燃煤機(jī)組脫硫水處理系統(tǒng)及檢修工藝探討

蔡世博

【摘 要】“十三五”我國(guó)環(huán)境治理的目標(biāo)和任務(wù)是堅(jiān)持以提高環(huán)境質(zhì)量為核心，治理環(huán)境污染問題仍然十分緊迫。為控制SO2的排放90%的國(guó)內(nèi)燃煤機(jī)組已添加了脫硫系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行是機(jī)組實(shí)現(xiàn)脫硫的重要前提。本文主要討論了水處理系統(tǒng)檢修相關(guān)的問題，首先介紹了脫硫系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，然后敘述了石灰石/石膏法濕法脫硫系統(tǒng)主要設(shè)備流程，著重介紹了水處理系統(tǒng)，并且介紹了水處理系統(tǒng)檢修的方案和方法，以期為脫離機(jī)組的檢修工作提供理論基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】脫硫；水處理；燃煤；石灰石/石膏法

0 脫硫工藝研究現(xiàn)狀

在我國(guó)煤炭消耗量的80%直接用于燃燒，燃煤是造成SO2排放的主要來源，2006年我國(guó)SO2的排放量高達(dá)2588萬噸，高居世界第一位。二氧化硫的排放控制勢(shì)在必行。我國(guó)對(duì)SO2排放的控制技術(shù)的研究已有90多年的歷史，從1960年開始，一些國(guó)家相繼建立了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，20世紀(jì)70年代后SO2排放控制技術(shù)由實(shí)驗(yàn)階段走入實(shí)際的應(yīng)用，美國(guó)環(huán)保署（EPA）在1984年的調(diào)查結(jié)果顯示世界各國(guó)開發(fā)的脫硫技術(shù)已近200種。著些技術(shù)概括起來可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫及燃燒后脫硫（煙氣脫硫FGD）3大類。燃燒前脫硫技術(shù)主要包括煤炭的洗選、煤氣化以及水煤漿等技術(shù)，燃燒中脫硫技術(shù)主要是指在燃燒過程中向爐內(nèi)噴入脫硫劑從而抑制SO2的生成。應(yīng)用最為廣泛的是目前的煙氣脫硫技術(shù)（Flue Gas Desulfurizztion，縮寫為FGD），煙氣脫硫技術(shù)利用吸收劑和吸附劑去除煙氣中的SO2，并使其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的硫化合物或硫。具體來說煙氣脫硫技術(shù)又可以細(xì)分為濕法煙氣脫硫技術(shù)（WFGD）、干法煙氣脫硫技術(shù)（DFGD）以及半干法煙氣脫硫技術(shù)（SDFGD）三大類。本文的研究主要討論濕法煙氣脫硫中的石灰石/石膏法煙氣脫硫技術(shù)[1]。

1 石灰石濕法FGC脫硫系統(tǒng)概述

濕法脫硫工藝根據(jù)吸收劑的不同可以分為石灰石/石膏法、海水法、氨法、雙堿法、氫氧化鎂或氧化鎂法、氫氧化鈉法以及WELLMAN-LORD法等。石灰石/石膏法由于原料豐富，成本低廉，是世界上應(yīng)用最為廣泛的一種煙氣脫硫工藝[2]。

