湿法脱硫吸收塔浆液氯根含量高的原因分析及解决对策
湿法脱硫吸收塔浆液氯根含量高的原因分析及解决对策
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摘要：某热电厂检修结束投入正常生产后，吸收塔浆液氯根逐渐升高，快接近湿法脱硫系统规定值20000ｍｇ／Ｌ。通过分析吸收塔浆液氯根含量高的危害及原因，提出了应对措施，后经加强运行调整坚持加强脱硫废水排放后，吸收塔浆液氯根趋于平衡状态，恢复正常运行。
关键词：湿法脱硫；吸收塔浆液；氯根；脱硫废水
0 引言
某热电厂湿法脱硫系统经检修后，投运一段时间，脱硫吸收塔浆液氯根浓度持续升高。与往年吸收塔浆液氯根浓度化验数据进行对比，2020年很明显上升趋势非常快，如果不及时进行运行调控，将超出湿法脱硫系统规定值20000ｍｇ/Ｌ，并将造成脱硫系统管道设备腐蚀严重、浆液脱水后石膏品质差等一系列运行问题，增加检修工作量和运营及维护成本。
1 脱硫系统运行情况说明
近三年，吸收塔浆液氯根浓度范围区域达到天数进行记录分析，具体如表１对比表。
通过近三年的吸收塔浆液氯根浓度化验数据进行分析，氯根浓度＞10000mg/L时间很明显在逐年缩短。氯根浓度2018年度和2019年度未超出15000ｍｇ／Ｌ，然而2020年3月18日已经超出15000ｍｇ／Ｌ。说明2020年吸收塔浆液氯根上升趋势非常快，如果不及时进行调控将超出湿法脱硫系统规定值20000ｍｇ／Ｌ
2 吸收塔浆液氯根高对湿法脫硫系统的危害
２．１ 对脱硫系统的腐蚀
加剧吸收塔内金属件腐蚀：一是氯离子对不锈钢造成腐蚀，破坏钝化膜；二是不断富集的氯离子，会直接降低浆液的ｐＨ值，会引起金属腐蚀、缝隙腐蚀及应力腐蚀。因脱硫吸收塔内壁有玻璃鱗片衬里保护，所以会先造成浆液循环泵、搅拌器等设备的严重腐蚀，缩短设备寿命。
２．２ 降低脱硫效率
（1）抑制吸收塔内的化学反应。浆液中氯化物大多以氯化钙的形式存在，钙离子浓度的增大，在同离子效应作用下，将抑制石灰石的溶解，降低液相碱度，从而影响到吸收塔内的化学反应，降低了SO2的去除率。随着氯离子扩散系数的增大，具有排斥HSO3－或SO3的作用，影响SO2的物理吸收和化学吸收，抑制脱硫反应的顺利进行，导致脱硫效率下降。
（２）吸收塔浆液易起泡。随着吸收塔浆液氯离子含量的增加，浆液性质可能会改变，塔内浆液会产生大量的气泡，造成吸收塔溢流，产生虚假液位，干扰运行人员的判断和调整，造成浆液循环泵的汽蚀或跳闸，甚至导致浆液进人原烟道。
（３）吸收塔浆液易中毒。因氯离子较强的配位能力，在高浓度下会迅速与烟尘中的Ａｌ、Ｆｅ和Ｚｎ等金属离子配位形成络合物，将Ca或CaCO3颗粒包裹起来使其化学活性严重降低，浆液的利用率下降，最终导致吸收塔浆液内的CaCO，过剩，但ｐＨ值却无法上升，这时补浆液将极易过量，造成浆液密度过高，导致浆液中毒。
２．３ 影响石膏品质
吸收塔浆液氯根浓度升高，会抑制二氧化硫溶解生成亚硫酸氢根，引起石膏中碳酸钙含量增大，氯根含量增加，石膏脱水性能下降，造成石膏品质恶化。如果想得到更高品质的石膏，就必须增加冲洗水量，从而使脱硫系统形成恶性循环，并且进人脱硫废水中的氯根含量大幅增加，废水处理难度增大。
3 吸收塔浆液氯根含量高的排查分析
３．１ 煤中氯含量分析
电厂有对锅炉燃煤中氯含量进行化验分析，同时依据ＧＢ/Ｔ20475.2-2006《煤中有害元素含量分级第２部分：氯》煤中氯含量分级对人厂煤种氯含量进行分级具体如表２所示。
根据电厂烟气湿法脱硫装置设计规范脱硫吸收塔人口烟气参数具体如表３。
可以计算出燃煤中氯含量设计值为0.043％，通过分析可以看出烟煤氯含量已经超出湿法脱硫系统设计值，所以吸收塔氯根浓度升高有可能受人厂煤煤质变化的影响。
３．２ 脱破工艺水分析
