目前，世界上主流的煙氣脫硫工藝可分為濕法、半干法及干法三大類。其中石灰石—石膏濕法煙氣脫硫工藝是目前世界上應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硫除塵技術(shù)，它具有脫硫效率高、設(shè)備方便維護(hù)、煤種范圍適用廣、運(yùn)行可靠性高和原材料價(jià)廉易得等諸多優(yōu)點(diǎn)。
過(guò)去，火電廠脫硫廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)一直遵循《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)規(guī)定進(jìn)行，但隨著環(huán)保要求越來(lái)越高，該標(biāo)準(zhǔn)已不符合時(shí)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。根據(jù)脫硫廢水水質(zhì)自身的特點(diǎn)，國(guó)家制定了新的《火電廠石灰石—石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》(DL/T997-2006)，該指標(biāo)規(guī)定了脫硫廢水處理系統(tǒng)出口的檢測(cè)參數(shù)和參數(shù)范圍。見表1所列。
1、脫硫廢水的 >
石灰石—石膏濕法脫硫工藝采用石灰石漿液作為煙氣中SO2的脫硫吸收劑，將石灰石在濕磨機(jī)中破碎后與少量水混合，經(jīng)行研磨，在研磨過(guò)程中注入工藝水，制成石灰石漿液。石灰石漿液通過(guò)脫硫吸收塔循環(huán)漿液泵，打入吸收塔上部的漿液噴嘴處，由于吸收塔內(nèi)的煙氣是自下而上的運(yùn)動(dòng)，與由噴嘴自上而下噴淋的石灰石漿形成對(duì)流接觸，煙氣中的二氧化硫通過(guò)化學(xué)酸堿中和反應(yīng)被吸收進(jìn)入石灰石漿液中，二氧化硫被除去。在煙氣中SO2不斷被吸收的同時(shí)，煙氣中的氯離子也不斷被漿液吸收。由于氯離子濃度的過(guò)高會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)很多不利影響，譬如降低溶液的PH值，降低二氧化硫在漿液中的溶解率，并且易使?jié){液中的CaSO4易于結(jié)垢，無(wú)法形成石膏晶體，以及加快金屬管路腐蝕等。脫硫系統(tǒng)要穩(wěn)定工作，就要保證系統(tǒng)中氯離子維持在較低的濃度上，須要定時(shí)向脫硫系統(tǒng)漿液中摻入一定量的工藝水，在工作過(guò)程中就會(huì)不可避免地產(chǎn)生脫硫廢水。由于脫硫廢水中含有很多有毒、有害物質(zhì)，如果直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，因此為了保護(hù)環(huán)境和脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)對(duì)脫硫廢水經(jīng)行環(huán)保處理。
2、工藝流程
2.1 脫硫廢水的凈化預(yù)處理
由于脫硫廢水中含有各種雜質(zhì)、漂浮物以及各種重金屬離子，因此脫硫廢水不能直接進(jìn)入廢水蒸發(fā)系統(tǒng)中。鑒于此，我們要對(duì)脫硫廢水進(jìn)行預(yù)處理。濰坊公司根據(jù)實(shí)際情況及國(guó)內(nèi)外脫硫廢水處理技術(shù)工藝的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等方面考慮，選擇“預(yù)沉淀+深度過(guò)濾-煙道霧化蒸發(fā)”處理工藝作為脫硫廢水處理系統(tǒng)方案，包括沉淀、中和、絮凝和濃縮澄清等四個(gè)主要步驟進(jìn)行處理。該方案采用物理化學(xué)方法去除廢水中的主要雜質(zhì)。首先在中和箱中加入石灰乳，使廢水中的pH值上升到9.0~9.5左右，在高堿性環(huán)境中，廢水中大多數(shù)的重金屬離子會(huì)形成難溶于水的化合物而沉淀析出。