转载–基于电厂脱硫系统氯离子问题的分析

【关键词】：浆液氯离子异常；分析原因；采取措施

一、基本情况

我厂脱硫系统采用石灰石－石膏湿法脱硫系统，对应每台锅炉配一套石灰石－石膏湿法脱硫系统。石灰石－石膏湿法脱硫系统中，浆液氯离子含量对整个系统的安全稳定运行至关重要，关系着设备使用寿命、脱硫效率能否达标、腐蚀等情况。

二、高氯离子对脱硫系统的危害

1.高氯离子加剧脱硫系统的腐蚀

高氯离子加剧吸收塔内金属件腐蚀：一是氯离子对不锈钢造成腐蚀，破坏钝化膜；二是不断富集的氯离子，会直接降低浆液的pH值，在pH值偏低的环境下，不锈钢对Cl－将会更加敏感，其常见的腐蚀类型为点蚀。另外Cl－又是引起金属孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和选择性腐蚀的主要原因。当Cl－含量达2%时，大多数不锈钢已不能使用，要选用氯丁基橡胶、玻璃鳞片衬里或其他耐腐蚀材料。因脱硫吸收塔内壁有玻璃鳞片衬里保护，所以会先造成浆液循环泵、搅拌器等设备的严重腐蚀，缩短设备寿命。

2.降低甚至抑制湿法脱硫效果

（1）抑制吸收塔内的化学反应。浆液中氯化物大多以氯化钙的形式存在，钙离子浓度的增大，在同离子效应作用下，将抑制石灰石的溶解，降低浆液碱度，从而影响到吸收塔内的化学反应，降低了SO2的去除率。随着氯离子扩散系数的增大，具有排斥HSO3－或SO3，的作用，影响SO2的物理吸收和化学吸收，抑制脱硫反应的顺利进行，导致脱硫效率下降。

（2）吸收塔浆液易起泡。随着吸收塔浆液氯离子含量的增加，浆液性质可能会改变，塔内浆液会产生大量的气泡，造成吸收塔溢流，产生虚假液位，干扰运行人员的判断和调整，造成浆液循环泵的汽蚀或跳闸，甚至造成浆液进入原烟道，导致安全事故的发生。

（3）吸收塔浆液易中毒。因氯离子较强的配位能力，在高浓度下会迅速与烟尘中的Al、Fe和Zn等金属离子配位形成络合物，将Ca2+或CaCO3颗粒包裹起来，使其化学活性严重降低，浆液的利用率下降，最终导致吸收塔浆液内的CaCO3过剩，但pH值却无法上升，导致脱硫效率降低。为达到脱硫效率就得增加溶液和溶质的量，这样就使得浆液循环系统电耗增加，但同时补浆液将极易过量，造成浆液密度过高，导致浆液中毒。

3.影响石膏品质

吸收塔浆液氯离子浓度升高，会抑制二氧化硫溶解生成亚硫酸氢离子，引起石膏中碳酸钙含量增大，氯离子含量增加，石膏脱水性能下降，造成石膏品质恶化。如果想得到更高品质的石膏，就必须增加冲洗水量，从而使脱硫系统形成恶性循环，并且进入脱硫废水中的氯离子含量大幅增加，废水处理难度增大。

（图：氯离子检测）

1.煤中氯含量分析

根据GB/T20475.2-2006《煤中有害元素含量分级 第2部分：氯》中规定了煤中氯含量分级情况，如下表：

根据我公司石灰石－石膏湿法脱硫系统设计吸收塔入口参数如下表所示：

（表：设计吸收塔入口参数）

注：Cl-（HCI）/（mg/Nm3）为标态，干基，6%O2状态下的浓度。

则计算可得燃煤中氯含量的设计值为0.061%，通过上表可知我公司湿法脱硫中氯离子设计可适用于特低氯煤及低氯煤中氯含量较低级别的情况。当煤中氯含量大于0.061%以上时长时间的运行会导致吸收塔内氯离子富集，而影响湿法脱硫的运行。所以吸收塔氯离子浓度升高有可能受入厂煤煤质变化的影响，需要加强入厂煤中氯离子的监测。

