Análisis de las causas de las dificultades en la deshidratación del yeso
1. Alimentación de fueloil de la caldera y combustión estable.
Las calderas de generación de energía a partir de carbón requieren un consumo considerable de fueloil para la combustión durante el arranque, la parada, la combustión estable a baja carga y la regulación de picos de demanda, debido a su diseño y al proceso de combustión. Debido a la inestabilidad del funcionamiento y a la combustión insuficiente de la caldera, una cantidad considerable de fueloil sin quemar o una mezcla de esloil en polvo ingresa a la suspensión del absorbedor junto con los gases de combustión. Bajo la fuerte turbulencia en el absorbedor, se forma fácilmente una fina espuma que se acumula en la superficie de la suspensión. Este es el análisis de la composición de la espuma en la superficie de la suspensión del absorbedor de la central eléctrica.
Mientras el aceite se acumula en la superficie de la suspensión, una parte se dispersa rápidamente en la suspensión del absorbedor debido a la interacción de agitación y pulverización, y se forma una fina película de aceite sobre la superficie de la caliza, el sulfito de calcio y otras partículas en la suspensión, que envuelve la caliza y otras partículas, impidiendo la disolución de la caliza y la oxidación del sulfito de calcio, afectando así la eficiencia de la desulfuración y la formación de yeso. La suspensión de la torre de absorción que contiene aceite ingresa al sistema de deshidratación de yeso a través de la bomba de descarga de yeso. Debido a la presencia de aceite y productos de ácido sulfuroso parcialmente oxidados, es fácil que se obstruya el espacio entre las telas filtrantes del transportador de cinta de vacío, lo que dificulta la deshidratación del yeso.
2.Concentración de humo en la entrada
La torre de absorción de desulfuración húmeda presenta un efecto sinérgico de eliminación de polvo, alcanzando una eficiencia de aproximadamente el 70%. La planta está diseñada para tener una concentración de polvo de 20 mg/m³ a la salida del colector de polvo (entrada de desulfuración). Para ahorrar energía y reducir el consumo eléctrico, la concentración real de polvo a la salida del colector se controla a unos 30 mg/m³. El exceso de polvo ingresa a la torre de absorción y se elimina mediante el efecto sinérgico del sistema de desulfuración. La mayoría de las partículas de polvo que ingresan a la torre de absorción, tras la purificación electrostática, tienen un tamaño inferior a 10 μm, o incluso a 2,5 μm, mucho menor que el tamaño de partícula de la lechada de yeso. Al ingresar a la cinta transportadora de vacío junto con la lechada de yeso, el polvo obstruye la tela filtrante, lo que reduce su permeabilidad al aire y dificulta la deshidratación del yeso.
2. Influencia de la calidad de la lechada de yeso
1 Densidad de la suspensión
El tamaño de la densidad de la suspensión indica la densidad de la misma en la torre de absorción. Si la densidad es demasiado baja, significa que el contenido de CaSO4 en la suspensión es bajo y el de CaCO3 es alto, lo que provoca directamente el desperdicio de CaCO3. Al mismo tiempo, debido al pequeño tamaño de las partículas de CaCO3, es fácil que se produzcan dificultades en la deshidratación del yeso. Si la densidad de la suspensión es demasiado alta, significa que el contenido de CaSO4 en la suspensión es alto. Un mayor contenido de CaSO4 dificultará la disolución del CaCO3 e inhibirá la absorción de SO2. El CaCO3 ingresa al sistema de deshidratación al vacío con la suspensión de yeso y también afecta el efecto de deshidratación del yeso. Para aprovechar al máximo las ventajas del sistema de doble torre y doble circulación para la desulfuración de gases de combustión húmedos, el valor de pH de la primera etapa de la torre debe controlarse dentro del rango de 5,0 ± 0,2, y la densidad de la suspensión debe controlarse dentro del rango de 1100 ± 20 kg/m³. En la práctica, la densidad de la suspensión de la primera etapa de la planta es de aproximadamente 1200 kg/m³, e incluso alcanza los 1300 kg/m³ en momentos de alta demanda, y siempre se mantiene a un nivel elevado.