經(jīng)過(guò)中和箱處理大多數(shù)的重金屬離子后的廢水進(jìn)入沉降箱。在沉降箱中，向廢水溶液中加入TMT15或Na2S等有機(jī)硫化學(xué)藥劑，可以與廢液中的殘留的Cd2+、Hg2+等金屬離子反應(yīng)，生成難溶于水的硫化物沉淀，前兩個(gè)步驟主要目的是除去溶液中的重金屬離子。然后，經(jīng)過(guò)凈化處理后的溶液進(jìn)入絮凝箱，在絮凝箱中，溶液中的膠體顆粒和懸浮物顆粒在絮凝劑(如FeClSO4)化學(xué)作用下產(chǎn)生凝聚和聚集反應(yīng)，從而形成大顆粒，并在重力的作用下沉淀下來(lái)。最后，在進(jìn)入澄清池前，在絮凝箱出口處加入混凝劑，強(qiáng)化絮凝劑等化學(xué)藥劑。在澄清池中，經(jīng)行二次絮凝和二次物理沉降，絮凝物后的大顆粒會(huì)沉淀到池底形成污泥，大部分污泥通過(guò)污泥輸送泵輸送到污泥壓濾機(jī)，形成污泥濾餅外派到污泥堆放處，小部分的污泥作為下一個(gè)循環(huán)沉淀所需要的晶核重新返回到中和箱。經(jīng)過(guò)化學(xué)和物理作用后的廢水溶液中的上部分溢流到凈水箱，凈水箱中專門設(shè)置了符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的用于檢測(cè)水質(zhì)的pH值和水質(zhì)濁度的儀表，如果水質(zhì)達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)則外排，如果不合格則繼續(xù)處理，如此循環(huán)往復(fù)，直到合格為止。脫硫廢水流程圖如下圖1所示：
2.2 脫硫廢水煙道蒸發(fā)
脫硫廢水煙道蒸發(fā)技術(shù)是一種基于噴霧高溫干燥技術(shù)的工藝，噴霧干燥技術(shù)的基本原理是用霧化器將廢水溶液霧化后與壓縮空氣混合噴入高溫?zé)煹纼?nèi)，在煙道內(nèi)以霧滴狀與高溫?zé)煔饨佑|，可以在短時(shí)間內(nèi)迅速將液滴汽化蒸發(fā)。其特點(diǎn)是由于液滴的蒸發(fā)表面積非常大，并且溶液霧化后的小液滴溫度與煙道里的煙溫溫差非常大，只要與高溫氣體接觸，就發(fā)生快速的熱交換，并迅速將霧化后液滴中的大部分的水蒸發(fā)掉，形成只有少量水分的固體粉塵顆粒，因而干燥速率非常快。脫硫廢水煙道蒸發(fā)就是利用這種技術(shù)把經(jīng)過(guò)凈化處理的脫硫廢水進(jìn)行煙氣蒸發(fā)處理，從而達(dá)到脫硫廢水環(huán)保零污染排放的目的。
具體步驟是將脫硫廢水進(jìn)行凈化預(yù)處理，凈化后的脫硫廢水經(jīng)過(guò)廢水輸送泵打入廢水蒸發(fā)系統(tǒng)的預(yù)沉池中，預(yù)沉池中脫硫廢水的上清液通過(guò)廢水排出泵打入到一體化霧化蒸發(fā)安保器進(jìn)行固液分離處理，系統(tǒng)沉淀的污泥通過(guò)污泥排出泵輸送到污泥緩存箱緩存。上清液經(jīng)過(guò)一體化霧化蒸發(fā)安保系統(tǒng)處理后，廢水中粒徑>20μm的顆粒被截留分離出來(lái)，經(jīng)過(guò)處理后廢水中懸浮物的含量降低到0.5%以下。過(guò)濾后的廢水輸送至系統(tǒng)清水箱，經(jīng)過(guò)固液分離處理后的廢水通過(guò)清水泵輸送到電除塵器入口處的霧化噴射裝置中。在霧化裝置中廢水被充分霧化后與壓縮空氣混合噴入到高溫?zé)煹纼?nèi)，并在高溫?zé)煔鈴?qiáng)烈的熱交換的作用下迅速蒸發(fā)變成水蒸氣。其中不溶于水的結(jié)晶顆粒隨煙氣一起進(jìn)入電袋除塵器中，并被電袋除塵器中靜電吸附板捕捉而從煙氣中分離出來(lái)。蒸發(fā)的水蒸氣隨除塵后的煙氣進(jìn)入脫硫吸收塔，在除霧器沖洗水的冷卻作用下，水蒸氣遇冷凝結(jié)成小水滴進(jìn)入脫硫塔的漿液循環(huán)系統(tǒng)。