旋轉噴霧干燥法脫硫廢水零排放技術在電廠的應用
編輯：瓏基機械 時間：2024-06-25
以山西臨汾熱電有限公司2×300MW機組煙氣脫硫廢水零排放工程為例，利用旁路煙道處理脫硫廢水零排放技術———旋轉噴霧干燥法。闡述了旋轉噴霧干燥法進行脫硫廢水處理的特點、原理、工藝、設備及其在300MW燃煤發(fā)電機組上的應用，實踐證明應用該方法投資、運行費用低廉，使電廠脫硫廢水零排放的大規(guī)模推廣成為可能。
目前，我國火電廠燃煤機組基本都配套安裝了煙氣脫硫裝置，其中絕大部分采用的是石灰石—石膏濕法煙氣脫硫工藝，該工藝技術成熟、運行可靠、脫硫效率高，但該系統會產生一定量的脫硫廢水，必須加以處理，達標后才能排放。
脫硫廢水常規(guī)處理一般采用化學加藥方法，該法技術成熟，但處理后的廢水不能外排且無處回收利用。在投運的脫硫廢水零排放的技術中，旋轉噴霧干燥法WSD工藝通過利用煙氣熱量將廢水蒸發(fā)，可以實現廢水的零排放，建設及運行費用較低，運行穩(wěn)定。
1廢水零排放政策
2015年4月16日，國務院發(fā)布《水污染行動計劃》，國家將強化對各類水污染的治理力度，全力保障水生態(tài)安全。自此，火電廠加快落實深度節(jié)水和“廢污水零排放”技術已成為必然選擇。
2016年9月30日，環(huán)保部發(fā)布了關于征求《火電廠污染防治技術政策》和《火電廠污染防治最佳可行性技術指南》意見函（環(huán)發(fā)〔2017〕21號），對火電廠排放的廢氣、廢水、噪聲、固體廢物等造成的污染制定基本的技術政策；對于發(fā)電廠廢水處理政策明確指出：
火電廠水污染防治應遵循清污分流、一水多用、集中處理不分散處理相結合的原則，鼓勵火電廠實現廢水的循環(huán)使用不外排；脫硫廢水應經過中和、沉淀、絮凝、澄清等傳統工藝處理，利用余熱蒸發(fā)干燥、結晶等處理，實現脫硫廢水零排放。
2脫硫廢水的來源和特點
脫硫運行中，脫硫廢水處理裝置用于平衡脫硫系統內漿液的氯離子，防止?jié){液中氯離子濃度超過設計值，從而穩(wěn)定脫硫效率，提高石膏品質，減輕對設備的腐蝕。在廢水零排放政策背景下，循環(huán)水、排污水、反滲透濃水、化學車間排水等電廠生產環(huán)節(jié)廢水都匯集到脫硫塔，因此脫硫廢水是電廠的終端廢水，水質最為惡劣。
脫硫廢水中含有一定的化學耗氧量（COD），含有還原性無機離子；含鹽量高，進水導電度在33500～64000mg/L之間；廢水呈酸性，pH值在3～7之間；廢水中主要陽離子為含量較高的鈣鎂離子，其他重金屬離子種類較多，遠超排放限值；廢水中主要陰離子為Cl-、SOX2-、F-等以煤為來源的離子；廢水硬度高，普遍硬度在5116～11545mg/L之間，對后續(xù)處理單元影響較大；懸浮物含量高，主要懸浮物為石膏顆粒、二氧化硅及鐵、鋁的氫氧化物。再利用的渠道幾乎沒有。
3旋轉噴霧干燥法技術處理脫硫廢水
3.1工程參數
處理廢水量：5t/h。熱煙氣參數：鍋爐負荷300MW。煙氣量（濕）：1131398m3/h。煙氣量（干）：1062439m3/h。空預器入口溫度：335℃。空預器入口／出口氣壓：-1.5kPa/-3.1kPa。脫硫廢水氯離子濃度：24631.9mg/m3。脫硫廢水溫度：45℃。
3.2系統工藝流程
主要包括煙氣系統、噴霧干燥塔系統及廢水輸送系統。
3.3工藝設計
在空氣預熱器旁路單設WSD干燥塔，與主機完全隔離，獨立成系統，不影響主機運行。系統取鍋爐脫硝后空氣預熱器前的熱煙氣作為熱源。
