石灰石—石膏濕法脫硫如何有效控制氯離子含量

郭遠祥　葛靜

【摘 要】隨著我國環保法律的日益健全，以及對環保工作的普遍重視，煙氣脫硫的應用進展迅速，火電企業多數已裝設或正在增設煙氣脫硫裝置，為緩解日益嚴重的酸雨問題出了貢獻。石灰石-石膏濕法脫硫工藝其技術成熟、脫硫效率的高、吸收劑分布廣且易得而被廣泛應用。但是由于石灰石-石膏濕法脫硫效率的影響因素諸多，且這些因素又互相關聯。其中，吸收塔漿液中的Cl-含量高不僅會增加漿液的腐蝕性、影響石膏品質與材料選擇，而

且影響石灰石的溶解度，最終影響脫硫效率。本文以萊蕪分公司煉鐵廠4#265m2燒結煙氣脫硫工程實際運行情況為例，分析該吸收塔漿液中的Cl-來源及危害，并提出相關的防治對策，為脫硫系統的運行提供可靠的理論支持。

【關鍵詞】環保；脫硫效率；Cl-含量；防治對策；理論支持

一、氯離子的由來

石灰石-石膏濕法脫硫系統氯化物來源于脫硫吸收劑、補充水及燒結機煙氣（煤的不充分燃燒）。脫硫吸收劑石灰石中的氯離子含量一般為0.01%左右，脫硫工藝水中氯離子的含量為10-150mg/L，而FGD系統中大多數的氯來源于煙氣中的氯化氫，主要是煤種的含氯量高引起的。我國煤中的氯含量一般在0.1%左右，少數煤中氯含量為0.2%-0.35%，某些高灰分煤的氯含量可達0.4%。氯在煤中主要以無機物形態存在，如氯化鈣、氯化鉀、氯化鎂等。

二、氯離子對脫硫系統的危害

1. 強烈的腐蝕性

氯離子對不銹鋼的腐蝕主要有兩方面：一是破壞鈍化膜；二是降低PH值。在PH值偏低的環境下，不銹鋼對Cl-將會更加敏感，其常見的腐蝕類型為點蝕。另外Cl-又是引起金屬孔蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕和選擇性腐蝕的主要原因。當Cl-含量達2%時，大多數不銹鋼已不能使用，萊蕪分公司煉鐵廠4#265㎡燒結煙氣脫硫系統選用玻璃鱗片襯里為吸收塔內壁防腐材料。

綜上所述，漿液氯離子含量高帶來的一個問題就是對于漿液接觸的罐體、管道和設備的腐蝕，必須采用更高級的防腐材料和設備。

2.抑制塔內的化學反應

在濕法脫硫系統漿液中，氯化物大多以氯化鈣的形式存在。鈣離子濃度的增大，在同離子效應的作用下，將抑制石灰石的溶解，降低液相的堿度，從而影響到吸收塔內的化學反應，降低了SO2的去除率。氯離子的擴散系數較大，具有排斥HSO3或SO3的作用，影響SO2的物理吸收和化學吸收，抑制脫硫反應的順利進行，導致脫硫效率下降。另外，隨著吸收塔漿液Cl-含量的增加，漿液性質可能會改變，塔內漿液會產生大量的氣泡，造成吸收塔溢流，甚至導致漿液進入原煙道。

3.影響石膏品質

吸收塔漿液中氯化物濃度升高，會引起石膏中剩余的脫硫劑量增大，還會是副作用石膏中的氯離子含量增加氯離子含量達到一定值時，就需要大量的沖洗水，這就無法保證石膏品質。當氯離子含量過高時，將會對石膏含水率產生不利影響，使石膏脫水性能急劇下降。石膏用作水泥緩凝劑時，對石膏中的氯含量有嚴格的要求，一般要求小于0.1%。因此，氯化物含量高時需附加除氯的措施，使后續處理工藝復雜，費用增加。

4.增加用電

氯離子具有較強的配位能力，在高濃度下會迅速與煙塵中的Al、Fe和Zn等金屬離子配位形成絡合物。這些絡合物將Ca或CaCO3顆粒包裹起來使其化學活性嚴重降低，漿液的利用率下降，最終導致吸收塔漿液在 的CaCO3過剩，但PH值卻無法上升，脫硫效率低。要想達到預想的脫硫效率就得增加溶液和溶質，這樣就使得漿液循環系統電耗增加。

三、氯離子的控制措施

以上分析表明，雖然氯在煤、水及脫硫劑中的含量極低，但對濕法脫硫來說是一個關鍵因素。漿液中氯離子過高時，最有效的辦法是加大脫硫廢水的排放，但是要降低廢水中的氯離子也是非常困難的，投資和運行費用都很高。

比如煉鐵廠4#265㎡燒結煙氣脫硫系統控制Cl-含量我們采取了以下幾種措施：

1、液水應盡量可能用于石灰石漿液制備，避免直接回收吸收塔，從而減少吸收塔漿液中Cl-含量；

2、石膏在脫水的過程中會帶走一定的Cl-，所以石膏在脫水時盡量少沖洗石膏餅；

3、每隔1小時對吸收塔漿液中的氯離子含量進行測量，嚴格控制吸收塔漿液中的Cl-含量；

4、盡量選擇含低氯根的煤、石灰石、工藝水（由于較多不可控制因素，此方法實施比較困難）；

5、4#265㎡燒結煙氣脫硫系統在建設階段就設置了廢水處理系統，保證脫硫廢水達標排放；發現Cl-還在上升，應增大廢水排放量和石膏漿液脫水，置換新鮮的石膏漿液，保證脫硫效率。

6、自石膏旋流器底流處加三通及閥門，保證在不脫石膏的情況下24小時不間斷外排廢水。

四、總結

1.脫硫系統中石膏脫水處理和廢水處理系統工藝過程和參數的選擇，很大程度上取決于吸收塔漿液中氯化物的含量和副產物石膏的去向。

2.脫硫系統運行過程中吸收塔漿液氯化物濃度的控制可按煤中氯含量確定，對于低硫煤，可控制吸收塔漿液中氯化物濃度為2%；對于高硫煤，可選擇濃度3%-3.5%。

3.石灰石-石膏濕法煙氣脫硫最佳運行參數：吸收塔漿液密度在1070-1150kg/ m？，漿液PH值為5.4-5.8之間。實踐證明萊蕪分公司煉鐵廠4#265m2燒結煙氣脫硫系統工程經運行優化后，脫硫效率達到95%以上，確保系統高效、穩定地運行。