。

（5）乾燥床噴漿量的影響。乾燥床噴漿量過大，廢水幹化速度慢易形成粘性結塊、易板結。乾燥床噴漿量小，廢水幹化速度快，不易板結。

（6）乾燥床噴漿均勻性的影響。乾燥床噴嘴噴漿均勻，惰性粒子受熱溫度及流化效果好，反之則受熱不均、流化效果差易板結。

4.解決措施

4.1 加強設備維護與管理

（1）乾燥床惰性粒子的維護。惰性粒子清出乾燥床後，應進行水洗、篩選、稱重、測量，計算各規格惰性粒子的磨損量，並對磨損數據進行分析，根據磨損情況調整乾燥床運行床壓及幹磨時間，調整各規格惰性粒子配比，確保惰性粒子最佳的流化、研磨效果，提高運行經濟型。投加時應先投加大規格的惰性粒子，再投加小規格的惰性粒子。

（2）乾燥床噴嘴的維護。將乾燥床內的惰性粒子清理完畢後，應用水衝洗噴漿管檢查噴嘴的堵塞情況，測量噴嘴的孔徑。若噴嘴被惰性粒子堵塞必須將惰性粒子清出，如果惰性粒子進入噴漿管道，應將噴漿管道拆除進行清理，避免啟動後堵塞噴嘴。噴嘴檢查、清理完畢後必須開啟衝洗水核查各噴嘴運行情況，正常後打開壓縮空氣進行吹掃、乾燥。

（3）乾燥床布風板的維護。清理布風板時應用高壓水槍進行衝洗，板結在布風板上的結塊及堵塞布風板的惰性粒子不可用機械強力清除，避免布風板變形或損壞。

4.2 加強廢水品質管控

（1）加強廢水濁度管理。廢水原水濃縮後必須進行中和處理，確保中和pH值控制在7-8之間經充分的反應、沉澱後，出水濁度合格方可進入乾燥床處理。

（2）廢水氯離子含量與密度的影響。運行當中應根據乾燥床噴嘴結構、運行工況，儘可能的提高廢水氯離子含量，提高系統運行經濟性。

4.3 加強運行管理

（1）儘可能保持更高的床溫運行。運行床溫越高，冷風機能耗越低，惰性粒子溫度越高，幹化速度越快。乾燥床運行溫度低，會增加冷風機能耗，惰性粒子溫度越低，越易形成粘性結塊，造成乾燥床內板結。

（2）儘可能保持更低的床壓運行。乾燥床床壓高，乾燥床內積存大量的鹽粉，鹽粉吸水會形成粘性結塊區域，降低流化效果，造成乾燥床板結。乾燥床床壓過低，會導致惰性粒子的過度研磨，加快惰性粒子的磨損。

（3）儘可能保持更低的乾燥床溫差運行。乾燥床運行溫差越大，惰性粒子受熱不均，易形成粘性結塊，會降低流化效果，連續運行時間越長，乾燥床板結風險越大。乾燥床運行溫差越小，惰性粒子受熱、流化效果越好，乾燥床板結風險越小。

（4）合理控制乾燥床水洗量及時間。乾燥床床壓、溫差越大，乾燥床內部積存的鹽粉越多，惰性粒子受熱越不均勻，惰性粒子流化效果越差。此時進行水洗，乾燥床內的鹽粉、惰性粒子會快速吸水，形成粘性結塊，乾燥床溫度快速降低，進一步降低流化效果，嚴重時會造成惰性粒子不流化，在短時間內造成乾燥床板結。乾燥床床壓、溫差越小，乾燥床內部積存的鹽粉越少，惰性粒子表面鹽粉少、受熱越均勻，流化效果越好。此時進行水洗，對乾燥床的床溫、惰性粒子流化影響越小，乾燥床不易板結。乾燥床床壓或溫差高時，應先進行幹磨，待床壓降低後再進行水洗，乾燥床水洗時應儘可能小流量運行。

（5）及時投入壓縮空氣吹掃。乾燥床停止進漿後，應及時投運壓縮空氣吹掃，不但可以提高惰性粒子的流化效果，還能避免惰性粒子、鹽粉結塊堵塞噴嘴。

5.案例解析1

5.1 事件經過

2020年2月5日19點59分，樂東分公司#1乾燥床進行水洗時，乾燥溫由154℃快速下降至84℃，溫差快速上升至33℃，轉幹磨後恢復正常。2月6日開始#1乾燥床噴漿量由之前的0.3下降至0.2m³/h，無法滿足運行要求，期間運行調整參數如下：

