Analisi delle cause delle difficoltà di disidratazione del gesso
1. Alimentazione dell'olio per caldaia e combustione stabile
Le caldaie per la produzione di energia elettrica a carbone necessitano di un elevato consumo di olio combustibile per favorire la combustione durante l'avviamento, l'arresto, la combustione stabile a basso carico e la regolazione dei picchi di potenza, a causa della progettazione e del tipo di combustione del carbone. A causa del funzionamento instabile e dell'insufficiente combustione della caldaia, una notevole quantità di olio incombusto o di una miscela di olio in polvere entra nel fango assorbitore insieme ai fumi di combustione. Sotto l'effetto delle forti turbolenze all'interno dell'assorbitore, si forma facilmente una schiuma fine che si accumula sulla superficie del fango. Questa è l'analisi della composizione della schiuma presente sulla superficie del fango assorbitore della centrale elettrica.
Mentre l'olio si accumula sulla superficie della sospensione, una parte di esso si disperde rapidamente nella sospensione assorbente a causa dell'interazione tra agitazione e nebulizzazione, formando una sottile pellicola oleosa sulla superficie del calcare, del solfito di calcio e di altre particelle presenti nella sospensione. Questa pellicola avvolge il calcare e le altre particelle, ostacolando la dissoluzione del calcare e l'ossidazione del solfito di calcio, compromettendo così l'efficienza di desolforazione e la formazione del gesso. La sospensione oleosa proveniente dalla torre di assorbimento entra nel sistema di disidratazione del gesso attraverso la pompa di scarico. A causa della presenza di olio e di prodotti di acido solforoso non completamente ossidati, è facile che si verifichi l'intasamento del tessuto filtrante del nastro trasportatore sottovuoto, con conseguenti difficoltà nella disidratazione del gesso.
2.Concentrazione di fumo all'ingresso
La torre di assorbimento per la desolforazione a umido presenta un certo effetto sinergico di rimozione delle polveri, con un'efficienza di rimozione che può raggiungere circa il 70%. La centrale elettrica è progettata per avere una concentrazione di polveri di 20 mg/m³ all'uscita del depolveratore (ingresso della desolforazione). Al fine di risparmiare energia e ridurre il consumo elettrico dell'impianto, la concentrazione effettiva di polveri all'uscita del depolveratore viene controllata a circa 30 mg/m³. Le polveri in eccesso entrano nella torre di assorbimento e vengono rimosse grazie all'effetto sinergico del sistema di desolforazione. La maggior parte delle particelle di polvere che entrano nella torre di assorbimento dopo la purificazione elettrostatica ha dimensioni inferiori a 10 μm, o addirittura inferiori a 2,5 μm, molto più piccole delle dimensioni delle particelle di gesso. Dopo essere entrate nel nastro trasportatore a vuoto insieme al gesso, le polveri ostruiscono anche il tessuto filtrante, con conseguente scarsa permeabilità all'aria del tessuto stesso e difficoltà nella disidratazione del gesso.
2. Influenza della qualità della malta di gesso
1 Densità della sospensione
La dimensione della densità della sospensione indica la densità della sospensione nella torre di assorbimento. Se la densità è troppo bassa, significa che il contenuto di CaSO4 nella sospensione è basso e il contenuto di CaCO3 è alto, il che causa direttamente uno spreco di CaCO3. Allo stesso tempo, a causa delle piccole particelle di CaCO3, è facile che si verifichino difficoltà nella disidratazione del gesso; se la densità della sospensione è troppo alta, significa che il contenuto di CaSO4 nella sospensione è alto. Un'elevata quantità di CaSO4 ostacola la dissoluzione del CaCO3 e inibisce l'assorbimento di SO2. Il CaCO3 entra nel sistema di disidratazione sottovuoto con la sospensione di gesso e influisce anche sull'effetto di disidratazione del gesso. Per sfruttare appieno i vantaggi del sistema a doppia torre e doppia circolazione per la desolforazione dei fumi umidi, il valore del pH della torre del primo stadio deve essere mantenuto entro un intervallo di 5,0±0,2 e la densità della sospensione entro un intervallo di 1100±20 kg/m³. In condizioni operative reali, la densità della sospensione della torre del primo stadio dell'impianto è di circa 1200 kg/m³, raggiungendo anche i 1300 kg/m³ nei momenti di picco, e viene sempre mantenuta a un livello elevato.
