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高盐废水在干法脱硫除尘工艺中的应用研究

文档作者：任庆伟1 李中华2 吴文水1 文档来源： 1.内蒙古荣信化工有限公司 2.兖矿集团		点击数：	更新时间： 2024年07月31日
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2017 年12 月
Dec., 2017
doi:10.3969/j.issn.1672-9943.2017.06.061
高盐废水在干法脱硫除尘工艺中的应用研究
任庆伟1, 李中华2 ,吴文水1
(1.内蒙古荣信化工有限公司, 内蒙古鄂尔多斯014300；2.兖矿集团,山东兖州272000)
[摘要] 高盐废水一直是煤化工企业一大难题。荣信化工利用烟气循环流化床干法脱硫除
尘一体化装置处理提浓后的高盐废水。采用高盐废水作为脱硫工艺水后，脱硫除尘
装置运行效果良好，优于设计值。长期运行结果表明，循环流化床吸收塔可有效稀
释高盐废水中的氯离子，降低高盐废水的腐蚀性，保证脱硫除尘装置长期运行的可
靠性和安全性，实现以废治废，循环利用。
[关键词] 高盐废水；烟气循环流化床干法脱硫；除尘一体化；以废治废
[中图分类号] X784 [文献标识码] B [文章编号] 1672-9943（2017）06-0161-03
0 引言
环保问题一直是制约煤化工发展的关键环
节。要解决环保问题，必须首先实现高盐废水的零
排放。内蒙古荣信化工有限公司（以下简称荣信化
工） 采用“泥渣接触型澄清池+ 变孔隙过滤器+
细砂过滤器+ 离子交换软化+ 一级反渗透+ 浓
水反渗透” 工艺， 处理厂区原有200 m3/h 高盐废
水，并最终浓缩为20 m3/h的高盐废水。经处理后
的高盐废水含有极高浓度的氯离子和金属阳离子
（钠离子、钙离子、钾离子、镁离子等），硬度大，腐
蚀性强，易造成管道和设备腐蚀、结垢，循环再利
用难度大。
荣信化工现有3 台220 t/h 循环流化床锅炉，
配套烟气循环流化床干法脱硫除尘一体化装置，
采用“一炉一塔”布置。每台炉脱硫除尘工艺水耗
10 m3/h。采用浓缩后的高盐废水作为脱硫除尘的
工艺水不仅可实现脱硫除尘的零水耗， 而且可以
解决浓缩后的高盐废水的排放问题。
1 荣信化工锅炉及烟气净化系统的设计
荣信化工共建有3 台220 t/h UG-220/9.81-
M13 型号的循环流化床锅炉， 烟气净化选择烟气
循环流化床脱硫除尘一体化工艺， 脱硫除尘装置
布置在锅炉与烟囱之间，采用“一炉一塔”布置。具
体烟气流程为“锅炉空预器→预电除尘器→吸收
塔→布袋除尘器→引风机→烟囱排放”。
UG-220/9.81- M13 锅炉设计的参数和煤质
分析如表1所示。
整个系统工艺流程如图1 所示。
从锅炉空预器出口的高温原烟气， 经预电除
尘器脱除粗粉尘颗粒后，由进料段、文丘里进入吸
收塔直管段。吸收剂通过吸收剂制备和供应系统
给入吸收塔进料段。工艺水通过喷枪雾化后喷入
吸收塔，在吸收剂颗粒表面形成均匀的液膜。烟气
中的SO2、SO3、HF、HCl 等酸性气体进入吸收塔
后，与物料颗粒充分接触，被颗粒液膜吸收，进而
与吸收剂迅速发生离子反应， 实现对酸性气体的
高效脱除。烟气中的汞等重金属在吸收剂床层中
被高比表面积的物料颗粒吸附，实现脱除。
表1 UG-220/9.81-M13 锅炉设计参数和煤质分析数据
