廢水“零排放”下燃煤電廠脫硫廢水量的確定

? ??脫硫廢水量的確定不僅關(guān)系到超低排放煙氣處理系統(tǒng)的運(yùn)行，而且直接影響脫硫廢水處理工藝的選擇、投資和運(yùn)行成本。脫硫廢水量的確定需要考慮夜間脫硫漿液中氯離子含量、石膏質(zhì)量控制、脫硫工藝用水水質(zhì)、機(jī)組運(yùn)行煤質(zhì)和煙氣溫度等諸多因素。分析對(duì)影響脫硫廢水量的因素進(jìn)行了深入研究，并提出了降低脫硫廢水量的措施。

關(guān)鍵詞:脫硫廢水；水量的確定；氯離子；泥漿質(zhì)量；超低排放

0 引言

隨著燃煤電廠煙氣治理超低排放改造工程的推進(jìn)，對(duì)煙氣中SO2排放濃度的要求越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生了重要影響。為了保證濕法脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定和達(dá)標(biāo)運(yùn)行，必須更加嚴(yán)格地控制脫硫漿液的質(zhì)量，導(dǎo)致一些電廠濕法脫硫系統(tǒng)排放的脫硫廢水量增加。同時(shí)，國(guó)務(wù)院于2015年4月正式發(fā)布《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，對(duì)各類污水和廢水的處理和排放提出了更高的要求。一些地方政府也相繼頒布了地方標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)外部廢水的含鹽量提出了嚴(yán)格要求。河北省頒布的DB13/831-2006 《氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)》提高了廢水排放中氯離子的限值(350毫克/升)。根據(jù)DB37/599-2006 《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》和DB37/676-2007 《山東省半島流域水污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)，從2016年1月1日起，外排水總含鹽量限值為1600mg/L，以城市中水或循環(huán)水為主要水源的企業(yè)限值為2000mg/L；北京市2013年頒布的DB11/307—2013 《水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，排入地表水體的水污染物中可溶性固形物總量不超過(guò)1600毫克/升。根據(jù)近年來(lái)實(shí)施的國(guó)內(nèi)國(guó)外燃煤電廠廢水“零排放”改造項(xiàng)目，脫硫廢水的“零排放”處理占項(xiàng)目總投資的比重較大，直接關(guān)系到項(xiàng)目的投資和運(yùn)營(yíng)成本脫硫廢水量不僅要保證脫硫系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行達(dá)標(biāo)，還要盡可能減少?gòu)U水排放。降低污水處理系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用。降低脫硫廢水的合理排放對(duì)降低廢水“零排放”改造系統(tǒng)的投資和運(yùn)行成本具有重要意義。

1 脫硫廢水水量的確定

1．1 氯離子含量控制

1．1．1 燃煤煤質(zhì)

1．1．2 工藝水

1．2 漿液起泡的控制

1．3 石膏品質(zhì)的控制

石灰石-石膏濕法脫硫工藝需要消耗大量的工藝用水。工藝用水與脫硫系統(tǒng)中的煙氣進(jìn)行熱交換，并持續(xù)蒸發(fā)。工藝水中溶解狀態(tài)的氯化物也持續(xù)濃縮。因此，工藝水的攜帶也是脫硫漿液中氯的重要來(lái)源。調(diào)查結(jié)果表明，600兆瓦機(jī)組脫硫系統(tǒng)中蒸發(fā)水和石膏結(jié)晶水的總量約為100噸/小時(shí)，這種配水可視為純水(不含氯元素)。當(dāng)脫硫廢水量控制在10t/h時(shí)，脫硫漿液中氯離子的質(zhì)量濃度相當(dāng)于脫硫工藝水濃度的11倍(110/10=11)。根據(jù)脫硫工藝水中氯離子的質(zhì)量濃度，可以粗略計(jì)算出脫硫工藝水中攜帶的氯元素對(duì)脫硫漿液(廢水)中氯元素質(zhì)量濃度的貢獻(xiàn)值。例如，脫硫工藝水中氯離子的質(zhì)量濃度為1000毫克/升，脫硫工藝水中氯元素對(duì)脫硫漿液(廢水)中氯元素的貢獻(xiàn)值約為11000毫克/升.

