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淺析:燃煤電廠脫硫煙氣余熱閃蒸自結(jié)晶廢水零排放技術(shù)

更新時(shí)間:2018-08-09 10:45 來(lái)源:電力設(shè)備 作者: 趙坤 閱讀:6167 網(wǎng)友評(píng)論0

本文針對(duì)火電廠脫硫廢水處理常規(guī)三聯(lián)箱工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行大膽革新,論述了脫硫廢水零排放具體改造思路,并用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的效果分析驗(yàn)證了工藝的可行性和項(xiàng)目普及的可靠性。  

燃煤電廠目前脫硫廢水處理一般采用“三聯(lián)箱”工藝流程,但此工藝主要處理了脫硫廢水中的固體顆粒物,未對(duì)廢水中的Cl-進(jìn)行處理,不能進(jìn)行回用;厥账Y源是新疆、西北等缺水地區(qū)面臨的重要難題。  

在神華集團(tuán)和當(dāng)?shù)卣拇罅χС窒,?guó)網(wǎng)能源哈密煤電有限公司在新疆首次采用脫硫煙氣余熱閃蒸自結(jié)晶廢水零排放技術(shù),達(dá)到脫硫廢水零排放,蒸發(fā)出的干凈水回用,固體顆粒物與石膏一起排出。通過(guò)上述工藝,既達(dá)到了資源綜合利用,也減少了對(duì)環(huán)境的污染。  

一、項(xiàng)目背景  

在石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)中,吸收塔內(nèi)漿液中的Cl-濃度不應(yīng)大于20mg/l,所以,需將吸收塔內(nèi)的部分水排出、置換,脫硫系統(tǒng)便有了廢水產(chǎn)生和排放。  

為了維持脫硫裝置漿液循環(huán)系統(tǒng)物質(zhì)的平衡,防止煙氣中可溶部分即氯濃度超過(guò)規(guī)定值,必須從系統(tǒng)中排放一定量的廢水,廢水主要來(lái)自石膏脫水和清洗系統(tǒng)。廢水中含有的雜質(zhì)主要有懸浮物、過(guò)飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽等。  

濕法脫硫廢水的主要特征是呈現(xiàn)弱酸性,pH值低于5.7;懸浮物高,但顆粒細(xì)小,其溶液中存在了大量Cl-。目前,脫硫廢水處理一般采用的工藝流程為:脫硫廢水→中和箱(加入石灰乳)→沉淀箱(加入硫化物)→絮凝箱(加入混凝劑)→澄清池→清水pH值調(diào)整箱→排放。  

根據(jù)上述工藝流程可以看出,此工藝主要處理了脫硫廢水中的固體顆粒物,但未對(duì)廢水中的Cl-進(jìn)行處理,其處理后的液體仍含有大量的Cl-,需進(jìn)行二次處理,否則不能對(duì)液體進(jìn)行回用。其溶液中存在了大量Cl-,類(lèi)似于海水,故采用閃蒸結(jié)晶法,達(dá)到脫硫廢水零排放。  

蒸發(fā)后的高Cl-濃度漿液,在蒸發(fā)裝置中結(jié)晶,產(chǎn)生鹽類(lèi),與原有的脫硫產(chǎn)物固體懸浮物一起排出,其成分與現(xiàn)有的脫硫石膏基本一致。  

得到神華集團(tuán)和當(dāng)?shù)卣拇罅χС窒,在新疆首次采用脫硫煙氣余熱閃蒸自結(jié)晶廢水零排放技術(shù),達(dá)到脫硫廢水零排放,蒸發(fā)出的干凈水回用,固體顆粒物與石膏一起排出。通過(guò)上述工藝,既達(dá)到了資源綜合利用,也減少了對(duì)環(huán)境的污染。其技術(shù)突破在于:  

a)利用鍋爐尾部余熱煙氣加熱脫硫廢水,實(shí)現(xiàn)廢水閃蒸結(jié)晶零能源消耗。  

b)以脫硫廢水中的石膏固體顆粒物作為結(jié)晶晶種,不需要對(duì)脫硫廢水進(jìn)行預(yù)處理,無(wú)二次廢棄固體物產(chǎn)生。  

c)利用蒸發(fā)出的潔凈水蒸汽,加熱脫硫后的濕煙氣,既實(shí)現(xiàn)了潔凈水蒸汽的凝結(jié)回用,又提高了煙囪的排煙溫度,大幅度降低“煙羽”及煙囪排放視覺(jué)污染。  

二、改造思路  

1)、原脫硫廢水處理裝置  

脫硫裝置漿液內(nèi)的水在不斷循環(huán)的過(guò)程中,會(huì)富集惰性物質(zhì)、重金屬元素和Cl--等,一方面加速脫硫設(shè)備的腐蝕,另一方面影響石膏的品質(zhì),因此,脫硫裝置要排放一定量的廢水,進(jìn)入脫硫廢水處理系統(tǒng),經(jīng)中和、絮凝和沉淀等處理過(guò)程。  

原有脫硫廢水裝置設(shè)計(jì)為一級(jí)串聯(lián)工藝,處理兩套FGD系統(tǒng)的脫硫廢水。兩套脫硫裝置產(chǎn)生的廢水共設(shè)一個(gè)廢水處理站,設(shè)計(jì)時(shí)按廢水排放量125%的容量設(shè)計(jì)。在化學(xué)—物理處理裝置中,廢水得到了澄清。在廢水澄清過(guò)程中產(chǎn)生的污泥在壓濾機(jī)中脫水。  