整個(gè)脫硫廢水煙道處理技術(shù)過(guò)程可以通過(guò)DCS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制，可實(shí)時(shí)在線檢測(cè)整套設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)異常時(shí)可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，并進(jìn)行處理，此舉可以有效地提高設(shè)備利用率和運(yùn)行中設(shè)備穩(wěn)定性，可以確保提高設(shè)備的投入使用率。脫硫廢水煙道處理技術(shù)DCS控制流程圖如下圖2所示
3、廢水的蒸發(fā)效果
濰坊公司二期3號(hào)機(jī)組除塵器運(yùn)行情況列于下表。
機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，除塵器入口煙氣的組煙氣量分別為342萬(wàn)m3/h(實(shí)際狀態(tài))，含塵量為42.8g/m3，煙氣入口平均溫度為141℃。濰坊公司二期#3機(jī)組不同負(fù)荷下除塵器入口煙氣參數(shù)為：負(fù)荷75%，平均127℃，煙氣量約為291萬(wàn)m3/h(實(shí)際狀態(tài))，含塵量約為32g/Nm3;負(fù)荷50%，平均121℃，煙氣量約為219萬(wàn)m3/h(實(shí)際狀態(tài))，含塵量約為28.6g/Nm3。在投入廢水蒸發(fā)系統(tǒng)以后電除塵入口溫度有一個(gè)下降趨勢(shì)，煙道蒸發(fā)投入后在不同的機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行條件下入口煙溫的變化趨勢(shì)如下圖所示：
從上圖電除塵入口溫度趨勢(shì)圖可以看到，脫硫廢水噴入煙道后，煙氣的入口煙氣溫度平均下降了2℃~3℃，由于此時(shí)煙氣溫度依然高于酸露點(diǎn)溫度，所以不會(huì)對(duì)電除塵器灰塵靜電吸附板和煙道產(chǎn)生腐蝕。并且由于采用脫硫廢水蒸發(fā)工藝后，煙氣濕度適當(dāng)增加，煙氣溫度有所降低，這就降低了煙氣流速，提高了粉塵粒徑，增加了灰塵的電阻比，在一定程度上提高了電除塵器的使用壽命和除塵效率。
根據(jù)對(duì)電除塵器煙道積灰檢測(cè)桿的檢測(cè)，噴后積灰檢測(cè)桿有少量松軟性積灰，無(wú)硬結(jié)性積灰，這說(shuō)明廢水已經(jīng)完全蒸發(fā)。
4、結(jié)論
脫硫廢水煙道蒸發(fā)系統(tǒng)分為前處理系統(tǒng)和后處理系統(tǒng)。其中預(yù)處理系統(tǒng)包括脫硫廢水澄清過(guò)濾系統(tǒng)和一體化霧化蒸發(fā)安保系統(tǒng)，后處理系統(tǒng)即煙道霧化蒸發(fā)噴射系統(tǒng)，整個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)采用DCS集中控制。脫硫廢水蒸發(fā)系統(tǒng)投入以來(lái)，當(dāng)工況是65%時(shí)，每小時(shí)可蒸發(fā)脫硫廢水2t左右，當(dāng)工況在70%以上時(shí)，每小時(shí)可蒸發(fā)脫硫廢水3t左右。滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，一天可以蒸發(fā)大約70t左右的脫硫廢水。設(shè)備自投入運(yùn)行以來(lái)運(yùn)行效果良好，運(yùn)行參數(shù)正常，符合預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。對(duì)實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電行業(yè)的環(huán)保節(jié)能健康積極的發(fā)展進(jìn)行了積極的探索和嘗試，為清潔新能源健康發(fā)展，注入了新的動(dòng)力。( >
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