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用

北京國電龍源環保工程有限公司 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用

北京國電龍源環保工程有限公司 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脫硫裝置的影響情況分析，指出目前主要通過投運廢水系統來達到降低氯離子濃度方法存在的瓶頸，結合實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 氯離子 吸收塔 廢水旋流器

一、項目背景

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入脫硫裝置，由于脫硫裝置水的循環使用，氯離子在吸收漿液中逐漸富集，會導致吸收塔漿液氯離子濃度嚴重超標，而吸收塔氯離子濃度超標不僅造成系統設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垢，同時影響石膏的品質和增加廠用電率。嚴重影響脫硫裝置的安全穩定經濟運行。

二、目前的處理方法

針對吸收塔氯離子濃度超標的問題，常規的措施和辦法主要是采取加大脫水系統的運行負荷、連續投運廢水處理系統，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投運廢水處理系統。但對于絕大部分石灰石脫硫裝置而言，脫硫廢水處理系統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計，但實際脫硫廢水系統處理量不僅因煤種的變化導致處理水量增大，而且實際廢水系統的待處理水來源復雜，如地面沖洗水、設備泄漏水、脫水機濾液水、脫水旋流稀液等，因此，脫硫廢水系統實際處理量普遍偏小，對于吸收塔漿液氯離子濃度的調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，導致脫硫裝置不能經濟可靠運行。

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行分析判斷，通過對某公司石灰石漿液、工藝水取樣化驗，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，從上述數據可以看出，吸收塔氯離子不是從工藝水中進入脫硫裝置，其來源主要是由煙氣攜帶進入脫硫裝置。因為火電廠燃煤隨市場及周邊供應情況變化的特性，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，且只能從系統工藝上想辦法解決。

圖1 某公司廢水處理系統

2.結合實例，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，主要采取投運廢水系統，經過處理后外排的方式，如圖1所示。從其系統流程圖可看出，進入回收水池的漿液（水）經過廢水旋流器分級后，稀液通過加藥處理外排。而進入回收水池的漿液（水）共有6路，分別是：

石膏旋流器頂流；

#1皮帶脫水機汽水分離器濾液排水；

#2皮帶脫水機汽水分離器濾液排水；

#1皮帶脫水機圍堰排水；

#2皮帶脫水機圍堰排水；

包括廢水旋流器底流及地溝來水（包括制漿系統再循環管道沖洗底排放水，供漿泵出口管道沖洗底排放水，石灰石漿液箱、再循環箱、工藝水箱、工業水箱、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）的流量統計如表1所示：

表1 回水池各漿液（水）的流量統計

(1)廢水系統各路水源的氯離子含量對脫硫吸收塔氯離子濃度的影響

通過對回收水池中的氯離子濃度進行化驗，化驗結果最高可達25000mg/L,而回收水池中95%的漿液會通過回收水泵返回吸收塔系統內，造成氯離子濃度在系統內循環累積，居高不下。而通過化驗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號皮帶脫水機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號皮帶脫水機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氯離子濃度。

(2)設備出力大小對脫硫吸收塔氯離子濃度的影響分析

該公司設備的鉻牌出力如下：

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。

結合上文分析，石膏旋流器底流及真空皮帶脫水機濾液水氯離子濃度較高，且占進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入廢水處理系統外排，因此，從啟用廢水系統外排的角度來看，加大石膏旋流器稀液的處理量才能達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，要達到廢水外排的標準，需在廢水處理系統進行加藥、澄清等多道處理工藝，處理代價較大。所以，從經濟環保運行的角度，通過減少石膏旋流稀液的方法來降低廢水系統的運行負荷，而這可以通過調整大孔徑旋流器沉砂嘴（即增大底排流量）來達到降低石膏稀液進入回收水池的流量。對于真空皮帶脫水機，由于其濾液懸浮物較小，在廢水系統中其懸浮物不經過處理即可以達到外排的標準，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濾液水排放量，即可達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，結合該公司真空皮帶脫水機的濾布沖洗水量（2.5t/h）和真空盒密封水量（2.5t/h）參數，在真空皮帶機出力一定的情況下，調低該設備的濾布沖洗水和真空合密封水量，可最大限度地達到廢水經濟外排。

四、降低脫硫吸收塔氯離子的方法

為達到降低脫硫吸收塔氯離子濃度。結合以上原因分析，結合現場設備、設施及原廢水系統工藝布置情況，提出三種廢水系統改造方案。

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

方案二：在真空罐底部加裝一臺濾液水泵，直接將濾液水打至清水池及廢水三聯箱，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，皮帶脫水機圍堰排水引至廢水系統集水池，這樣進入回收水池內的只有濾液水，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緩存，回收水池內的水可通過改造回收水泵回流管引至廢水三聯箱及清水池，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、水箱液位計等設備，系統改造涉及機務、電氣、熱控多個專業，改造工作量大，改造內容相對復雜，改造費用高，系統可靠性也有待進一步實踐驗證；方案二系統簡單，改造費用低，但增加了新的轉動設備，尤其是濾液泵工作在負壓環境中且過流部件需要耐磨防腐功能，因此，不僅改造初期費用高，而且了增加了以后的運行成本和檢修維護工作量；方案三系統簡單，運行維護方便，有助于優化運行方式，對原系統的影響小。改造工作量不大，不需要新增加設備，改造費用低。所以，以實施第三種方案為最優選擇。

圖4

五、項目實施后的效益效果

1.降低吸收塔氯離子濃度后，可有效減少氯離子濃度對設備的腐蝕，同時，保障了脫硫裝置的安全可靠運行。

2.懸浮物達標的濾液水經廢水系統簡單處理后可直接外排，大幅降低脫硫裝置的運維成本（購置廢水處置藥品如絮凝劑的費用、降低廢水系統的運行負荷、減少廢水系統的運維及配件費用等）。

六、推廣應用情況

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，為脫硫裝置安全穩定經濟運行提供了可靠的保障，其利用現場設備、設施的布置進行的改造方法同時也起到了很好的示范和借鑒作用。