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电厂超低排放改造后脱硫吸收塔浆液中毒原因分析及对策

发布单位：河北思凯淋环保科技有限公司发布时间：2021-10-19

电厂超低排放改造后脱硫吸收塔浆液中毒原因分析及对策

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    某电厂采用石灰石-石膏就地强制氧化脱硫工艺系统。脱硫剂为石灰石（CaCO3）与水通过球湿式球磨机磨制的石灰石浆液。在吸收塔内烟气中的SO2与石灰石浆液反应后生成亚硫酸钙，并就地强制氧化为石膏，石膏经二级脱水处理后外运。石灰石浆液制备系统和二级石膏脱水系统公用。

    为满足环保要求进行1号机组超低排放改造，超低排放改造项目主要对脱硫系统、除尘系统、脱硝系统进行全方位改造，同时对配套系统进行优化、升级。脱硫系统优化改造内容主要是吸收塔增容，增加一台浆液循环泵为4台浆液循环泵，增加一层喷淋层为四层标准喷淋层，更换原两级板式除雾器为两级高效屋脊式除雾器等。为实现烟气颗粒污染物超净排放，在脱硫系统后增设湿式电除尘器。脱硝提效改造通过增加备用层催化剂，改造后运行3层催化剂。经过改造1号机组实现超低排放标准，机组运行中，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度均低于10mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3，但为了节约成本吸收塔改造冗余有限，所有参数必须在设计值范围内才能满足超低排放要求。
    二、吸收塔浆液中毒经过及原因分析
    2.1吸收塔浆液中毒过程。2019年3月7日09：58分#1机组负荷660MW，原烟气二氧化硫1276.27mg/Nm3，净烟气二氧化硫排放浓度35.78 mg/Nm3（超过超低排放国家环保标准小于等于30 mg/Nm3），1号吸收塔加增效剂500Kg，1号吸收塔溢流管冒泡溢流严重，判断1号吸收塔浆液中毒品质恶化，化验亚硫酸根离子达2160 mg/L，正常值小于100 mg/L（见表1-1），向1号吸收塔加入消泡剂250kg，10：24 #1机组脱硫原烟气二氧化硫1297.46mg/Nm3，脱硫净烟气二氧化硫为46.21mg/Nm3。10：45 1号机组负荷降至330MW，脱硫净烟气二氧化硫降至35mg/Nm3以下，恢复正常。
    2.2造成吸收塔浆液中毒的原因分析。
    2.2.1脱硝吸收塔使用的工艺水补水从高含盐水池供给，高含盐水质水池严重恶化，冒白色泡沫，当天化验高含盐水质的PH值为：6.9（平时化验PH值9左右），查为辅机冷却水排水进入高含盐水池引起。近期对辅机冷却水进行粘泥剥离，加入粘泥剥离剂，加药的泥水进入高含盐水池补进工艺水箱为脱硫吸收塔补水；同时双机高负荷运行，脱硫用水量大，高含盐水池液位低位运行，由于近6年对高含盐水池未清理，液位1.8米时，就可以看见泥沙，高含盐水质自身较差。
    2.2.2高负荷下1号机脱硫湿式电除尘冲洗阳极管线烟尘排水灰尘、杂质增多，排水全部进入吸收塔。
    2.2.3除灰专业电除尘运行情况不佳，B23电场短路不能投运，造成吸收塔入口原烟气粉尘浓增大达70mg/Nm3（正常运行小于50 mg/Nm3），含有大量惰性物质的杂质进入吸收塔内，致使吸收塔浆液重金属耗量增高，重金属离子增多引起浆液表面张力增加，从而引起浆液表面起泡。
    2.2.4脱硫使用的石灰石，因长期出现MgO超标（大于3%）与硫酸根离子反应产生大量的泡沫。
    2.2.5过量供浆，吸收塔在供入大量的石灰石浆液过程中PH不变，造成碳酸钙含量高，抑制二氧化硫溶解，导致浆液吸收二氧化硫的能力下降，同时也抑制碳酸钙的溶解，造成出口二氧化硫超标，为控制出口二氧化硫又加大供浆量造成恶性循环。

    2.2.6塔内氧化风量对吸收塔浆液反应有较大影响，氧化风量不足造成浆液内亚硫酸大量存在（见表1-1），使浆液形成碱性环境，抑制碳酸钙的溶解，增加浆液密度，降低吸收率，也是浆液品质恶化的重要原因。



    2.2.7双机高负荷运行，吸收塔补水量较大，存在补水不及时现象，1号吸收塔液位长期处于较低液位5.2米运行（正常5.5～6.0m之间），低液位减少吸收塔氧化区的空间，使得亚硫酸盐得不到充分氧化，从而影响吸收塔连锁反应，严重影响脱硫效率。





    三、浆液中毒后采取的应对措施
    3.1 停止使用高含盐回用水，采用工业水对工艺水箱补水，从而向1号吸收塔内补水改善补水水质，减少进入吸收塔内重金属离子。
    3.2 利用机组停运机会及时处理故障的B23电场，优化电除尘运行方式，调整后吸收塔入口原烟气粉尘浓增小于50 mg/Nm3，减少进入吸收塔内杂质。
    3.3加强运行调整，维持供浆密度控制在 1120～1160kg/m3之间，严格禁止过量供浆，及时调整吸收塔浆液PH值，确保PH值在5.2～5.8正常范围之间。
    3.4加强对入厂石灰石质量验收，除碳酸钙含量大于90%、氧化镁含量小于3%外，严禁车辆掺杂泥土等杂质。
    3.5进一步加强入炉煤含硫量控制，确保入口二氧化硫含量在满负荷小于1300 mg/Nm3，缓解吸收塔脱硫。
    3.6将中毒浆液先置换掉，排进事故浆液箱及事故浆液池内，重新补充新鲜浆液。
    3.7摸索氧化风机运行方式，启动2台氧化风机并列运行增加氧化风量，提高吸收塔浆液亚硫酸根离子的充分氧化反应。
    3.8吸收塔出现冒泡现象后及时取吸收塔内浆液、工艺水、石灰石浆液样品进行化验，同时加入适量的消泡剂，采取相应对策。
    四、取得成果



    通过一系列调整1号机组脱硫吸收塔浆液反应良好，在机组660MW满负荷的情况下，入口二氧化硫浓度在1500 mg/Nm3（设计值）左右，出口二氧化硫能够按照超低排放标准要求长期达标排放运行；如2019年3月7日20：36分机组负荷660MW，入口二氧化硫1500 mg/Nm3，出口二氧化硫22.45mg/Nm3，满足超低排放小于等于35 mg/Nm3限值。
    满负荷情况下出口二氧化硫符合超低排放标准
    参考文献：
    [1]李守信，胡玉亭，纪立国．湿式石灰石一石膏法烟气脱硫中石膏质量的工艺控制因素EJ3．电力环境保护，2002，18（3）：5—7。
    [2] 闫维明．湿法脱硫中吸收塔浆液固体成分与石膏脱水的关系探讨[J]．热力发电，2009，38（1）：99—100。
    [3]尹连庆，徐铮．氯离子对脱硫石膏脱水影响研究及机理探讨EJ3．粉煤灰，2008（3）：12—17。
    [4]祁君田，田改珍，吴望民，等．烟尘浓度对湿法脱硫吸收塔的影响及对策EJ]．热力发电，2009，38（8）：76—78。
    作者简介：吴严英，职称等级，工程师，从事专业，火电厂安全生产。