濕法脫硫降低石膏氯離子含量研究

魏書杰

摘要：伴隨我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，社會各個行業(yè)都在不斷發(fā)展，在此情況下，我國火力發(fā)電企業(yè)也在不斷進(jìn)步，然而在科技水平的升級和創(chuàng)新下，我國火力發(fā)電企業(yè)所使用的石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)也變成更加完善。如在石膏濕法脫硫系統(tǒng)中的吸收塔液體中，氯離子含量較高，就一定會對設(shè)備正常運(yùn)行產(chǎn)生較大危害，并且還會對系統(tǒng)脫硫效果產(chǎn)生影響。為此本文首先對濕法脫硫石膏中氯離子含量高所產(chǎn)生的危害及影響濕法脫硫降低石膏中氯離子含量的原因進(jìn)行了細(xì)致深入的分析，之后在此基礎(chǔ)上，提出濕法脫硫降低石膏中氯離子含量的對策，望可以為電力發(fā)電企業(yè)濕法脫硫降低石膏氯離子含量的有效實(shí)現(xiàn)提供參考。

關(guān)鍵詞：濕法脫硫;降低石膏氯離子含量;危害;對策

因?yàn)榻?jīng)濟(jì)水平的不斷提升，使得人們對于電力的需求量的不斷增大，為此電力企業(yè)便需不斷提高電產(chǎn)量，所以在此情況下對于煤炭的需求量就會隨之增大，這樣便造成煤炭排放出大量的二氧化硫，依據(jù)我國對于環(huán)保的相關(guān)規(guī)定，需對燃煤企業(yè)實(shí)施煙氣脫硫，然在脫硫的工藝當(dāng)中，經(jīng)常會使用石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)，然而在脫硫過程中一定會產(chǎn)生大量石膏，這種石膏大都用在建筑建設(shè)材料，這一行業(yè)對于石膏的品質(zhì)要求非常嚴(yán)格，國家標(biāo)準(zhǔn)要求含水量不可超過10%，氯離子含量不可超過300ppm，這樣的石膏才算是高品質(zhì)石膏，然而事實(shí)上，由于各廠所用脫硫系統(tǒng)與脫硫劑的品質(zhì)存在差異，所以造成石膏內(nèi)氯離子含量不等。如果氯離子含量過高一定會造成較大的危害，所以一定要對氯離子含量把控好。

1.濕法脫硫石膏中氯離子含量高的危害

1.1腐蝕性強(qiáng)

氯離子對不銹鋼具有強(qiáng)烈腐蝕性，會對鈍化膜造成破壞，同時還會使其PH值有所降低。如果PH值下降到某一值的時候，不銹鋼便會對氯離子的反應(yīng)更加敏感，同時還會因此產(chǎn)生點(diǎn)蝕情況。金屬出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕、縫隙腐蝕、孔蝕都是因?yàn)槁入x子而產(chǎn)生的。如氯離子含量大于2%，那么此不銹鋼器件就不能再繼續(xù)使用，需選擇抗腐性強(qiáng)的材料，例如，玻璃磷片襯里或是氯丁基橡膠材料等。由此可以發(fā)現(xiàn)，如石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)吸收塔內(nèi)液體含氯離子量高，那么在與漿液接觸的位置便會受到腐蝕，如管道、設(shè)備或是罐體，為了防止產(chǎn)生這種問題，所以必須選擇抗腐性強(qiáng)的設(shè)備及材料，這樣就會增大成本[1] 。