脫硫系統(tǒng)中脫硫工藝水濃度倍數(shù)的計(jì)算是基于脫硫系統(tǒng)的水平衡數(shù)據(jù)，這與脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行條件和煙氣參數(shù)密切相關(guān)。計(jì)算時(shí)需要綜合考慮實(shí)際情況。在

2 降低脫硫廢水排放的途徑

濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，漿液起泡也是影響漿液質(zhì)量和脫硫效率的重要因素。

脫硫吸收塔正常運(yùn)行時(shí)，氧化空氣通過(guò)氧化風(fēng)機(jī)吹入脫硫吸收塔，將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。在此過(guò)程中，在攪拌器和噴霧漿料的作用下，氧化空氣進(jìn)入液相內(nèi)部并在液面上形成氣泡。當(dāng)漿料的粘度較大時(shí)，粘滯力將極大地阻礙液膜中的液體流動(dòng)，并且泡沫將相對(duì)穩(wěn)定以形成泡沫層。隨著脫硫漿液的循環(huán)，漿液不斷吸收煙氣中的表面活性劑、粉塵、重金屬離子、油滴等雜質(zhì)，表面與內(nèi)層溶液之間的表面張力差增大。當(dāng)局部液膜變薄時(shí)，內(nèi)層表面張力較高的液體暴露出來(lái)，在液面形成張力梯度，周圍張力較低的液體會(huì)移動(dòng)到防止其進(jìn)一步變薄的位置，因此液膜穩(wěn)定性更強(qiáng)，泡沫持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。

脫硫漿液發(fā)泡會(huì)對(duì)脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的影響。例如，在事故狀態(tài)下機(jī)組啟動(dòng)或燃燒不充分，一些具有表面活性的雜質(zhì)進(jìn)入吸收塔，可能導(dǎo)致漿液氣泡甚至石灰石“堵塞”，導(dǎo)致漿液中毒，從而影響脫硫效率。脫硫吸收塔內(nèi)漿液氣泡量大時(shí)，吸收塔內(nèi)實(shí)際液位低，導(dǎo)致石膏氧化時(shí)間不足，亞硫酸鹽含量高，脫硫效率也達(dá)到降低；如果脫硫系統(tǒng)裝有增壓風(fēng)機(jī)，嚴(yán)重的漿液氣泡會(huì)導(dǎo)致部分漿液溢流到增壓風(fēng)機(jī)中，嚴(yán)重的漿液氣泡會(huì)導(dǎo)致葉片斷裂，影響整個(gè)脫硫系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

一些研究表明，漿液中SO42 -、砷、鉻、鉛和鎳的含量與漿液的起泡程度和漿液中重金屬的總量呈正相關(guān)。增加脫硫廢水排放量是控制漿液起泡的有效手段。在實(shí)際運(yùn)行中，為了控制脫硫廢水的排放，可以通過(guò)添加消泡劑等手段控制漿液發(fā)泡，以保證脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 結(jié)論

石膏中氯離子的質(zhì)量濃度通常是石膏銷售和綜合利用的重要因素。JC/T 2074-2011 《火力發(fā)電廠石灰石－石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》將:一級(jí)石膏中氯離子的質(zhì)量濃度限制在不超過(guò)100毫克/千克。二次石膏中氯離子的質(zhì)量濃度不得超過(guò)200毫克/千克；質(zhì)量濃度

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(2)盡可能增加脫硫補(bǔ)充工藝水水質(zhì)。當(dāng)循環(huán)水用作脫硫工藝用水時(shí)，循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)盡量少使用含有表面活性劑性質(zhì)的殺菌劑，以減少脫硫漿液的泡沫溢出。

(3)提高除塵系統(tǒng)的除塵效率，減少進(jìn)入脫硫吸收塔的塵粒數(shù)量，避免因微小固體顆粒附著在泡沫表面而提高泡沫穩(wěn)定性。

(4)嚴(yán)格控制脫硫石灰石的質(zhì)量，通過(guò)控制雜質(zhì)含量降低(如氧化鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)<2%)來(lái)提高脫硫漿液的質(zhì)量。

(5)脫硫石膏脫水系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)建和改造，以改善石膏沖洗水水質(zhì)，盡可能提高石膏沖洗效果。

(6)在保證氧化效果的前提下，減少氧化空氣量，防止過(guò)量空氣以氣泡的形式從氧化區(qū)底部溢出到漿液表面，導(dǎo)致吸收塔漿液泡沫增加。

(7)適當(dāng)添加消泡劑。

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脫硫廢水排放量的測(cè)定是一個(gè)系統(tǒng)的論證過(guò)程，需要從各個(gè)方面進(jìn)行考慮和論證。在實(shí)際運(yùn)行中，需要將整個(gè)裝置作為一個(gè)整體來(lái)考慮，在保證脫硫系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，盡可能減少脫硫廢水排放量。一般來(lái)說(shuō)，泥漿的質(zhì)量可以通過(guò)使用消泡劑來(lái)調(diào)節(jié)，以減少泥漿和脫硫廢水的排放。

此外，建議測(cè)量脫硫系統(tǒng)入口煙氣中含有氯元素，并準(zhǔn)確測(cè)量煙氣中攜帶的氯元素對(duì)漿液中氯離子含量的貢獻(xiàn)。