2. Grado di ossidazione forzata della sospensione
L'ossidazione forzata della sospensione consiste nell'introdurre una quantità sufficiente di aria nella sospensione per far sì che la reazione di ossidazione del solfito di calcio a solfato di calcio tenda a completarsi, con un tasso di ossidazione superiore al 95%, garantendo così la presenza di una quantità sufficiente di varietà di gesso nella sospensione per la crescita dei cristalli. Se l'ossidazione non è sufficiente, si formeranno cristalli misti di solfito di calcio e solfato di calcio, causando incrostazioni. Il grado di ossidazione forzata della sospensione dipende da fattori quali la quantità di aria ossidante, il tempo di permanenza della sospensione e l'efficacia dell'agitazione. Una quantità insufficiente di aria ossidante, un tempo di permanenza troppo breve, una distribuzione non uniforme della sospensione e una scarsa agitazione causeranno un contenuto di CaSO3·1/2H2O nella torre troppo elevato. Si può notare che, a causa di un'ossidazione locale insufficiente, il contenuto di CaSO3·1/2H2O nella sospensione è significativamente più elevato, il che comporta difficoltà nella disidratazione del gesso e un maggiore contenuto di acqua.
3. Contenuto di impurità nella sospensione Le impurità nella sospensione provengono principalmente dai gas di combustione e dal calcare. Queste impurità formano ioni di impurità nella sospensione, influenzando la struttura reticolare del gesso. I metalli pesanti disciolti continuamente nei fumi inibiscono la reazione di Ca2+ e HSO3-. Quando il contenuto di F- e Al3+ nella sospensione è elevato, si genera il complesso fluoro-alluminio AlFn, che ricopre la superficie delle particelle di calcare, causando l'avvelenamento della sospensione, riducendo l'efficienza di desolforazione e mescolando particelle fini di calcare con cristalli di gesso non completamente reagiti, rendendo difficile la disidratazione del gesso. Il Cl- nella sospensione proviene principalmente dall'HCl presente nei gas di combustione e nell'acqua di processo. Il contenuto di Cl- nell'acqua di processo è relativamente basso, quindi il Cl- nella sospensione proviene principalmente dai gas di combustione. Quando nella sospensione è presente una grande quantità di Cl-, il Cl- viene inglobato dai cristalli e si combina con una certa quantità di Ca2+ presente nella sospensione per formare CaCl2 stabile, lasciando una certa quantità di acqua all'interno dei cristalli. Allo stesso tempo, una certa quantità di CaCl2 nella sospensione rimane tra i cristalli di gesso, bloccando i canali di passaggio dell'acqua libera tra i cristalli e causando un aumento del contenuto di acqua nel gesso.
3. Influenza dello stato di funzionamento dell'apparecchiatura
1. Sistema di disidratazione del gesso La sospensione di gesso viene pompata al ciclone per la disidratazione primaria tramite la pompa di scarico del gesso. Quando la sospensione di fondo è concentrata a un contenuto di solidi di circa il 50%, fluisce verso il nastro trasportatore a vuoto per la disidratazione secondaria. I fattori principali che influenzano l'effetto di separazione del ciclone per il gesso sono la pressione di ingresso del ciclone e la dimensione dell'ugello di sedimentazione della sabbia. Se la pressione di ingresso del ciclone è troppo bassa, l'effetto di separazione solido-liquido sarà scarso, la sospensione di fondo avrà un contenuto di solidi inferiore, il che influirà sull'effetto di disidratazione del gesso e aumenterà il contenuto di acqua; se la pressione di ingresso del ciclone è troppo alta, l'effetto di separazione sarà migliore, ma influirà sull'efficienza di classificazione del ciclone e causerà una grave usura delle apparecchiature. Se la dimensione dell'ugello di sedimentazione della sabbia è troppo grande, ciò comporterà anche una minore percentuale di solidi e particelle più piccole nella sospensione che scorre dal basso, compromettendo l'effetto di disidratazione del nastro trasportatore a vuoto.