5.2 原因分析

（1）通過分析2月4日之前及2月5日運行調整方式、控制參數，未發現由於運行調整導致的異常工況。

（2）通過對2月5日19點39分至59分運行工況、數據並結合乾燥床內部情況進行分析，發現2019年12月10日與2020年2月9日#1乾燥床板結部位基本相同。由於布風板焊接後變形導致乾燥床內惰性粒子流化效果降低，甚至在焊接部位不流化。當乾燥床由噴漿轉水洗時，由於乾燥床內部積存的鹽粉、惰性粒子表面幹化的鹽較多，鹽粉吸水後粘性增大，導致該區域鹽粉和惰性粒子粘結，形成粘性粘結區域（詳見附件照片「粘結區域3」）。當幹磨時由於高溫煙氣將粘結區域水分蒸發，便形成硬的板結塊（詳見附件照片「板結區域1」）。當噴漿時由於高濃度漿液噴濺在高溫的硬結塊表面，水分瞬間蒸發後形成高純度的鹽粉板結塊（詳見附件照片「板結區域2」）。

當惰性粒子和鹽粉發生粘結並形成硬結塊後，隨著乾燥床噴漿、水洗、幹磨運行方式的不斷循環，乾燥床內部的板結塊不斷長大，同時堵塞布風板、噴嘴，惰性粒子的流化效果不斷降低，形成惡性循環。最終在乾燥床內部形成較大塊的硬板結塊，堵塞布風板、噴嘴，降低了系統處理量，無法滿足運行要求。

（3）乾燥床在長時間運行後惰性粒子磨損、變小，幹化漿液的惰性粒子表面積減小，在流化過程中小顆粒的惰性粒子堵塞噴漿管噴嘴、布風板，造成乾燥床內部噴漿不均，單位面積上惰性粒子的處理量增大，該區域溫度降低，乾燥床內溫差增大，惰性粒子及鹽粉形成粘性結塊的因素增大，導致惰性粒子流化不均，為控制乾燥床溫差只能減小噴漿量運行。（詳見附件照片噴漿管堵塞情況分布）

（4）當乾燥床溫差超過10℃，乾燥床運行模式由噴漿轉幹磨後，由於停止了噴漿，惰性粒子上的鹽粉逐漸幹化、研磨脫落，惰性粒子受熱均勻，因而乾燥床內溫差降低。但由於板結的區域不流化，幹磨時並不能減小乾燥床板結面積，且由於板結塊較硬，短時間的幹磨並不能起到作用。

（5）附件1：#1乾燥床板結對比照片。

通過以上分析，#1乾燥床布風板焊接、不平整，乾燥床床壓高時進行水洗，以及惰性粒子磨損變小後堵塞布風板、噴嘴，是造成乾燥床板結的主要原因。

5.3 採取的措施

（1）控制乾燥床床壓在4.5-7.5kpa運行，避免床壓太高，增大形成粘性結塊的因素，同時減少幹磨時間，降低惰性粒子的磨損速度。

（2）乾燥床運行溫差控制在10℃以內，兼顧乾燥床處理量與幹磨時間，提高幹燥床運行經濟性。

（3）對噴漿、水洗、幹磨運行程序進行調整。床壓達到運行上限，幹磨1小時後進行水洗，水洗時間由之前的20分鐘調整至5分鐘，防止乾燥床內形成粘性結塊，進而造成乾燥床板結。

（4）乾燥床停止噴漿或水洗時，及時投運壓縮空氣吹掃，避免小顆粒的惰性粒子、小結塊堵塞布風板及噴嘴。

（5）更換布風板，確保布風板的平整性及布風板通道的均勻性，確保乾燥床內的流場特性。（由於工作量較大，為不影響廢水排放，待機組檢修時更換。）

（6）採購的惰性粒子到貨後更換新的惰性粒子。

（7）附件1乾燥床板結內部照片。

附件1：#1乾燥床板結對比照片。

1、第1組：2019年12月10日與2020年02月09日#1乾燥床板結對比照片。通過對比發現#1乾燥床2次板結位置基本相同。

2、第2組：2020年02月09日#1乾燥床板結清理後布風板堵塞情況對比照片。

3、第3組：2020年02月09日#1乾燥床板結清理後布風板焊接及噴嘴堵塞疏通後分布情況。

4、第4組：2020年02月09日#1乾燥床惰性粒子與鹽粉混合結塊與純鹽粉結塊照片。

5、第5組：2020年02月09日#1乾燥床內鹽粉吸水後形成的粘性結塊。

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