濕法FGD廢水對(duì)系統(tǒng)影響及優(yōu)化管理的研究

摘 要：文章對(duì)石灰石/石膏濕法FGD工藝中產(chǎn)生的脫硫廢水進(jìn)行分析和說(shuō)明，詳細(xì)闡了脫硫廢水的成因、成分和危害。由于脫硫廢水性質(zhì)比較特殊，與電廠的其他廢水性質(zhì)差別較大，因此對(duì)于脫硫廢水的處理工作要較電廠其他污水處理工作復(fù)雜和重要的多，文章通過(guò)實(shí)例研究及理論計(jì)算說(shuō)明了脫硫廢水對(duì)脫硫系統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備的影響。最后文章分別從設(shè)備和運(yùn)行角度對(duì)脫硫廢水系統(tǒng)的管理進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：濕法脫硫;廢水;影響和危害;研究;優(yōu)化管理

1前言

近年，環(huán)保問(wèn)題是國(guó)家和行業(yè)十分關(guān)注的問(wèn)題，環(huán)保部門對(duì)于火力發(fā)電廠的廢水處理及排放要求也是愈發(fā)嚴(yán)格。在采用濕法脫硫FGD工藝的火力發(fā)電廠中，濕法脫硫產(chǎn)出的脫硫廢水量較多，脫硫廢水中SS（懸濁物）、COD（化學(xué)耗氧量）、重金屬離子含量、Ph值等水質(zhì)檢測(cè)關(guān)鍵指標(biāo)也是電廠所有產(chǎn)出廢水中污染最為嚴(yán)重的，因此脫硫廢水處理技術(shù)已經(jīng)成為了目前火力發(fā)電廠關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。影響濕法FGD工藝廢水產(chǎn)出量的因素很多，主要取決于煙氣中的HCl（HF） ， 而煙氣中的HCl（HF） 主要來(lái)自于機(jī)組燃燒的煤。因此，煤中Cl（ F） 質(zhì)量含量越高， 煙氣中的HCl（HF） 質(zhì)量濃度越高， 則廢水的水量越大。

2實(shí)驗(yàn)分析廢水對(duì)脫硫系統(tǒng)的影響

模擬廢水停運(yùn)5天，該期間機(jī)組負(fù)荷率平均為82%，脫硫系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的廢水產(chǎn)出具有一般性，符合樣本采集要求。在此期間定期的分別在廢水停止排出1天、3天、5天對(duì)脫硫系統(tǒng)的石灰石漿液、吸收塔漿液、石膏以及脫硫廢水進(jìn)行全面采樣和化驗(yàn)分析，對(duì)比廢水停止產(chǎn)出后脫硫系統(tǒng)各部分工質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)變化可以看出各指標(biāo)的變化過(guò)程及其影響。根據(jù)結(jié)果可以得出如下結(jié)論：

2.1 5天中石灰石漿液的品質(zhì)變化不大，且關(guān)鍵指標(biāo)都符合標(biāo)準(zhǔn)要求，因此其對(duì)于吸收塔漿液、石膏以及廢水樣品的影響是一致的，相應(yīng)的對(duì)于本次樣本采集和分析結(jié)果的影響是可以忽略不計(jì)的。

2.2 ?廢水連續(xù)不產(chǎn)出會(huì)導(dǎo)致吸收塔漿液樣品中Cl-含量、SO32-含量和F-含量顯著增高。其中，SO32-含量和F-含量在廢水停止排除24h后開(kāi)始超出標(biāo)準(zhǔn)要求。通過(guò)對(duì)吸收塔漿液樣品的5天內(nèi)三次的抽檢化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)發(fā)現(xiàn)，在廢水停運(yùn)后的72h內(nèi)吸收塔漿液的各項(xiàng)指標(biāo)上升趨勢(shì)較快，而超過(guò)72h后吸收塔漿液的各項(xiàng)指標(biāo)增長(zhǎng)速度開(kāi)始減慢并趨于平緩，說(shuō)明漿液循環(huán)在循環(huán)使用過(guò)程中，混合物濃度是一個(gè)不斷增加并且無(wú)限趨于飽和的發(fā)展趨勢(shì)[1] ?。

