废水“零排放”下燃煤电厂脱硫废水量的确定

    脱硫废水量的确定不仅关系到超低排放烟气处理系统的运行，而且直接影响脱硫废水处理工艺的选择、投资和运行成本。脱硫废水量的确定需要考虑夜间脱硫浆液中氯离子含量、石膏质量控制、脱硫工艺用水水质、机组运行煤质和烟气温度等诸多因素。分析对影响脱硫废水量的因素进行了深入研究，并提出了降低脱硫废水量的措施。

关键词:脱硫废水；水量的确定；氯离子；泥浆质量；超低排放

0 引言

随着燃煤电厂烟气治理超低排放改造工程的推进，对烟气中SO2排放浓度的要求越来越严格，对石灰石-石膏湿法脱硫系统的运行产生了重要影响。为了保证湿法脱硫系统的稳定和达标运行，必须更加严格地控制脱硫浆液的质量，导致一些电厂湿法脱硫系统排放的脱硫废水量增加。同时，国务院于2015年4月正式发布《水污染防治行动计划》，对各类污水和废水的处理和排放提出了更高的要求。一些地方政府也相继颁布了地方标准，对外部废水的含盐量提出了严格要求。河北省颁布的DB13/831-2006 《氯化物排放标准》提高了废水排放中氯离子的限值(350毫克/升)。根据DB37/599-2006 《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》和DB37/676-2007 《山东省半岛流域水污染综合排放标准》等标准，从2016年1月1日起，外排水总含盐量限值为1600mg/L，以城市中水或循环水为主要水源的企业限值为2000mg/L；北京市2013年颁布的DB11/307—2013 《水污染物综合排放标准》规定，排入地表水体的水污染物中可溶性固形物总量不超过1600毫克/升。根据近年来实施的国内国外燃煤电厂废水“零排放”改造项目，脱硫废水的“零排放”处理占项目总投资的比重较大，直接关系到项目的投资和运营成本脱硫废水量不仅要保证脱硫系统稳定运行达标，还要尽可能减少废水排放。降低污水处理系统的投资和运行费用。降低脱硫废水的合理排放对降低废水“零排放”改造系统的投资和运行成本具有重要意义。

1 脱硫废水水量的确定

1．1 氯离子含量控制

1．1．1 燃煤煤质

1．1．2 工艺水

1．2 浆液起泡的控制

1．3 石膏品质的控制

石灰石-石膏湿法脱硫工艺需要消耗大量的工艺用水。工艺用水与脱硫系统中的烟气进行热交换，并持续蒸发。工艺水中溶解状态的氯化物也持续浓缩。因此，工艺水的携带也是脱硫浆液中氯的重要来源。调查结果表明，600兆瓦机组脱硫系统中蒸发水和石膏结晶水的总量约为100吨/小时，这种配水可视为纯水(不含氯元素)。当脱硫废水量控制在10t/h时，脱硫浆液中氯离子的质量浓度相当于脱硫工艺水浓度的11倍(110/10=11)。根据脱硫工艺水中氯离子的质量浓度，可以粗略计算出脱硫工艺水中携带的氯元素对脱硫浆液(废水)中氯元素质量浓度的贡献值。例如，脱硫工艺水中氯离子的质量浓度为1000毫克/升，脱硫工艺水中氯元素对脱硫浆液(废水)中氯元素的贡献值约为11000毫克/升.

脱硫系统中脱硫工艺水浓度倍数的计算是基于脱硫系统的水平衡数据，这与脱硫系统的运行条件和烟气参数密切相关。计算时需要综合考虑实际情况。在

2 降低脱硫废水排放的途径

湿法脱硫系统运行过程中，浆液起泡也是影响浆液质量和脱硫效率的重要因素。

脱硫吸收塔正常运行时，氧化空气通过氧化风机吹入脱硫吸收塔，将亚硫酸钙氧化成硫酸钙。在此过程中，在搅拌器和喷雾浆料的作用下，氧化空气进入液相内部并在液面上形成气泡。当浆料的粘度较大时，粘滞力将极大地阻碍液膜中的液体流动，并且泡沫将相对稳定以形成泡沫层。随着脱硫浆液的循环，浆液不断吸收烟气中的表面活性剂、粉尘、重金属离子、油滴等杂质，表面与内层溶液之间的表面张力差增大。当局部液膜变薄时，内层表面张力较高的液体暴露出来，在液面形成张力梯度，周围张力较低的液体会移动到防止其进一步变薄的位置，因此液膜稳定性更强，泡沫持续时间更长。

脱硫浆液发泡会对脱硫系统产生不同程度的影响。例如，在事故状态下机组启动或燃烧不充分，一些具有表面活性的杂质进入吸收塔，可能导致浆液气泡甚至石灰石“堵塞”，导致浆液中毒，从而影响脱硫效率。脱硫吸收塔内浆液气泡量大时，吸收塔内实际液位低，导致石膏氧化时间不足，亚硫酸盐含量高，脱硫效率也达到降低；如果脱硫系统装有增压风机，严重的浆液气泡会导致部分浆液溢流到增压风机中，严重的浆液气泡会导致叶片断裂，影响整个脱硫系统的安全运行。

一些研究表明，浆液中SO42 -、砷、铬、铅和镍的含量与浆液的起泡程度和浆液中重金属的总量呈正相关。增加脱硫废水排放量是控制浆液起泡的有效手段。在实际运行中，为了控制脱硫废水的排放，可以通过添加消泡剂等手段控制浆液发泡，以保证脱硫系统的稳定运行。

3 结论

石膏中氯离子的质量浓度通常是石膏销售和综合利用的重要因素。JC/T 2074-2011 《火力发电厂石灰石－石膏湿法烟气脱硫系统设计规程》将:一级石膏中氯离子的质量浓度限制在不超过100毫克/千克。二次石膏中氯离子的质量浓度不得超过200毫克/千克；质量浓度

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(2)尽可能增加脱硫补充工艺水水质。当循环水用作脱硫工艺用水时，循环水系统应尽量少使用含有表面活性剂性质的杀菌剂，以减少脱硫浆液的泡沫溢出。

(3)提高除尘系统的除尘效率，减少进入脱硫吸收塔的尘粒数量，避免因微小固体颗粒附着在泡沫表面而提高泡沫稳定性。

(4)严格控制脱硫石灰石的质量，通过控制杂质含量降低(如氧化镁质量分数<2%)来提高脱硫浆液的质量。

(5)脱硫石膏脱水系统应进行扩建和改造，以改善石膏冲洗水水质，尽可能提高石膏冲洗效果。

(6)在保证氧化效果的前提下，减少氧化空气量，防止过量空气以气泡的形式从氧化区底部溢出到浆液表面，导致吸收塔浆液泡沫增加。

(7)适当添加消泡剂。

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脱硫废水排放量的测定是一个系统的论证过程，需要从各个方面进行考虑和论证。在实际运行中，需要将整个装置作为一个整体来考虑，在保证脱硫系统安全稳定运行的前提下，尽可能减少脱硫废水排放量。一般来说，泥浆的质量可以通过使用消泡剂来调节，以减少泥浆和脱硫废水的排放。

此外，建议测量脱硫系统入口烟气中含有氯元素，并准确测量烟气中携带的氯元素对浆液中氯离子含量的贡献。