靳曉潔

(遼寧大唐國(guó)際錦州熱電有限責(zé)任公司，遼寧 錦州 121000)

0 引言

隨著我國(guó)環(huán)保法律法規(guī)的日益健全，以及對(duì)環(huán)保工作的普遍重視，煙氣脫硫的應(yīng)用進(jìn)展迅速，火電企業(yè)多數(shù)已裝設(shè)或正在增設(shè)煙氣脫硫裝置，為緩解日益嚴(yán)重的酸雨問題做出了貢獻(xiàn)［1－3］。石灰石—石膏濕法脫硫工藝因其技術(shù)成熟、脫硫效率高、吸收劑分布廣且易得而被廣泛應(yīng)用［4－5］。但是，由于石灰石—石膏濕法煙氣脫硫效率的影響因素諸多，且這些因數(shù)又相互關(guān)聯(lián)。其中，吸收塔漿液中的Cl－含量高不僅會(huì)增加漿液的腐蝕性、影響石膏品質(zhì)與材料選擇，而且影響石灰石的溶解度，最終影響脫硫效率。本文以錦州熱電廠2×300 MW 機(jī)組煙氣脫硫工程實(shí)際運(yùn)行情況為例，分析該吸收塔漿液中的Cl－來源及危害，并提出相關(guān)的防治對(duì)策，為脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行提供可靠的理論支持。

1 吸收塔漿液中氯離子的來源

石灰石—石膏濕法脫硫系統(tǒng)氯化物來源于脫硫吸收劑、補(bǔ)充水及煤。脫硫吸收劑石灰石中的氯離子含量一般為0.01%左右，脫硫工藝水中氯離子的含量為10～150 mg/L，而FGD 系統(tǒng)中大多數(shù)的氯來源于煙氣中的氯化氫，主要是煤中的含氯量高引起的。我國(guó)煤中的氯含量一般在0.1%左右，少數(shù)煤中氯含量為0.2%～0.35%，某些高灰分煤的氯含量可達(dá)0.4%。氯在煤中主要以無機(jī)物形態(tài)存在，如氯化鈣、氯化鉀、氯化鈉、氯化鎂等。

2 氯離子對(duì)脫硫系統(tǒng)的危害

2.1 強(qiáng)烈的腐蝕性

氯離子對(duì)不銹鋼的腐蝕主要有兩方面:一是破壞鈍化膜;二是降低pH 值。在pH 偏低的環(huán)境下，不銹鋼對(duì)Cl－將會(huì)更加敏感，其常見的腐蝕類型為點(diǎn)蝕［7］。另外Cl－又是引起金屬孔蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕和選擇性腐蝕的主要原因。當(dāng)Cl－含量達(dá)2%時(shí)，大多數(shù)不銹鋼已不能使用，要選用氯丁基橡膠、玻璃鱗片襯里或其他耐腐蝕材料。

綜上所述，漿液氯離子含量高帶來的一個(gè)問題就是對(duì)于漿液接觸的罐體、管道和設(shè)備的腐蝕，必須采用更高級(jí)的防腐材料和設(shè)備，這就增加了投資。

2.2 抑制吸收塔內(nèi)的化學(xué)反映

在濕法脫硫系統(tǒng)吸收塔漿液中，氯化物大多以CaCl2的形式存在。鈣離子濃度的增大，在同離子效應(yīng)的作用下，將抑制石灰石的溶解，降低液相的堿度，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(kuò)散系數(shù)較大，具有排斥HSO3－或SO23－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(jìn)行，導(dǎo)致脫硫效率下降。另外，隨著吸收塔漿液Cl－含量的增加，漿液性質(zhì)可能會(huì)改變，塔內(nèi)漿液會(huì)產(chǎn)生大量氣泡，造成吸收塔溢流，甚至導(dǎo)致漿液進(jìn)入原煙道。

2.3 影響石膏品質(zhì)

吸收塔漿液中氯化物濃度升高，會(huì)引起石膏中剩余的脫硫劑量增大，還會(huì)使副產(chǎn)物石膏中的氯離子含量增加，氯離子含量達(dá)到一定值時(shí)，就需要大量的沖洗水，這就無法保證石膏品質(zhì)［8］。由表1數(shù)據(jù)可看出，當(dāng)氯離子含量過高時(shí)，將會(huì)對(duì)石膏含水率產(chǎn)生不利影響，使石膏脫水性能急劇下降。石膏用作水泥緩凝劑時(shí)，對(duì)石膏中的氯含量有嚴(yán)格的要求，一般要求小于0.1%。因此，氯化物含量高時(shí)需附加除氯的措施，使后續(xù)處理工藝復(fù)雜，費(fèi)用增加。

表1 不同氯離子濃度時(shí)的石膏含水率

2.4 增加廠用電

氯離子具有較強(qiáng)的配位能力，在高濃度下會(huì)迅速與煙塵中的Al3+、Fe3+和Zn2+等金屬離子配位形成絡(luò)合物。這些絡(luò)合物將Ca2+或CaCO3顆粒包裹起來使其化學(xué)活性嚴(yán)重降低，漿液的利用率下降，最終導(dǎo)致吸收塔漿液中的CaCO3過剩，但pH 值卻無法上升［9－11］，脫硫效率降低。要想達(dá)到預(yù)想的脫硫效率就得增加溶液和溶質(zhì)，這樣就使得漿液循環(huán)系統(tǒng)電耗增加。

3 氯離子的控制措施

以上分析表明，雖然氯在煤、水及脫硫劑中的含量極低，但對(duì)濕法脫硫是系統(tǒng)來說一個(gè)關(guān)鍵因素。漿液中氯離子過高時(shí)，最有效的辦法是加大脫硫廢水的排放，但是要降低廢水中的氯離子也是非常困難的，投資和運(yùn)行費(fèi)用都很高。

錦州熱電2×300 MW 機(jī)組煙氣脫硫工程控制Cl－的幾種措施:液水應(yīng)盡可能用于石灰石漿液制備，避免直接回收吸收塔，從而減少吸收塔漿液中Cl－含量;石膏在脫水的過程中會(huì)帶走一定的Cl－，所以石膏在脫水時(shí)盡量少?zèng)_洗石膏餅;定期對(duì)吸收塔漿液中的氯離子含量進(jìn)行測(cè)量，嚴(yán)格控制吸收塔漿液中Cl－含量;選擇低氯根的煤、石灰石、工藝水;設(shè)廢水處理系統(tǒng)，保證脫硫廢水達(dá)標(biāo)排放;發(fā)現(xiàn)Cl－還在上升，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，保證脫硫效率。

4 結(jié)語

(1)脫硫系統(tǒng)中石膏脫水處理和廢水處理系統(tǒng)工藝過程和參數(shù)的選擇，很大程度上取決于吸收塔漿液中氯化物的含量和副產(chǎn)物石膏的去向。

(2)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過程中吸收塔漿液氯化物濃度的控制可按煤中氯含量確定，對(duì)于低硫煤，可控制吸收塔漿液中氯化物濃度為2%;對(duì)于高硫煤，可選擇濃度3%～3.5%。

(3)石灰石—石膏濕法煙氣脫硫最佳運(yùn)行參數(shù):吸收塔漿液密度在1070～1150 kg/m3，漿液pH為5.4～5.8 之間。實(shí)踐證明錦州熱電2×300 MW機(jī)組煙氣脫硫工程經(jīng)運(yùn)行優(yōu)化后，脫硫效率達(dá)到95% 以上，確保系統(tǒng) 高效、穩(wěn)定地運(yùn)行。

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