Un vuoto troppo alto o troppo basso influisce sull'efficacia della disidratazione del gesso. Se il vuoto è troppo basso, la capacità di estrarre umidità dal gesso si riduce e l'effetto di disidratazione risulta peggiore; se il vuoto è troppo alto, gli spazi nel tessuto filtrante possono ostruirsi o il nastro può deviare, con conseguente peggioramento dell'effetto di disidratazione del gesso. A parità di condizioni operative, maggiore è la permeabilità all'aria del tessuto filtrante, migliore sarà l'effetto di disidratazione del gesso; se la permeabilità all'aria del tessuto filtrante è scarsa e il canale di filtraggio è ostruito, l'effetto di disidratazione del gesso sarà peggiore. Anche lo spessore del pannello filtrante ha un effetto significativo sulla disidratazione del gesso. Quando la velocità del nastro trasportatore diminuisce, lo spessore del pannello filtrante aumenta e la capacità della pompa a vuoto di estrarre lo strato superiore del pannello filtrante si indebolisce, con conseguente aumento del contenuto di umidità del gesso; Quando la velocità del nastro trasportatore aumenta, lo spessore del pannello filtrante diminuisce, il che può facilmente causare perdite localizzate del pannello filtrante, compromettendo il vuoto e provocando anche un aumento del contenuto di umidità del gesso.
2. Il funzionamento anomalo del sistema di trattamento delle acque reflue di desolforazione o un volume ridotto di acque reflue da trattare influiranno sul normale scarico delle acque reflue di desolforazione. In condizioni di funzionamento prolungato, impurità come fumo e polvere continueranno a entrare nella sospensione, e i metalli pesanti, Cl-, F-, Al-, ecc. nella sospensione continueranno ad accumularsi, con conseguente deterioramento continuo della qualità della sospensione, che influirà sul normale svolgimento della reazione di desolforazione, della formazione del gesso e della disidratazione. Prendendo come esempio il Cl- nella sospensione, il contenuto di Cl- nella sospensione della torre di assorbimento di primo livello della centrale elettrica raggiunge i 22000 mg/L, e il contenuto di Cl- nel gesso raggiunge lo 0,37%. Quando il contenuto di Cl- nella sospensione è di circa 4300 mg/L, l'effetto di disidratazione del gesso è migliore. Con l'aumentare del contenuto di ioni cloruro, l'effetto di disidratazione del gesso si deteriora gradualmente.
Misure di controllo
1. Rafforzare la regolazione della combustione durante il funzionamento della caldaia, ridurre l'impatto dell'iniezione di olio e della combustione stabile sul sistema di desolforazione durante le fasi di avviamento e arresto della caldaia o di funzionamento a basso carico, controllare il numero di pompe di circolazione della fanghiglia messe in funzione e ridurre la contaminazione della fanghiglia da parte di miscele di polvere di olio incombusto.
2. Considerando la stabilità operativa a lungo termine e l'economicità complessiva del sistema di desolforazione, rafforzare la regolazione del funzionamento del depolveratore, adottare un funzionamento con parametri elevati e mantenere la concentrazione di polveri all'uscita del depolveratore (ingresso della desolforazione) entro i valori di progetto.
3. Monitoraggio in tempo reale della densità della sospensione (misuratore di densità della sospensione), volume dell'aria di ossidazione, livello del liquido della torre di assorbimento (misuratore di livello radar), dispositivo di agitazione della sospensione, ecc. per garantire che la reazione di desolforazione avvenga in condizioni normali.
4. Rafforzare la manutenzione e la regolazione del ciclone di gesso e del nastro trasportatore a vuoto, controllare la pressione di ingresso del ciclone di gesso e il grado di vuoto del nastro trasportatore entro un intervallo ragionevole e verificare regolarmente il ciclone, l'ugello di sedimentazione della sabbia e il tessuto filtrante per garantire che l'apparecchiatura funzioni nelle migliori condizioni.
5. Garantire il normale funzionamento del sistema di trattamento delle acque reflue di desolforazione, scaricare regolarmente le acque reflue di desolforazione e ridurre il contenuto di impurità nel fango della torre di assorbimento.
Conclusione
La difficoltà di disidratazione del gesso è un problema comune negli impianti di desolforazione a umido. Molti fattori influenzano il processo, richiedendo un'analisi approfondita e una regolazione da molteplici punti di vista, come il mezzo esterno, le condizioni di reazione e lo stato di funzionamento dell'impianto. Solo comprendendo a fondo il meccanismo della reazione di desolforazione e le caratteristiche operative dell'impianto, e controllando razionalmente i principali parametri di funzionamento del sistema, è possibile garantire l'efficacia della disidratazione del gesso desolforato.
Data di pubblicazione: 6 febbraio 2025
