北京國電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司 王飛

一種降低脫硫吸收塔氯離子濃度的方法在火電廠脫硫工藝中的應(yīng)用

北京國電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司 王飛

通過目前石灰石—石膏濕法煙氣脫硫處理工藝中氯離子濃度高對(duì)脫硫裝置的影響情況分析，指出目前主要通過投運(yùn)廢水系統(tǒng)來達(dá)到降低氯離子濃度方法存在的瓶頸，結(jié)合實(shí)例分析目前處理方法存在瓶頸的原因，并提出一種合理的降低脫硫吸收塔氯離子濃度的方法。

脫硫裝置 廢水系統(tǒng) 氯離子 吸收塔 廢水旋流器

一、項(xiàng)目背景

在火電廠的石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝中，燃煤中含有的0.01%—0.2%的氯元素在燃燒后隨煙氣進(jìn)入脫硫裝置，由于脫硫裝置水的循環(huán)使用，氯離子在吸收漿液中逐漸富集，會(huì)導(dǎo)致吸收塔漿液氯離子濃度嚴(yán)重超標(biāo)，而吸收塔氯離子濃度超標(biāo)不僅造成系統(tǒng)設(shè)備防腐的破壞和腐蝕，引起脫硫效率的下降和容易引起石膏結(jié)垢，同時(shí)影響石膏的品質(zhì)和增加廠用電率。嚴(yán)重影響脫硫裝置的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

二、目前的處理方法

針對(duì)吸收塔氯離子濃度超標(biāo)的問題，常規(guī)的措施和辦法主要是采取加大脫水系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷、連續(xù)投運(yùn)廢水處理系統(tǒng)，或者用漿液置換等手段來降低吸收塔漿液中氯離子濃度。降低吸收塔氯離子濃度的最有效途徑為連續(xù)投運(yùn)廢水處理系統(tǒng)。但對(duì)于絕大部分石灰石脫硫裝置而言，脫硫廢水處理系統(tǒng)處理水量僅按脫硫裝置水平衡及電廠入口硫含量等因素設(shè)計(jì)，但實(shí)際脫硫廢水系統(tǒng)處理量不僅因煤種的變化導(dǎo)致處理水量增大，而且實(shí)際廢水系統(tǒng)的待處理水來源復(fù)雜，如地面沖洗水、設(shè)備泄漏水、脫水機(jī)濾液水、脫水旋流稀液等，因此，脫硫廢水系統(tǒng)實(shí)際處理量普遍偏小，對(duì)于吸收塔漿液氯離子濃度的調(diào)控具有一定的局限性。而大部分電廠脫硫漿液置換又受到排放場地的限制，不能有效地控制吸收塔中氯離子濃度的增長，導(dǎo)致脫硫裝置不能經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行。

三、脫硫吸收塔氯離子濃度高的原因分析

1.脫硫裝置氯離子來源總體分析

首先，從氯離子濃度的來源進(jìn)行分析判斷，通過對(duì)某公司石灰石漿液、工藝水取樣化驗(yàn)，石灰石漿液、工藝水中氯離子濃度的平均值分別為260mg/L和120mg/L，從上述數(shù)據(jù)可以看出，吸收塔氯離子不是從工藝水中進(jìn)入脫硫裝置，其來源主要是由煙氣攜帶進(jìn)入脫硫裝置。因?yàn)榛痣姀S燃煤隨市場及周邊供應(yīng)情況變化的特性，所以依靠電廠選擇煤源來控制吸收塔氯離子濃度基本上不具備可操作性。因此，要從脫硫吸收塔漿液方面下手考慮降低脫硫裝置吸收塔中的氯離子濃度，且只能從系統(tǒng)工藝上想辦法解決。

圖1 某公司廢水處理系統(tǒng)

