燃煤电厂脱硫石膏氯离子含量高解决措施分析

燃煤电厂脱硫石膏氯离子含量高解决措施分析

姜超

陕西华电榆横煤电有限责任公司榆横发电厂   陕西省榆林市   719000

摘要：本文将以某地方城市的燃煤电厂作为研究对象，阐述电厂在运营过程中，脱硫石膏氯离子含量较高的主要原因，并提出浆液置换、脱水机改造、水源优化、调整废水系统等一系列解决对策，以此控制浆液氯离子浓度，提高企业环保效率，降低污染物排放，增强推流石膏品质，推动企业的可持续发展。希望通过本文研究，为相关行业提供借鉴。

关键词：废水系统；脱硫石膏；吸收塔；氯离子浓度

引言

脱硫石膏是烟气脱硫过程的副产品，由石灰浆液与二氧化硫反应物，经过氧化处理后得到。本质上属于能源企业生产过程中，产生含有大量氯离子的固体废弃物，根据我国烟气脱硫石膏污染控制规定，该产品氯离子含量应维持在0.3%以内，以防止对人体与环境产生不良影响。

一、案例分析

该燃煤电厂一直以来采用单一煤种，但由于供给该电厂煤矿需要倒面作业时，煤质变化较大，且燃煤的参数设计也与原煤具有较大差异。大量的高硫煤掺烧，会进一步增加氯元素含量，根据实际调查显示，部分高硫分煤的氯离子含量甚至可超出普通煤种的3倍，且超过该燃煤电厂的设计值。此类物质在燃烧后，会与烟气一同流入到脱硫系统。此时因为脱硫系统的循环使用，会致使氯离子逐渐富集，影响吸收塔浆液的正常使用，最终超出安全标准，威胁生态环境以及人体健康。

该燃煤电厂的脱硫工艺水主要采用高含盐废水回用水，其中氯离子浓度大约在340mg/L，同时脱硫废水系统难以遵循既定要求实现废水排放。并且脱硫废水系统本身也容易受到设备性能等因素的限制，最终该燃煤电厂的废水处理量只能达到6m3/h/月，与设计排放指标相距甚远。截至2022年年底，电厂脱硫废水系统因设备异常运行，导致间断投运，在此期间，吸收塔浆液内的氯离子含量在15000ml/L左右，对脱硫系统的服饰效果显著增加，至于石膏内，氯离子浓度也已超出3000ppm，危害性极高，严重影响系统的稳定运行。

二、燃煤电厂脱硫石膏氯离子含量高解决措施的实现路径

    为切实解决上述问题，保证脱硫石膏中氯离子浓度能够维持在安全标准以内，需要将吸收塔作为主要控制对象，通过连续脱水，维持系统最大出力等形式，降低氯离子含量，具体措施的实现路径可分为以下几点：

（一）连续脱水

    根据研究发现，燃煤电厂中的高硫煤占比较高，且电厂用煤的单一来源，没有进行燃煤的合理搭配与科学选择，导致过多低质产品被投入使用，甚至吸收塔二氧化硫含量已超出安全标准的2倍左右，而供浆量也明显高于设计水平。为此，需要进行浆液密度的有效调节，通过以下几种方法实现脱水作业，包括：化学脱水法，是指加入化学脱水剂，使含水率较高的煤内水分子出现分子化学反应或者直接用于石膏的脱水；热力脱水法，是指利用热源加热的形式，实现水分汽化[1]。

（二）增强系统性能

该燃煤电厂采用的脱硫废水系统表现为“三联箱处理+澄清技术”， 由于三联箱废水处理工艺投加复杂，设备维护繁琐，在原三联箱工艺上进行技术改造，并采用高效絮凝剂对脱硫废水进行处理，在三联箱第二联反应箱上设置高效絮凝剂加药机，就地通过变频控制器控制加药量。最后通入澄清池，在搅拌作用下，实现絮凝体与水的分离。以往在脱硫废水系统中，工作人员单纯依照入炉煤硫分设计值进行设计，一旦硫分变化，造成废水处理需求提升，便难以有效控制氯离子含量。为此，笔者认为设计人员需要做好脱硫废水系统改造，根据废水进水水质调试，确定最优运行方式，比如：提高箱体污泥浓度，保证有充足污泥量与反应中的絮凝物接触并沉淀。若污泥浓度偏高，可开启污泥外排泵；安装鼓风机，用于污泥活化，搭配气管，借助自动阀门控制开关；中和箱设置成双层导流结构，使内部导流与搅拌电机可共同实现搅拌作业，通过设置推进式叶轮，改变水流运动方向，促使污泥在外壁循环，有助于污泥沉淀；絮凝箱分为混合区以及斜板沉淀区，前者作用基本与中和箱一致，后者则用于减少出水浊度。