2. Grado de oxidación forzada de la suspensión
La oxidación forzada de la suspensión consiste en introducir suficiente aire en ella para que la reacción de oxidación del sulfito de calcio a sulfato de calcio sea casi completa, con una tasa de oxidación superior al 95%, asegurando así la presencia de suficientes variedades de yeso en la suspensión para el crecimiento de cristales. Si la oxidación es insuficiente, se generarán cristales mixtos de sulfito de calcio y sulfato de calcio, lo que provocará incrustaciones. El grado de oxidación forzada de la suspensión depende de factores como la cantidad de aire de oxidación, el tiempo de residencia de la suspensión y el efecto de agitación. Un aire de oxidación insuficiente, un tiempo de residencia demasiado corto, una distribución irregular de la suspensión y un efecto de agitación deficiente provocarán un contenido excesivo de CaSO₃·½H₂O en la torre. Se observa que, debido a una oxidación local insuficiente, el contenido de CaSO₃·½H₂O en la suspensión es significativamente mayor, lo que dificulta la deshidratación del yeso y genera un mayor contenido de agua.
3. Contenido de impurezas en la suspensión Las impurezas en la suspensión provienen principalmente de los gases de combustión y la caliza. Estas impurezas forman iones de impureza en la suspensión, afectando la estructura reticular del yeso. Los metales pesados disueltos continuamente en el humo inhibirán la reacción de Ca2+ y HSO3-. Cuando el contenido de F- y Al3+ en la suspensión es alto, se generará el complejo de flúor-aluminio AlFn, que cubre la superficie de las partículas de caliza, causando envenenamiento de la suspensión, reduciendo la eficiencia de la desulfuración, y las partículas finas de caliza se mezclan con cristales de yeso que no reaccionaron completamente, lo que dificulta la deshidratación del yeso. El Cl- en la suspensión proviene principalmente del HCl en los gases de combustión y el agua de proceso. El contenido de Cl- en el agua de proceso es relativamente pequeño, por lo que el Cl- en la suspensión proviene principalmente de los gases de combustión. Cuando hay una gran cantidad de Cl- en la suspensión, este queda envuelto por los cristales y se combina con cierta cantidad de Ca2+ para formar CaCl2 estable, dejando una cierta cantidad de agua en los cristales. Al mismo tiempo, una cierta cantidad de CaCl2 en la suspensión permanece entre los cristales de yeso, bloqueando el paso del agua libre entre ellos y provocando un aumento en el contenido de agua del yeso.
3. Influencia del estado de funcionamiento del equipo
1. Sistema de deshidratación de yeso La suspensión de yeso se bombea al ciclón de yeso para la deshidratación primaria a través de la bomba de descarga de yeso. Cuando la suspensión de fondo se concentra a un contenido de sólidos de aproximadamente el 50%, fluye a la cinta transportadora de vacío para la deshidratación secundaria. Los principales factores que afectan el efecto de separación del ciclón de yeso son la presión de entrada del ciclón y el tamaño de la boquilla de sedimentación de arena. Si la presión de entrada del ciclón es demasiado baja, el efecto de separación sólido-líquido será deficiente, la suspensión de fondo tendrá un menor contenido de sólidos, lo que afectará el efecto de deshidratación del yeso y aumentará el contenido de agua; si la presión de entrada del ciclón es demasiado alta, el efecto de separación será mejor, pero afectará la eficiencia de clasificación del ciclón y causará un desgaste grave en el equipo. Si el tamaño de la boquilla de sedimentación de arena es demasiado grande, también provocará que la suspensión del flujo inferior tenga un menor contenido de sólidos y partículas más pequeñas, lo que afectará al efecto de deshidratación de la cinta transportadora de vacío.
