燃煤机组脱硫水处理系统及检修工艺探讨

蔡世博

【摘 要】“十三五”我国环境治理的目标和任务是坚持以提高环境质量为核心，治理环境污染问题仍然十分紧迫。为控制SO2的排放90%的国内燃煤机组已添加了脱硫系统，脱硫系统的正常运行是机组实现脱硫的重要前提。本文主要讨论了水处理系统检修相关的问题，首先介绍了脱硫系统的发展现状，然后叙述了石灰石/石膏法湿法脱硫系统主要设备流程，着重介绍了水处理系统，并且介绍了水处理系统检修的方案和方法，以期为脱离机组的检修工作提供理论基础。

【关键词】脱硫；水处理；燃煤；石灰石/石膏法

0 脱硫工艺研究现状

在我国煤炭消耗量的80%直接用于燃烧，燃煤是造成SO2排放的主要来源，2006年我国SO2的排放量高达2588万吨，高居世界第一位。二氧化硫的排放控制势在必行。我国对SO2排放的控制技术的研究已有90多年的历史，从1960年开始，一些国家相继建立了严格的排放标准，20世纪70年代后SO2排放控制技术由实验阶段走入实际的应用，美国环保署（EPA）在1984年的调查结果显示世界各国开发的脱硫技术已近200种。着些技术概括起来可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫及燃烧后脱硫（烟气脱硫FGD）3大类。燃烧前脱硫技术主要包括煤炭的洗选、煤气化以及水煤浆等技术，燃烧中脱硫技术主要是指在燃烧过程中向炉内喷入脱硫剂从而抑制SO2的生成。应用最为广泛的是目前的烟气脱硫技术（Flue Gas Desulfurizztion，缩写为FGD），烟气脱硫技术利用吸收剂和吸附剂去除烟气中的SO2，并使其转化为稳定的硫化合物或硫。具体来说烟气脱硫技术又可以细分为湿法烟气脱硫技术（WFGD）、干法烟气脱硫技术（DFGD）以及半干法烟气脱硫技术（SDFGD）三大类。本文的研究主要讨论湿法烟气脱硫中的石灰石/石膏法烟气脱硫技术[1]。

1 石灰石湿法FGC脱硫系统概述

湿法脱硫工艺根据吸收剂的不同可以分为石灰石/石膏法、海水法、氨法、双碱法、氢氧化镁或氧化镁法、氢氧化钠法以及WELLMAN-LORD法等。石灰石/石膏法由于原料丰富，成本低廉，是世界上应用最为广泛的一种烟气脱硫工艺[2]。

石灰石/石膏法脱硫工艺主要包括原烟气的预处理（降温、增湿、除尘等），吸收，氧化，富液处理（主要是灰水处理），除雾（汽水分离），烟气在加热以及产品的浓缩和分离等。本文从烟气的预处理开始，详细的叙述了石灰石/石膏法烟气脱硫工艺的具体流程。烟气的吸收过程主要是在脱硫设备的吸收塔中进行的，吸收塔就是常说的脱硫塔。在脱硫塔内通过使用石灰石浆液洗涤烟气，吸收烟气中的SO2，为了强化吸收过程，降低吸收过程的设备投资和运行费用，脱硫塔一般应该要满足以下几点要求：1）保证气液之间的接触时间，确保烟气中的SO2能够被充分的吸收；2）尽量减少烟气在吸收塔内的阻力，降低气液之间的扰动；3）结构尽量简单，减少制造和检修的难度；4）要不容易结垢，耐腐蚀，不产生二次污染。氧化过程主要是在氧化槽中进行的，氧化槽接收储存脱硫剂，溶解石灰石氧化脱硫塔出口产物生辰CaSO4，并且结晶生成石膏。富液处理是脱硫系统中经常存在的一种问题，不能把富液直接排放，不然会造成二次污染，石灰石/石膏法的一般做法是将硫酸盐和亚硫酸盐生成石膏，用于工业生产。另外吸收塔中会在烟气中产生含硫的“雾”，直接排放等于说将SO2又排入了大气，所以一般要在吸收塔塔顶添加除雾器实现汽水分离。

2 脱硫系统水处理

虽然石灰石/石膏法脱硫工艺通过将富液中的硫酸根生成石膏减少了污水对环境的污染，但是循环过程中的水会含有重金属和氯离子，将会加重脱硫设备的腐蚀和产生石膏的质量，所以在循环中一定要把一部分的污水排出系统。但是，正如上文所述，脱硫工艺产生的废水如果直接排放必然会使污染物重新进入自然环境，造成对环境的二次污染，所以十分有必要对脱硫系统产生的污水进行处理，降低脱硫系统对环境的破坏。脱硫系统废水处理系统包括中和、反应、絮凝和沉降脱水等多个流程，经过这些流程的处理检查合格后才可以排入下水道。

