2017-05-04
石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)中，漿液的品質(zhì)對整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要，關(guān)系著設(shè)備使用壽命、脫硫效率能否達標、副產(chǎn)物品質(zhì)是否合格等，特別是大部分電廠對漿液中氯離子給脫硫系統(tǒng)造成的影響認識不足，以下就脫硫吸收塔漿液中氯離子過高的危害、氯離子的來源提出改進的措施和建議。
一、氯離子過高的危害
1、加劇吸收塔內(nèi)金屬件腐蝕。其一氯離子對不銹鋼造成腐蝕，破壞鈍化膜；其二是不斷富集的Cl-，會直接降低漿液的pH。由此引起的金屬的腐蝕、縫隙腐蝕及應(yīng)力腐蝕，造成漿液循環(huán)泵、攪拌器等設(shè)備的腐蝕嚴重，縮短設(shè)備壽命。脫硫設(shè)計吸收塔內(nèi)金屬件時把吸收塔內(nèi)漿液允許的氯離子濃度作為一個重要的設(shè)計依據(jù)，允許氯離子濃度越高，使用的材料就越好，同時造價就越貴。當前設(shè)計單位普遍認知氯離子濃度≯20000mg/L時，2205等材料可以滿足，如果氯離子濃度更高，將會建議使用更好的材料，如哈氏合金等鎳基合金。
2、降低吸收塔漿液的使用效率，增加脫硫劑耗量和設(shè)備電耗。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(yīng)（兩種含有相同離子的鹽或酸或堿，溶于水時，他們的溶解度或者酸度系數(shù)都會降低，這種現(xiàn)象叫做同離子效應(yīng)）的作用下，將抑制石灰石的溶解，降低液相堿度，從而影響到吸收塔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，降低了SO2的去除率。氯離子的擴散系數(shù)較大，具有排斥HSO3-或SO3的作用，影響SO2的物理吸收和化學(xué)吸收，抑制脫硫反應(yīng)的順利進行，導(dǎo)致脫硫效率下降。同時，隨著吸收塔漿液Cl-含量的增加，漿液性質(zhì)可能會改變，塔內(nèi)漿液會產(chǎn)生大量的氣泡，造成吸收塔溢流，產(chǎn)生的虛假液位,干擾運行人員的判斷和調(diào)整,造成漿液循環(huán)泵的汽蝕或跳閘,甚至導(dǎo)致漿液進入原煙道。另外，因氯離子較強的配位能力，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(luò)合物，將Ca或CaCO3顆粒包裹起來使其化學(xué)活性嚴重降低，漿液的利用率下降，最終導(dǎo)致吸收塔漿液內(nèi)的CaCO3過剩，但pH值卻無法上升，脫硫效率降低。如果為確保脫硫效率和實現(xiàn)達標排放就需要提高液氣比，就會使得漿液循環(huán)系統(tǒng)電耗增加。
3、影響石膏品質(zhì)。吸收塔漿液中氯化物濃度升高，會抑制二氧化硫溶解生產(chǎn)亞硫酸氫根，引起石膏中碳酸鈣含量增大，氯離子含量增加，石膏脫水性能下降，石膏品質(zhì)惡化。如果想得到更高品質(zhì)的石膏，就需要大量增加沖洗水量，使整個系統(tǒng)形成惡性循環(huán)，并且進入脫硫廢水中的氯離子含量大幅增加，廢水處理難度增大。
綜上，吸收塔里的氯離子濃度過高，說明脫硫系統(tǒng)沒有按照設(shè)計要求排出脫硫廢水，不排脫硫廢水的后果除了顯示氯離子濃度超標外，同樣吸收塔內(nèi)的惰性物質(zhì)（如不參加反應(yīng)的灰、雜質(zhì)等）也無法排出系統(tǒng)之外，這部分物質(zhì)會包裹石灰石的微小顆粒，而阻止石灰石同硫氧化物的反應(yīng)，造成脫硫效率下降，因此氯離子的濃度過高，通常會伴隨脫硫效率的降低，或者說要用更多的石灰石漿液補入吸收塔，才能得到同樣的脫硫效率。
二、吸收塔漿液中氯離子的來源
1、石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)氯化物主要來源于脫硫吸收劑、補充水及煤。一般石灰石中氯離子含量為0.01%左右，我國煤中氯含量一般在0.1%左右，少數(shù)煤中氯含量為0.2%-0.35，部分高灰分煤中氯含量可達0.4%，氯在煤中主要以無機物形態(tài)存在，如氯化鈣、氯化鉀、氯化鎂等。因此，使用的脫硫劑和燃煤成為漿液中Cl-最終富集的主要因素。
2、使用冷卻塔循環(huán)水排污水作為脫硫工藝水源，水中氯離子含量在550mg/l左右，這對漿液中Cl-的富集有一定的作用。
3、靜電除塵器運行工況不佳，吸收塔入口粉塵顆粒增多，將會使灰中大量的氯化物被溶解到漿液中，形成漿液中Cl-的富集。
4、大量使用回流水，脫硫廢水系統(tǒng)不能嚴格按照設(shè)計和生產(chǎn)要求足量排放系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水，導(dǎo)致漿液系統(tǒng)中Cl-的富集。
三、吸收塔漿液氯離子的控制措施
漿液中氯離子過高時，最有效的辦法是加大脫硫廢水排放，但要注意脫硫廢水的達標排放。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況可以采取以下措施：
1、合理使用濾液水，縮短濾液循環(huán)時間。注意控制其他冷卻水、雨水等進入漿液循環(huán)系統(tǒng)，防止破壞吸收塔系統(tǒng)的水平衡。
2、減少石膏沖洗水量，嚴格控制石膏氯離子含量穩(wěn)定在合理區(qū)間內(nèi)，增大脫水過程中帶走的Cl-量；定期檢測吸收塔漿液中的氯離子含量，嚴格控制吸收塔漿液中的Cl-含量低于10000mg/L（DL/T1477-2015《火力發(fā)電廠脫硫裝置技術(shù)監(jiān)督導(dǎo)則》，石膏漿液Cl-含量宜控制在10000mg/l以內(nèi)），不得超過協(xié)議設(shè)計值，發(fā)現(xiàn)Cl-上升，應(yīng)增大廢水排放量和石膏漿液脫水，置換新鮮的石膏漿液；投運脫硫廢水處理系統(tǒng)，保證脫硫廢水足量達標排放。
3、加強脫硫系統(tǒng)運行過程中吸收塔漿液氯離子濃度的控制，定期開展化驗檢測，根據(jù)燃用的高、低硫煤種，結(jié)合技術(shù)協(xié)議設(shè)備材質(zhì)和漿液對氯離子的要求，嚴格控制吸收塔漿液品質(zhì)。
4、鈣法脫硫吸收塔漿液密度控制1080—1150kg/m3之間，漿液pH值控制5.4—5.8之間，定期降低吸收塔內(nèi)漿液pH值，加強吸收塔內(nèi)的反應(yīng)。
5、確保靜電除塵器完好投入運行，防止帶有大量氯化物的灰塵顆粒，進入吸收塔漿液系統(tǒng)，這部分顆粒的溶解會產(chǎn)生大量的Cl-，逐漸造成漿液中Cl-的大量富集。