讨论废水对脱硫系统的影响

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摘 要：本文阐述、分析了宝钢烧结2、3DL脱硫废水中的物质含量，分析、讨论废水对脱硫系统可能造成的影响或危害。在石灰石/石膏湿法FGD工艺中，所产生的废水性质比较特殊，富含重金属物质比较复杂，与其他废水性质差别较大，讨论如何对这些脱硫废水进行经济有效地处理以及回收利用，尽量减少对脱硫系统生产设备的影响。

关键词：湿法脱硫；废水；危害；腐蚀

中图分类号：TM62 文献标识码：A

一、概述

由烧结机引风机排出的原烟气经动叶可调轴增压风机增压后，烟气先进入冷却器，经过一级水冷却和二级浆液冷却后，烟气经过曝气管喷入吸收塔浆液池并在浆液内部产生大量气泡，发生脱硫反应。

在吸收塔中同时发生5种反应过程，反应最初发生于气泡层并于气泡层下部的反应区里完成。溶解的SO2与水反应生成亚硫酸，再在由搅拌器、喷入的氧化空气与曝气烟气形成的气泡层进行氧化反应。石灰石溶解后与硫酸根离子发生中和反应生成石膏。

化学反应如下：

（1）SO2+H2OH2SO3吸收

（2）CaCO3 +H2SO3 CaSO3 +CO2+ H2O中和

（3）CaSO3+1/2O2CaSO4氧化

（4）CaSO3 +1/2H2O CaSO3 · 1/2H2O 结晶

（5）CaSO4+2H2OCaSO4·2H2O结晶

（6）CaCO3+H2SO3Ca（HSO3）2PH控制

反应后的净烟气经除雾器将部分携带的雾滴除去后从烟囱排入大气。石膏脱水系统将10～20%的石膏反应产物，通过一级和二级旋流分离经真空皮带脱水机排出系统。系统内的部分富裕水源汇集到回流水箱中，一部分由回流水泵将回流水打回吸收塔和供石灰石补充水；一部分回到溢流箱并经旋流后，将固体含量小于1.2%的废水旋流器溢流液送到废水处理系统排出。

二、废水的危害分析

1 引起金属的孔腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀，当浓度到一定程度后会严重影响吸收塔的运行经济性、可靠性和使用寿命。

2 当废水达到一定量后可抑制吸收塔内物理和化学反应过程，改变吸收塔的pH值，影响二氧化硫吸收降低脱硫效率。

3 脱硫剂的消耗量随氯化物浓度的增高而增大，同时，氯化物不但抑制吸收剂的溶解，而且会引起后续石膏脱水困难。

4 氯离子含量过高会破坏浆液中[H+]的平衡抑制HSO3-的生成，造成亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子的效率降低，间接影响石膏晶体的形成。

5 氯化物含量较高时，吸收浆液中不参加反应的惰性物增加，造成浆液浓度升高，从而造成循环泵、石膏排出泵等工作负荷增大，使电耗增加。如果浓度过高，会造成石膏脱水效果不好，脱出的石膏含水率高。

6 氟离子的影响与氯离子是类似的，但是由于F-能与钙离子生成氟化钙沉淀下来，它除了对石膏品质有所影响外，对塔体、管道的腐蚀要比氯离子小。

三、物质成分分析

分别对近六个月正常运行系统样品取样，对样品进行全面的化验分析。

分析结论如下：

1 吸收塔浆液样品中Cl-含量偏高，SO32-含量和F-含量偏高。石膏样品水分含量、CaCO3含量超标。废水水样中悬浮物、COD含量超标。

2 灰尘、石灰石粉及工艺水中的氟和铝含量较高时，会在吸收塔内发生复杂的反应，生成氟化铝络合物，该络合物吸附在石灰石颗粒表面，极大阻碍石灰石的溶解和反应，使其化学活性严重降低导致石灰石调节PH值能力下降，导致石灰石致盲现象。

3 石膏中含有大量的粉尘和F-，Cl-和Al+，Fe+，和ZN2+等金属离子除影响石膏的纯度和白度外，还会堵塞真空皮带的毛细孔，影响脱水效果，造成石膏脱不干的现象。

4 Cl-能抑制吸收塔内的化学反应，改变pH值，降低SO42-去除率；消耗石灰石等吸收剂；氯化物又抑制吸收剂的溶解；使石膏中的石灰石含量增加，另外Cl-含量增加同时会造成石膏脱水困难，降低石膏品质。

四、废水水量的计算

1 废水的物料平衡图（见图1）

石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的废水量可由下式计算：

当进入吸收塔内的烟气量一定时，脱硫废水的水量与烟气中HCL（也包括HF）的质量浓度、脱硫用水的Cl-质量浓度和吸收塔内Cl-的控制质量浓度有关。

2 脱硫废水的水量直接取决于烟气中的HCL（HF），烟气中的HCL（HF）质量浓度越高，则废水的水量越大。

3 脱硫废水的水量关键取决于吸收塔内Cl-的控制质量浓度。浆液中的Cl-质量浓度太高，石膏品质下降且脱硫效率降低，设备的防腐蚀增高.

4 脱硫废水的水量还与脱硫工艺用水的Cl-质量浓度有关。但常规脱硫工艺用水Cl-质量浓度一般不超过0.1g/L，远远小于脱硫废水中的Cl-质量浓度，所以对废水量的影响较小。

五、总结与分析

本文通过对废水物质分析及各物质对运行系统影响的讨论，得出废水中的Cl-及氯化物对脱硫设备影响最为严重。

1 Cl-能抑制吸收塔内的化学反应，改变pH值，降低SO42-去除率，同时还消耗石灰石等吸收剂。

2 氯化物又抑制吸收剂的溶解，使石膏中的石灰石含量增加。

3 Cl-含量过高会破坏浆液中[H+]的平衡抑制HSO3-的生成，造成亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子的效率降低，间接的影响了石膏晶体的形成。

4 脱硫废水的水量关键取决于吸收塔内Cl-的浓度。Cl-质量浓度越高所产生的废水量越大。

5 浆液中的Cl-质量浓度太高，直接影响石膏品质且使脱硫效率降低。

综上原因分析，控制系统中氯离子的含量是减小废水对脱硫系统危害的重中之重，另外定期开启离心脱水机排放废水是减少废水的最有效办法，其主要目的是防止浆液无限高度浓缩。

从运行角度建议采取下列措施进行防范。

1 确保废水排放系统和设备的正常运行，根据化验结果确定废水排放量。

2 确保除尘系统的安全可靠运行，严格控制脱硫入口粉尘浓度在正常范围内。

3 烧结燃烧用煤是氯离子的主要来源，所以应严格控制入厂煤的煤质和石灰石的质量，使用高活性的石灰石原料。

4 定期化验石灰石浆液和石膏成份，为运行调整提供依据，发现异常超标及时调整。

5 严格控制吸收塔浆液浓度。

参考文献

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