吸收塔漿液氯離子含量高的原因分析及應對措施

史宏勝　趙保安　卜憲伏

摘 要：吸收塔漿液中氯離子對系統產生的危害具有隱蔽性、長期性、緩慢性的特點而容易被忽視。本文通過脫硫系統運行過程中實際遇到的問題，分析了吸收塔漿液氯離子含量高的來源及危害，詳細敘述了分析方法和應對措施，為其他公司處理類似問題提供參考和借鑒。

關鍵詞：氯離子；危害；物料衡算

1 概述

石灰石-石膏濕法脫硫工藝因其技術成熟、脫硫效率高、吸收劑分布廣泛、易得而被我國大多數火電企業煙氣脫硫系統采用。在運行過程中，因為吸收塔漿液中氯離子對系統產生的危害具有隱蔽性、長期性、緩慢性的特點而容易被忽視。

2 吸收塔漿液氯離子的來源及危害

脫硫吸收塔漿液在循環的過程中，會不斷富集氯離子。石灰石-石膏濕法脫硫系統的氯化物來源于脫硫吸收劑、補充水及煤。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，而脫硫系統中大多數的氯來源于煙氣中的氯化氫，主要是燃煤中含氯量高引起的。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%。

吸收塔漿液中過高的氯離子含量將會造成脫硫系統中接觸漿液的管道、塔體以及設備產生強烈的腐蝕作用。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，從而影響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，為了抵消脫硫效率下降造成的影響，必然會提高石灰石漿液的供應量，引起產生吸收塔漿液中剩余石灰石含量增大，雜質增多，石膏脫水性能急劇下降，石膏脫水后的品質差等現象。

3 吸收塔漿液氯離子含量高的原因分析

2018年以來，我公司脫硫系統先后出現石膏脫水困難、石膏含水量高、脫硫效率降低等問題，為此每月不定期抽取各個吸收塔的漿液進行氯離子含量檢測。從檢測結果上看，#1吸收塔從2月份以來漿液氯離子達到20000mg/L以上，3月到4月，漿液氯離子達到30000mg/L以上。#2機組自5月份啟動以來，初期漿液氯離子含量較低，在10000mg/L以下，但氯離子濃度隨著機組運行時間的增長而不斷增大。#3機組近期運行時間較長，漿液氯離子一直維持在30000mg/L以上，最高時達到43533mg/L，自5月18日起把部分漿液導入#2吸收塔使漿液氯離子降至30000mg/L以下。#5吸收漿液氯離子一直維持在30000mg/L以上，最高時達到46976mg/L，近期把部分漿液導入#6吸收塔后漿液氯離子有所降低。

從分析結果可以看出，幾臺機組脫硫吸收塔漿液氯離子含量都維持在較高水平，超出20000mg/L的控制指標。為了查明吸收塔漿液氯離子含量高的根本原因，對脫硫吸收塔進行了氯離子物料衡算。

進入脫硫吸收塔的氯離子主要有三個來源：①煙氣攜帶的氯離子；②脫硫用水攜帶的氯離子；③石灰石攜帶的氯離子。

排出脫硫吸收塔的氯離子主要有三個方向：①煙氣攜帶的氯離子；②脫硫廢水攜帶的氯離子；③石膏攜帶的氯離子。

脫硫吸收塔氯離子=進入吸收塔煙氣攜帶的氯離子+脫硫用水攜帶的氯離子+石灰石攜帶的氯離子-吸收塔出口煙氣攜帶的氯離子-石膏攜帶的氯離子-脫硫廢水攜帶的氯離子。

3.1 煙氣中氯化氫濃度的測試

進出脫硫吸收塔煙氣攜帶的氯離子絕大部分以氣態氯化氫形式進出脫硫吸收塔。在原煙氣和凈煙氣斷面用吸收法對煙氣進行采樣，通過分析吸收液中氯離子的濃度和所抽取的煙氣體積計算煙氣中氯化氫濃度。在脫硫裝置運行穩定時，抽取#2機組、#3機組、#5機組測量三次，結果取平均值。測試結果如表1所示。

