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降低濕法脫硫漿液氯離子濃度的分析及建議

所屬頻道: 水處理  關鍵詞:脫硫漿液 脫硫廢水 濕法脫硫

北極星水處理網訊:摘要:石灰石-石膏濕法脫硫漿液中氯離子濃度高是普遍存在的問題。通過廢水排放解決氯離子濃度高的措施受到電廠排放限制。本文主要分析了脫硫吸收塔漿液氯離子濃度產生的主要來源,對某電廠脫硫漿液密度、氯離子濃度、廢水排放等歷史數據進行分析。通過分析某電廠運用控制吸收塔漿液密度、調整旋流站沉砂嘴孔徑、石膏漿液置換的方法,對吸收塔漿液氯離子濃度的控制起到一定作用,緩解脫硫廢水排放受限帶來的難題。


關鍵詞:脫硫裝置 氯離子 廢水系統 數據分析 漿液密度 沉沙嘴 漿液置換

一、脫硫漿液中產生氯離子的原因及危害

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,氯離子在吸收塔漿液中逐漸富集,會導致吸收塔漿液氯離子濃度嚴重超標,不僅影響石膏的品質,還會引起脫硫效率的下降,增大石膏結垢的可能,加速對脫硫設備破壞和腐蝕,直接威脅脫硫裝置的安全穩定經濟運行。因此脫硫裝置都設置有配套的脫硫廢水處理系統,目的就是通過排放一定量的廢水,降低吸收塔漿液中氯離子濃度和重金屬離子濃度,改善吸收塔漿液品質。

二、脫硫廢水處理系統簡介

某電廠脫硫裝置采用化學沉淀法廢水處理工藝,包括廢水處理系統、化學加藥系統、污泥處理系統及排污系統。 其核心機構是三聯箱:中和箱、沉降箱、絮凝箱。進入脫硫廢水處理系統的廢水,經中和、絮凝和沉淀等處理過程,處理后的排水用于燃料煤場噴淋,經廢水處理系統壓縮后的泥餅外運。要求吸收塔漿液中氯離子濃度達到16000mg/l時,投運廢水處理系統。處理后廢水排放的標準:濁 度NTU≤70; PH值6-9;(COD)Cr mg/l≤100。近幾年,脫硫處理后的廢水,濁度和PH值都在合格范圍,COD比較高,在100-800之間,經過加藥處理量調整,也很難達到標準排放值。

三、濕法脫硫吸收塔漿液中氯離子濃度高的分析

(一)吸收塔漿液中氯離子來源的分析

1、脫硫裝置氯離子總體來源分析。首先,從氯離子濃度的總來源進行分析: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;脫硫用工藝水、工業水中氯離子濃度在200-500mg/l。由此可以看出,吸收塔氯離子不是從工藝水中進入脫硫裝置,其總來源主要是由煙氣攜帶進入脫硫裝置。

2、脫硫吸收塔氯離子濃度高其他來源。主要是脫硫裝置水的循環使用,使氯離子在吸收塔漿液中逐漸富集。結合某電廠脫硫系統配置和運行情況,主要來源于以下三個方面:

(1)石膏旋流器溢流(回吸收塔),廢水旋流器底流(回吸收塔);

(2)真空皮帶脫水機底部濾液水(汽水分離器濾液排水、濾布沖洗水、真空泵排水、皮帶密封水);

(3)地溝及其他來水(各泵、風機的冷卻水、機封水、管道沖洗水、煙道疏水、濕除排水;過濾水地坑、吸收塔地坑、煙道地坑、事故漿液箱排放以及脫硫廠房地面保潔水等)。

3、脫硫裝置氯離子各種來源對吸收塔氯離子濃度的影響。綜上煙氣中攜帶的氯離子和脫硫裝置各種水源,通過各類地坑回收水泵返回到吸收塔系統內,造成氯離子濃度在系統內循環累積,居高不下。特別是真空皮帶脫水機底部濾液水(汽水分離器濾液水)和石膏旋流器底流是引起吸收塔漿液氯離子濃度累積增高的主要原因。

(二)某電廠脫硫漿液氯離子及相關指標歷史數據統計及分析

2013年以前,吸收塔漿液中氯離子濃度高于15000mg/l或漿液品質惡化時,對吸收塔漿液進行拋漿處理,排放至老廠水力除灰系統;2014年-2015年,拋漿處理,外排至#1、#2廢棄涼水塔內;2016年以后脫硫廢水排放至輸煤廢水池,主要用于煤場噴淋,受季節因素影響較大,夏季環境溫度較高,蒸發量大,脫硫廢水偶爾外排;冬季氣溫低,蒸發量小,且管道、噴嘴易發生凍結,脫硫廢水不外排。

