淺談脫硫煙氣余熱閃蒸自結(jié)晶廢水零排放技術(shù)
本文針對火電廠脫硫廢水常規(guī)三聯(lián)箱工藝設(shè)計進行大膽革新,論述了脫硫廢水零排放具體改造思路,并用現(xiàn)場實際的效果分析驗證了工藝的可行性和項目普及的可靠性。
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,未對廢水中的Cl-進行處理,不能進行回用。回收水資源是新疆、西北等缺水地區(qū)面臨的重要難題。
在神華集團和當?shù)卣拇罅χС窒拢瑖W(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。通過上述工藝,既達到了資源綜合利用,也減少了對環(huán)境的污染。
一、項目背景
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規(guī)定值,必須從系統(tǒng)中排放一定量的廢水,廢水主要來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,但未對廢水中的Cl-進行處理,其處理后的液體仍含有大量的Cl-,需進行二次處理,否則不能對液體進行回用。其溶液中存在了大量Cl-,類似于海水,故采用閃蒸結(jié)晶法,達到脫硫廢水零排放。
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,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。
得到神華集團和當?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。通過上述工藝,既達到了資源綜合利用,也減少了對環(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,不需要對脫硫廢水進行預(yù)處理,無二次廢棄固體物產(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)的過程中,會富集惰性物質(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,進入脫硫廢水處理系統(tǒng),經(jīng)中和、絮凝和沉淀等處理過程。
原有脫硫廢水裝置設(shè)計為一級串聯(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)一個廢水處理站,設(shè)計時按廢水排放量125%的容量設(shè)計。在化學—物理處理裝置中,廢水得到了澄清。在廢水澄清過程中產(chǎn)生的污泥在壓濾機中脫水。
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)生成蒸汽進入二效蒸發(fā)系統(tǒng)對來自廢水箱的廢水進行蒸發(fā)濃縮。
延伸閱讀:
燃煤鍋爐采用煙氣旁路干燥技術(shù)實現(xiàn)脫硫廢水零排放
廢水經(jīng)計量后進入一效分離室。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,并利用一效強循泵進行強制循環(huán)蒸發(fā)濃縮。
在蒸發(fā)器上端設(shè)有專門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升高,并使溶液在加熱管中螺旋流動時只受熱而不產(chǎn)生汽化,沸騰物料進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入二效分離器。
進入二效內(nèi)的物料運用與一效內(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,并利用二效強循泵進行強制循環(huán)蒸發(fā)濃縮。當笫二效內(nèi)濃縮物料達到設(shè)計濃度時,料液被送至增稠器進行結(jié)晶蒸發(fā),二效分離器出料管道設(shè)密度計連續(xù)監(jiān)測增稠器內(nèi)物料的密度,當密度計顯示達到設(shè)計濃度時,開啟出料泵的出料閥門進行出料,物料被輸送至原脫硫系統(tǒng)真空皮帶脫水機進行脫水。
各效因出料而產(chǎn)生液位降低,這時物料在進料泵的作用下和相連通的物料管自行補充各效分離室、蒸發(fā)器內(nèi)的物料,各效物料的補充速度由進料電動閥控制,從而達到自動控制蒸發(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。二效出來的蒸汽進入到安裝在凈煙道上的換熱器,將蒸汽冷凝成回用水,同時將凈煙氣加熱溫升4~6度,大大緩解煙囪排出的水蒸汽量和“酸雨”。
2、系統(tǒng)參數(shù)(1)額定水份蒸發(fā)量:9.0t/h(2)進料量:10t/h(3)裝機總功率:249.1kW(含備用設(shè)備),運行容量198.6kW(4)出料溫度(℃):≤70℃
三、改造后效果
1)、系統(tǒng)運行參數(shù)
2)、運行成本
2)、處理后的回用水情況
3)、對脫硫及機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,實現(xiàn)廢水閃蒸結(jié)晶零能源消耗,達到脫硫廢水零排放,蒸發(fā)出的干凈水回用,實現(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,不需要對脫硫廢水進行預(yù)處理,大大降低了脫硫廢水處理的運行費用。
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”及煙囪排放視覺污染。
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