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    电厂脱硫废水的“零排放”处理工艺有哪些?

    发布时间:2018/06/15 点击量:0
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      我国燃煤发电厂普遍采取石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺。脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后,以石灰石或石灰的浆液作脱硫剂,在脱硫系统吸收塔内对烟气进行喷淋洗涤,使烟气中的SO2与CaO、水及空气中的氧反应生成硫酸钙(CaSO4),以石膏形式回收。石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺系统具有脱硫效率高;吸收剂利用率高;设备运转效率高等特点。但其产生的脱硫废水悬浮物、含盐量及重金属种类均较多,即使经过了常规处理,依然具有高含盐量、高腐蚀性等特征,较难处理。

      国内电厂常规脱硫废水处理通常采用加药物化处理法,加药物化处理法处理后的脱硫废水具有高含盐量、高腐蚀性的特点,基本不为城市污水处理厂接受。由于其对设备腐蚀性较大,亦难以进入系统广泛回用。目前主要回用于干灰调湿、灰场喷洒、煤场喷洒、水力除渣等工艺系统。随着脱硫废水的最终处置越来越受市场关注,电厂脱硫废水零排放技术越来越受市场的关注。

      为实现脱硫废水“零排放”,目前国内外燃煤电厂一般在常规处理基础上,采用相对成熟的热蒸发工艺,对脱硫废水进行深度处理,将其中水分完全蒸发。蒸发工艺主要包括“热蒸发器处理工艺”及“烟道气蒸发工艺”。

      1热蒸发器处理工艺

      脱硫废水热蒸发器处理工艺主要原理为,脱硫废水经分配装置均匀分配于蒸发器加热管内(外),在运动过程中与管外(内)加热蒸汽进行热交换。脱硫废水被加热蒸发为浓晶浆,然后经过脱水实现盐类晶体与水的分离。目前热蒸发结晶技术主要有多效蒸发(MED)法和机械热压缩蒸发(MVC)法。

      多效蒸发工艺(MED)是将一系列的水平管降膜蒸发器或垂直管降膜蒸发器串联起来并被分成若干效组,用一定量的蒸汽输入,通过多次的蒸发和冷凝,从而得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水。效级越多越投资越高,一般为3效到5效,锅炉蒸汽供到最浓的蒸发效,把该效的废水蒸发到最终浓度排到结晶系统进一步作结晶处理;产生的再生蒸汽送到中间效作为能量来源,依次向前送最终到第一效作为能量来源。多效蒸发工艺(MED)需要消耗大量的蒸汽热能,在使用电厂低品质低压蒸汽能量时,运行费用下降,提高使用的经济性。

      机械热压缩蒸发(MVC)法是将蒸发技术与热泵技术相结合,通过热泵(机械蒸汽压缩机)将电能转化为机械能,再将机械能转化为热能,把蒸发器蒸发出来低品位的二次蒸汽经压缩机压缩,使其压力、温度升高,热焓增加,形成高品位的蒸汽,再送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用,使料液维持沸腾状态,而加热蒸汽本身则冷凝成水。因此蒸汽就得到了充分利用,回收了潜热,又提高了热效率,产生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30倍,相比多效蒸发节能效果相当明显。采用蒸发的方式处理废水,适应性强,主要工艺几乎不受水质情况影响,针对各种废水只需要考虑结垢和沸点上升因素对设备进行适当调整即可。

      多效蒸发工艺(MED)法、机械热压缩蒸发(MVC)等热蒸发结晶技术可实现脱硫废水零排放,是目前较为成熟的一种废水零排放处理工艺,国内已有投运的实例。其主要缺点是投资费用和运行费用均较贵,应用经济性稍差。MVC法与MED法投资相当,MVC法年运行费用相对较低。

      2. 烟道气蒸发工艺

      脱硫废水烟道气蒸发工艺是将脱硫废水雾化后喷入空气预热器和静电除尘器间的高温烟道,利用热烟气使废水完全蒸发,蒸发产生的蒸气进入脱硫吸收塔进行循环利用;废水中的污染物转化为结晶物或盐类等固体,随烟气中的飞灰一起被电除尘器收集下来;从而实现脱硫废水的零排放。

      由于进入电除尘器(ESP)的锅炉烟气温度较高、量很大,而W-FGD废水量比较小,废水喷入烟气后,烟气一般仍处于不饱和状态,因此控制烟气温度高于酸露点温度,便不会腐蚀烟道和电除尘器。[1]脱硫废水喷入后,烟道烟气温度下降3℃左右,烟气湿度增加0.5%左右,有利于降低粉煤灰的比电阻,提高了除尘器的除尘效率。

      烟气湿度增加,还可减少烟气脱硫工艺过程水的用量。有实验表明在静电除尘器入口烟道喷入脱硫废水,蒸发后,烟气细颗粒物粒径由0.15增加到1.0μm左右。典型工况下,电除尘前蒸发脱硫废水可提高PM2.5脱除效率约10%。烟道气蒸发工艺具有工艺简单、占地面积小、无二次污染、投资和运行费用较低、可充分利用废热等优点。但该工艺的应用也有一定的隐患,易对除尘器电极板造成腐蚀,可能引起脱硫塔腐蚀,增加运行维护费用等。

      综上所述,我们在燃煤电厂的脱硫废水排放常规处理中,应根据项目自身建设条件及其他限制条件,综合考虑后选择符合项目建设最合理和经济的方案。

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