2.3 廢水停止產(chǎn)出5天后石膏樣品的水分含量、CaCO3含量以及Cl-含量逐漸超標(biāo)。石膏的產(chǎn)出質(zhì)量逐漸下降，而超過(guò)5天后隨著水分的不斷增加，石膏中不飽和水比例會(huì)越來(lái)越多，石膏會(huì)變稀，最終失去理想形態(tài)。究其原因，主要是石膏中含有大量的粉塵和F-，Cl-和Al+，F(xiàn)e+，和Zn2+等金屬離子，這些例子除了影響石膏的純度和白度等質(zhì)量外，更會(huì)因其粒小不容易分離且會(huì)堵塞真空皮帶的毛細(xì)孔，影響脫水效果，造成石膏中的游離水分超標(biāo)。其中，Cl-含量增加嚴(yán)重降低石膏品質(zhì)，造成石膏脫水困難，使其含水量大于10%。

2.4 廢水水樣主要是在廢水旋流器蓄水箱中采集的旋流子淡側(cè)溢流液。COD指標(biāo)隨著Cl-含量的增加使得廢水的pH值也逐漸降低，Cl-能抑制吸收塔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，降低SO42-去除率，消耗石灰石等吸收劑;氯化物還能抑制吸收劑的溶解，使石膏中的石灰石含量增加。同樣的，通過(guò)5天內(nèi)三次的抽檢化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)發(fā)現(xiàn)，在廢水停運(yùn)后的72h內(nèi)脫硫系統(tǒng)產(chǎn)出的廢水各項(xiàng)指標(biāo)上升趨勢(shì)較快。72h后仍不斷增加但速度減緩。懸浮物等固態(tài)物質(zhì)的濃度變化趨勢(shì)不同于離子，它還受到廢水旋流子的分離能力和廢水密度的影響。

綜上分析，當(dāng)廢水停止產(chǎn)出24h后，廢水中懸浮物已經(jīng)超過(guò)了設(shè)計(jì)值，此時(shí)會(huì)加速脫硫系統(tǒng)設(shè)備的磨損;廢水停止排出超過(guò)24h后，脫硫吸收塔漿液的反應(yīng)效果已經(jīng)收到影響，CaCO3含量、CaSO3含量已經(jīng)超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)要求，此時(shí)需要運(yùn)行人員通過(guò)調(diào)整增加吸收塔漿液的循環(huán)量等方法維持脫硫效率;廢水停止排出超過(guò)72h，脫硫系統(tǒng)產(chǎn)出石膏含水量已經(jīng)不符合要求，且石膏色度已經(jīng)開(kāi)始發(fā)生變化，停止產(chǎn)出廢水超出120h，真空皮帶機(jī)上石膏層厚度及形狀開(kāi)始難以維持，因此脫硫廢水停止產(chǎn)出不應(yīng)超過(guò)120h。

3脫硫廢水系統(tǒng)的優(yōu)化管理

3.1 脫硫廢水的產(chǎn)生是不可避免的，然而脫硫廢水的產(chǎn)量和廢水污染程度是可以控制的，因此為了保證脫硫廢水處理系統(tǒng)的良好運(yùn)行狀態(tài)，主要從兩個(gè)方面著手，一是保證脫硫系統(tǒng)入料的規(guī)范性，二是保證脫硫廢水系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的正確性：

3.2控制脫硫系統(tǒng)入料的規(guī)范性，主要是做到確保進(jìn)入到脫硫系統(tǒng)的物料品質(zhì)，以及維持吸收塔漿液的正常運(yùn)行，防止由于入料品質(zhì)或控制指標(biāo)過(guò)大偏離設(shè)計(jì)值導(dǎo)致脫硫廢水產(chǎn)量異常增大。

