吸收塔浆液氯离子含量高的原因分析及应对措施

史宏胜　赵保安　卜宪伏

摘 要：吸收塔浆液中氯离子对系统产生的危害具有隐蔽性、长期性、缓慢性的特点而容易被忽视。本文通过脱硫系统运行过程中实际遇到的问题，分析了吸收塔浆液氯离子含量高的来源及危害，详细叙述了分析方法和应对措施，为其他公司处理类似问题提供参考和借鉴。

关键词：氯离子；危害；物料衡算

1 概述

石灰石-石膏湿法脱硫工艺因其技术成熟、脱硫效率高、吸收剂分布广泛、易得而被我国大多数火电企业烟气脱硫系统采用。在运行过程中，因为吸收塔浆液中氯离子对系统产生的危害具有隐蔽性、长期性、缓慢性的特点而容易被忽视。

2 吸收塔浆液氯离子的来源及危害

脱硫吸收塔浆液在循环的过程中，会不断富集氯离子。石灰石-石膏湿法脱硫系统的氯化物来源于脱硫吸收剂、补充水及煤。脱硫吸收剂石灰石中的氯离子含量一般为0.01%左右，脱硫工艺水中氯离子的含量为10-150mg/L，而脱硫系统中大多数的氯来源于烟气中的氯化氢，主要是燃煤中含氯量高引起的。我国煤中的氯含量一般在0.1%左右，少数煤中氯含量为0.2%-0.35%，某些高灰分煤的氯含量可达0.4%。

吸收塔浆液中过高的氯离子含量将会造成脱硫系统中接触浆液的管道、塔体以及设备产生强烈的腐蚀作用。在湿法脱硫系统浆液中，氯化物大多以氯化钙的形式存在。钙离子浓度的增大，在同离子效应的作用下，将抑制石灰石的溶解，从而影响SO2的物理吸收和化学吸收，抑制脱硫反应的顺利进行，导致脱硫效率下降。另外，为了抵消脱硫效率下降造成的影响，必然会提高石灰石浆液的供应量，引起产生吸收塔浆液中剩余石灰石含量增大，杂质增多，石膏脱水性能急剧下降，石膏脱水后的品质差等现象。

3 吸收塔浆液氯离子含量高的原因分析

2018年以来，我公司脱硫系统先后出现石膏脱水困难、石膏含水量高、脱硫效率降低等问题，为此每月不定期抽取各个吸收塔的浆液进行氯离子含量检测。从检测结果上看，#1吸收塔从2月份以来浆液氯离子达到20000mg/L以上，3月到4月，漿液氯离子达到30000mg/L以上。#2机组自5月份启动以来，初期浆液氯离子含量较低，在10000mg/L以下，但氯离子浓度随着机组运行时间的增长而不断增大。#3机组近期运行时间较长，浆液氯离子一直维持在30000mg/L以上，最高时达到43533mg/L，自5月18日起把部分浆液导入#2吸收塔使浆液氯离子降至30000mg/L以下。#5吸收浆液氯离子一直维持在30000mg/L以上，最高时达到46976mg/L，近期把部分浆液导入#6吸收塔后浆液氯离子有所降低。

从分析结果可以看出，几台机组脱硫吸收塔浆液氯离子含量都维持在较高水平，超出20000mg/L的控制指标。为了查明吸收塔浆液氯离子含量高的根本原因，对脱硫吸收塔进行了氯离子物料衡算。

进入脱硫吸收塔的氯离子主要有三个来源：①烟气携带的氯离子；②脱硫用水携带的氯离子；③石灰石携带的氯离子。

排出脱硫吸收塔的氯离子主要有三个方向：①烟气携带的氯离子；②脱硫废水携带的氯离子；③石膏携带的氯离子。

脱硫吸收塔氯离子=进入吸收塔烟气携带的氯离子+脱硫用水携带的氯离子+石灰石携带的氯离子-吸收塔出口烟气携带的氯离子-石膏携带的氯离子-脱硫废水携带的氯离子。

3.1 烟气中氯化氢浓度的测试

进出脱硫吸收塔烟气携带的氯离子绝大部分以气态氯化氢形式进出脱硫吸收塔。在原烟气和净烟气断面用吸收法对烟气进行采样，通过分析吸收液中氯离子的浓度和所抽取的烟气体积计算烟气中氯化氢浓度。在脱硫装置运行稳定时，抽取#2机组、#3机组、#5机组测量三次，结果取平均值。测试结果如表1所示。

