石灰石―石膏湿法脱硫如何有效控制氯离子含量

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【摘 要】随着我国环保法律的日益健全，以及对环保工作的普遍重视，烟气脱硫的应用进展迅速，火电企业多数已装设或正在增设烟气脱硫装置，为缓解日益严重的酸雨问题出了贡献。石灰石-石膏湿法脱硫工艺其技术成熟、脱硫效率的高、吸收剂分布广且易得而被广泛应用。但是由于石灰石-石膏湿法脱硫效率的影响因素诸多，且这些因素又互相关联。其中，吸收塔浆液中的Cl-含量高不仅会增加浆液的腐蚀性、影响石膏品质与材料选择，而

且影响石灰石的溶解度，最终影响脱硫效率。本文以莱芜分公司炼铁厂4#265m2烧结烟气脱硫工程实际运行情况为例，分析该吸收塔浆液中的Cl-来源及危害，并提出相关的防治对策，为脱硫系统的运行提供可靠的理论支持。

【关键词】环保；脱硫效率；Cl-含量；防治对策；理论支持

一、氯离子的由来

石灰石-石膏湿法脱硫系统氯化物来源于脱硫吸收剂、补充水及烧结机烟气（煤的不充分燃烧）。脱硫吸收剂石灰石中的氯离子含量一般为0.01%左右，脱硫工艺水中氯离子的含量为10-150mg/L，而FGD系统中大多数的氯来源于烟气中的氯化氢，主要是煤种的含氯量高引起的。我国煤中的氯含量一般在0.1%左右，少数煤中氯含量为0.2%-0.35%，某些高灰分煤的氯含量可达0.4%。氯在煤中主要以无机物形态存在，如氯化钙、氯化钾、氯化镁等。

二、氯离子对脱硫系统的危害

1. 强烈的腐蚀性

氯离子对不锈钢的腐蚀主要有两方面：一是破坏钝化膜；二是降低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，莱芜分公司炼铁厂4#265O烧结烟气脱硫系统选用玻璃鳞片衬里为吸收塔内壁防腐材料。

综上所述，浆液氯离子含量高带来的一个问题就是对于浆液接触的罐体、管道和设备的腐蚀，必须采用更高级的防腐材料和设备。

2.抑制塔内的化学反应

在湿法脱硫系统浆液中，氯化物大多以氯化钙的形式存在。钙离子浓度的增大，在同离子效应的作用下，将抑制石灰石的溶解，降低液相的碱度，从而影响到吸收塔内的化学反应，降低了SO2的去除率。氯离子的扩散系数较大，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。另外，随着吸收塔浆液Cl-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，甚至导致浆液进入原烟道。

3.影响石膏品质

吸收塔浆液中氯化物浓度升高，会引起石膏中剩余的脱硫剂量增大，还会是副作用石膏中的氯离子含量增加氯离子含量达到一定值时，就需要大量的冲洗水，这就无法保证石膏品质。当氯离子含量过高时，将会对石膏含水率产生不利影响，使石膏脱水性能急剧下降。石膏用作水泥缓凝剂时，对石膏中的氯含量有严格的要求，一般要求小于0.1%。因此，氯化物含量高时需附加除氯的措施，使后续处理工艺复杂，费用增加。

4.增加用电

氯离子具有较强的配位能力，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。这些络合物将Ca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在 的CaCO3过剩，但PH值却无法上升，脱硫效率低。要想达到预想的脱硫效率就得增加溶液和溶质，这样就使得浆液循环系统电耗增加。

三、氯离子的控制措施

以上分析表明，虽然氯在煤、水及脱硫剂中的含量极低，但对湿法脱硫来说是一个关键因素。浆液中氯离子过高时，最有效的办法是加大脱硫废水的排放，但是要降低废水中的氯离子也是非常困难的，投资和运行费用都很高。

比如炼铁厂4#265O烧结烟气脱硫系统控制Cl-含量我们采取了以下几种措施：

1、液水应尽量可能用于石灰石浆液制备，避免直接回收吸收塔，从而减少吸收塔浆液中Cl-含量；

2、石膏在脱水的过程中会带走一定的Cl-，所以石膏在脱水时尽量少冲洗石膏饼；

3、每隔1小时对吸收塔浆液中的氯离子含量进行测量，严格控制吸收塔浆液中的Cl-含量；

4、尽量选择含低氯根的煤、石灰石、工艺水（由于较多不可控制因素，此方法实施比较困难）；

5、4#265O烧结烟气脱硫系统在建设阶段就设置了废水处理系统，保证脱硫废水达标排放；发现Cl-还在上升，应增大废水排放量和石膏浆液脱水，置换新鲜的石膏浆液，保证脱硫效率。

6、自石膏旋流器底流处加三通及阀门，保证在不脱石膏的情况下24小时不间断外排废水。

四、总结

1.脱硫系统中石膏脱水处理和废水处理系统工艺过程和参数的选择，很大程度上取决于吸收塔浆液中氯化物的含量和副产物石膏的去向。

2.脱硫系统运行过程中吸收塔浆液氯化物浓度的控制可按煤中氯含量确定，对于低硫煤，可控制吸收塔浆液中氯化物浓度为2%；对于高硫煤，可选择浓度3%-3.5%。

3.石灰石-石膏湿法烟气脱硫最佳运行参数：吸收塔浆液密度在1070-1150kg/ m？，浆液PH值为5.4-5.8之间。实践证明莱芜分公司炼铁厂4#265m2烧结烟气脱硫系统工程经运行优化后，脱硫效率达到95%以上，确保系统高效、稳定地运行。