石灰石/石膏法脫硫工藝主要包括原煙氣的預(yù)處理（降溫、增濕、除塵等），吸收，氧化，富液處理（主要是灰水處理），除霧（汽水分離），煙氣在加熱以及產(chǎn)品的濃縮和分離等。本文從煙氣的預(yù)處理開始，詳細(xì)的敘述了石灰石/石膏法煙氣脫硫工藝的具體流程。煙氣的吸收過程主要是在脫硫設(shè)備的吸收塔中進(jìn)行的，吸收塔就是常說的脫硫塔。在脫硫塔內(nèi)通過使用石灰石漿液洗滌煙氣，吸收煙氣中的SO2，為了強(qiáng)化吸收過程，降低吸收過程的設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用，脫硫塔一般應(yīng)該要滿足以下幾點(diǎn)要求：1）保證氣液之間的接觸時(shí)間，確保煙氣中的SO2能夠被充分的吸收；2）盡量減少煙氣在吸收塔內(nèi)的阻力，降低氣液之間的擾動(dòng)；3）結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，減少制造和檢修的難度；4）要不容易結(jié)垢，耐腐蝕，不產(chǎn)生二次污染。氧化過程主要是在氧化槽中進(jìn)行的，氧化槽接收儲(chǔ)存脫硫劑，溶解石灰石氧化脫硫塔出口產(chǎn)物生辰CaSO4，并且結(jié)晶生成石膏。富液處理是脫硫系統(tǒng)中經(jīng)常存在的一種問題，不能把富液直接排放，不然會(huì)造成二次污染，石灰石/石膏法的一般做法是將硫酸鹽和亞硫酸鹽生成石膏，用于工業(yè)生產(chǎn)。另外吸收塔中會(huì)在煙氣中產(chǎn)生含硫的“霧”，直接排放等于說將SO2又排入了大氣，所以一般要在吸收塔塔頂添加除霧器實(shí)現(xiàn)汽水分離。

2 脫硫系統(tǒng)水處理

雖然石灰石/石膏法脫硫工藝通過將富液中的硫酸根生成石膏減少了污水對(duì)環(huán)境的污染，但是循環(huán)過程中的水會(huì)含有重金屬和氯離子，將會(huì)加重脫硫設(shè)備的腐蝕和產(chǎn)生石膏的質(zhì)量，所以在循環(huán)中一定要把一部分的污水排出系統(tǒng)。但是，正如上文所述，脫硫工藝產(chǎn)生的廢水如果直接排放必然會(huì)使污染物重新進(jìn)入自然環(huán)境，造成對(duì)環(huán)境的二次污染，所以十分有必要對(duì)脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理，降低脫硫系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的破壞。脫硫系統(tǒng)廢水處理系統(tǒng)包括中和、反應(yīng)、絮凝和沉降脫水等多個(gè)流程，經(jīng)過這些流程的處理檢查合格后才可以排入下水道。

廢水處理一般采用氫氧化物沉淀法，顧名思義就是通過在廢水中加入適量的強(qiáng)堿性物質(zhì)，使廢水中的重金屬離子生成沉淀而被脫除。但是，如果僅僅采用氫氧化物沉降重金屬離子容易造成溶液中生成膠體從而減弱降塵的效果，一般做法是在其中加入混凝劑使其無法生成膠體，另外可以通過在溶液中加入助凝劑加速降塵。通過以上的污水處理原理，國(guó)內(nèi)外工程師為脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)了合理的脫硫廢水處理系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)主要包括廢水處理系統(tǒng)、化學(xué)加藥系統(tǒng)和污泥脫水系統(tǒng)三部分。廢水處理系統(tǒng)就是加強(qiáng)堿等物質(zhì)降塵重金屬離子，化學(xué)加藥系統(tǒng)又包括NaOH卸藥、加藥系統(tǒng)，聚鐵加藥系統(tǒng)，有機(jī)硫化物加藥系統(tǒng)，絮凝劑加藥系統(tǒng)，鹽酸加藥、卸藥系統(tǒng)等，通過這些系統(tǒng)的合理運(yùn)行可以實(shí)現(xiàn)廢水中PH值的穩(wěn)定，減少污水對(duì)環(huán)境造成破壞的可能性。污泥處理系統(tǒng)顧名思義，通過降塵等方法將廢水中的雜質(zhì)除掉，防止阻塞管道等。