Un vacío demasiado alto o demasiado bajo afectará el efecto de deshidratación del yeso. Si el vacío es demasiado bajo, la capacidad de extraer la humedad del yeso se reducirá y el efecto de deshidratación del yeso será peor; si el vacío es demasiado alto, los espacios en la tela filtrante pueden bloquearse o la cinta puede desviarse, lo que también provocará un peor efecto de deshidratación del yeso. En las mismas condiciones de trabajo, cuanto mejor sea la permeabilidad al aire de la tela filtrante, mejor será el efecto de deshidratación del yeso; si la permeabilidad al aire de la tela filtrante es deficiente y el canal de filtración está bloqueado, el efecto de deshidratación del yeso será peor. El espesor de la torta de filtración también tiene un efecto significativo en la deshidratación del yeso. Cuando la velocidad de la cinta transportadora disminuye, el espesor de la torta de filtración aumenta y la capacidad de la bomba de vacío para extraer la capa superior de la torta de filtración se debilita, lo que resulta en un aumento del contenido de humedad del yeso; Cuando aumenta la velocidad de la cinta transportadora, disminuye el espesor de la torta de filtración, lo que puede provocar fugas localizadas en la torta, destruyendo el vacío y causando también un aumento en el contenido de humedad del yeso.
2. El funcionamiento anómalo del sistema de tratamiento de aguas residuales de desulfuración o el pequeño volumen de tratamiento de aguas residuales afectará la descarga normal de las aguas residuales de desulfuración. Bajo operación prolongada, impurezas como humo y polvo seguirán ingresando a la suspensión, y metales pesados, Cl-, F-, Al-, etc. en la suspensión seguirán enriqueciéndose, lo que resulta en un deterioro continuo de la calidad de la suspensión, afectando el progreso normal de la reacción de desulfuración, la formación de yeso y la deshidratación. Tomando como ejemplo el Cl- en la suspensión, el contenido de Cl- en la suspensión de la torre de absorción de primer nivel de la central eléctrica es tan alto como 22000mg/L, y el contenido de Cl- en el yeso alcanza el 0.37%. Cuando el contenido de Cl- en la suspensión es de aproximadamente 4300mg/L, el efecto de deshidratación del yeso es mejor. A medida que aumenta el contenido de iones cloruro, el efecto de deshidratación del yeso se deteriora gradualmente.
Medidas de control
1. Reforzar el ajuste de la combustión en el funcionamiento de la caldera, reducir el impacto de la inyección de aceite y la combustión estable en el sistema de desulfuración durante la etapa de arranque y parada de la caldera o el funcionamiento a baja carga, controlar el número de bombas de circulación de lodos puestas en funcionamiento y reducir la contaminación de la mezcla de polvo de aceite no quemado en el lodo.
2. Teniendo en cuenta el funcionamiento estable a largo plazo y la economía general del sistema de desulfuración, reforzar el ajuste de funcionamiento del colector de polvo, adoptar un funcionamiento con parámetros elevados y controlar la concentración de polvo en la salida del colector de polvo (entrada de desulfuración) dentro del valor de diseño.
3. Monitorización en tiempo real de la densidad del lodo (medidor de densidad de lodos), volumen de aire de oxidación, nivel de líquido de la torre de absorción (medidor de nivel de radar), dispositivo de agitación de la suspensión, etc., para garantizar que la reacción de desulfuración se lleve a cabo en condiciones normales.
4. Reforzar el mantenimiento y el ajuste del ciclón de yeso y la cinta transportadora de vacío, controlar la presión de entrada del ciclón de yeso y el grado de vacío de la cinta transportadora dentro de un rango razonable, y revisar periódicamente el ciclón, la boquilla de sedimentación de arena y la tela filtrante para garantizar que el equipo funcione en las mejores condiciones.
5. Asegurar el funcionamiento normal del sistema de tratamiento de aguas residuales de desulfuración, descargar regularmente las aguas residuales de desulfuración y reducir el contenido de impurezas en el lodo de la torre de absorción.
Conclusión
La dificultad en la deshidratación del yeso es un problema común en los equipos de desulfuración húmeda. Existen muchos factores que influyen en este proceso, lo que requiere un análisis exhaustivo y ajustes desde múltiples perspectivas, como el medio externo, las condiciones de reacción y el estado de funcionamiento del equipo. Solo mediante una comprensión profunda del mecanismo de reacción de desulfuración y las características de funcionamiento del equipo, y un control racional de los parámetros operativos principales del sistema, se puede garantizar la eficacia de la deshidratación del yeso desulfurado.
Fecha de publicación: 6 de febrero de 2025