2.結(jié)合實(shí)例，分析脫硫吸收塔氯離子濃度高的原因

某公司降低脫硫吸收塔氯離子濃度的方法，主要采取投運(yùn)廢水系統(tǒng)，經(jīng)過處理后外排的方式，如圖1所示。從其系統(tǒng)流程圖可看出，進(jìn)入回收水池的漿液（水）經(jīng)過廢水旋流器分級(jí)后，稀液通過加藥處理外排。而進(jìn)入回收水池的漿液（水）共有6路，分別是：

石膏旋流器頂流；

#1皮帶脫水機(jī)汽水分離器濾液排水；

#2皮帶脫水機(jī)汽水分離器濾液排水；

#1皮帶脫水機(jī)圍堰排水；

#2皮帶脫水機(jī)圍堰排水；

包括廢水旋流器底流及地溝來水（包括制漿系統(tǒng)再循環(huán)管道沖洗底排放水，供漿泵出口管道沖洗底排放水，石灰石漿液箱、再循環(huán)箱、工藝水箱、工業(yè)水箱、事故漿液箱溢流排放以及漿液制備間地面沖洗水等）。

各漿液（水）的流量統(tǒng)計(jì)如表1所示：

表1 回水池各漿液（水）的流量統(tǒng)計(jì)

(1)廢水系統(tǒng)各路水源的氯離子含量對(duì)脫硫吸收塔氯離子濃度的影響

通過對(duì)回收水池中的氯離子濃度進(jìn)行化驗(yàn)，化驗(yàn)結(jié)果最高可達(dá)25000mg/L,而回收水池中95%的漿液會(huì)通過回收水泵返回吸收塔系統(tǒng)內(nèi)，造成氯離子濃度在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)累積，居高不下。而通過化驗(yàn)石膏旋流稀液和底流的氯離子濃度，其底流氯離子濃度比稀液氯離子濃度高200mg/L。因此，1、2號(hào)皮帶脫水機(jī)汽水分離器濾流和石膏旋流器底流是引起吸收塔漿液氯離子濃度的累積增高的主要原因。所以,只有從工藝上將1、2號(hào)皮帶脫水機(jī)汽水分離器濾流和石膏旋流器底流作為降低氯離子濃度的途徑,才可以有效降低吸收塔內(nèi)氯離子濃度。

(2)設(shè)備出力大小對(duì)脫硫吸收塔氯離子濃度的影響分析

該公司設(shè)備的鉻牌出力如下：

1)石膏排出泵流量：42.5m3/h；

2)真空皮帶脫水機(jī)處理量：10t/h；

3)廢水處理量：6t/h；

4)濾布沖洗水量：2.5t/h；

5)回收水池容積：64m3；

6)真空盒密封水：2.5t/h。

結(jié)合上文分析，石膏旋流器底流及真空皮帶脫水機(jī)濾液水氯離子濃度較高，且占進(jìn)入回收水池漿液流量的90%以上，因此，要想減少回收水池漿液返回吸收塔的流量，需要控制石膏旋流站底流進(jìn)入回收水池的流量和皮帶脫水的濾液水量。而石膏旋流器底流是不進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)外排，因此，從啟用廢水系統(tǒng)外排的角度來看，加大石膏旋流器稀液的處理量才能達(dá)到降低吸收塔氯離子濃度，但石膏旋流稀液是帶有一定濃度的漿液，要達(dá)到廢水外排的標(biāo)準(zhǔn)，需在廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行加藥、澄清等多道處理工藝，處理代價(jià)較大。所以，從經(jīng)濟(jì)環(huán)保運(yùn)行的角度，通過減少石膏旋流稀液的方法來降低廢水系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，而這可以通過調(diào)整大孔徑旋流器沉砂嘴（即增大底排流量）來達(dá)到降低石膏稀液進(jìn)入回收水池的流量。對(duì)于真空皮帶脫水機(jī)，由于其濾液懸浮物較小，在廢水系統(tǒng)中其懸浮物不經(jīng)過處理即可以達(dá)到外排的標(biāo)準(zhǔn)，且水量占回收水池總回水量的1/3，所以，通過降低真空皮帶脫水機(jī)濾液水排放量，即可達(dá)到直接降低脫硫吸收塔氯離子濃度。但由于真空皮帶脫水機(jī)的濾布沖洗水和真空合密封水來源于工藝水，其氯離子含量極低，因此，結(jié)合該公司真空皮帶脫水機(jī)的濾布沖洗水量（2.5t/h）和真空盒密封水量（2.5t/h）參數(shù)，在真空皮帶機(jī)出力一定的情況下，調(diào)低該設(shè)備的濾布沖洗水和真空合密封水量，可最大限度地達(dá)到廢水經(jīng)濟(jì)外排。

