Análise das razões para as dificuldades de desidratação do gesso
1 Alimentação de óleo de caldeira e combustão estável
Caldeiras de geração de energia a carvão precisam consumir uma grande quantidade de óleo combustível para auxiliar a combustão durante a partida, o desligamento, a combustão estável em baixa carga e a regulação de pico profunda devido ao projeto e à queima de carvão. Devido à operação instável e à combustão insuficiente da caldeira, uma quantidade considerável de óleo não queimado ou mistura de óleo em pó entrará na lama do absorvedor com os gases de combustão. Sob forte perturbação no absorvedor, é muito fácil formar espuma fina e se acumular na superfície da lama. Esta é a análise da composição da espuma na superfície da lama do absorvedor da usina.
À medida que o óleo se acumula na superfície da pasta, parte dele é rapidamente dispersa na pasta absorvedora sob a ação da agitação e da pulverização, formando uma fina película de óleo na superfície do calcário, sulfito de cálcio e outras partículas da pasta, que envolve o calcário e outras partículas, dificultando a dissolução do calcário e a oxidação do sulfito de cálcio, afetando assim a eficiência da dessulfuração e a formação de gesso. A pasta da torre de absorção, contendo óleo, entra no sistema de desidratação de gesso através da bomba de descarga de gesso. Devido à presença de óleo e produtos de ácido sulfuroso parcialmente oxidados, é fácil causar o bloqueio da abertura do filtro da correia transportadora a vácuo, o que dificulta a desidratação do gesso.
2.Concentração de fumaça na entrada
A torre de absorção de dessulfurização úmida possui um certo efeito sinérgico de remoção de poeira, com eficiência de remoção de poeira de até 70%. A usina foi projetada para ter uma concentração de poeira de 20 mg/m³ na saída do coletor de poeira (entrada de dessulfurização). Para economizar energia e reduzir o consumo de energia da usina, a concentração real de poeira na saída do coletor de poeira é controlada em cerca de 30 mg/m³. O excesso de poeira entra na torre de absorção e é removido pelo efeito sinérgico de remoção de poeira do sistema de dessulfurização. A maioria das partículas de poeira que entram na torre de absorção após a purificação eletrostática de poeira tem menos de 10 μm, ou até menos de 2,5 μm, o que é muito menor do que o tamanho das partículas da pasta de gesso. Após a poeira entrar na correia transportadora a vácuo com a pasta de gesso, ela também obstrui o tecido do filtro, resultando em baixa permeabilidade ao ar do tecido do filtro e dificuldade na desidratação do gesso.
2. Influência da qualidade da pasta de gesso
1 Densidade da pasta
A densidade da pasta indica a densidade da pasta na torre de absorção. Se a densidade for muito pequena, significa que o teor de CaSO4 na pasta é baixo e o teor de CaCO3 é alto, o que causa diretamente o desperdício de CaCO3. Ao mesmo tempo, devido às pequenas partículas de CaCO3, é fácil causar dificuldades na desidratação do gesso; se a densidade da pasta for muito grande, significa que o teor de CaSO4 na pasta é alto. Um teor mais alto de CaSO4 dificultará a dissolução do CaCO3 e inibirá a absorção de SO2. O CaCO3 entra no sistema de desidratação a vácuo com a pasta de gesso e também afeta o efeito de desidratação do gesso. Para aproveitar ao máximo as vantagens do sistema de torre dupla de dupla circulação para dessulfurização de gases de combustão úmidos, o pH da torre do primeiro estágio deve ser controlado dentro da faixa de 5,0 ± 0,2, e a densidade da polpa deve ser controlada dentro da faixa de 1100 ± 20 kg/m³. Em operação real, a densidade da polpa da torre do primeiro estágio da planta é de cerca de 1200 kg/m³, chegando a atingir 1300 kg/m³ em períodos de alta demanda, sendo sempre controlada em um nível alto.
2. Grau de oxidação forçada da suspensão
A oxidação forçada da lama consiste em introduzir ar suficiente na lama para que a reação de oxidação do sulfito de cálcio em sulfato de cálcio seja completa, e a taxa de oxidação seja superior a 95%, garantindo que haja variedades de gesso suficientes na lama para o crescimento dos cristais. Se a oxidação não for suficiente, cristais mistos de sulfito de cálcio e sulfato de cálcio serão gerados, causando incrustação. O grau de oxidação forçada da lama depende de fatores como a quantidade de ar de oxidação, o tempo de residência da lama e o efeito de agitação da lama. Ar de oxidação insuficiente, tempo de residência da lama muito curto, distribuição irregular da lama e efeito de agitação fraco farão com que o teor de CaSO3·1/2H2O na torre seja muito alto. Pode-se observar que, devido à oxidação local insuficiente, o teor de CaSO3·1/2H2O na lama é significativamente maior, resultando em dificuldade na desidratação do gesso e em um maior teor de água.
3. Teor de impurezas na lama As impurezas na lama vêm principalmente dos gases de combustão e do calcário. Essas impurezas formam íons de impurezas na lama, afetando a estrutura reticular do gesso. Metais pesados continuamente dissolvidos na fumaça inibem a reação de Ca2+ e HSO3-. Quando o teor de F- e Al3+ na lama é alto, o complexo de flúor-alumínio AlFn será gerado, cobrindo a superfície das partículas de calcário, causando envenenamento da lama, reduzindo a eficiência da dessulfuração, e partículas finas de calcário são misturadas em cristais de gesso que reagiram de forma incompleta, dificultando a desidratação do gesso. O Cl- na lama vem principalmente do HCl nos gases de combustão e na água de processo. O teor de Cl- na água de processo é relativamente pequeno, então o Cl- na lama vem principalmente dos gases de combustão. Quando há uma grande quantidade de Cl- na suspensão, o Cl- será envolvido pelos cristais e combinado com uma certa quantidade de Ca2+ na suspensão para formar CaCl2 estável, deixando uma certa quantidade de água nos cristais. Ao mesmo tempo, uma certa quantidade de CaCl2 na suspensão permanecerá entre os cristais de gesso, bloqueando o canal de água livre entre os cristais, causando o aumento do teor de água do gesso.
