一体化技术处理脱硫中毒浆液

2015-06-05杨用龙苏秋风王丰吉张杨王建峰朱跃

综合智慧能源 2015年5期

关键词：石灰石湿法工艺流程

杨用龙，苏秋风，王丰吉，张杨，王建峰，朱跃

（1.华电电力科学研究院，杭州 310030；2.浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，杭州 310027）

一体化技术处理脱硫中毒浆液

杨用龙1，苏秋风2，王丰吉1，张杨1，王建峰1，朱跃1

（1.华电电力科学研究院，杭州 310030；2.浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，杭州 310027）

分析了石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统浆液中毒的原因，通过试验提出了一体化技术处理脱硫中毒浆液的方法，采用该方法可以实现中毒浆液完全有效利用。

湿法烟气脱硫；一体化技术；浆液中毒；脱硫效率；浆液利用

0 引言

随着国家环保政策的日益严格，大部分在役和新建火电机组都配备了烟气脱硫装置，以保证锅炉烟气达标排放。目前，应用最广泛的烟气脱硫工艺是石灰石-石膏湿法脱硫工艺［1］。该工艺以石灰石浆液作为二氧化硫吸收剂，但在脱硫系统运行过程中会出现脱硫浆液中毒的现象。脱硫浆液中毒后脱硫效率下降，脱水系统无法正常运行，石膏含水率增加，呈稀泥状［2］。本文对脱硫浆液中毒的原因进行分析，并提出处理方法。

1 脱硫浆液中毒原因及处理

1.1 原因分析

脱硫浆液中毒的原因基本上可以概括为石灰石盲区、浆液密度高、粉尘含量高或重金属离子浓度高、氧化风量不足、工艺水水质差、氯离子浓度高、氟铝离子浓度高、石灰石品质差及浆液含油等。在上述原因中，氧化风量不足、工艺水质差、浆液密度高等，可通过增加氧化风量、提高工艺水质、改变供浆量或及时排石膏等方法解决，氟铝离子浓度高、浆液含油等，则需要通过其他方式解决。根据上述浆液中毒原因可将中毒浆液归为两类，即非含油中毒浆液（I类浆液）和含油中毒浆液（II类浆液）。

1.2 常用解决措施

目前，脱硫浆液中毒后，不管是I类浆液，还是II类浆液，普遍采取的措施是浆液置换，用新鲜浆液逐步替换中毒浆液，替换下来的中毒浆液有些用来冲洗灰渣，有些直接通过抛弃管线抛弃，有些则少量多次地返回脱硫塔慢慢消化。这些做法不仅造成资源浪费，增加运行成本，还会引起环境污染。虽然有少部分火电厂通过运行调整、化学处理等方法解决了自身的浆液中毒问题，但这些方法针对性较强，适用范围较小。

2 一体化技术

2.1 技术原理

对于I类浆液，一体化技术主要体现为在同一装置中完成中毒浆液的储存、调质、浓缩过程。脱硫浆液中毒后，通过浆液排出泵把中毒浆液输送至事故浆液箱，中毒浆液储存在事故浆液箱，通过改变中毒浆液pH值来调节中毒浆液的脱水性能，主要化学反应过程如下：

式（7）中：Mx+为重金属离子。

将pH值调整至7～10后，大部分金属离子都形成沉淀，有利于提高中毒浆液脱水性能。

对于II类浆液，一体化技术主要体现为在同一装置中完成中毒浆液的储存、静置、除浮油、破乳、絮凝沉淀过程。通过静置使中毒浆液油水分离，撇除的浮油直接回收利用，加入破乳剂使浆液中分散的小油滴失稳、并聚，然后加入聚丙烯酰胺（PAM）等有机絮凝剂，在絮凝剂的作用下生成沉淀。

一体化技术实施过程可在事故浆液箱中完成，不需要新增处理设施。

2.2 工艺流程

I类浆液处理工艺流程：中毒浆液经泵输送至事故浆液箱，事故浆液箱中处理好的中毒浆液经泵输送至脱水系统，脱除的废水返回脱硫系统，固体物运输至煤场和入炉煤混合后掺烧，可以达到炉内脱硫的效果。工艺流程如图1所示。

II类浆液处理工艺流程：中毒浆液经泵输送至事故浆液箱，事故浆液箱中处理好的中毒浆液经泵输送至脱水系统。浮油采用移动集油罐回收利用，脱除的废水返回脱硫系统，固体物运输至煤场和入炉煤混合后掺烧，可以达到炉内脱硫的效果。工艺流程如图2所示。

图2 II类浆液处理工艺流程

在火电厂现有脱硫设施的基础上增加少量辅助设施，即可达到处理中毒浆液的目的，投资省、效益好。

3 试验应用

湿法脱硫系统运行过程中，氟铝络合物造成的脱硫浆液中毒问题影响广泛，本文对氟铝离子中毒浆液的处理进行了研究。

试验用石灰石粉样来自于某电厂，90%以上的石灰石粉颗粒粒径小于58μm，符合试验要求。采用上述石灰石粉配制质量分数为15%的石灰石浆液，在自制鼓泡塔中进行脱硫效率试验，并加入一定量的NaF和AlCl3，考察氟铝离子浓度变化对脱硫效率的影响。试验条件：温度为50℃，pH＝5.4，气体压力为0.5MPa，搅拌速率为500 r／min。当脱硫效率急剧下降时，即可认为石灰石浆液氟铝离子中毒，进行下一步处理。氟铝离子浓度对脱硫效率的影响见表1。