中石化股份有限公司天津分公司热电部 天津 300270
摘要：近年来，国内电厂烟气脱硫技术蓬勃发展，脱硫技术日渐成熟。但由于在脱硫技术消化吸收、创新等方面不足，各电厂脱硫系统普遍存在水平衡无法实现、系统耗水大的现象，这一方面使得各项工艺参数难以控制无形中浪费了大量水资源；从另一方面而言，脱硫废水是一种含大量杂质的废水，其特点就是含有高悬浮物、高盐含量、强腐蚀性等，废水中主要有过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，因此，有必要对系统水平衡进行分析和改造，以保证脱硫系统安全、经济运行。
关键词：脱硫；水平衡；改造；节水降耗
引言
人们生活水平的不断提高，对生活环境质量也提出了更高的要求，利用石灰石-石膏湿法对烟气脱硫废水进行处理，可以对环境保护起到一定的作用，石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理技术能够控制二氧化硫的排放量，加强对废水的深度处理进一步提高经济效益，减少能量的损耗。
1脱硫系统工艺与系统用水简介
1.1脱硫系统工艺
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的主要反应是在吸收塔中进行的，在烟气脱硫过程中，最为繁复的就是物理反应和化学反应的过程，吸收塔由吸收区、氧化区和结晶区三部分组成，在吸收塔浆池（氧化区和结晶区组成）和吸收区，不同的层存在不同的边界条件，现将最重要的物理和化学反应方程式描述如下：
2CaCO3+H2O+2SO2=2CaSO3•1/2H2O+2CO2
2CaSO3•1/2H2O+O2+3H2O=2CaSO4•2H2O
石灰石-石膏湿法脱硫之所以能够在世界上得到广泛的应用，是因为与其它方法相比，它具有如下优点：①资源来源较丰富，成本低。在我国分布着大量的石灰石，其作为一种吸收剂主要用于石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫工艺。在我国的很多地区有着丰富的石灰石资源，碳酸钙的含油量高达90%以上；②脱硫效率较高；石灰石（简称石灰）—石膏湿法脱硫工艺脱硫率高达95%以上，脱硫后的烟气不仅极大地降低了含尘量而且二氧化硫的浓度很低；③技术成熟，运行可靠性好；④副产物的再利用。对副产物的再利用也是石灰石-石膏湿法脱硫的一个显著优势，可以深加工副产物石膏，进一步拓展其经济效益；⑤对煤种变化的适应性强，烟气量的适用范围宽等。
1.2废水的来源和产生量
电厂的烟气中包含着大量的二氧化硫和少量的氟离子、 氯离子等污染物，那么当脱硫液循环使用时，这两种离子的含量也会越来越多，脱硫液的 ph 值就会相应降低，同时还会出现材料和设备腐蚀加剧的现象，那么就很容易出现硫酸钙结垢的情况，还会大大的降低脱硫的效率以及石膏的质量。氟离子能够与铝发生化学反应，那么石灰粉的溶解速率就会降低，也会降低石灰浆液中的有效成分。可见，要想充分的保证脱硫液的水质与实际脱硫工艺的要求相适应，那么就必须将产生的废水适当排出，脱硫废水还有一个主要的来源就是石膏脱水过程中产生的滤液。
通常情况下，应根据脱硫系统内氯离子的平衡情况来确定石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺系统的废水排放量，其具体的平衡公式为：脱硫系统补水量×补水氯离子浓度+脱硫系统入口烟气量×烟气氯化氢浓度＝脱水系统废水量×废水氯离子浓度+脱硫系统出口烟气量×烟气氯化氢浓度+石膏量×石膏氯离子含量，而通常情况下，浆液系统中的氯离子浓度就应该是废水中的氯离子浓度，其大概数值为20000mg/L，烟气中带走的氯离子量为 0，无游离水石膏中氯离子的含量约为 0.002℅-0.01℅，其他的数值在设计文件中是有明确要求的，那么依据上述公式就可以计算出脱硫废水量的大概值。根据以往的经验，2×300MW 机组产生的脱硫废水大概在 8-12t/h 的范围内，而 1×600MW 机组产生的废水量也是低于 15t/h 的。当出现了如石灰石的质量较差或是烟气中灰分的含量过高等非正常的工况时，那么脱硫系统的正常运转肯定也会受到影响，在计算排水量就不止要考虑氯离子的影响。
1.3脱硫系统用水
湿法脱硫系统的用水可分为3大类：石灰石制浆用水、设备冲洗用水及冷却用水和废水处理系统排水。石灰石制浆水主要是指加工成质量分数为15%~30%的石灰浆水，制浆本身并不消耗任何形式的水，只是把石灰浆的形式吸收塔脱硫反应。除雾器、真空皮带脱水机、浆液的输送管道、浆液储存箱罐、浆液循环泵等冲洗用水、氧化风机、浆液循环泵等辅助设备冷却、轴封用水一部分送去制浆，另一部分返回吸收塔，使之循环利用。
为减少脱硫液中的氯离子浓度，要定期定量脱硫废水排放。废水排放的废水气旋溢出到污水处理系统，处理后按照《火电厂石灰石/石膏湿法脱硫废水水质控制指标》排放。
2石膏湿法脱硫水平衡问题分析与改造
2.1脱硫废水水质
某电厂，脱硫废水水量10t/h，pH6~9，COD为942mg/L，TDS为21350mg/L左右，难以回用，水质分析见表1。
尽管脱硫废水水量在电厂废水中占比很小，但是其含盐量极高、污染物种类多，不同电厂水质波动大，同时脱硫废水具有高浊度、高硬度等特点，因此成为燃煤电厂中成分最为复杂、处理难度最大的废水。
2.2脱硫废水烟道蒸发工艺零处理
当前，许多地区的环保部门要求电力企业实现废水零排放，这就要求寻找一种简易可行的技术实现脱硫废水处理的难题。针对上述问题目前最好的处理方式是脱硫废水烟道蒸发处理技术，即空气预热器和烟气的尘土之间液体两相流喷嘴安装在里面，将生成后的脱硫石膏脱水废水喷到空气预热器以及电除尘器之间的烟道，废水利用高温烟气雾化液滴干燥后，固体颗粒的形成与烟气进入电除尘器被捕获，最后与粉煤灰排出，从而达到脱硫废水零排放的目的。这种技术的优势就是制造技术简单，效率较高，占地小，而且改造成本低等优势。这样既降低了运行成本去除了传统化学工艺无法处理的Cl-和F-等，同时也能达到电厂脱硫废水的零排放的目的，完全满足我国政策上对电力行业节能环保的现实要求。
结束语
石灰石-石膏湿法脱硫系统中的水平衡对系统的稳定、经济运行起着至关重要的作用，通过仔细分析水平衡中的补水、耗水项目的影响因素和相互关系，对冷却水系统、制备水源及滤液水系统进行相关改造，可以在机组高、低负荷时均实现水平衡，并且节约大量水资源和能耗，进一步优化了脱硫系统的运行。
参考文献：
[1]周至祥.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[M].化学工业出版社，1994（33）.
[2]郭东明.脱硫工程技术与设备[M].2010（05）.
[3]王辉.石灰石-石膏湿法烟气脱硫的水平衡问题探讨[M].环境污染与保护出版社，2015（03）.
论文作者:高智超
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/11
标签：废水论文; 烟气论文; 石灰石论文; 石膏论文; 湿法论文; 系统论文; 浆液论文; 《基层建设》2017年第25期论文;