脫硫廢水處理量視主機情況靈活調整。WSD干燥塔出口煙氣接至除塵器入口前主煙道的正中間，避免影響除塵器的原有流場，保證除塵器的除塵效果不受影響。WSD干燥塔內干燥形成的結晶鹽和灰，隨WSD出口煙氣進入主除塵器入口主煙道的正中間，行進過程中同主煙氣混合均勻并進入除塵器，從而保證結晶鹽均勻分布在灰中。
WSD系統的控制納入電廠脫硫DCS控制系統。由脫硫運行人員統一操作，不需新增運行人員。WSD裝置可用率100%，WSD裝置服務壽命為30a。
3.4工藝技術特點
系統內無易損件，可靠性高且完全獨立，不影響主機運行；直接利用鍋爐煙氣的余熱，能耗低；流程簡單，操作方便，投資運行維護費用低；不影響原除塵器的流場和除塵效果；結晶鹽均勻分布在灰塵中，便于粉煤灰綜合利用。
4 WSD系統運行效果
4.1運行效果
在機組滿負荷的工況下，項目設計規(guī)模為：WSD出口煙氣溫度穩(wěn)定在160℃時廢水蒸發(fā)量為5t/h。實際運行為：在機組負荷290MW，WSD出口煙氣溫度穩(wěn)定在150℃時，廢水蒸發(fā)量為6t/h。滿足并優(yōu)于設計要求。
4.2停運檢查效果
WSD系統連續(xù)運行3個月后，現場檢查，入口、出口煙道內只有細微的、干燥松散的積灰，效果良好?，F場檢查干燥塔內無濕壁、結垢現象，效果良好。
5運行數據分析
5.1對煙氣超低排放的影響
2017年7月24日系統投運后，連續(xù)運行3個月過程中，機組按超低排放要求運行，無任何影響。
5.2對主機的影響
調取運行期間內DCS數據并分析，空氣預熱器進出口溫度一致時，一次風、二次風溫度平均變化在2.7～3.2℃，對主機幾乎沒有影響。
5.3煙氣內氯離子變化研究
檢測數據脫硫廢水經WSD系統處理后，95%以上的氯離子以固態(tài)形式存在，最終被除塵器捕捉。
5.4對粉煤灰綜合利用的影響
《通用硅酸鹽水泥》GB175—2007標準中，粉煤灰硅酸鹽水泥中粉煤灰的含量應在40%以內，粉煤灰水泥中氯離子含量應小于0.06%。WSD系統在處理廢水后電廠粉煤灰原灰氯離子含量約為1374mg/kg，氯離子占比為0.137%。
按照最大40%作為粉煤灰硅酸鹽水泥的組分，則成品粉煤灰硅酸鹽水泥中氯離子含量為：0.137%×40%=0.0548%?？梢詽M足普通水泥中氯離子小于0.06%的要求。說明系統運行對粉煤灰的綜合利用沒有影響。完全可以用以生產粉煤灰硅酸鋁水泥。
6直接運行成本分析
WSD系統流程短，工藝設備少，廢水不需要任何預處理。WSD系統內幾乎沒有易損件，僅旋轉霧化器廠家要求運行8000h后，檢修密封圈、墊圈是否有損壞，管路是否老化，若有問題需更換。WSD系統運行可由現有脫硫系統運行人員操作和維護，不需新增運行人員。按照目前山西臨汾熱電有限公司項目運行工況，WSD系統處理每噸脫硫廢水的直接耗能約為10kW·h/t廢水，約為3.6元/t廢水。
7總結
旋轉噴霧干燥法脫硫廢水零排放工藝充分利用鍋爐煙氣余熱蒸發(fā)脫硫廢水，不需額外的熱源，是一種低能耗的技術。該工藝流程簡單、操作方便，投資省，運行費用相對較低，廢水無需任何預處理，無需加藥，沒有其他固廢產生，是目前燃煤發(fā)電廠脫硫廢水零排放的一個非常好的選擇。廣州市瓏基機械科技有限公司專業(yè)提供希格斯旋轉脫硫霧化器，運行平穩(wěn)、振動小、噪音低，產品質量可靠、質保期長、維護方便、穩(wěn)定性高、產品經過CE認證，質量保證，其配套的霧化盤具有高硬度、高耐磨性、耐高溫、耐酸堿、耐腐蝕、抗氧化性、使用壽命長等特點，普遍受到業(yè)內好評！歡迎咨詢了解。
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