脱硫废水零排放技术在扬电公司的应用

引言

火电厂脱硫废水的杂质来自烟气和脱硫用的石灰石,主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐及重金属,其中很多是国家环保标准中要求控制的第一类污染物。江苏华电扬州发电有限公司#6和#7机组(2×330Mw)脱硫废水喷雾干燥零排放项目实施的目的是通过对旁路烟道脱硫废水喷雾干燥的一系列试验,摸索出在保证机组安全性的前提下能处理最大脱硫废水量的方式,通过研究对灰、石膏品质的影响,优化脱硫废水整体处理工艺路线,为集团燃煤机组找到经济、技术性能先进的消减脱硫废水的途径。

1脱硫废水处理的工艺路线

(1)脱硫废水及化水车间的水处理再生水和精处理再生水:化水车间的水处理再生水从已接至主厂废水处理车间的管道处引出至浓缩澄清器:精处理再生水从已接至主厂废水处理车间的管道引出至浓缩澄清器,储存在浓缩澄清器内的再生废水泵送到脱硫废水处理系统的三联箱中进行pH调质再流入清水箱,脱硫废水也经三联箱进行pH调质再流入清水箱,pH调质后清水箱内的废水通过清水泵输送到废水缓冲箱,通过废水缓冲箱泵送到废水缓冲罐,废水缓冲罐废水自流至干燥塔内,经过高速旋转的雾化器雾化为细小液滴群,后与从脱硝出口引出的热烟气进行充分的热交换,利用烟气热量瞬间干燥脱硫废水,干燥产生的大颗粒固体物质从喷雾干燥塔底部的排放口排出,小颗粒固体物质经喷雾干燥塔干燥后的尾气返回电除尘进口处理。

(2)化水车间反渗透浓水:反渗透浓水泵送入化学水处理中和池储存,通过反渗透水泵送入脱硫系统的工艺水箱,作为现有脱硫系统的工艺补水使用。

本项目属于科技项目,将建立脱硫废水喷雾干燥零排放研究的应用工程试验平台。项目实施过程中应尽量减少对原机组系统、设备和管道布置的影响,项目实施时间应合理,尽量在机组计划检修期内完成。

2喷雾干燥处理工艺系统

如图1所示,工艺系统主要由以下几部分组成:烟气系统、干燥塔系统、废水给料系统、工艺水系统、工业水系统、压缩空气系统、输灰系统。

2.1烟气系统

烟气系统主要包括烟道、挡板门、膨胀节等。烟气从脱硝出口至空预器段各引出一路高温烟气汇合至喷雾干燥塔,喷雾干燥塔干燥后的烟气返回MGGH前一侧烟道。

2.2喷雾干燥塔系统

喷雾塔系统主要包括干燥塔及其附属设备。

2.2.1喷雾干燥塔

本工程每台锅炉配一个喷雾干燥塔,共配置两个,干燥塔尺寸为:内径8.5m,筒体高度16m,总高约36.5m。喷雾干燥塔由圆柱体和圆锥体上下部两部分组成,热烟气和废水均从塔顶部进入干燥塔内,干燥后的烟气从锥体的上部离开干燥塔,大颗粒固体物从塔底部进入仓泵。干燥塔塔体材质为碳钢,塔体采用整体钢框架支撑,内部为空塔结构,塔顶部设置检修房,并设置检修起吊装置,塔底部预留4.5m的过道。干燥塔配备有一定数量的人孔门和观察孔,人孔门和观察孔完全不漏烟气,在其附近设置走道或平台。干燥塔外表面需保温,保温层厚度为200mm(硅酸铝棉),外蒙皮为彩钢板(0.75mm)。

2.2.2旋转雾化器

旋转雾化器是整个喷雾干燥系统工艺核心部件,旋转雾化器的基本原理:经调质后的脱硫废水泵送至高速旋转的雾化盘时,由于离心力的作用,伸展为薄膜或被拉成细丝(取决于转速和浆液量),在雾化盘边缘破裂分散为液滴(液滴的大小取决于旋转速度和浆液量)。本项目每台雾化器配置45kw的双频电机,并配置变频器,雾化器的转速在10000~13000r/min,可根据变频器调整,喷射出的雾滴平均直径为10~60μm。为使进液能平稳均匀地从供液管分配至雾化盘,在主轴下端靠近雾化盘处装有配液专用零件,雾化盘为圆盘型,圆盘直径为250mm。雾化器的材质:雾化盘采用衬陶瓷哈氏合金,防护罩为304不锈钢,进液管采用钛管。雾化器配置油路冷却及循环水冷却系统。

2.2.3烟气分布器

烟气分布器设置在喷雾干燥塔的顶部,作用是使干燥用热烟气均匀地进入干燥塔内,与雾化液滴有效混合,使水分迅速蒸发。烟气分布器上装有一定夹角的导风板,用来控制热烟气的流向,使雾滴与热烟气的混合达到合适要求,提高雾化效率。烟气分布器采用蜗壳形式,材质采用304不锈钢。

2.3脱硫废水给料系统

喷雾干燥工艺技术的核心是旋转雾化器,旋转雾化器对各种水质适应性较好,脱硫废水无需预处理,将pH值调到9~10即可。原脱硫废水处理系统仅需添加石灰乳系统,原有絮凝、沉淀环节、板框机压滤环节等均无需运行,可以节省运行费用。

具体流程如下:化水车间的水处理再生水从已接至主厂废水处理车间的管道处引出至浓缩澄清器:精处理再生水从已接至主厂废水处理车间的管道引出至浓缩澄清器,储存在浓缩澄清器内的再生废水泵送到脱硫废水处理系统的三联箱中进行pH调质再流入清水箱,脱硫废水也经三联箱进行pH调质再流入清水箱,清水箱内的废水通过清水泵输送到废水缓冲箱,通过废水缓冲箱泵送到废水缓冲罐,废水缓冲罐废水自流至干燥塔内进行干燥处理。

原有脱硫废水系统改造说明:(1)原有废水系统内的絮凝、沉淀环节本次废水零排放项目停用:(2)原有加酸环节本项目停用:(3)板框式压滤机、污泥循环泵、污泥输送泵本项目停用:(4)原有浓缩澄清器用于储存化水车间的水处理再生水和精处理再生水:(5)其余管道改造参见相应管道图纸。

2.4公用工程系统

公用工程系统包含工艺水系统、工业水系统、压缩空气系统、输灰系统。工艺水系统作为系统管道冲洗水、泵机封水使用(泵机封水不能进入废水坑,以防进入系统)。工业水系统作为雾化器配置油路冷却水使用。压缩空气系统包括仪用压缩空气和杂用压缩空气,输灰系统压缩空气采用杂用压缩空气,雾化器冷却用压缩空气采用仪用压缩空气(仪用压缩空气从脱硝仪用空气罐后的管道接口)。输灰系统:在干燥塔内废水干燥后产生的固体盐分及烟气中夹带的粉尘一部分随烟气流入主烟道中,另一部分流至塔底,通过气力输灰输送至现有电除尘系统中。出口:仓泵出口,接入电除尘输灰系统出口母管。

3本科技项目的成果

(1)每套干燥设备设计处理能力5.0t/h,最大处理能力6.0t/h:(2)干燥产物含水率≤2%:(3)粉煤灰氯含量:增加值小于0.06%,不影响粉煤灰的综合利用:(4)适用于高含盐脱硫废水处理:(5)年利用小时数≥5500h:(6)锅炉效率影响≤0.5%:(7)装置可利用率≥99%:(8)装置服务寿命≥30年:(9)热风温降＋4~6℃:(10)满足机组负荷:50%~100%。