如果湿法脱硫系统工艺水氯离子含量高的话，也将造成吸收塔浆液氯根升高。电厂有取脱硫工艺水箱中的水样进行化验，化验出氯根为17ｍｇ／Ｌ，氯根含量很低，而且电厂未使用髙氯根的酸碱中复用水，所以排除吸收塔氯根浓度升高是受工艺水的影响。
３．３ 石灰石粉分析
同时电厂脱硫石灰石粉样有委托福建省121地质大队进行化验，检测出石灰石粉中氯离子含量为0.12％，氯离子含量很低，所以排除吸收塔氯根浓度升高是受石灰石粉的影响。
３．４ 锅炉烟尘浓度分析
脱硫系统中大部分的氯来源于烟气中的氯化物，主要以无机物形态存在，如氯化钙、氯化钾、氯化镁等。电厂分别对３台锅炉进行烟尘浓度检测，具体烟尘实测浓度检测数值见表４。
从３台锅炉除尘器出口检测烟尘浓度数据来分析，不属于烟尘浓度髙的现象，所以排除吸收塔氯根浓度升高是受锅炉烟尘浓度的影响。
３．５ 脱硫废水排放量分析
由于电厂脱硫废水处理系统ｐＨ调节箱人口手动门全开，人口流量在1.5-2.5ｍ3/ｈ之间波动（电厂脱硫废水处理系统设计出力3ｍ3/ｈ），怀疑人口流量计不准。及时安排检修人员对废水泵进、出口管道进行排査，发现管道内壁有污泥结晶。并排空废水缓冲箱和ｐＨ调节箱内浆液，使用内窥镜査看，箱内无积浆。同时进行流量实物比对，发现废水泵处理流量不足1ｍ3/ｈ，脱硫废水排放量不够，脱硫废水由溢流管进人集液坑，再进人吸收塔，造成吸收塔氯根浓度升高。
4 降低吸收塔浆液氯根高的措施
（１）运行人员应对吸收塔浆液氯根进行加测，跟踪变化趋势，以便及时判断提前调整运行措施，如果处理不及时，应执行系统异常处理措施，置换吸收塔浆液，尽快恢复脱硫系统正常运行，保证吸收塔浆液氯根浓度合格达标。
（２）吸收塔浆液氯根过髙时，最有效的办法是加大脱硫废水的排放。由于电厂废水泵出口至ｐＨ调节箱人口之间管道较长，要加强对该管道进行冲洗，防止管道长期累积结垢，甚至堵住管道，以确保脱硫废水处理系统全出力正常运行。
（３）加强外购石灰石粉、煤的采购监测，尽量采用低氯煤和石灰石粉。
（４）因电厂脱硫工艺水箱的水源有两路，一路为冷却水，一路为工业酸碱中和废水。当吸收塔浆液氯根超标时，应及时停止电厂工业废水回用至脱硫工艺水箱，从而减少脱硫系统氯离子来源。
5 总结
（１）脱硫系统运行过程中控制吸收塔氯根浓度主要在于原煤中氯含量，要加强对不同批次原煤进行氯含量监测。尽量选择低于脱硫系统原煤氯含量设计值0.043％，—旦发现超出设计值，可以进行煤种更换或调整配比。
（２）通过加强对废水泵出口至ＰＨ调节箱入口管道的冲洗，管道结垢现象得以控制，同时定期对人口流量计进行实物比对，确保脱硫废水量能够及时处理，减少脱硫系统中氯根的富集，保证脱硫废水处理系统正常运行。
来源：《能源与环保》
作者：黄仙池
The End
脱硫废水处理设备增容换型改造技术应用
系统优势
1. 多效水处理： 多种水处理技术高度集成，可实现重金属，氟化物污染物深度去除达标排放。
2. 投资成本低： 模块化设计，布置灵活，占地面积小，处理量 20 m³/h 占地 ≤ 15 ㎡。
3. 运行成本低： 全自动化控制，运维方便，单一药剂制度，投加量仅为 100 ~ 400 /m³。
4. 有效改善浆液颗粒细化： 采用变间距变角度旋流布料技术，提升絮团沉降速度的同时，保证细微颗粒沉降效果。
DM一体化脱硫废水高效处理系统 - 设备布置
摘 要： 现阶段，燃煤电厂湿法脱硫这种工艺会产生一定量的含重金属废水。文章介绍了脱硫废水的水质特性和处理流程，并针对废水达标排放工艺等主流技术进行技术可行性分析以及经济性对比进行了展望。
一、 方案背景