1.2吸收塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)受到影響

在濕法脫硫吸收塔液中，所存在的氯化物產(chǎn)物便是氯化鈣，伴隨鈣離子濃度的增大，石灰石溶解反應(yīng)便會因此受到阻礙，這時液相堿度會不斷下降，而且吸收塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)也會因此而受到干擾，二氧化硫去除效果便會受到影響。同時氯離子擴(kuò)散數(shù)值會有所提高，如此吸收塔液內(nèi)硫酸根離子便會遭受排斥，不能完成二氧化硫的化學(xué)和物理正常吸收反應(yīng)，在此情況下，脫硫作業(yè)便不能正常穩(wěn)固實(shí)施，這樣會很大程度降低系統(tǒng)脫硫效果。在吸收塔液體內(nèi)氯離子增加時，漿液性質(zhì)極有可能會在此基礎(chǔ)上發(fā)生變化，而且會在漿液內(nèi)生成大量氣泡，這時吸收塔便會發(fā)生漿液溢出的情況，嚴(yán)重的情況下，漿液還會流進(jìn)原煙道。

1.3造成石膏品質(zhì)下降

如果吸收塔漿液內(nèi)氯化物濃度持續(xù)上升，一定會使石膏內(nèi)剩余脫硫劑量有所增加，副產(chǎn)物石膏內(nèi)氯離子含量此時也會增加，但是當(dāng)氯離子整體含量增加到一定程度的時候，必須要應(yīng)用大量沖洗水對石膏進(jìn)行沖洗，盡管可以使氯離子含量降低，但是還是會對石膏品質(zhì)產(chǎn)生影響。當(dāng)石膏被用于制作水泥緩凝劑的時候，對于石膏內(nèi)氯離子含量要求就會非常嚴(yán)格，氯離子含量不可超過0.1%，因此當(dāng)氯離子含量持續(xù)增大時，火力電廠便需及時使用有效的方法來將氯離子去除，這時不但會增大成本，同時也會使后續(xù)處理工作變得更加復(fù)雜。

2.影響濕法脫硫降低石膏中氯離子含量的原因

現(xiàn)時期，各個企業(yè)為了使石膏內(nèi)氯離子含量有所降低，在石膏脫水過程中，會選擇使用洗滌法，因?yàn)槁入x子具有較強(qiáng)的親水性，所以，可以使用濾餅沖洗水來對石膏餅實(shí)施沖洗，這樣可以將石膏餅的氯離子帶出。

2.1沖洗位置的選擇

為了確保石膏餅內(nèi)氯離子的含量是允許的數(shù)值，需在真空皮帶機(jī)的上端安裝沖洗水來對濾餅實(shí)施洗滌。按照濾布上石膏漿液析出濃度，可劃分不同的分區(qū)，即氯離子高濃度區(qū)和中濃度，及合格濾餅區(qū)，這三個分區(qū)由濾餅沖洗水管沿著皮帶機(jī)的前進(jìn)運(yùn)行方向，來確定濾餅沖洗的具體位置。濾餅沖洗水管最為科學(xué)的位置，便是在石膏濾餅到達(dá)沖洗的位置時，大部分水分可以被有效的析出，不然氯離子含量高的水分就會在沒有析出的時候涌入洗滌水中。與洗滌水混在一起，只能沖淡濾餅表面液體內(nèi)的氯離子，卻根本不能真正的使洗滌濾餅降低石膏內(nèi)氯離子含量;濾餅沖洗水的安裝應(yīng)靠前，盡管在石膏餅到達(dá)洗滌位置的時候水分已析出，而且涌入洗滌水以后也可使氯離子含量有所降低，然而卻因?yàn)榘惭b位置與皮帶機(jī)頭太近，造成洗滌操作完成后，濾餅的析水段因此變短，由此造成濾餅中石膏內(nèi)氯離子含量降低，但在此同時含水量也會隨之增加[2] 。