项目参数名称数据
锅炉设计参数
额定蒸发量/（t/h） 220
最大连续蒸发量BMCR/（t/h） 260
过热器出口蒸汽压力/MPa 9.8
过热器出口蒸汽温度/℃ 540
空预器出口空气过剩系数1.3
排烟温度/℃ 138（最大150）
收到基氧分/% 8.00
收到基氮分/% 1.57
收到基硫分/% 1.5
收到基水分/% 16.3
收到基灰分/% 20
干燥无灰基挥发分/% 35.4
空干基水分/% 4.62
空干基固定碳/% 49.27
收到基低位发热值/（MJ/kg） 20.16
灰熔点/℃ 1150
煤耗量/（t/h） 39.96
煤
质
分
析
收到基碳分/%
收到基氢分/%
53
3.23
能源技术与管理
Energy Technology and Management
第42 卷第6 期
Vol. 42 No.6 161
万方数据
2017年12月
Dec., 2017
荣信化工采用PVC 电石生产生成的电石
渣作为脱硫吸收剂，电石渣湿度为1.7%，其主要
成分为Ca(OH)2、CaCO3和CaO。吸收塔内参与反
应的吸收剂主要成分为Ca(OH)2，烟气中的SO2、
SO3、CO2、HCl、HF 等污染物与Ca(OH)2反应生成
CaSO3·1/2H2O、CaSO4·1/2H2O、CaCO3、CaCl2、CaF2。
净化后的含尘烟气从吸收塔顶部进入布袋除
尘器进行气固分离。经除尘器捕集下来的固体颗
粒，通过除尘器下的脱硫灰再循环系统，返回吸收
塔继续参加反应，如此循环。反应后的脱硫副产物
通过气力输送至脱硫灰库内， 再通过罐车或二级
输送设备外排。经脱硫布袋除尘器净化后的烟气
经引风机排往烟囱，实现达标排放。脱硫除尘装置
的设计参数如表2 所示。
表2 脱硫除尘装置设计参数
2 脱硫系统运行效果及分析
高盐废水提浓装置于2016 年7月投运。浓缩
后的高盐废水送至脱硫除尘装置用作工艺水。高
盐废水水质如表3 所示。厂内3 台锅炉2 用1备，
2 套脱硫除尘装置可消耗高盐废水15 t/h。
采用高盐废水作为工艺水， 脱硫除尘装置运
行情况如图2所示。
表3 浓缩后的高盐废水水质单位：mg/L
运行过程中的监测数据表明， 锅炉烟气经过
烟气净化装置脱硫后， 出口净烟气SO2质量浓度
低于50 mg/Nm3（最低小于10 mg/Nm3），烟气循环
流化床脱硫除尘系统自身脱硫效率可达到99%
以上； 同时粉尘排放低于20 mg/Nm3（最低小于
10 mg/Nm3），各项性能指标均优于设计值。
大量文献表明， 高盐废水中氯离子有助于促
进脱硫效率。其主要原因是氯离子与吸收剂中的
Ca(OH)2反应，生成具有极强吸潮特性的CaCl2，延
长了液膜在吸收剂表面的停留时间， 延长离子环
境的保留时间[1]。
虽然氯离子有助于脱硫， 但过高质量浓度的
氯离子又具有极强的腐蚀性， 很可能会影响干法
脱硫除尘装置的可靠性。经长达1 a多的连续运行
后，发现氯离子的影响却不显著。除了在吸收塔内
壁出现轻微的面磨蚀现象， 其余并未发现严重的
腐蚀问题。这主要是由于吸收塔内高达20 000 g/m3
的床层物料颗粒， 有效地稀释了高盐废水中的氯
离子，最大程度地降低了氯离子的腐蚀作用。
根据物料守恒定律， 高盐废水中的氯离子几
乎全被吸收塔内的物料颗粒捕集和反应吸收，并
任庆伟，等高盐废水在干法脱硫除尘工艺中的应用研究
图1 荣信化工220t/h CFB 锅炉配套烟气循环流化床干法脱硫除尘工艺流程
