宋志成 中國華電集團(tuán)哈爾濱發(fā)電有限公司

一、背景和意義

（一）脫硫現(xiàn)狀

目前，哈發(fā)公司采用FGD石灰石——石膏濕法煙氣脫硫工藝，此工藝具有脫除煙氣中硫的效能高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、適用的煤種范圍廣、SO2吸收效果佳、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定和反應(yīng)劑普及且價(jià)優(yōu)等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前世界上應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的煙氣脫硫、除塵技術(shù)，約占國內(nèi)燃煤機(jī)組已安裝FGD機(jī)組容量的90%以上。

（二）脫硫廢液的來源

哈發(fā)公司是外購325目石灰石粉與水混合制成反應(yīng)劑。反應(yīng)劑經(jīng)石灰石漿液泵輸送至脫硫塔，由漿液循環(huán)泵輸送至噴淋層由上向下噴淋，與由下向上的煙氣行交叉接觸，并在接觸過程中將其中的SO2、CaCO3、O2、H2O發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成石膏，從而除去煙氣中的SO2，完成煙氣脫硫的目的。在去除SO2的過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的脫硫廢液，此廢液會(huì)經(jīng)過旋流裝置進(jìn)入濾液罐。

（三）脫硫廢液的特性

脫硫廢液與燃煤中含有物質(zhì)及系統(tǒng)有關(guān)，燃煤中的化學(xué)元素在燃燒過程中與氧會(huì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成不同的化學(xué)物質(zhì)溶于漿液中，不容水的較大顆粒產(chǎn)物隨爐渣排出，細(xì)小部分及二氧化硫及其他成分會(huì)在壓力、熱力等作用下與煙氣進(jìn)入脫硫塔內(nèi)，并且留存在漿液收集區(qū)域內(nèi)。

脫硫廢液主要特點(diǎn)：

（1）pH值：一般在4.0～6.0之間，顯弱酸性。

（2）廢液成分：粉塵和CaSO3、CaSO4等。一般在1-3%之間。

（3）金屬離子：汞、鎘、鉻、鉛、鎳等重金屬離子。

（4）SO4-、Ca4+、Mg2-、Cl-、F-等離子。

二、項(xiàng)目研究內(nèi)容

本項(xiàng)目研究的主要目的是以哈爾濱發(fā)電廠為應(yīng)用背景，采用廢液噴射方法處理脫硫廢液，使該系統(tǒng)能夠達(dá)到處理電廠脫硫廢液的目的。噴射烘干工藝不但具有設(shè)備簡(jiǎn)單、占用空間小、易改造、并對(duì)原煙道響很不大、投入小產(chǎn)出高的特點(diǎn),而且廢液中的鹽類通過煙氣熱量轉(zhuǎn)變成蒸汽與飛灰融合成為固態(tài),再由電除塵器收集解決廢液中CL-的排放問題。

此工藝是將脫硫廢液輸送到過濾罐中處理，經(jīng)過濾液罐裝置物理處理后，其中的雜質(zhì)＞10μm的將被分離出來，處理后水的雜質(zhì)量降低到0.5%以下并由廢液泵打入廢液緩沖罐。廢液過濾罐會(huì)定期進(jìn)行自動(dòng)反沖洗，反沖洗水將輸送至石膏脫水系統(tǒng)中。經(jīng)過固液分離處理后的廢液通過泵，將廢液緩沖罐中的廢液打到除塵器入口煙道中的霧化噴射裝置中。廢液在霧化噴射裝置中被充分霧化后噴進(jìn)煙道，在高溫的作用下急速蒸發(fā)。同時(shí)廢液中的鹽脫水形成細(xì)小的晶體隨煙氣進(jìn)入除塵器，并與飛灰一同進(jìn)入除塵器中并被分離出來。水蒸氣隨煙氣進(jìn)入脫硫吸收塔繼續(xù)循環(huán)處理。