2.2水均布器的完整性

濾餅沖洗水均布器其實(shí)就是在濾餅沖洗水管下方所設(shè)置的，當(dāng)皮帶機(jī)運(yùn)行時，濾餅沖洗水均布器處于石膏濾餅上方，這時濾餅沖洗水會噴到石膏濾餅上，由此確保濾餅沖洗水，可以在皮帶機(jī)的斷面進(jìn)行均勻的分布。真空皮帶機(jī)在運(yùn)行期間，通常都只對濾餅沖洗水均布器其均布作用有所了解，而卻忽略了另一個比較重要的作用，那就是均布器還具備分離石膏表面不同氯離子含量漿液分水的作用。在濾餅沖洗水管的位置設(shè)置合理的基礎(chǔ)上，均布器還具有阻擋上一區(qū)域氯離子漿液進(jìn)到下級區(qū)域的作用。如果不設(shè)置均布器，或是均布器發(fā)生破損，將會造成上級含氯高的液體經(jīng)過缺口而進(jìn)到下一級區(qū)域當(dāng)中，最終對洗滌效果產(chǎn)生影響。

2.3沖洗水的水平衡性

沖洗濾餅水通?；氐矫摿蛭账嗥焚|(zhì)分好壞，水量也分大小，如果水量過大會對吸收塔水平衡造成破壞，所以水量最終只能外排。

3.濕法脫硫降低石膏中氯離子含量的對策

從以上幾點(diǎn)可以看出，這種洗滌法仍存在很多不確定性因素。所以無法保證會產(chǎn)出高質(zhì)石膏。現(xiàn)時期，某電廠使用了一種全新的氯離子系統(tǒng)，并且已穩(wěn)定正常使用半年，這一系統(tǒng)主要是在脫水機(jī)下方加設(shè)100m3石膏液箱，經(jīng)過脫水后的石膏可進(jìn)進(jìn)到漿液箱內(nèi)，并同時還需加入適量的水使其達(dá)到相應(yīng)密度，這時攪拌器也需連續(xù)的運(yùn)行，之后再由漿液泵將石膏漿液送到立盤過濾機(jī)內(nèi)開始脫水，由此獲得新濾餅，之后濾液水回流到吸收塔內(nèi)。這一系統(tǒng)所具備以以下幾種優(yōu)點(diǎn)，即：①可以有效的獲得各優(yōu)質(zhì)脫硫石膏，并且可以結(jié)合每個企業(yè)的不同需求，生產(chǎn)出符合企業(yè)實(shí)際情況的適合氯離子含量的石膏體，可在100ppm到600ppm間進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整方法便是對石膏漿液箱內(nèi)的石膏濃度進(jìn)行調(diào)整。②水量可控，水份和石膏能夠融合，質(zhì)量具備安全性，二次脫水后濾注水返回到脫硫吸收塔內(nèi)，但是水量在吸收塔內(nèi)的平衡性不會受到影響，這時氯離子含量可以控制在600ppm到1000ppm之間，水量可控制在每噸水搭配1到1.5噸石膏。③使用立盤過濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是占地少，維護(hù)成本經(jīng)濟(jì)，檢修便捷靈活，投資少。④這一系統(tǒng)在實(shí)施二次壓濾時會產(chǎn)生一定費(fèi)用，但是費(fèi)用并不高，大約每噸石膏會耗用2KW*H電量[3] 。

4.結(jié)語

總體來說，對石膏氯離子產(chǎn)生影響的因素有很多，所以如想使石膏能夠得到有效應(yīng)用，便需提升石膏質(zhì)量，并同時還需利用有效的對策來降低石膏氯離子其對石膏產(chǎn)品質(zhì)量所產(chǎn)生的影響。從整體情況來看，本文所使用的全新的石膏降氯離子系統(tǒng)非常穩(wěn)定并且節(jié)水性良好，脫硫石膏可以放心使用。能夠切實(shí)的達(dá)到資源和固廢的有效利用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉紹銀.火電廠濕法煙氣脫硫廢水處理基干問題的探討[J].熱力發(fā)電，2010.

[2] 朱新源.石灰石-石膏濕法脫硫工藝研究進(jìn)展[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2012.

[3] 白云峰.濕法煙氣脫硫雙入口吸收塔內(nèi)煙氣流暢模擬[J].熱力發(fā)電，2013.

（作者單位：信發(fā)集團(tuán)）