参数位置项目数值
入口设计参数
烟气量（湿标）/（Nm3/h） 312 360
烟气量（干标）/（Nm3/h） 271 780
烟气量（工况）/（m3/h） 472 270
烟气温度（平均）/℃ 138
含氧量/% 1.28
SO2质量浓度（干态）/（mg/Nm3） 4 016
烟尘质量浓度（干态）/（mg/Nm3） 7 560
出口设计
参数
SO2质量浓度（干态，6%O2）/（mg/Nm3） 150
烟尘质量浓度（干态，6%O2）/（mg/Nm3） 30
序号项目数值
1 TDS 39 878.25
2 pH /
3 Na+ 13 313.94
4 K+ 1 100.52
5 Ca2+ 5.615 53
6 Mg2+ 5.615 53
7 NH4+ 0
8 Cl- 13 575.40
9 SO4
2- 6 948.07
10 HCO3
2- 610.20
11 NO3
- 4 295.31
SNCR
CFB锅炉
除尘器
吸收剂
脱硝
剂
吸附
剂
水
吸收塔
除尘器
引风机
物料再循环 副产物
清洁烟气再循环
烟囱
162
万方数据
2017 年12 月
Dec., 2017
表4 脱硫副产物组分分析单位：%
从表4可以看出，脱硫副产物主要由Ca(OH)2、
CaCO3、CaSO3·0.5H2O、CaO、SiO2+Al2O3+Fe2O3、氯
化盐等组成。氯离子在脱硫灰中主要以氯化盐的
形式存在，其含量很低（1.88%），这也进一步证
实， 氯离子被循环流化床吸收塔内大量的床层物
料颗粒稀释、捕集、吸收。因此，在充分消纳高盐废
水的同时， 也保证了脱硫副产物的可综合利用特
性。
目前， 荣信化工与鄂尔多斯市永达成环保建
材有限公司签订了长期合作合同， 脱硫副产物主
要用于制砖。采用高盐废水脱硫，不仅解决了厂区
的废水排放问题， 而且实现了脱硫副产物的综合
利用。
3 结论
荣信化工将厂内高盐废水提浓后， 送至烟气
循环流化床干法脱硫除尘一体化装置使用。采用
提浓的高盐废水作为脱硫工艺水后， 干法脱硫除
尘效果优于设计值， 氯离子有效提高了液膜的保
留时间。同时，循环流化床脱硫塔中的致密床层颗
粒有效稀释了高盐废水中的氯离子， 大大降低了
高盐废水的腐蚀性。长期运行结果证明，烟气循环
流化床干法脱硫除尘一体化工艺， 可采用高盐废
水进行脱硫，有效处理高盐废水中的污染物，同时
高效脱除烟气中的多污染物，实现以废治废、循环
利用。
[参考文献]
[1]张永，李文勇，陈招妹，等. 氯离子含量对循环半干法
烟气脱硫装置操作参数的影响[J]. 电力环境保护，
2009，25（1）： 18-20.
[作者简介]
任庆伟(1971-)，男，高级工程师，毕业于华东理工大学
计算机技术专业，主要从事煤化工技术工作。
[收稿日期：2017-06-23]
序号项目数值
1 湿度0.68
2 氢氧化钙10.52
3 碳酸钙24.07
4 半水亚硫酸钙26.37
5 氧化钙3.11
6 SiO2+Al2O3+Fe2O3 21.82
7 氯化盐1.88
图2 烟气循环流化床干法脱硫除尘装置运行画面
进入外排的脱硫副产物。采用高盐废水脱硫后，脱硫副产物组分的主要成分分析如表4 所示。
能源技术与管理
Energy Technology and Management
第42 卷第6 期
Vol. 42 No.6 163

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