3.2 脫硫用水和脫硫廢水中氯離子濃度

脫硫用水和脫硫廢水通過化驗脫硫工藝水和脫硫廢水中氯離子濃度，再根據水量計算氯離子總量，如表2、表3所示。

3.3 石灰石和石膏中氯離子濃度

石灰石中氯離子含量很少，可以忽略不計。石膏中氯離子濃度通過實驗室化驗得出，再根據石膏排出量計算氯離子總量，如表4所示。

3.4 氯離子物料衡算

根據上述測試和計算結果，對#2脫硫吸收塔進行氯離子物料衡算，如表5所示。從表5可以看出，進入脫硫吸收塔的氯離子量大于排出脫硫塔的氯離子量，造成進出不平衡，氯離子在脫硫吸收塔內形成累積。

4 吸收塔漿液氯離子含量高的應對措施

在影響進出吸收塔氯離子的各種因素中，加大廢水排出量，提高吸收塔氯離子帶出量，是降低吸收塔氯離子濃度的主要手段。受場地、經費等客觀條件的制約，在現有設備情況下，采用如下措施提高廢水的排出量。

4.1 采用高效絮凝劑，提高廢水裝置的處理能力

我公司脫硫系統廢水原處理流程是在中和箱、沉降箱和絮凝箱中分別加入液堿、有機硫、絮凝劑，廢水經過中和、沉淀、混凝以及污泥脫水等步驟，實現脫硫廢水的達標再利用。這種廢水處理流程在使用過程中，存在添加的藥品種類多，人員工作量大，設備維護工作量大，廢水處理量較小，出水水質不穩定等問題。即使經過運行人員的精心調整，在保證出水指標合格的情況下，脫硫廢水的最大處理量也只能達到10m3/h。按照上文每小時脫硫系統氯離子的帶入量，廢水系統每天運行8小時計算，我公司300MW機組廢水處理量要達到13m3/h左右，1000MW機組廢水處理量要達到15m3/h左右才能達到吸收塔漿液氯離子含量的平衡。現有脫硫廢水處理系統不能滿足降低吸收塔漿液氯離子濃度的要求。

采用新型高效絮凝劑后，脫硫廢水處理能力大幅度提升，完全滿足降低吸收塔氯離子含量的需要，且將原來要加入的三種藥品簡化為一種藥品，使得運行人員的工作量大大降低。在廢水處理系統達到最大出力23m3/h的情況下，出水指標為：pH7.73，懸浮物小于5mg/L，重金屬含量合格。高效絮凝劑能夠大幅提高脫硫廢水的處理能力、有效降低出水濁度、出水重金屬含量也在合格范圍內，可以替代傳統藥劑且不需對脫硫廢水處理系統進行大幅技改，投資運行費用低，有著良好的經濟效益和社會效益，可以作為一種“化學增容”方式的有效嘗試。

4.2 加強系統維護，提高廢水處理設備的可靠性

脫硫廢水處理系統原來由于普遍的重視程度不夠，設備可靠性較低，經常出現故障，并且多臺機組共用一套設備，系統余量較低。一旦系統中的一臺關鍵設備出現故障就會導致多臺機組長時間無法排放廢水，使得吸收塔漿液的氯離子含量飆升。隨著環保政策的日趨嚴厲，環保設備的可靠性得到了充分的重視，可靠性大幅度的提高，保障了脫硫廢水系統的正常運行。

4.3 提高漿液氯離子化驗頻率

提高漿液氯離子化驗頻率，密切關注脫硫漿液氯離子濃度，根據氯離子濃度及時調整廢水排量，使漿液氯離子長期控制在目標范圍之內。

5 結論

通過上述措施的執行，我公司吸收塔漿液氯離子的含量逐漸降低至合理的范圍。高效絮凝劑的使用是提高脫硫廢水處理量，快速降低吸收塔漿液氯離子的含量的一個很好的方法。根本解決脫硫漿液氯離子含量高的問題，最終還是要解決脫硫廢水的處理量及廢水再利用的問題。短期之內可以增大廢水向濕式撈渣機及其他用戶的排放量，長遠來看要結合國家政策進行脫硫廢水零排放的深入研究。

參考文獻：

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