燃煤機組脫硫水處理系統及檢修工藝探討

蔡世博

【摘 要】“十三五”我國環境治理的目標和任務是堅持以提高環境質量為核心，治理環境污染問題仍然十分緊迫。為控制SO2的排放90%的國內燃煤機組已添加了脫硫系統，脫硫系統的正常運行是機組實現脫硫的重要前提。本文主要討論了水處理系統檢修相關的問題，首先介紹了脫硫系統的發展現狀，然后敘述了石灰石/石膏法濕法脫硫系統主要設備流程，著重介紹了水處理系統，并且介紹了水處理系統檢修的方案和方法，以期為脫離機組的檢修工作提供理論基礎。

【關鍵詞】脫硫；水處理；燃煤；石灰石/石膏法

0 脫硫工藝研究現狀

在我國煤炭消耗量的80%直接用于燃燒，燃煤是造成SO2排放的主要來源，2006年我國SO2的排放量高達2588萬噸，高居世界第一位。二氧化硫的排放控制勢在必行。我國對SO2排放的控制技術的研究已有90多年的歷史，從1960年開始，一些國家相繼建立了嚴格的排放標準，20世紀70年代后SO2排放控制技術由實驗階段走入實際的應用，美國環保署（EPA）在1984年的調查結果顯示世界各國開發的脫硫技術已近200種。著些技術概括起來可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫及燃燒后脫硫（煙氣脫硫FGD）3大類。燃燒前脫硫技術主要包括煤炭的洗選、煤氣化以及水煤漿等技術，燃燒中脫硫技術主要是指在燃燒過程中向爐內噴入脫硫劑從而抑制SO2的生成。應用最為廣泛的是目前的煙氣脫硫技術（Flue Gas Desulfurizztion，縮寫為FGD），煙氣脫硫技術利用吸收劑和吸附劑去除煙氣中的SO2，并使其轉化為穩定的硫化合物或硫。具體來說煙氣脫硫技術又可以細分為濕法煙氣脫硫技術（WFGD）、干法煙氣脫硫技術（DFGD）以及半干法煙氣脫硫技術（SDFGD）三大類。本文的研究主要討論濕法煙氣脫硫中的石灰石/石膏法煙氣脫硫技術[1]。

1 石灰石濕法FGC脫硫系統概述

濕法脫硫工藝根據吸收劑的不同可以分為石灰石/石膏法、海水法、氨法、雙堿法、氫氧化鎂或氧化鎂法、氫氧化鈉法以及WELLMAN-LORD法等。石灰石/石膏法由于原料豐富，成本低廉，是世界上應用最為廣泛的一種煙氣脫硫工藝[2]。

石灰石/石膏法脫硫工藝主要包括原煙氣的預處理（降溫、增濕、除塵等），吸收，氧化，富液處理（主要是灰水處理），除霧（汽水分離），煙氣在加熱以及產品的濃縮和分離等。本文從煙氣的預處理開始，詳細的敘述了石灰石/石膏法煙氣脫硫工藝的具體流程。煙氣的吸收過程主要是在脫硫設備的吸收塔中進行的，吸收塔就是常說的脫硫塔。在脫硫塔內通過使用石灰石漿液洗滌煙氣，吸收煙氣中的SO2，為了強化吸收過程，降低吸收過程的設備投資和運行費用，脫硫塔一般應該要滿足以下幾點要求：1）保證氣液之間的接觸時間，確保煙氣中的SO2能夠被充分的吸收；2）盡量減少煙氣在吸收塔內的阻力，降低氣液之間的擾動；3）結構盡量簡單，減少制造和檢修的難度；4）要不容易結垢，耐腐蝕，不產生二次污染。氧化過程主要是在氧化槽中進行的，氧化槽接收儲存脫硫劑，溶解石灰石氧化脫硫塔出口產物生辰CaSO4，并且結晶生成石膏。富液處理是脫硫系統中經常存在的一種問題，不能把富液直接排放，不然會造成二次污染，石灰石/石膏法的一般做法是將硫酸鹽和亞硫酸鹽生成石膏，用于工業生產。另外吸收塔中會在煙氣中產生含硫的“霧”，直接排放等于說將SO2又排入了大氣，所以一般要在吸收塔塔頂添加除霧器實現汽水分離。

2 脫硫系統水處理

雖然石灰石/石膏法脫硫工藝通過將富液中的硫酸根生成石膏減少了污水對環境的污染，但是循環過程中的水會含有重金屬和氯離子，將會加重脫硫設備的腐蝕和產生石膏的質量，所以在循環中一定要把一部分的污水排出系統。但是，正如上文所述，脫硫工藝產生的廢水如果直接排放必然會使污染物重新進入自然環境，造成對環境的二次污染，所以十分有必要對脫硫系統產生的污水進行處理，降低脫硫系統對環境的破壞。脫硫系統廢水處理系統包括中和、反應、絮凝和沉降脫水等多個流程，經過這些流程的處理檢查合格后才可以排入下水道。