废水处理一般采用氢氧化物沉淀法，顾名思义就是通过在废水中加入适量的强碱性物质，使废水中的重金属离子生成沉淀而被脱除。但是，如果仅仅采用氢氧化物沉降重金属离子容易造成溶液中生成胶体从而减弱降尘的效果，一般做法是在其中加入混凝剂使其无法生成胶体，另外可以通过在溶液中加入助凝剂加速降尘。通过以上的污水处理原理，国内外工程师为脱硫系统设计了合理的脱硫废水处理系统，这个系统主要包括废水处理系统、化学加药系统和污泥脱水系统三部分。废水处理系统就是加强碱等物质降尘重金属离子，化学加药系统又包括NaOH卸药、加药系统，聚铁加药系统，有机硫化物加药系统，絮凝剂加药系统，盐酸加药、卸药系统等，通过这些系统的合理运行可以实现废水中PH值的稳定，减少污水对环境造成破坏的可能性。污泥处理系统顾名思义，通过降尘等方法将废水中的杂质除掉，防止阻塞管道等。

3 脱硫系统水处理系统检修

如上文所述，脱硫系统水处理系统是燃煤电厂脱硫系统中不可或缺的一部分，它的运行可以维护吸收塔浆液中氯离子浓度的稳定，并且减少排放污水中重金属。该系统的主要设备包括反应池、计量泵、加药泵、污泥泵和污泥过滤泵等。在上文介绍水处理系统的基础上本文讨论了废水处理系统检修中需要注意的一些要点，以期能为脱硫机组的检修提供一定的技术支持。首先来讨论加药系统的检修问题，加药系统在平时运行过程中要适时的进行清理，定时的对药箱内药量记性检查，并且要保证药品的纯净有效。检查计量泵，保证计量泵的正常运行，适时对其电路等进行检查。其次，在设备运行前，一定要对废水处理系统的主要设备进行定期检查，通常是一周进行一次全面的检查，保证脱硫设备能够正常安全的投入运行。另外重点要检查阀门是否在正确位置、线路是否正常，润滑油量是否适中，压力表等能否正常工作。运行中，应对泵前的保护装置进行实时检查，防止格栅上出现过多的残留物而影响水流通常；运行中如果出现杂音则需要对系统进行查看，防止设备故障；泵与电机的运行应控制温度，水泵轴承温度应低于70℃，而电机不能超过80℃；曝气池中，在接触氧化的过程中，应保证气量与水流量的比例合适，即保证接触充分；控制空气压缩机的溶氧量；经常检查出口位置的水流情况；接触氧化反应开始后应定时对其进行检查，控制进气的情况以满足系统运行的需求。同时应进行定期切换，污水泵与净水泵应每24小时切换一次[3]。

以上讨论了实际检修过程主要应该注意的一些问题，并且为检修工作提供了一个可行的参考。但是实际脱硫系统的运行和检修过程中往往要复杂的多，这就要要求实际的运行人员能够及时的发现问题，并且按照规章流程进行设备的检修和运行。减少设备在运行中发生事故的几率。

4 结论

我国是以此能源的消耗大户，特别是燃煤量，燃煤机组的脱硫控制对实现我国SO2的控制有十分重要的意义。目前国内进90%的机组均已添加了脱硫系统，脱硫系统的正常运行是机组实现脱硫的重要前提。水处理系统通过处理系统产生的废水从而降低该脱硫工艺对环境的二次污染，降低重金属的排放。水处理系统的正常运行就显得尤为重要，本文首先介绍了脱硫系统的发展现状，介绍了石灰石/石膏法湿法脱硫系统主要设备和流程，着重介绍了水处理系统的工艺和流程，并且为脱硫系统水处理系统的检修提供了一个可行的方案，以期为脱离机组的检修工作提供理论基础。

【参考文献】

[1]张杨帆，李定龙，王晋.我国烟气脱硫技术的发展现状与趋势[J].环境科学与管理，2006，31（04）：124-128.

[2]杜雅琴.脱硫设备运行与检修技术[M].中国电力出版社，2012，3.

[3]乔军.600MW机组脱硫废水处理系统运行及检修工艺[J].科技传播，2012（03）.

[责任编辑：杨玉洁]