三、脫硫廢液噴霧蒸發(fā)可行性分析

（一）對(duì)飛灰的影響

根據(jù)脫硫廢液的情況，廢液中含有可溶性物質(zhì)不會(huì)超過50000mg/L（正常情況下不會(huì)超過30000mg/L），脫硫廢液的生成量為2.8m3/h，結(jié)晶的生成量計(jì)算后最大為140kg/h。電廠除塵器前煙道的煙氣量為294713Nm3/h（單臺(tái)機(jī)組），粉塵濃度為40g/Nm3，由此計(jì)算出生成的灰量為11788.52kg/h（單臺(tái)機(jī)組），在除塵效能99%以上的情況下生成的灰量為11670.63kg/h（單臺(tái)機(jī)組），三臺(tái)機(jī)組的總量為35011kg/h?？紤]到脫硫廢液零排放工程改造后生成的結(jié)晶鹽量為140kg/h，其分量占灰總量的0.39%，并不影響干灰的品質(zhì)。

（二）對(duì)煙氣溫度的影響

根據(jù)脫硫廢液的水質(zhì)情況，廢液中2.8m3/h，煙溫140℃，煙氣量為294713Nm3/h（單臺(tái)機(jī)組）；

如噴射到三臺(tái)機(jī)組，煙溫降低到131.6℃；

如噴射到二臺(tái)機(jī)組，煙溫降低到127.45℃；

2.8m3/h的脫硫廢液噴射到2臺(tái)機(jī)組時(shí)，煙溫降低到127.45℃，高于酸露點(diǎn)。

（三）對(duì)煙氣濕度的影響

脫硫廢液2.8m3/h，對(duì)煙氣的含水量影響很小，不會(huì)對(duì)下游設(shè)備產(chǎn)生影響。

四、脫硫廢液系統(tǒng)調(diào)試

脫硫廢液系統(tǒng)結(jié)果：

1.對(duì)脫硫設(shè)備的影響由于廢液噴入煙道后會(huì)改變煙氣溫度、煙氣含水比例等特性，但是影響量不大，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，在投入四只噴槍，噴射1噸脫硫廢液，煙溫約下降六度，濕度略有上升趨勢(shì)但不明顯。

2.對(duì)除塵設(shè)備及影響除塵器的主要運(yùn)行參數(shù)為電氣參數(shù)，其中電場(chǎng)的一、二次電流、電壓及布袋壓差無明顯變化。

3.煙道內(nèi)金屬構(gòu)件老化及積灰情況為了觀察煙道內(nèi)噴射后積和腐蝕情況，煙道側(cè)壁無腐蝕情況，基本無機(jī)會(huì)情況噴槍有結(jié)灰，但無堵塞。

五、結(jié)論

脫硫廢液煙道蒸發(fā)系統(tǒng)是由霧化噴嘴、脫硫廢液管路系統(tǒng)、空氣管路系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)4部分組成，由于部分閥門采用手動(dòng)，系統(tǒng)無法進(jìn)行邏輯控制系統(tǒng)集中控制。建議在機(jī)組大修時(shí)補(bǔ)裝原設(shè)計(jì)的相關(guān)設(shè)備后，能夠提高系統(tǒng)的可靠性。

脫硫產(chǎn)生的廢液在經(jīng)過煙氣烘干后，其中的重金屬離子和其他一些離子會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榫w，大部分進(jìn)入干灰中，而相對(duì)較少的隨飛灰回到脫硫塔內(nèi)，持續(xù)噴射過程中塔內(nèi)Cl-濃度下降明顯，并不會(huì)在脫硫塔內(nèi)大量聚集，更不會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成其他污染。脫硫廢液霧化蒸發(fā)設(shè)備的改造中，通過對(duì)比脫硫系統(tǒng)原煙溫度、煙氣含水量以及除塵器各電場(chǎng)的電氣參數(shù)、布袋壓差、原煙氣、凈煙氣中塵的濃度在系統(tǒng)運(yùn)行前后的變化，試驗(yàn)證明，廢液處理設(shè)備對(duì)我廠脫硫、除塵系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并沒有產(chǎn)生相關(guān)的不良影響。