目前国内普遍采用的三联箱（物化法）废水处理工艺，具有配置设备较多、投资较大、运行成本高和设备的检修维护量较大的缺点，导致许多装置虽安装了上述废水处理装置，但在实际运行过程中存在运维成本高、故障率高、实际投运率低的状况。本公司通过对国内多个脱硫废水系统进行分析，结果表明：多数矿山在设计的系统上配置了废水处理装置，且处理模式相同，采用中和、絮凝、澄清工艺，调整pH值，去除悬浮物、重金属等污染因子。这些系统运行一段时间后普遍因含固态量较高，使澄清器、污泥泵、压滤等设施负担加重，石灰乳加药系统堵塞，导致设备故障率较高，以致只能停用废水处理系统，转而寻求别的排放方式。
为了解决上述问题，我公司经多年研发，成功推出了基于DM一体化处理装置及DBS药剂的废水预处理工艺。本处理工艺已成功应用在株冶、大唐、华电、中色及宝武集团等多家单位废水处理项目中。DBS药剂也在国内含重金属废水中使用。可靠性，有效性及经济性效果得到业主方充分肯定。该技术最大特点是简单、高效。主要体现在：
（1）安装工作量少，施工简便，模块化设计，高度集成。DM一体化设备将脱硫废水的给药、中和、絮凝、澄清，搅拌等高度集成在一套装置中。
（2）物化反应时间短。使用DM一体化处理系统（用于完全取代原有三联箱及其相应的、有机硫、复合铁盐以絮凝剂等药剂贮存、配制与投加系统），并提供所要求的搅拌器设备。DM一体化处理系统自带投药箱，自动加入。DBS药剂拥有较强大的絮凝能力，能够轻松捕捉废水中极细小颗粒及胶体物质，达到去除脱硫废水中重金属、悬浮物及部分COD、氟化物的效果。
（3）沉降速度快。因DBS药剂本身难溶于水，且比重比水大，加之具有较强大的絮凝能力，形成的矾花具有较高的沉降速度，有利于后续的泥水分离。
（4）固液分离效果好。由于对悬浮物（包括极细小的悬浮物及胶体物质）絮凝吸附去除彻底，且形成的矾花只需一次泥水分离，上清液浊度即达到排放标准或回用要求。
（5）操作简便，自动化程度高。DM一体化处理系统自带有投药机，药剂加料阀通过电机控制，变速可调，控制加药速度及加药量。
（6）抗冲击能力强。脱硫废水成分复杂，水质与煤质、工艺水水质、氧化空气量、石灰石品质以及整个系统的运行工况等诸多参数、因素密切相关，波动较大。DBS复合处理药剂正是针对废水的这一特点研发。
强大科研及技术支持。DBS药剂的研发基于中组部国家级专家、中南大学博士生导师王平山领导的科研平台，投入重金属废水治理领域使用多年来，根据实际运行状况和多数业主提出的共同要求，例如更好的处置污泥，更高的重金属脱除率等，已历经多次配方升级。
同时由于各家企业废水水质不尽相同，对于处理后的出水要求也有侧重点等原因，单一的药剂配方无法满足所有要求。复合药剂配方的灵活性能够非常完美的解决这个问题，通过实地取样，再经过多次有针对性的验证试验，根据结果对药剂中各组分的成分比例做微调，最终形成“一厂一方”的药剂特点。DM一体化处理设备是西林环保公司在整合有色冶炼、氟化工等多个特殊行业的废水治理领域大量工程经验和运行数据基础上开发的一套拥有完全自主知识产权的高新技术产品。DM/DBS废水预处理技术能比较完美的应对目前国内主流矿山废水达标排放的要求，遇到比较特殊的水质，还可以考虑结合预沉、曝气和污泥浓缩等工艺予以解决，出水即可达标排放。
XX热电厂目前三联箱系统或其他处理系统运行基本正常，但是存在处理能力低/运行维护成本较高等问题，我们根据现场装置实际情况提出DBS药剂+改造的工艺方案，用非常经济的方式满足业主提出的系统适当增容、降低运行成本和操作难度、减少劳动力强度和设备检修维护频率等目的和要求。
二．设计条件及依据
本技术方案适用于“XXX脱硫废水处理系统改造工程”，改造条件如下：
本次废水系统改造，在废水厂房、工艺、设备的基础上，进行优化、完善或部分利旧修复，集中处理全厂脱硫废水后，达标处理后的废水短期内根据业主需要进行综合利用。
（1）设计条件
① 废水的水质
