[摘 要] 在北京热电厂进行了以循环水排污水替换工业水为FGD工艺水的现场工业试验，该厂采用处理后的城市中水作为循环水系统补水。通过分析试验期间脱硫浆液的化学组分、石膏品质、脱硫效率对更换FGD工艺水水源的可行性进行研究。试验结果表明：脱硫系统运行稳定，脱硫浆液各组分含量稳定，吸收塔除雾器无结垢现象，吸收塔浆液无起泡现象。SO2平均去除率可达97.27%，石膏有效成分平均大于95%，平均含水率小于10%。
华能北京热电厂石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺原先所用工艺水为水质较好的地下水。为降低地下水资源开采量，同时降低污水排放量，计划使用循环冷却水系统排污水替代现有地下水作为脱硫系统工艺水。
目前，国内虽已有部分电厂以循环水排污水作为脱硫系统工艺水，但其循环水系统补水通常是地表水或地下水，且循环水水质相对较好。北京热电厂循环水系统是以处理后的高碑店污水处理厂中水作为补充水，其水质相对较差。该循环水系统排污水具有含盐量、硬度、氯离子、有机物含量高等特点，可能对脱硫工艺造成不利影响。以中水作为循环水补水，再将其排污水作为FGD工艺水的应用案例尚未见报道。因此，本课题通过现场工业试验对上述循环水系统排污水作为FGD工艺水的可行性进行深入研究。
1 试验系统
试验系统为临时改造系统，将脱硫系统1单元、2单元隔离，以单独脱硫单元进行试验，试验结束恢复原系统。
试验单元以潜水泵将循环水排污水打入脱硫工艺水箱，再通过工艺水泵将循环水排污水打入脱硫吸收塔。吸收塔浆液通过隔离后独立废水系统及脱水系统进行脱硫废水排放及石膏脱水。
2 试验仪器及试验方法
2.1 试验仪器
(1)分光光度计，厂家：上海光谱;型号：722E。
(2)pH计，厂家：梅特勒;型号：SG2。
(3)电位滴定仪，厂家：METTLER TOLEDO;型号：T50。
(4)电子天平，厂家：赛特瑞斯;型号：BP210S。
2.2 试验方法
(1)工业试验研究方法 以循环水排污作为试验单元工艺水，试验期间分别监测工艺水水质、吸收塔浆液各组分含量、石膏各成分含量等指标，同时监测脱硫系统运行参数。根据试验结果以及脱硫系统运行状况对循环水排污水作为脱硫系统工艺水的可行性进行研究。试验期间机组为满负荷运行。
(2)水质指标分析方法 采用DL/T/502-2006及《水和废水监测分析方法》(第四版)中相关分析方法。
(3)脱硫系统各指标分析方法 参见《火电厂湿法烟气脱硫技术手册》。
3 脱硫吸收塔运行结果
3.1 工艺水水质
试验单元脱硫系统工艺水为循环水排污水，水质分析结果见表1。
3.2 吸收塔浆液分析结果
试验期间，对吸收塔浆液pH、Cl-、全CO32-、全SO32-含量进行监测，通过分析各组分含量变化，研究循环水排污水作为脱硫工艺水对脱硫系统的影响。分析结果见表2。
从上表可知，试验期间，吸收塔浆液平均运行pH值为5.3。氯离子浓度稳定控制在2000mg/L~3000mg/L之间。浆液中全SO32-、全CO32-含量稳定，满足北京热电厂脱硫系统全SO32-小于16mmol/L;全CO32-小于20mmol/L的运行要求。
在吸收塔石灰石浆进浆量稳定的情况下，吸收塔pH值稳定在4.95~5.56之间，并且全SO32-、全CO32-含量稳定，说明以循环水排污水作为脱硫工艺水，石灰石在吸收塔内溶解速率并未受到影响，即以循环水排污水作为脱硫工艺水并不影响石灰石活性。
3.3 吸收塔出口SO2浓度
从图1 看出，以循环水排污水作为脱硫工艺水，吸收塔出口SO2 浓度整体低于40mg/Nm3，平均为28.72mg/Nm3，脱硫系统SO2 去除率平均为97.27%。
3.4 吸收塔除雾器运行工况
对吸收塔除雾器压差进行监测，结果见图2。
从图2 可知，试验期间吸收塔除雾器压差在460Pa~500Pa 之间以齿状稳定波动，整体并无增长趋势。除雾器运行压差接近500Pa 时，通过除雾器冲洗可使除雾器恢复至较低运行压力
4 石膏品质分析结果
对试验期间所产石膏各组分含量进行测定，结果见表3。
表3 石膏品质分析结果
从表3可知，石膏干基中硫酸盐含量平均大于95%，碳酸盐含量小于2%，亚硫酸盐含量小于0.35%，满足电厂脱硫系统要求。对试验单元石膏旋流器底流测定污泥比阻，平均为0.56×107s2/g，属易脱水污泥，并且试验期间所测石膏含水率均未超过10%。因此，以循环水排污水作为脱硫工艺水，不会降低石膏品质，影响石膏脱水率。
5 分析与讨论
中水水源循环水排污水离子含量及TOC含量均高于工业水，但以其作为FGD工艺水，脱硫系统能够稳定运行，脱硫效率稳定在95%以上。
分析原因可能是由于循环水排污水中更高含量的SO42-能够更好的结合水中H+形成HSO4-，为H+从液相主体向石灰石颗粒表面扩散提供通道，从而提高石灰石溶解速率，并且Mg2+含量的增大，对脱硫效率也有一定的促进作用。
但以循环水排污水作为FGD工艺水，由于Cl-含量的增大，运行过程中浆液Cl-浓度增大幅度较大，为维持脱硫吸收塔Cl-浓度，脱硫废水量将有所增大。根据试验期间测定，在机组满负荷运行工况下，维持吸收塔Cl-浓度2400mg/L左右，以循环水排污水作为FGD工艺水，单台吸收塔脱硫废水量平均为2.68m3/h，而以工业水为工艺水时，脱硫废水量为1.88m3/h。更换工艺水后，单台吸收塔脱硫废水量增大0.8m3/h，增幅为42.5%。
6 结论
(1)以中水水源循环水排污水作为脱硫工艺水，脱硫系统运行稳定，吸收塔除雾器未出现结垢现象。SO2去除率平均为97.27%。
(2)脱硫系统工艺水为循环水排污水时，吸收塔浆液各组分含量稳定。并且不会对石灰石溶解速率造成影响。
(3)中水水源循环水排污水作为脱硫工艺水，石膏干基硫酸盐含量平均大于95%，含水率平均小于10%，石膏品质不受影响。
(4)相同运行条件下，循环水排污水相比工业水作为脱硫系统工艺水时，单台吸收塔脱硫废水量增大0.8m3/h。
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