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双棒振棒料位开关在湿脱硫脱硝工艺中的应用

2019-03-19

  双棒振棒料位开关以其可靠的质量和品质,目前在湿脱硫脱硝工艺中有着广泛的应用,有着其他料位开关所不具备的优势和特点,为使用户更好地了解和认识双棒振棒料位开关在湿脱硫脱硝工艺中的应用,本文从湿法脱硫的两种方法、射频导纳料位开关在湿脱硫脱硝工艺中的局限性以及双棒振棒料位开关在湿脱硫脱硝工艺应用中的优势几个方面分别介绍如下。
  一、湿法脱硫的两种方法
  湿法脱硫,其特点是脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后,脱硫过程的反应温度低于露点,所以脱硫后的烟气需要再加热才能排出。由于是气液反应,其脱硫反应速度快、效率高、脱硫添加剂利用率高,如用石灰做脱硫剂,当Ca/S=1时,即可达到90%的脱硫率,适合大型燃煤电站的烟气脱硫。但是,湿法烟气脱硫存在废水处理问题,初期投资大,运行费用也较高。
  一般来讲,湿法脱硫大致可以分为抛弃法和石膏法两种,具体介绍如下:
  1、抛弃法
  以石灰石或石灰的浆液作脱硫剂,在吸收塔内对SO2烟气喷淋洗涤,使烟气中的SO2反应生成CaSO3和CaSO4,这个反应关键是Ca2+的形成。石灰石系统Ca2+的产生与H+的浓度和CaCO3的存在有关,而在石灰系统中,Ca2+的生产与CaO的存在有关。石灰石系统的最佳操作PH值为5.8~6.2,而石灰系统的最佳PH值约为8(美国国家环保局)。
  石灰石/石灰抛弃法的主要装置由脱硫剂的制备装置、吸收塔和脱硫后废弃物处理装置组成。其关键性的设备是吸收塔。对于石灰石/石灰抛弃法,结垢与堵塞是最大问题,主要原因在于:溶液或浆液中的水分蒸发而使固体沉积:氢氧化钙或碳酸钙沉积或结晶析出;反应产物亚硫酸钙或硫酸钙的结晶析出等,所以吸收洗涤塔应具有持液量大、气液间相对速度高、气液接触面大、内部构件少、阻力小等特点。
  洗涤塔主要有固定填充式、转盘式、湍流塔、文丘里洗涤塔和道尔型洗涤塔等,它们各有优缺点,脱硫效率高的往往操作的可靠性最差。脱硫后固体废弃物的处理也是石灰石/石灰抛弃法的一个很大的问题,主要有回填法和不渗透地存储法,都需要占用很大的土地面积。由于石灰石/石灰抛弃法的上述缺点,现已被石灰石/石膏法所取代。
  2、石膏法
  该技术与抛弃法的区别在于,向吸收塔的浆液中鼓入空气,强制使CaSO3都氧化为CaSO4(石膏),脱硫的副产品为石膏。同时鼓入空气产生了更为均匀的浆液,易于达到90%的脱硫率,并且易于控制结垢与堵塞。由于石灰石价格便宜,并易于运输与保存,因而自80年代以来,石灰石已经成为石膏法的主要脱硫剂。当今国内外选择火电厂烟气脱硫设备时,石灰石/石膏强制氧化系统成为优先选择的湿法烟气脱硫工艺。
  石灰石/石膏法的主要优点是:适用的煤种范围广、脱硫效率高(当装置Ca/S=1时,脱硫效率大于90%)、吸收剂利用率高(可达90%)、设备运转率高(可达90%以上)、工作的可靠性高(目前最成熟的烟气脱硫工艺)、脱硫剂—石灰石来源丰富且廉价。但是石灰石/石膏法的缺点也非常明显,主要表现在:初期投资费用和运行费用高、占地面积大、系统管理操作复杂、磨损腐蚀现象较为严重、副产物—石膏很难处理(由于销路问题只能堆放)、废水较难处理。

