(湖北華電江陵發(fā)電有限公司 湖北 江陵 434100)

一、概述

在脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行中，煙氣和工藝水中所攜帶的氯離子在脫硫漿液中沉積，為防止?jié){液中氯離子過高、維持漿液中的氯離子平衡，必須定期、定時(shí)排放一定量的廢水，以保持脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行；但何時(shí)啟動(dòng)廢水處理系統(tǒng)，排放多少?gòu)U水則涉及到經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能的問題。

湖北華電江陵發(fā)電有限公司脫硫系統(tǒng)為低低溫靜電除塵加高效單塔脫硫聯(lián)合處理技術(shù)路線，脫硫廢水全部自用處理，不外排。這對(duì)脫硫廢水排放控制量提出了嚴(yán)格的要求，既要保證脫硫吸收塔二氧化硫的正常吸收不受氯離子過高的影響，又要考慮廢水排放量不可過大，影響全廠水平衡系統(tǒng)。綜上所述，考慮脫硫廢水系統(tǒng)何時(shí)連續(xù)啟動(dòng)運(yùn)行、排放多少?gòu)U水量，才能滿足或達(dá)到預(yù)期要求，需要找出它們之間的關(guān)系式。

二、脫硫廢水的氯離子來源與危害

脫硫廢水中的氯離子主要來源于煙氣中的HCL和HF和吸收塔中漿液中的CL-質(zhì)量濃度、工藝水中的所含的氯離子有關(guān)。脫硫工藝水中氯離子含量一般不超過0.1g/L，在吸收塔漿液中的影響與補(bǔ)水量有直接的關(guān)系。漿液中的氯離子含量過高，對(duì)脫硫吸收塔攪拌器葉片和機(jī)械密封腐蝕會(huì)加劇，一般設(shè)計(jì)中脫硫廢水CL-質(zhì)量濃度控制在20g/L以下。

在實(shí)際運(yùn)行過程中，考慮到設(shè)備的耐用性，江陵電廠吸收塔控制在10000mg/L以內(nèi)，故脫硫廢水氯離子含量10000mg/L，廢水量可以通過CL-質(zhì)量平衡推算得出。

三、脫硫吸收塔漿液廢水量的計(jì)算基本參數(shù)

華電江陵發(fā)電有限公司脫硫裝置吸收塔直徑為21m，運(yùn)行中漿液控制8.0m設(shè)計(jì)入口粉塵：20mg/ Nm3；出口SO2濃度控制標(biāo)準(zhǔn)：35 mg/ Nm3，大氣污染物排放指標(biāo)執(zhí)行最嚴(yán)格的超低排放技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)煤種下吸收塔入口煙氣量(標(biāo)態(tài)，干基，6%O2)為1.8935×106 Nm3/h，氯離子含量：工藝水(平均)150 mg/l；入口煙氣中的氯元素含量21.5 mg/ Nm3；工藝水耗量：設(shè)計(jì)75t/h；煙氣出口氯離子：HCl<1 mg/ Nm3；石膏產(chǎn)量：20.1t/h石膏氯離子：0.01%(無游離水石膏基準(zhǔn))。(以上數(shù)據(jù)均為單臺(tái)機(jī)組)

三、相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算

氯離子來源于工藝水和吸收塔入口煙氣的中，經(jīng)過脫硫裝置吸收之后，一部分排放至脫硫廢水中，一部分存在與脫水石膏中，及循環(huán)過后的吸收塔漿液中。廢水從石膏旋流器的溢流排出，此時(shí)廢水中的氯離子含量與吸收塔的含量相同，石膏中的CL-含量約為0.01%，出口煙氣可以忽略不計(jì)，氯離子含量約為零。

根據(jù)質(zhì)量守恒定律，脫硫吸收塔內(nèi)漿液氯離子是一個(gè)動(dòng)態(tài)流入及流出的過程，其平衡等式應(yīng)為。設(shè)漿液中的入口工藝水氯離子含量為L(zhǎng)1：mg/l,入口煙氣氯離子含量L2：mg/l,漿液氯離子為 U1：mg/l，廢水旋流后氯離子為 U2：mg/l，廢水排放量為Q：t/h,石膏中氯離子含量為K1；則：

氯離子平衡關(guān)系：1000VU1+L1+L2=1000VU2+1000QU2+K1。

1.吸收塔漿液體積：V=3.14×10.52×8.0=2769.48m3，按2800m3來計(jì)算。

2.入口工藝水氯離子含量：L1=75×103×150=11.25×106mg/h。

3.入口煙氣氯離子含量：L2=1.89×21.5×106=40.64×106mg/h。

4.石膏中氯離子含量為K1=20.1×103×0.01%=2.01×106mg/h。

5.出口煙氣中的氯離子含量可以忽略不計(jì)，約為零。

四、氯離子的最佳控制量

1.廢水排放量函數(shù)

1000QU2=1000VU1+L1+L2-1000VU2-K1

可得Q=V(U1-U2)/U2+(L1+L2-K1)/1000U2

①

2.代人已知條件

Q=2800(U1-U2)/U2+(11250+40640-2010)/U2

=(2800U1+49700)/U2-2800

廢水從石膏旋流器的溢流排出，此時(shí)廢水中的氯離子含量與吸收塔的含量相同，即U1=U2，考慮江陵電場(chǎng)設(shè)計(jì)脫硫廢水條件，單機(jī)Qmax<7t/h；則

U2=(2800U1+49700)/(Qmax+2800)

②

當(dāng)U2-U1=0時(shí)，即U2=U1，廢水出水在7t/h情況下，氯離子達(dá)到平衡，其值為：

U2=49700/7=7100 (mg/l)

此結(jié)果即為脫硫系統(tǒng)單機(jī)運(yùn)行時(shí)，氯離子可以控制的最小值；同時(shí)也是吸收塔內(nèi)部氯離子控制的最佳值，廢水放排量的最大值。

當(dāng)廢水系統(tǒng)全投運(yùn)，按照雙機(jī)運(yùn)行時(shí)脫硫廢水最大出力時(shí)，則最大單機(jī)氯離子平衡可以控制在

U2=49700/7×2=14200 (mg/l)

江陵電場(chǎng)單臺(tái)機(jī)子運(yùn)行時(shí)，脫硫吸收塔氯離子可以控制在14200mg/l

五、實(shí)際運(yùn)行過程中廢水量應(yīng)控制的最佳值

由公式①可以推導(dǎo)漿液氯離子控制：L1+L2-1000QU2-K1=0即

漿液氯離子控制的必要條件：Q=(L1+L2-K1)/1000U2

在實(shí)際運(yùn)行過程中，考慮到設(shè)備的耐用性，江陵電廠吸收塔控制在10000mg/L以內(nèi)，即為脫硫廢水氯離子含量10000mg/L，廢水量可以通過CL-質(zhì)量平衡推算得出。

脫硫廢水的單機(jī)處理Q1最小控制量為：

Q1=49700/10000=4.97 (t/h)

雙機(jī)運(yùn)行時(shí)處理量Q2為：

Q2=2×49700/10000=9.94 (t/h)

六、結(jié)論

湖北華電江陵發(fā)電有限公司脫硫系統(tǒng)單機(jī)運(yùn)行時(shí)，為了保證設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行穩(wěn)定，建議吸收塔內(nèi)氯離子含量按照7100mg/l來控制，此時(shí)脫硫廢水處理量為7t/h。目前江陵電廠全廠廢水為零外排設(shè)計(jì)，脫硫廢水處理回用后去撈渣機(jī)系統(tǒng)和干灰調(diào)濕攪拌水處理，做到脫硫廢水不外排。