2)、脫硫廢水零排放技術(shù)工藝  

在原脫硫系統(tǒng)廢水泵出口管道增加一路管道將脫硫廢水送至二效蒸發(fā)系統(tǒng)。安裝在吸收塔前煙氣管道上的煙氣預(yù)熱器,利用煙道器中煙氣的熱量將其內(nèi)介質(zhì)升溫至85~95℃。預(yù)熱后的介質(zhì)生成蒸汽進(jìn)入二效蒸發(fā)系統(tǒng)對(duì)來(lái)自廢水箱的廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。  

廢水經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入一效分離室。二效蒸發(fā)系統(tǒng)在真空泵的作用下,使此二效蒸發(fā)系統(tǒng)的操作壓力控制在-0.04~-0.09MPa。廢水在一效分離器中經(jīng)一效蒸發(fā)器均勻地在加熱管內(nèi)壁從下向上螺旋流動(dòng),并利用一效強(qiáng)循泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)濃縮。在蒸發(fā)器上端設(shè)有專(zhuān)門(mén)的汽液兩相共存的沸騰區(qū),物料在沸騰區(qū)內(nèi)汽液混合物的靜壓使下層液體的沸點(diǎn)升高,并使溶液在加熱管中螺旋流動(dòng)時(shí)只受熱而不產(chǎn)生汽化,沸騰物料進(jìn)入一效分離室完成汽、液分離,物料在一效系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)多次自然式循環(huán)后,完成初步濃縮的料液在壓差的作用下進(jìn)入二效分離器。  

進(jìn)入二效內(nèi)的物料運(yùn)用與一效內(nèi)相同的原理,利用一效分離器產(chǎn)生的二次蒸汽作為二效蒸發(fā)器的熱源,并利用二效強(qiáng)循泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)濃縮。當(dāng)笫二效內(nèi)濃縮物料達(dá)到設(shè)計(jì)濃度時(shí),料液被送至增稠器進(jìn)行結(jié)晶蒸發(fā),二效分離器出料管道設(shè)密度計(jì)連續(xù)監(jiān)測(cè)增稠器內(nèi)物料的密度,當(dāng)密度計(jì)顯示達(dá)到設(shè)計(jì)濃度時(shí),開(kāi)啟出料泵的出料閥門(mén)進(jìn)行出料,物料被輸送至原脫硫系統(tǒng)真空皮帶脫水機(jī)進(jìn)行脫水。各效因出料而產(chǎn)生液位降低,這時(shí)物料在進(jìn)料泵的作用下和相連通的物料管自行補(bǔ)充各效分離室、蒸發(fā)器內(nèi)的物料,各效物料的補(bǔ)充速度由進(jìn)料電動(dòng)閥控制,從而達(dá)到自動(dòng)控制蒸發(fā)器各效液位的目的。  

二效蒸發(fā)器和凝液罐中產(chǎn)生的蒸汽冷凝液經(jīng)凝結(jié)水泵輸送至去脫硫吸收塔。  

二效出來(lái)的蒸汽進(jìn)入到安裝在凈煙道上的換熱器,將蒸汽冷凝成回用水,同時(shí)將凈煙氣加熱溫升4~6度,大大緩解煙囪排出的水蒸汽量和“酸雨”。廢水零排放系統(tǒng)詳見(jiàn)廢水零排放工藝系統(tǒng)圖如下:  

2、系統(tǒng)參數(shù)  

(1)額定水份蒸發(fā)量:9.0t/h  

(2)進(jìn)料量:10t/h  

(3)裝機(jī)總功率:249.1kW(含備用設(shè)備),運(yùn)行容量198.6kW  

(4)出料溫度(℃):≤70℃  

三、改造后效果  

1)、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)  

2)、運(yùn)行成本  

3)、對(duì)脫硫及機(jī)組影響的效果  

在原煙道上加裝了煙道換熱器,可有效降低進(jìn)行脫硫吸收塔煙氣的溫度約5~8℃,降低了吸收塔出口煙氣中攜帶的水量約3~4噸/h,可提高煙囪排煙溫度約4~6℃,可大幅度降低“煙羽”。  

四、結(jié)論  

1)采用脫硫煙氣余熱閃蒸自結(jié)晶廢水零排放技術(shù),利用鍋爐尾部余熱煙氣加熱脫硫廢水,實(shí)現(xiàn)廢水閃蒸結(jié)晶零能源消耗,達(dá)到脫硫廢水零排放,蒸發(fā)出的干凈水回用,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的效果。  

2)以脫硫廢水中的石膏固體顆粒物作為結(jié)晶晶種,不需要對(duì)脫硫廢水進(jìn)行預(yù)處理,大大降低了脫硫廢水處理的運(yùn)行費(fèi)用。  

3)利用蒸發(fā)出的潔凈水蒸汽,加熱脫硫后的濕煙氣,既實(shí)現(xiàn)了潔凈水蒸汽的凝結(jié)回用,又提高了煙囪的排煙溫度,大幅度降低“煙羽”及煙囪排放視覺(jué)污染。

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