双棒振棒料位开关在湿脱硫脱销工艺中的应用

反应过程示意图

  二、射频导纳料位开关在湿脱硫脱硝工艺中的局限性

  从湿法脱硫工艺可以看出,脱硫脱硝过程中要大量使用石灰石。在残渣料仓、消石灰料仓和灰库仓都要用到料位开关,以保证残渣的排出和原料石灰石的适量供应,确保脱硫脱硝的高效运转。在早期,曾经选用射频导纳料位开关测量这些料位,但其存在以下3个方面的缺点:
  1、由于射频导纳料位开关和介质的介电常数具有很强的相关性,不同湿度的消石灰、残渣和除尘灰,介电常数是变化的,导致射频导纳料位开关的测量准确度很差。
  2、消石灰、CaSO3和CaSO4湿度大,黏性很大,会挂料到射频导纳探杆,导致误报警。
  3、消石灰、CaSO3和CaSO4这些物质密度较大,射频导纳料位开关的探杆细长,且中间有绝缘填充材质(如PTFE管),容易导致这些测量物质把射频导纳料位开关的探杆压弯损坏。
  三、双棒振棒料位开关在湿脱硫脱硝工艺应用中的优势
  由于射频导纳料位开关在脱硫脱硝工艺料位测量很不理想,寻找比较理想的料位测量仪表是摆在用户面前的一个迫切需要解决的问题。现计为自动化技术有限公司研发生产的一款双棒结构的振棒料位开关(Tube-11振棒料位开关)以其高可靠性和适用性,被广泛应用于这类料位的测量。
  双棒振动棒料位开关的振动探头采用独特的内外嵌套设置的双管设计,通过内外振动管的谐振频率调节到完全一致,使得产品具有极高的检测灵敏度和可靠性,最低测量密度可达0.02g/cm³。产品采用压电器件实现振动的驱动与检测,使内外管在完全一致的谐振频率下产生共鸣。当振动棒与被测物料接触时,接触物料的外管谐振频率发生变化,从而破坏内外管的共鸣条件,使得振动探头的振幅明显减小,压电检测器件输出信号幅度也随之减小,信号变化由智能电路检测分析并输出一个开关信号。
  计为双棒振棒料位开关的优点是:
  1、耐高温设计,过程温度可达250℃,行业领先;
  2、丰富的自诊断功能,能准确定位故障信息;
  3、精密调谐可有效防止挂料,避免误报警,安装简单,无需校准;
  4、接触测量物质的部件均采用抗腐蚀性强的材料316L。
  双棒振棒料位开关的上述优点,使得其在湿脱硫脱硝工艺中具有明显优势:
  1、双棒式振棒料位开关被广泛应用于煤电厂半干法脱硫装置反应产物料仓(CaSO4、CaSO3混合物);双管设计的振棒料位开关,抗挂料冗余大,很好地解决了CaSO4、CaSO3混合物粘附的难题。
  2、CaSO4、CaSO3混合物湿度变化引起的介电常数不稳定,导致射频导纳物位开关无法可靠应用,而振动式物位开关的测量与介电常数无关,能实现高可靠性测量。
  3、电厂烟气脱硫装置烟尘仓、再生塔中料仓,其中活性焦温度高达180℃,由于双棒振棒料位开关的工作温度高达250℃,能够很好地在该高温场合以及电厂除尘电袋与输灰系统的灰斗、仓泵中应用。
  4、双棒振棒料位开关的探头长度仅150mm,使探头受物料冲击的面积显著减少,大大降低了因物料冲击造成的探头损坏。
  正是由于双棒振棒料位开关所具有的上述特点和优势,目前在湿脱硫脱硝工艺中大多选用双棒结构振动棒料位开关。计为双棒结构Tube-11振棒料位开关在湿脱硫脱硝工艺中多年实际应用中的良好表现,受到用户的广泛好评。
  为更好地选型,用户可至Tube-11振棒料位开关产品页面了解有关振棒料位开关的详细技术参数。

  以上是有关“在湿脱硫脱硝工艺中为何多选用双棒结构振动棒料位开关”的相关分析,如欲了解更多物位开关(料位开关、液位开关)、物位计(料位计、液位计)等物位测量仪表方面的知识,欢迎关注微信公众号:Jiweimeter。


(深圳计为自动化技术有限公司研发中心2019年3月19日发布)


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