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    脱硫废水蒸发热源的选取原则 如何更为合理实现脱硫废水零排放

    发布时间:2018/07/26 点击量:0
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      烟道蒸发是实现脱硫废水零排放的有效措施,其蒸发热源的选择关系到系统的安全性和经济性,对系统运行具有重要意义。石灰石-石膏湿法脱硫工艺因脱硫效率高和技术适应性强等优点被广泛应用于国内各类型燃煤机组,工艺以钙基为脱硫剂,在其与烟气充分接触的过程中,烟气中的二氧化硫被转化为亚硫酸根或硫酸根进入脱硫废水,同时原烟气中的重金属和氯元素等也进入了废水,随着废水的循环反复利用,污染物的浓度被不断提高,导致脱硫废水水质极其复杂,成为了另一处理难题。

      总体而言,燃煤机组脱硫废水中的污染物质主要包括悬浮物、重金属(如Pb、Hg、Cr和Cd等)以及氯元素(含量高达1~2万mg/L),排放会对生态和环境造成重大的污染。

      目前,很多电厂采用三联箱的化学沉淀工艺去除脱硫废水污染物,但该方法运行费用高,无法去除氯根,难以实现废水的零排放。2015年,国务院在《水污染行动计划》中要求严格加强工业废水污染防治力度,脱硫废水的零排放成为了业内关注的热点。

      为了实现废水的零排放,近年来国内主要采用的技术可分为蒸发结晶和烟道蒸发两类。其中,烟道蒸发是指将脱硫废水喷射入锅炉尾部烟道,利用排烟余热将水分蒸发,残留的固体颗粒物随烟气进入电除尘器被捕捉,该技术由于工艺流程简单、成本较低受到了业内广泛的关注。

      在实际应用中,蒸发热源的选择关系到系统的安全性和经济性,对系统运行具有重要意义。

      蒸发热源的选取原则

      在典型的燃煤机组锅炉尾部烟道系统中,烟气一般会依次经过省煤器、SCR脱硝反应器、空气预热器、电除尘器和脱硫塔等设备,如图1所示。其中,省煤器用于加热锅炉给水,空气预热器用于加热锅炉进风。脱硫废水蒸发热源的选取主要需考虑系统安全性、热能充足和能量分级利用等原则。

      1.系统安全性

      系统安全性主要是指脱硫废水蒸发设备投运后,不可影响机组其他设备的正常运行,如空预器、电除尘器、烟道和风机等。废水在烟道中蒸发后可能导致的问题主要有:(1)低温腐蚀:废水蒸发吸收烟气热量,当烟气温度降低到其酸露点以下时,其中的酸性物质会附着于烟道内壁和设备内部,造成低温腐蚀,影响正常运行和设备寿命。(2)SCR催化剂中毒:废水在烟道中蒸发后,其携带的碱金属和碱土金属等若与SCR催化剂接触,会导致其中毒甚至失活,影响机组脱硝效率和催化剂寿命。(3)电除尘器故障:当废水在烟道中蒸发不完全时,残留的水分会随烟气进入电除尘器,影响其正常运行,甚至引起设备故障。

      2 .热能充足

      热能充足是指烟气携带的热能需在既定的空间(时间)内将所有脱硫废水蒸发。对于现役机组而言,空间是节能减排技改工程的主要限制因素,而充足的热能是废水能在既定空间内完全蒸发的必要条件。近年来,国内燃煤机组长期处于低负荷运行,其排烟温度较额定工况有着不同程度的降低。在蒸发热源选取的时候,务必考虑机组变负荷情况下烟气的参数,确保废水蒸发设备在系统多种工况下均能正常运行。

      3. 能量分级利用

      能量分级利用主要是出于节能和经济性的考虑,一般而言,将高品位的热能用于加热相应高参数的工质可提高能量利用率。对于典型的燃煤机组而言,高温烟气首先被用于加热锅炉给水,其次在经过SCR脱硝反应器后再次被用于加热锅炉进风(一次风和二次风)。等量的废水蒸发虽然需要相等的烟气热能,但若消耗高温烟气携带的高品质热能,势必会降低锅炉效率,增加机组煤耗。因此,在满足系统安全和热能充足的前提下,需尽量利用更低温烟气的热能蒸发脱硫废水,以提高系统热经济性。

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