3. Influência do estado de operação do equipamento
1. Sistema de desidratação de gesso A pasta de gesso é bombeada para o ciclone de gesso para desidratação primária através da bomba de descarga de gesso. Quando a pasta de fluxo inferior é concentrada a um teor de sólidos de cerca de 50%, ela flui para o transportador de correia a vácuo para desidratação secundária. Os principais fatores que afetam o efeito de separação do ciclone de gesso são a pressão de entrada do ciclone e o tamanho do bico de decantação de areia. Se a pressão de entrada do ciclone for muito baixa, o efeito de separação sólido-líquido será fraco, e a pasta de fluxo inferior terá menos teor de sólidos, o que afetará o efeito de desidratação do gesso e aumentará o teor de água. Se a pressão de entrada do ciclone for muito alta, o efeito de separação será melhor, mas afetará a eficiência de classificação do ciclone e causará desgaste severo no equipamento. Se o tamanho do bico de decantação de areia for muito grande, isso também fará com que a polpa do fluxo de fundo tenha menos conteúdo sólido e partículas menores, o que afetará o efeito de desidratação do transportador de correia a vácuo.
Vácuo muito alto ou muito baixo afetará o efeito de desidratação do gesso. Se o vácuo for muito baixo, a capacidade de extrair umidade do gesso será reduzida e o efeito de desidratação do gesso será pior; se o vácuo for muito alto, as lacunas no pano do filtro podem ser bloqueadas ou a correia pode se desviar, o que também levará a um pior efeito de desidratação do gesso. Sob as mesmas condições de trabalho, quanto melhor a permeabilidade ao ar do pano do filtro, melhor o efeito de desidratação do gesso; se a permeabilidade ao ar do pano do filtro for ruim e o canal do filtro estiver bloqueado, o efeito de desidratação do gesso será pior. A espessura do bolo do filtro também tem um efeito significativo na desidratação do gesso. Quando a velocidade da correia transportadora diminui, a espessura do bolo do filtro aumenta e a capacidade da bomba de vácuo de extrair a camada superior do bolo do filtro é enfraquecida, resultando em um aumento no teor de umidade do gesso; quando a velocidade da correia transportadora aumenta, a espessura do bolo de filtro diminui, o que pode facilmente causar vazamento local do bolo de filtro, destruindo o vácuo e também causando um aumento no teor de umidade do gesso.
2. A operação anormal do sistema de tratamento de águas residuais de dessulfuração ou o pequeno volume de tratamento de águas residuais afetarão a descarga normal das águas residuais de dessulfuração. Em operações de longo prazo, impurezas como fumaça e poeira continuarão a entrar na lama, e metais pesados, como Cl-, F-, Al-, etc., na lama continuarão a se enriquecer, resultando na deterioração contínua da qualidade da lama, afetando o progresso normal da reação de dessulfuração, a formação de gesso e a desidratação. Tomando o Cl- na lama como exemplo, o teor de Cl- na lama da torre de absorção de primeiro nível da usina é de até 22.000 mg/L, e o teor de Cl- no gesso atinge 0,37%. Quando o teor de Cl- na lama é de cerca de 4.300 mg/L, o efeito de desidratação do gesso é melhor. À medida que o teor de íons cloreto aumenta, o efeito de desidratação do gesso se deteriora gradualmente.
Medidas de controle
1. Fortalecer o ajuste de combustão da operação da caldeira, reduzir o impacto da injeção de óleo e combustão estável no sistema de dessulfuração durante o estágio de partida e desligamento da caldeira ou operação de baixa carga, controlar o número de bombas de circulação de polpa colocadas em operação e reduzir a poluição da mistura de pó de óleo não queimado na polpa.
2. Considerando a operação estável de longo prazo e a economia geral do sistema de dessulfuração, fortaleça o ajuste de operação do coletor de pó, adote uma operação de parâmetros elevados e controle a concentração de pó na saída do coletor de pó (entrada de dessulfuração) dentro do valor de projeto.
3. Monitoramento em tempo real da densidade da polpa (medidor de densidade de lama), volume de ar de oxidação, nível de líquido da torre de absorção (medidor de nível de radar), dispositivo de agitação de polpa, etc. para garantir que a reação de dessulfuração seja realizada em condições normais.
4. Reforce a manutenção e o ajuste do ciclone de gesso e do transportador de correia a vácuo, controle a pressão de entrada do ciclone de gesso e o grau de vácuo do transportador de correia dentro de uma faixa razoável e verifique regularmente o ciclone, o bico de decantação de areia e o pano do filtro para garantir que o equipamento opere nas melhores condições.
5. Garanta a operação normal do sistema de tratamento de águas residuais de dessulfuração, descarregue regularmente as águas residuais de dessulfuração e reduza o teor de impurezas na lama da torre de absorção.
Conclusão
A dificuldade da desidratação do gesso é um problema comum em equipamentos de dessulfuração úmida. Existem muitos fatores de influência que exigem análise e ajuste abrangentes, considerando múltiplos aspectos, como meio externo, condições de reação e estado de operação do equipamento. Somente com o profundo entendimento do mecanismo da reação de dessulfuração e das características de operação do equipamento, e o controle racional dos principais parâmetros operacionais do sistema, é possível garantir o efeito de desidratação do gesso dessulfurado.
Horário da publicação: 06/02/2025
