燃煤电厂脱硫系统氯离子含量超标问题分析及建议

张彩霞 ， 董锐锋 ， 冯 斌

(1.润电能源科学技术有限公司 ， 河南 郑州 450052 ； 2.国网河南省电力公司 电力科学研究院 ， 河南 郑州 450052)

近年来，大气污染问题受到越来越多的关注，燃煤电厂作为全国煤炭消耗量一半的企业，率先开展了“超低排放”改造工作，大幅降低了大气污染物的排放量，在大气污染物允许排放浓度方面，二氧化硫、氮氧化物、烟尘分别降低了65%、50%和83%。湿法脱硫技术由于较高的脱硫效率，在燃煤电厂进行了广泛的应用[1-3]。湿法石灰/石灰石烟气脱硫工艺中最重要的可溶性物质是Mg2+、Na2+和Cl-，氯化物主要由烟气带入FGD系统[4]。这三种可溶性物质中Cl-最为重要，因为氯化物对工艺性能有负面影响，还影响耐蚀合金材料的选择。而且在其他条件相同的情况下，高浓度氯化物会降低SO2脱除效率[5-6]。本文结合电厂实例分析氯离子高的原因并提出建议，为燃煤电厂脱硫系统的正常稳定运行提供技术保障。

1 存在问题

某燃煤电厂完成了超低排放改造，在脱硫系统正常运行过程中发现，自2017年9月中旬开始，石膏产品中的氯离子含量超过500 mg/kg(电厂根据自己情况而定)的运行控制指标，且采取增大脱硫废水排放量等调整措施后仍无法满足指标要求，严重影响了石膏产品的品质以及脱硫系统的稳定运行。

2 检查结果与分析

2.1 现场检查的总体评价

2.1.1石膏产品中附着水和氯离子含量超标

根据电厂监测分析结果，自2017年9月12日前后，石膏中附着水和氯离子含量较之前显著升高，如表1所示。

表1 石膏产品品质分析结果(电厂监测分析数据)

2017年9月26日在现场取回石膏样品，经实验室分析，结果如表2所示。

表2 石膏样品分析结果

由表2可知，双方实验室分析结果基本一致，石膏产品中附着水和氯离子含量均大幅超过设计值，同时石膏中碳酸钙含量超标[7]。

2.1.2脱硫废水处理系统停运半个月

在运行过程中，脱硫废水处理系统因故停运半个月左右，期间吸收塔浆液的氯离子含量迅速升高，如表3所示。

表3 吸收塔浆液品质分析结果(电厂监测分析数据)

脱硫废水处理系统停运期间与石膏产品中附着水和氯离子含量显著升高的时间基本一致，当脱硫废水处理系统重新正常运行之后，吸收塔浆液的氯离子含量降低至正常水平附近，但石膏产品中附着水和氯离子含量并未降至合格范围内。2017年9月26日，在现场取回吸收塔浆液样品，经实验室分析，浆液内氯离子含量均值为11 900 mg/L，双方实验室分析结果基本一致[8]。

2.1.3真空皮带机上石膏滤饼厚度分布以及滤饼冲洗水流量分布不均匀

在石膏脱水真空皮带机运行过程中，石膏滤饼厚度分布不均匀，其中一侧厚度在1～2 cm，另外一侧厚度在4 cm左右。滤饼冲洗水流量分布也不均匀，石膏滤饼厚度较小的一侧冲洗水流量明显较大。并且两侧石膏产品中附着水含量与氯离子含量有明显差异，滤饼较厚的一侧附着水含量和氯离子含量较低。

2.1.4石膏脱水系统真空皮带机滤布破损

脱硫石膏脱水系统共有两台真空皮带机，每台真空皮带机都可以两台发电机组共用，其中一台真空皮带机使用时间为1年左右，但滤布破损和修补较多，另外一台真空皮带机的滤布已经使用近三年时间，滤布破损和修补处较少。在现场检查期间，将运行时间较长的皮带机滤布修补之后，石膏中氯离子含量由2 000 mg/kg左右降至700 mg/kg，石膏品质好转较为明显，但仍未达到500 mg/kg的控制指标。

2.1.5吸收塔浆液pH值运行范围偏高

吸收塔在运行过程中，pH值控制范围偏高，为5.8～6.2，高于5.2～5.6的推荐值[9]。

2.2 原因分析

①脱硫吸收塔浆液品质恶化是石膏品质降低的直接原因。脱硫废水处理系统停运期间，吸收塔浆液内氯离子含量迅速升高，并且烟尘等杂质含量随之增加，易造成石膏脱水困难，石膏产品中附着水和氯离子含量显著升高。②真空皮带机上石膏滤饼厚度分布以及滤饼冲洗水流量分布不均匀，易造成石膏品质分布不均匀，部分石膏产品附着水和氯离子含量超标。③石膏脱水系统真空皮带机滤布破损，使石膏脱水效果进一步降低，增加了石膏产品中附着水和氯离子含量。④吸收塔浆液pH值运行范围偏高，易造成石灰石反应不完全，石膏产品中硫酸钙含量偏低，且碳酸钙含量偏高，会影响石膏产品的脱水效果。吸收塔浆液pH值控制过高，也会引起塔内喷淋层、喷嘴结垢等严重后果。

3 建议

①增加脱硫废水排放量或通过浆液置换方式，降低吸收塔浆液氯离子含量，控制浆液氯离子含量在10 000 mg/L以下。②调整真空皮带机的运行状态，使石膏滤饼厚度分布以及滤饼冲洗水流量分布趋于均匀，稳定石膏品质。③对破损的真空皮带机滤布进行及时修补或更换，保证石膏脱水效果。④降低脱硫塔浆液pH值至合理区间范围内，并控制在5.2～5.6。当吸收塔出口二氧化硫浓度接近最高限值时，可通过增加浆液循环泵启动数量来降低总排口二氧化硫浓度值，不宜通过片面提高浆液pH值的方法来进行控制。

4 结论

本文选取了一个极具代表性的燃煤电厂为研究对象，分析了其脱硫系统石膏产品中氯离子含量超标的问题，并给出了运行建议。结果表明，脱硫浆液品质恶化，真空皮带机上石膏滤饼厚度分布以及滤饼冲洗水流量分布不均匀，石膏脱水系统真空皮带机滤布破损，吸收塔浆液pH值运行范围偏高等因素，造成石膏氯离子含量超标，建议在运行过程中加强上述方面的监管巡查工作。