对实际运行过程中吸收塔内浆液的氯离子进行检测，测得目前吸收塔内氯离子含量为13000mg/L，同时对目前入厂煤进行氯元素检测，测得煤中氯元素含量约为0.033%，属于特低氯煤的情况。

2.脱硫工艺水分析

作为脱硫系统补充水、制浆用水、冲洗水、机封冷却水等用途的脱硫工艺水，一般脱硫设计中均会考虑将该部分水进行回收利用以减少脱硫水耗（如机封水回收至地坑系统，滤布冲洗水回收至滤液池等）。

如果湿法脱硫系统工艺水氯离子含量高，也将造成吸收塔浆液氯离子升高。取脱硫工艺水箱中的水样进行化验，化验出氯离子为20mg/L，氯离子含量很低。由于我公司工艺水稳定地采用厂内工业水池用水，水质较为稳定，经多次化验氯离子含量都比较低，若化水制水方面不出现异常情况，基本可以排除工艺水补水导致氯离子升高的可能性。

3.脱硫废水排放分析

脱硫装置产生的废水经由废水旋流器送至废水处理系统，采用化学加药方法连续处理废水，沉淀出来的固形物在澄清池中分离，清水排入废水管 。经沉淀絮凝的泥渣送至板框压滤机脱水外运。

我公司原设计脱硫废水处理系统采用传统的三联箱方式进行废水处理，处理工艺流程如下图所示：

（工艺流程图）

后期由于化学药品管理及物料适用的改变，废水处理效果不良等情况，我公司采用了某公司聚合高效净水剂，废水处理效果良好，实际运行流量约1.8m3/h，对脱硫废水出口进行氯离子含量检测，测得氯离子含量8500mg/L。

4.脱硫吸收剂氯离子分析

脱硫吸收剂石灰石氯离子含量一般在0.01%左右，氯离子含量很低，但实际运行中我公司石灰石浆液制浆过程中会采用部分滤液池用水（真空皮带机冲洗水等），故实际石灰石浆液氯离子浓度偏高，经检测约3000mg/L。

四、脱硫系统中的氯离子含量进行氯离子的平衡分析

（脱硫系统氯离子含量平衡图）

1.计算工艺水中氯离子含量

20mg/L*5.5*24*2=5.28Kg

2.废水排放氯离子含量

我公司脱硫废水排放约1.8m3/h，由于运行工况限制一般为每两日脱硫废水（氯离子含量8500mg/L）运行时间为8小时左右（与脱硫石膏相匹配）。

8500mg/L*1.8*8=122.4Kg

五、降低吸收塔浆液氯离子浓度的措施

1．运行人员应对吸收塔浆液氯离子进行定期，跟踪变化趋势，以便及时判断提前调整运行措施，如果处理不及时，应执行系统异常处理措施，置换吸收塔浆液，尽快恢复脱硫系统正常运行，保证吸收塔浆液氯离子浓度合格达标。

2．吸收塔浆液氯离子过高时，最有效的办法是加大脱硫废水的排放。

3．合理使用滤液池中回收用水，能不用尽量不用滤液池水进行制浆。

4．烟气中的氯离子主要受煤中含氯量的影响，建议对入厂煤增加氯元素的检测，后续可根据煤中氯元素含量的区别进行配比或通过加大废水排放等进行氯离子的控制。

5．通过技改将真空皮带机汽液分离器分离下来的浆液直接引至脱硫废水系统后排出。

六、总结

脱硫系统运行过程中，控制吸收塔氯离子浓度主要在于原煤中氯含量控制，要加强对不同批次原煤进行氯含量监测。尽量选择低于脱硫系统原煤氯含量设计值0.061%。一旦发现超出设计值，可以进行煤种更换或调整配比，或通过增加脱硫废水排放量进行控制。另一方面需加强吸收塔浆液区氯离子检测，跟踪氯离子变化趋势。

附：下表为我公司2021年8～9月氯离子 表记录，总体情况稳定。