3.2 脱硫用水和脱硫废水中氯离子浓度

脱硫用水和脱硫废水通过化验脱硫工艺水和脱硫废水中氯离子浓度，再根据水量计算氯离子总量，如表2、表3所示。

3.3 石灰石和石膏中氯离子浓度

石灰石中氯离子含量很少，可以忽略不计。石膏中氯离子浓度通过实验室化验得出，再根据石膏排出量计算氯离子总量，如表4所示。

3.4 氯离子物料衡算

根据上述测试和计算结果，对#2脱硫吸收塔进行氯离子物料衡算，如表5所示。从表5可以看出，进入脱硫吸收塔的氯离子量大于排出脱硫塔的氯离子量，造成进出不平衡，氯离子在脱硫吸收塔内形成累积。

4 吸收塔浆液氯离子含量高的应对措施

在影响进出吸收塔氯离子的各种因素中，加大废水排出量，提高吸收塔氯离子带出量，是降低吸收塔氯离子浓度的主要手段。受场地、经费等客观条件的制约，在现有设备情况下，采用如下措施提高废水的排出量。

4.1 采用高效絮凝剂，提高废水装置的处理能力

我公司脱硫系统废水原处理流程是在中和箱、沉降箱和絮凝箱中分别加入液碱、有机硫、絮凝剂，废水经过中和、沉淀、混凝以及污泥脱水等步骤，实现脱硫废水的达标再利用。这种废水处理流程在使用过程中，存在添加的药品种类多，人员工作量大，设备维护工作量大，废水处理量较小，出水水质不稳定等问题。即使经过运行人员的精心调整，在保证出水指标合格的情况下，脱硫废水的最大处理量也只能达到10m3/h。按照上文每小时脱硫系统氯离子的带入量，废水系统每天运行8小时计算，我公司300MW机组废水处理量要达到13m3/h左右，1000MW机组废水处理量要达到15m3/h左右才能达到吸收塔浆液氯离子含量的平衡。现有脱硫废水处理系统不能满足降低吸收塔浆液氯离子浓度的要求。

采用新型高效絮凝剂后，脱硫废水处理能力大幅度提升，完全满足降低吸收塔氯离子含量的需要，且将原来要加入的三种药品简化为一种药品，使得运行人员的工作量大大降低。在废水处理系统达到最大出力23m3/h的情况下，出水指标为：pH7.73，悬浮物小于5mg/L，重金属含量合格。高效絮凝剂能够大幅提高脱硫废水的处理能力、有效降低出水浊度、出水重金属含量也在合格范围内，可以替代传统药剂且不需对脱硫废水处理系统进行大幅技改，投资运行费用低，有着良好的经济效益和社会效益，可以作为一种“化学增容”方式的有效尝试。

4.2 加强系统维护，提高废水处理设备的可靠性

脱硫废水处理系统原来由于普遍的重视程度不够，设备可靠性较低，经常出现故障，并且多台机组共用一套设备，系统余量较低。一旦系统中的一台关键设备出现故障就会导致多台机组长时间无法排放废水，使得吸收塔浆液的氯离子含量飙升。随着环保政策的日趋严厉，环保设备的可靠性得到了充分的重视，可靠性大幅度的提高，保障了脱硫废水系统的正常运行。

4.3 提高浆液氯离子化验频率

提高浆液氯离子化验频率，密切关注脱硫浆液氯离子浓度，根据氯离子浓度及时调整废水排量，使浆液氯离子长期控制在目标范围之内。

5 结论

通过上述措施的执行，我公司吸收塔浆液氯离子的含量逐渐降低至合理的范围。高效絮凝剂的使用是提高脱硫废水处理量，快速降低吸收塔浆液氯离子的含量的一个很好的方法。根本解决脱硫浆液氯离子含量高的问题，最终还是要解决脱硫废水的处理量及废水再利用的问题。短期之内可以增大废水向湿式捞渣机及其他用户的排放量，长远来看要结合国家政策进行脱硫废水零排放的深入研究。

参考文献：

[1]尹连庆，徐峥.氯离子对脱硫石膏脱水影响研究及机理探讨[J].粉煤灰，2008，20（3）：12-13.

[2]吴怡卫.石膏湿法烟气脱硫系统废水处理的研究[J].中国电力，2006，39（4）：75-78.