废水的水质与工艺、灰及吸附剂等多种因素有关。废水的主要超标项目为悬浮物、pH值、汞、铜、铅、隔、铬、铅、锌、砷、氟、钙、镁、铝、铁以及氯根、硫酸根、亚硫酸根、碳酸根等。
② 废水处理系统处理后水质
产生的废水经处理后出水水质达到废水处理系统出口的污染物最高容许排放浓度的要求。废水排放标准的详细指标如下：
① 废水的处理水量工程规模
改造后系统具有较强的抗水质/水量冲击能力，热电厂目前的废水水量在30m3/d，改造后三联箱及澄清器系统实际出力能力不小于40m³/h（但受限于泵组及管道，进水流量可能达不到这个数值）。
② 改造地点：废水处理厂房
（1）设计依据
① 国家现行的建设项目环境保护设计规定。
② 招标方提供的基础资料及技术要求。
③ 同类行业废水治理的工程经验和技术。
④ 我公司设计技术规范与标准。
三．系统方案整体设计思路
经过对废水系统的初步了解，在认真搜集资料的同时对国家有关各项排放标准、治理方法等进行研究与分析，结合我公司过往工程经验确定了此次三联箱废水处理系统技术改造方案。
该方案通过对原三联箱系统进行改造，不再添加有机硫、硫酸氯化铁、助凝剂等药剂，改为添加我公司的废水处理药剂DBS材料且通过加药装置直接以固态粉料形式自动加入，无需制备水剂，同步处理重金属及悬浮物，协同去除氟化物、硫化物及部分COD等污染物（考虑到可能出现的废水水质极端情况，石灰乳加入系统保留，日常不予运行）。
本方案考虑将原中和箱、反应箱、絮凝箱利旧改造为三级反应处理箱（依序命名为1#、2#、3#反应处理箱）。
2#反应箱顶部增加一套固态药剂投加系统，功率0.75kw。
原药剂制备/投加系统、反冲洗系统及出水箱搅拌等设备可拆除或停用。
四．设备系统工艺流程设计
（1）三联箱改造后废水处理过程
废水经由废水提升泵送入一级反应箱，随后依次经过二、三级箱。同时DBS处理剂从二级处理箱顶部的自动加药系统投入，复合处理剂的投入量可以通过变频器调节。复合处理剂投入量根据废水进水量及水质情况通过给药机的变频投药装置自动调节，再由二级处理箱溢流至三级处理箱。二、三级处理箱搅拌的主要目的是促成较大矾花的形成。处理过的废水溢流进入原澄清器，经过澄清器，水中的矾花会沉降下来，然后排出清水。
（2）化学加药系统
新增一套自动加药系统。固体粉末经加药箱自动给料器投入，在搅拌机的搅拌作用下，与脱硫废水均匀混合。复合处理剂的投入量可以通过变频器调节。
（3）污泥脱水系统
澄清器底部污泥通过污泥输送泵出口母管增加一路污泥支路到脱水皮带混入石膏进行脱水处理，原压滤系统保留，日常不予运行。
（4）其他说明
废水中悬浮物基本上全部与水处理药剂进行物化反应后形成了松散状的絮凝体（矾花），因此不会出现设备与管道堵塞现象。
改造后流程示意框图如下页所示。
五．工艺特点
（1）DBS药剂物化反应时间短。
（2）反应后固形物沉降速度快。
（3）污泥固液分离效果好。
（4）操作简便，自动化程度高。将固体粉状药剂人工倒入加料斗，药剂加料阀通过电机控制，变速可调，控制加药速度及加药量。
（5）行业领先，技术先进。DBS药剂均是本公司针对目前废水设备运行当中存在的问题而自主研发、具有自主知识产权的环保产品。工程实践证明该技术投资低，运行可靠，系统简单，是一种实用，先进，高效的废水处理方式。
六．方案可靠性分析
废水处理系统所加药剂只有一种固态粉料处理药剂DBS。所有污泥均送至压滤机/脱水皮带进行脱水处理。
七．改造新增设备材料清单
湖南西林环保材料有限公司
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地址：湖南省长沙市高新开发区东方红中路589号
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