燃煤电厂脱硫石膏氯离子含量高解决方案探讨
燃煤电厂脱硫石膏氯离子含量高解决方案探讨
power--wifi
欢迎您关注“清洁高效燃煤发电技术中心”！让我们在煤炭清洁高效利用的道路上一起同行，在交流的平台上学习新知，在分享中共同感受幸福和美好！感谢您对本公众号的关注和支持！
作者 | 孙瑞华
大唐环境产业集团股份有限公司淮北虎山项目部
关键词：脱硫石膏；氯离子含量；优化运行；工业水改造
面对日益趋紧的环保形势，石灰石 - 石膏湿法脱硫系统的副产物 ——— 脱硫石膏的综合利用环节受到各级领导的高度关注 。 决定石膏质量的吸收塔浆液的品质，一方面决定着脱硫系统的安全稳定运行及设备寿命，另一方面也决定着石膏的 “ 出路 ” 和企业面临的环保压力和环保风险度 。
2.1 某电厂立足“脱缰治困”，避免沦为“僵尸企业”，多方筹煤降低燃料成本，入炉煤多达十几个煤种，燃煤参数与原设计煤种大相径庭；同时大量进行高硫煤、煤泥的配煤掺烧，例如某些高灰分煤的氯元素含量可达一般煤种的4 倍，燃煤中含有的氯元素比例大幅增加，燃烧后随烟气进入到脱硫系统。由于脱硫系统工业水、工艺水的反复循环使用，氯离子在吸收塔浆液中逐渐富集，吸收塔浆液氯离子含量不断升高，乃至严重超标。
2.2 该厂脱硫工业水及工艺水源采用机组冷水塔内的循环冷却水，水中氯离子含量在550mg/L 左右，这将促使浆液中氯离子富集更加急剧。
2.3 脱硫废水系统不能严格按照设计和生产要求足量排放系统产生的废水，是导致浆液系统中氯离子富集的另一主要因素。受设备健康水平、运行调整等因素制约，该厂废水处理量月均值仅为6～7m 3 /h，远远低于15m 3 /h 的设计排放指标。去年年底，脱硫废水系统因设备故障间断投运期间，吸收塔浆液氯离子浓度一度达到26000 ml/L，石膏中氯离子含量达6000ppm 以上，强烈的腐蚀性及严重影响了脱硫系统的正常运行。
石膏氯离子高，根源在于吸收塔氯离子浓度超标 。 可以采取的常规措施有：
① 对吸收塔浆液连续脱水；
②维持脱硫废水处理系统最大出力连续运行；
③ 浆液置换 。 其他技术改造措施有：
① 真空皮带脱水机换型改造；
② 优化脱水皮带机的石膏及滤布冲洗水；
③ 脱硫水源改造；
④ 废水系统改造 。
3.1 对吸收塔浆液连续脱水
因该电厂掺烧高硫煤比例过大，吸收塔入口二氧化硫浓度均值已经处于设计值的1.7～1.8 倍，供浆量处于设计水平的2.5～3 倍，为保证浆液密度，脱水能力已经运行在上限。
3.2 提高脱硫废水处理系统能力
石灰石- 石膏湿法脱硫系统的废水处理系统处理水量仅按脱硫系统水平衡及电厂入炉煤硫份设计值含量等因素进行设计。该电厂因煤种变化、硫份变化导致废水处理需求增大，即使达到原设计排放能力，也难以控制石膏浆液及石膏中的氯离子含量满足要求。
3.3 浆液置换
浆液置换，属于急救措施，迫不得已时可以临时利用，见效快。因受到排放场地的限制，短期使用尚可，不能有效地控制吸收塔中氯离子浓度的增长。
3.4 真空皮带脱水机换型改造
石膏中的氯离子易溶于水，因此降低石膏中的自由水分浓度可以在一定程度上改善石膏中氯离子含量。该厂鉴于脱水现状，先后将原有脱水机换型为DG34/2000 型真空脱水机，脱水性能有较大程度改善，石膏中氯离子含量有一定程度的减少。因大量高硫煤及煤泥掺烧，吸收塔入口硫严重超标，石灰石浆液供给量过大，石膏产物大大高于设计值。石膏浆液中细小颗粒比例升高（塔内还未长大的石膏晶体小颗粒），阻塞了皮带机滤布的滤水通道，使浆液中的水不容易从滤布孔隙分离出来，脱水效果依然不理想。
3.5 优化脱水皮带机的滤饼、滤布冲洗水
真空皮带脱水机换型改造前，因石膏含水率过高，运行人员不敢投运滤饼冲洗水及滤布冲洗水，以免增大石膏含水率。真空皮带脱水机换型改造后，考虑脱硫工艺水氯离子含量偏高（550mg/L 左右），为最大限度发挥滤布冲洗水的作用，特地接入一路生活水水源作为滤布及滤饼冲洗水。投运后，降低氯离子效果不甚明显。
3.6 脱硫水源改造
该厂脱硫用水一直使用厂区工业水，厂区工业水源取自机组冷水塔内的循环冷却水，机组循环水冷却水氯离子在550mg/L 区间范围长周期运行。正常情况下，脱硫系统每小时耗用水量约150m3 左右，无疑，厂区工业水中氯离子含量高，是造成该厂脱硫石膏氯离子含量高的主要原因之一。该厂循环水补水来自城市中水，中水来水氯离子随着季节不同会有所变化，通常处于160mg/L 左右范围变化。因循环水浓缩倍率在3.5 倍上下，因而机组循环水冷却水氯离子会达550mg/L，甚至更高。改造方案：在主厂现有石灰预处理清水池处，安装清水输送泵，输送到脱硫系统用水管道处对接，保留原水系统做紧急备用。对脱硫系统用水水源进行技改后，水源更换为中水来水通过石灰预处理后的澄清水，氯离子含量降低为现有工业水的1/3~1/4 范围，氯离子降至160mg/L 左右范围。将大大 改善吸收塔浆液品质，提高石膏脱水效果，促进石膏品质稳定。同时，脱硫系统水源改造后，浆液中氯离子状况大大改善，将大幅降低废水处理需求量。
3.7 废水系统改造和维护
鉴于板框压滤机存在经常拉板拉不开、滤布冲洗不正常等问题，对其进行更换。在真空皮带脱水机的气液分离器底流管道上设置一路旁路接送到废水缓冲箱，脱硫废水取自真空皮带机滤液，含泥量大大减少、颗粒物减小，大大改善了废水处理系统运行条件。
纵观火电行业经营形势，电煤市场很长一段时期难以改观，混煤掺烧态势将依然故我，吸收塔入口含硫量依旧会持续现状 。 基于此，唯有坚持不懈的落实以上解决方案，并不断探索新技术 、 新方案，进行技术革新，不断优化吸收塔浆液品质，彻底脱硫石膏品质，氯离子超标问题将彻底解决，由此带来的环保压力将不复存在 。
发表于：《科学技术创新》
脱硫废水达标排放一体化设备应用（视频）
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
李经理 18610081801（微信）
地址：湖南省长沙市高新开发区东方红中路589号
左码关注我们-右码联系我们