#1、#2、#3吸收塔漿液氯離子濃度、漿液密度、廢水排放量歷史數據統計表

備注:

1、空白表格為機組停機狀態。

2、每次停機后,機組再次啟動,漿液氯離子濃度都降低。(a、在2015年以前進行了拋漿處理;b、2015年以后,由于停機后吸收塔漿液液位上漲,同時一部分置換到事故漿液箱)

通過具體數據可得出以下結論:

1、2012年、2013年、2014年廢水處理排放量較大,同時可以得到拋漿處理,吸收塔漿液密度也較低,因此漿液中氯離子濃度較低。

2、脫硫廢水排放因受煤場噴淋條件限制和脫硫廢水系統運行情況不穩定的影響,與設計排放值相距甚遠。#1、#2脫硫廢水2016年僅排放508m3、2017年僅排放934m3;#3脫硫2016年僅排放568m3、2017年僅排放326m3,遠低于設計值要求。(#1、#2脫硫裝置設計廢水排放量單臺5.5t/h,#3脫硫設計6t/h)

氯離子濃度高,造成石膏脫水困難,相應的漿液密度也升高;漿液密度升高,氯離子含量也隨之升高,兩方面相互作用,相互影響。2017年三臺脫硫漿液密度高,氯離子濃度也高。

四、控制吸收塔漿液中氯離子濃度采取的措施

(一)連續投運石膏脫水系統。其核心意圖是降低吸收塔漿液密度,從而降低吸收塔漿液中氯離子的濃度。

2018年三臺脫硫氯離子濃度與漿液密度對比表

(二)增加石膏底流量。其核心意圖是通過調整大孔徑旋流器沉砂嘴(即增大底排流量)來達到降低石膏溢流回到吸收塔的流量,增大到皮帶的流量,從而在脫除石膏中帶走一部分氯離子。

具體實例

2017年02月,#1機組試驗旋流器石膏漿液處理量及底流濃度,更換沉沙嘴9個,內徑16mm,經過調整,石膏漿液密度不降 ,氯離子濃度不降,且有上升趨勢。

2017年05月,#1機組試驗旋流器石膏漿液處理量及底流濃度,更換陶瓷沉砂嘴9個,內徑18mm。經過調整,底流密度較低約1420kg/m3(標準:1450kg/m3),但石膏漿液密度基本穩定 ,氯離子濃度保持在平衡狀態。

2017年06月,#2機組試驗旋流器石膏漿液處理量及底流濃度,更換陶瓷沉砂嘴9個,內徑18mm。

截止目前,#1吸收塔密度基本穩定在1200-1220kg/m3左右,氯離子濃度基本在24000mg/l;#2吸收塔密度基本穩定在1200kg/m3左右,氯離子濃度基本在20000-22000mg/l。

由于旋流器沉砂嘴孔徑調整,使脫硫石膏的含水率隨之升高,2017年、2018月均值約15%。石膏含水率的增加使石膏品質有所下降,但同時帶走了一部分脫硫廢水,緩解了目前脫硫廢水排放受限帶來的難題。

(三)漿液置換。其核心意圖是當氯離子濃度達到一定程度,向事故箱排放一定數量。再把事故箱漿液按照少量多次回用的原則,逐漸由吸收塔回收再利用。

具體實例

2018年1月11日3號機停機前吸收塔漿液氯離子濃度22000mg/m3,停機后向事故漿液箱排放漿液約1200m3;

1月17日#3機組啟動時,吸收塔漿液氯離子濃度9500mg/l后,利用約20天時間,平均隔一天#3脫硫(回用到#3AFT塔,緩解舊漿液對吸收塔漿液的直接影響)回用事故箱漿液100m3。

在吸收塔密度得到控制的情況下,目前#3塔漿液氯離子濃度基本維持在17000mg/l以下,比較穩定。

以上所采取的控制吸收塔漿液中氯離子的方法,基于吸收塔漿液密度的控制、旋流站沉砂嘴孔徑的調整、石膏漿液的置換既是單獨作用的體現,同時也是相互作用的結果,其實是相輔相成的??傊?,通過以上調整,對吸收塔漿液氯離子濃度的控制起到了一定作用,緩解了脫硫廢水排放受限帶來的難題。