3.3 應(yīng)該確保電除塵系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，嚴(yán)格控制脫硫入口粉塵濃度在正常范圍內(nèi);控制入廠煤的煤質(zhì)和石灰石的質(zhì)量，使用高活性的石灰石原料;定期化驗(yàn)石灰石漿液和石膏成份，為運(yùn)行調(diào)整提供依據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常超標(biāo)及時(shí)調(diào)整;嚴(yán)格控制吸收塔漿液的含固量在合格范圍內(nèi);根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況，吸收塔的供漿量過(guò)量時(shí)，應(yīng)停止供漿，定期降低吸收塔pH值在4-4.2之間運(yùn)行2-4小時(shí)，連續(xù)進(jìn)行吸收塔漿液置換（排至事故漿液箱并補(bǔ)充工藝水），待吸收塔內(nèi)過(guò)量的石灰石漿液在低pH值下溶解消耗完之后，再通過(guò)增加供漿量來(lái)提高pH值，并對(duì)照脫硫效率的變化判斷，如果pH值上升的同時(shí)脫硫效率也隨之上升，則可以逐步提高pH值至5.2;加強(qiáng)對(duì)脫硫系統(tǒng)各部分的化驗(yàn)監(jiān)視，特別是吸收塔漿液、脫硫廢水、石膏等的定期化驗(yàn)，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果確定廢水排放量，清楚地了解脫硫系統(tǒng)的健康狀態(tài)。

3.4 對(duì)于廢水系統(tǒng)缺陷發(fā)生率的統(tǒng)計(jì)表明，廢水系統(tǒng)缺陷發(fā)生主要由腐蝕、堵塞和滴漏三部分缺陷特征組成。其中腐蝕是能夠通過(guò)防腐檢查避免的;滴漏缺陷可以通過(guò)水壓試驗(yàn)避免，而發(fā)生的滴漏缺陷也較容易消除;堵塞缺陷雖然缺陷原因簡(jiǎn)單明了，但是由于系統(tǒng)布置問(wèn)題以及廢水系統(tǒng)工質(zhì)特點(diǎn)導(dǎo)致缺陷發(fā)生頻率最高，消除過(guò)程也最為麻煩。針對(duì)堵塞缺陷，主要有三個(gè)方面進(jìn)行治理：

1.改造沖洗系統(tǒng)，保證沖洗位置和沖洗水量滿足系統(tǒng)要求。

2.對(duì)廢水系統(tǒng)進(jìn)行改造，根據(jù)需求加大系統(tǒng)管道直徑，減少不必要的彎頭數(shù)量和水平管道長(zhǎng)度，將整體管道改造為蘭盤連接的分段管道。上述措施能夠減少系統(tǒng)堵塞的機(jī)會(huì)，方面堵塞后的清理工作。

3.在廢水系統(tǒng)之前加裝過(guò)濾裝置，將較大或形狀不規(guī)則的雜物首先過(guò)濾掉，不讓其進(jìn)入廢水系統(tǒng)堵塞管道。這種過(guò)濾裝置可以選擇能夠在運(yùn)行中進(jìn)行清理的過(guò)濾器，將不可預(yù)見(jiàn)的堵塞缺陷變?yōu)榭梢钥刂频亩ㄆ谇謇磉^(guò)濾器工作。

4結(jié)語(yǔ)

本文介紹了濕法FGD廢水的成因及危害，通過(guò)對(duì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)的研究確定了脫硫廢水處理系統(tǒng)對(duì)于脫硫系統(tǒng)的影響程度，通過(guò)物料平衡原理確定了脫硫廢水產(chǎn)出的影響因素，經(jīng)過(guò)對(duì)上述問(wèn)題的分析和研究，分別從運(yùn)行和設(shè)備管理方面提出了脫硫廢水系統(tǒng)長(zhǎng)效管理措施。對(duì)于目前應(yīng)用濕法FGD的電廠有一定的指導(dǎo)意義和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]金東春，吳廣生，朱昶.濕法脫硫吸收塔漿液成分影響因素研究[J]. 浙江電力. 2007（01）.

作者簡(jiǎn)介：

王亞楠（1987-），男，漢族，碩士，國(guó)家注冊(cè)安全工程師，電力工程技術(shù)工程師，技師。在火力發(fā)電廠設(shè)備管理、技術(shù)監(jiān)督、故障監(jiān)測(cè)與診斷、設(shè)計(jì)研發(fā)等方面有多年的工作經(jīng)驗(yàn)。

（建投遵化熱電有限責(zé)任公司，河北 遵化 063000）