四、降低脫硫吸收塔氯離子的方法

為達(dá)到降低脫硫吸收塔氯離子濃度。結(jié)合以上原因分析，結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備、設(shè)施及原廢水系統(tǒng)工藝布置情況，提出三種廢水系統(tǒng)改造方案。

方案一：因真空皮帶脫水機(jī)的濾液含固量極低，通過把真空罐至回收水池濾液引至一個(gè)清水箱內(nèi)回收，加裝一臺(tái)水泵將回收后的濾液打至清水池或廢水三聯(lián)箱（如濾液濁度較大時(shí)，可進(jìn)入廢水三聯(lián)箱進(jìn)行加藥處理，最后進(jìn)入清水池），如圖2所示。

方案二：在真空罐底部加裝一臺(tái)濾液水泵，直接將濾液水打至清水池及廢水三聯(lián)箱，如圖3所示。

方案三：將石膏旋流器溢流部分通過管道引至事故漿液箱，皮帶脫水機(jī)圍堰排水引至廢水系統(tǒng)集水池，這樣進(jìn)入回收水池內(nèi)的只有濾液水，基本為清水，在氯離子濃度較高的情況下，石膏旋流器溢流部分可在事故漿液箱內(nèi)緩存，回收水池內(nèi)的水可通過改造回收水泵回流管引至廢水三聯(lián)箱及清水池，如圖4所示。

圖2

圖3

比較以上三種方案，方案一需要增加濾液收集水箱、水泵、水箱液位計(jì)等設(shè)備，系統(tǒng)改造涉及機(jī)務(wù)、電氣、熱控多個(gè)專業(yè)，改造工作量大，改造內(nèi)容相對(duì)復(fù)雜，改造費(fèi)用高，系統(tǒng)可靠性也有待進(jìn)一步實(shí)踐驗(yàn)證；方案二系統(tǒng)簡單，改造費(fèi)用低，但增加了新的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，尤其是濾液泵工作在負(fù)壓環(huán)境中且過流部件需要耐磨防腐功能，因此，不僅改造初期費(fèi)用高，而且了增加了以后的運(yùn)行成本和檢修維護(hù)工作量；方案三系統(tǒng)簡單，運(yùn)行維護(hù)方便，有助于優(yōu)化運(yùn)行方式，對(duì)原系統(tǒng)的影響小。改造工作量不大，不需要新增加設(shè)備，改造費(fèi)用低。所以，以實(shí)施第三種方案為最優(yōu)選擇。

圖4

五、項(xiàng)目實(shí)施后的效益效果

1.降低吸收塔氯離子濃度后，可有效減少氯離子濃度對(duì)設(shè)備的腐蝕，同時(shí)，保障了脫硫裝置的安全可靠運(yùn)行。

2.懸浮物達(dá)標(biāo)的濾液水經(jīng)廢水系統(tǒng)簡單處理后可直接外排，大幅降低脫硫裝置的運(yùn)維成本（購置廢水處置藥品如絮凝劑的費(fèi)用、降低廢水系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷、減少廢水系統(tǒng)的運(yùn)維及配件費(fèi)用等）。

六、推廣應(yīng)用情況

本方法不僅成功解決了該公司脫硫裝置吸收塔氯離子濃度高的問題，為脫硫裝置安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了可靠的保障，其利用現(xiàn)場設(shè)備、設(shè)施的布置進(jìn)行的改造方法同時(shí)也起到了很好的示范和借鑒作用。