除此之外，燃煤电厂还可采用浆液置换的形式进行氯离子浓度的控制，但要注意该方法更像是一种应急处理措施，除非迫不得已，否则不会直接使用，虽然浆液置换的氯离子含量控制效果立竿见影，但容易受到场地限制，因此在技术推广上仍有待进一步研究。

（三）保证石膏含水量

在进行石膏含水量的控制方面，可采取以下措施：强化对石灰石粉的质量监督，将二氧化硅离子含量、碳酸钙含量、石灰石粉活性指标等作为监测重点；强化石膏旋流器底流的含固量，进一步评估石膏旋流器沉沙嘴、叶轮的磨损情况，计算出口压力是否满足设计值。若存在异常，则第一时间查明原因并及时解决，保证设备工作压力，控制在安全标准范围内；做好真空带脱水机的性能检测，确认是否存在设备真空管密封效果不佳的问题，疏通润滑水管，做好支撑的维护管理，消除潜在的安全隐患与故障，保证设备真空度达到按正常标准；控制石膏结晶时长，石膏结晶需要一段时间，若时间较短，则容易出现颗粒过小的问题，无法轻易完成脱水。若结晶时间过长，则会造成层状晶体的生成，此类物质粘性较大，无法有效脱水。同时要注意，由于电厂高硫煤的掺加量较高，石灰石浆液的供给较大，很容易造成浆液内细小颗粒堵塞滤水通道的问题。因此需要定时进行设备清理，使浆液中的水从滤布中有效分离，达到最佳的脱水效果。另一方面要增加滤饼冲洗水，确保冲洗水量能降石膏中氯离子的同时，确保含水量不超标

[2]。

（四）改善脱水机冲洗水水源

    根据调查发现，该燃煤电厂通常采用工业水，取自冷水塔内的冷却水，但冷却水本身的氯离子含量始终高于安全标准。一般来说，脱硫系统的耗水量大约在145m3/h，因此实现脱水机冲洗水水源的改造是目前该电厂的重要研究课题。为了达到脱水机冲洗水系统降本增效的目的，需要适当提高泵流量核定，保证新安装的过滤系统出水量满足安全标准，确保脱水机运行时冲洗水池补水量与消耗量持平，并进一步将冲洗水池水量作为补充。若存在排水渠间无法有效实现排水的问题，要通过排水渠存水量符合补水要求。同时，还要做好提升泵的选择，依照过滤器清洗进水压力，适当增加提升泵扬程，保证与管道有效配合，设置好潜水泵的电机容量。至于在过滤器的孔径选择上，要充分考虑经济需求，避免过滤器冲洗频次过高，导致耗电量加大，影响进水量。通常来说，孔径选择应控制在150微米左右，并要求冲洗喷嘴无堵塞。

（五）维护废水系统

    以往电厂采用的板框式滤机经常出现性能不达标、拉板拉不开和压滤机轨道变形的不足之处，因此，需要对其及时进行升级或更新，确保板框式滤机能够将污泥加压到0.4mpa，通过滤布、沟槽、孔道排出污泥，完成污泥脱水。至于脱水机的气液分离装置，在管道旁可安装旁路，用于接送至缓冲箱，减小颗粒物，改善系统运行条件。同时，相关技术人员也要做好先进知识与工艺的学习与吸收，具备良好的责任意识，丰富个人实践经验，了解设备的运行原理与改造方法，通过网络平台，自主学习成功的优化案例，做到有效应对突发事件，保证设备的安全使用。并定期做好设备的养护、维修，更换腐蚀、老化零器件，延长设备的使用寿命。定期开展系统巡检作业，挖掘潜在的安全隐患，并及时进行处理与防护，避免氯离子超标问题反复发生[3]。

三、结论

通过以某地方城市的燃煤电厂作为研究对象，阐述电厂存在的运营难题，并提出脱硫石膏氯离子含量高的应对方法，利用强化系统运行效能，实现脱水机、脱硫水源的改造等措施，缓解企业环保压力，提高脱硫石膏品质，实现企业经济效益的增长。

参考文献：

[1]罗金涛,宋凤英.电位滴定法测定脱硫脱硝系统出口溶液中氯离子含量的研究[J].中国检验检测,2023,31(05):13-16.

[2]刘凤利,王甜.改性脱硫石膏复合材料性能影响因素研究[J].河南大学学报(自然科学版),2023,53(05):597-604.

[3]王晓伟,迟慧芳.出磨水泥氯离子含量超标问题原因分析和处理[J].中国水泥,2023,(07):83-84.