廢水處理一般采用氫氧化物沉淀法，顧名思義就是通過在廢水中加入適量的強堿性物質，使廢水中的重金屬離子生成沉淀而被脫除。但是，如果僅僅采用氫氧化物沉降重金屬離子容易造成溶液中生成膠體從而減弱降塵的效果，一般做法是在其中加入混凝劑使其無法生成膠體，另外可以通過在溶液中加入助凝劑加速降塵。通過以上的污水處理原理，國內外工程師為脫硫系統設計了合理的脫硫廢水處理系統，這個系統主要包括廢水處理系統、化學加藥系統和污泥脫水系統三部分。廢水處理系統就是加強堿等物質降塵重金屬離子，化學加藥系統又包括NaOH卸藥、加藥系統，聚鐵加藥系統，有機硫化物加藥系統，絮凝劑加藥系統，鹽酸加藥、卸藥系統等，通過這些系統的合理運行可以實現廢水中PH值的穩定，減少污水對環境造成破壞的可能性。污泥處理系統顧名思義，通過降塵等方法將廢水中的雜質除掉，防止阻塞管道等。

3 脫硫系統水處理系統檢修

如上文所述，脫硫系統水處理系統是燃煤電廠脫硫系統中不可或缺的一部分，它的運行可以維護吸收塔漿液中氯離子濃度的穩定，并且減少排放污水中重金屬。該系統的主要設備包括反應池、計量泵、加藥泵、污泥泵和污泥過濾泵等。在上文介紹水處理系統的基礎上本文討論了廢水處理系統檢修中需要注意的一些要點，以期能為脫硫機組的檢修提供一定的技術支持。首先來討論加藥系統的檢修問題，加藥系統在平時運行過程中要適時的進行清理，定時的對藥箱內藥量記性檢查，并且要保證藥品的純凈有效。檢查計量泵，保證計量泵的正常運行，適時對其電路等進行檢查。其次，在設備運行前，一定要對廢水處理系統的主要設備進行定期檢查，通常是一周進行一次全面的檢查，保證脫硫設備能夠正常安全的投入運行。另外重點要檢查閥門是否在正確位置、線路是否正常，潤滑油量是否適中，壓力表等能否正常工作。運行中，應對泵前的保護裝置進行實時檢查，防止格柵上出現過多的殘留物而影響水流通常；運行中如果出現雜音則需要對系統進行查看，防止設備故障；泵與電機的運行應控制溫度，水泵軸承溫度應低于70℃，而電機不能超過80℃；曝氣池中，在接觸氧化的過程中，應保證氣量與水流量的比例合適，即保證接觸充分；控制空氣壓縮機的溶氧量；經常檢查出口位置的水流情況；接觸氧化反應開始后應定時對其進行檢查，控制進氣的情況以滿足系統運行的需求。同時應進行定期切換，污水泵與凈水泵應每24小時切換一次[3]。

以上討論了實際檢修過程主要應該注意的一些問題，并且為檢修工作提供了一個可行的參考。但是實際脫硫系統的運行和檢修過程中往往要復雜的多，這就要要求實際的運行人員能夠及時的發現問題，并且按照規章流程進行設備的檢修和運行。減少設備在運行中發生事故的幾率。

4 結論

我國是以此能源的消耗大戶，特別是燃煤量，燃煤機組的脫硫控制對實現我國SO2的控制有十分重要的意義。目前國內進90%的機組均已添加了脫硫系統，脫硫系統的正常運行是機組實現脫硫的重要前提。水處理系統通過處理系統產生的廢水從而降低該脫硫工藝對環境的二次污染，降低重金屬的排放。水處理系統的正常運行就顯得尤為重要，本文首先介紹了脫硫系統的發展現狀，介紹了石灰石/石膏法濕法脫硫系統主要設備和流程，著重介紹了水處理系統的工藝和流程，并且為脫硫系統水處理系統的檢修提供了一個可行的方案，以期為脫離機組的檢修工作提供理論基礎。

【參考文獻】

[1]張楊帆，李定龍，王晉.我國煙氣脫硫技術的發展現狀與趨勢[J].環境科學與管理，2006，31（04）：124-128.

[2]杜雅琴.脫硫設備運行與檢修技術[M].中國電力出版社，2012，3.

[3]喬軍.600MW機組脫硫廢水處理系統運行及檢修工藝[J].科技傳播，2012（03）.

[責任編輯：楊玉潔]