3 脫硫系統(tǒng)水處理系統(tǒng)檢修

如上文所述，脫硫系統(tǒng)水處理系統(tǒng)是燃煤電廠脫硫系統(tǒng)中不可或缺的一部分，它的運(yùn)行可以維護(hù)吸收塔漿液中氯離子濃度的穩(wěn)定，并且減少排放污水中重金屬。該系統(tǒng)的主要設(shè)備包括反應(yīng)池、計(jì)量泵、加藥泵、污泥泵和污泥過濾泵等。在上文介紹水處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上本文討論了廢水處理系統(tǒng)檢修中需要注意的一些要點(diǎn)，以期能為脫硫機(jī)組的檢修提供一定的技術(shù)支持。首先來討論加藥系統(tǒng)的檢修問題，加藥系統(tǒng)在平時(shí)運(yùn)行過程中要適時(shí)的進(jìn)行清理，定時(shí)的對(duì)藥箱內(nèi)藥量記性檢查，并且要保證藥品的純凈有效。檢查計(jì)量泵，保證計(jì)量泵的正常運(yùn)行，適時(shí)對(duì)其電路等進(jìn)行檢查。其次，在設(shè)備運(yùn)行前，一定要對(duì)廢水處理系統(tǒng)的主要設(shè)備進(jìn)行定期檢查，通常是一周進(jìn)行一次全面的檢查，保證脫硫設(shè)備能夠正常安全的投入運(yùn)行。另外重點(diǎn)要檢查閥門是否在正確位置、線路是否正常，潤(rùn)滑油量是否適中，壓力表等能否正常工作。運(yùn)行中，應(yīng)對(duì)泵前的保護(hù)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，防止格柵上出現(xiàn)過多的殘留物而影響水流通常；運(yùn)行中如果出現(xiàn)雜音則需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行查看，防止設(shè)備故障；泵與電機(jī)的運(yùn)行應(yīng)控制溫度，水泵軸承溫度應(yīng)低于70℃，而電機(jī)不能超過80℃；曝氣池中，在接觸氧化的過程中，應(yīng)保證氣量與水流量的比例合適，即保證接觸充分；控制空氣壓縮機(jī)的溶氧量；經(jīng)常檢查出口位置的水流情況；接觸氧化反應(yīng)開始后應(yīng)定時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢查，控制進(jìn)氣的情況以滿足系統(tǒng)運(yùn)行的需求。同時(shí)應(yīng)進(jìn)行定期切換，污水泵與凈水泵應(yīng)每24小時(shí)切換一次[3]。

以上討論了實(shí)際檢修過程主要應(yīng)該注意的一些問題，并且為檢修工作提供了一個(gè)可行的參考。但是實(shí)際脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行和檢修過程中往往要復(fù)雜的多，這就要要求實(shí)際的運(yùn)行人員能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，并且按照規(guī)章流程進(jìn)行設(shè)備的檢修和運(yùn)行。減少設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生事故的幾率。

4 結(jié)論

我國(guó)是以此能源的消耗大戶，特別是燃煤量，燃煤機(jī)組的脫硫控制對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)SO2的控制有十分重要的意義。目前國(guó)內(nèi)進(jìn)90%的機(jī)組均已添加了脫硫系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行是機(jī)組實(shí)現(xiàn)脫硫的重要前提。水處理系統(tǒng)通過處理系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水從而降低該脫硫工藝對(duì)環(huán)境的二次污染，降低重金屬的排放。水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行就顯得尤為重要，本文首先介紹了脫硫系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了石灰石/石膏法濕法脫硫系統(tǒng)主要設(shè)備和流程，著重介紹了水處理系統(tǒng)的工藝和流程，并且為脫硫系統(tǒng)水處理系統(tǒng)的檢修提供了一個(gè)可行的方案，以期為脫離機(jī)組的檢修工作提供理論基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張楊帆，李定龍，王晉.我國(guó)煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2006，31（04）：124-128.

[2]杜雅琴.脫硫設(shè)備運(yùn)行與檢修技術(shù)[M].中國(guó)電力出版社，2012，3.

[3]喬軍.600MW機(jī)組脫硫廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行及檢修工藝[J].科技傳播，2012（03）.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]