引言

火電廠脫硫廢水的雜質(zhì)來自煙氣和脫硫用的石灰石,主要包括懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽及重金屬,其中很多是國家環(huán)保標準中要求控制的第一類污染物。江蘇華電揚州發(fā)電有限公司#6和#7機組(2×330Mw)脫硫廢水噴霧干燥零排放項目實施的目的是通過對旁路煙道脫硫廢水噴霧干燥的一系列試驗,摸索出在保證機組安全性的前提下能處理最大脫硫廢水量的方式,通過研究對灰、石膏品質(zhì)的影響,優(yōu)化脫硫廢水整體處理工藝路線,為集團燃煤機組找到經(jīng)濟、技術(shù)性能先進的消減脫硫廢水的途徑。

1脫硫廢水處理的工藝路線

(1)脫硫廢水及化水車間的水處理再生水和精處理再生水:化水車間的水處理再生水從已接至主廠廢水處理車間的管道處引出至濃縮澄清器:精處理再生水從已接至主廠廢水處理車間的管道引出至濃縮澄清器,儲存在濃縮澄清器內(nèi)的再生廢水泵送到脫硫廢水處理系統(tǒng)的三聯(lián)箱中進行pH調(diào)質(zhì)再流入清水箱,脫硫廢水也經(jīng)三聯(lián)箱進行pH調(diào)質(zhì)再流入清水箱,pH調(diào)質(zhì)后清水箱內(nèi)的廢水通過清水泵輸送到廢水緩沖箱,通過廢水緩沖箱泵送到廢水緩沖罐,廢水緩沖罐廢水自流至干燥塔內(nèi),經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的霧化器霧化為細小液滴群,后與從脫硝出口引出的熱煙氣進行充分的熱交換,利用煙氣熱量瞬間干燥脫硫廢水,干燥產(chǎn)生的大顆粒固體物質(zhì)從噴霧干燥塔底部的排放口排出,小顆粒固體物質(zhì)經(jīng)噴霧干燥塔干燥后的尾氣返回電除塵進口處理。

(2)化水車間反滲透濃水:反滲透濃水泵送入化學水處理中和池儲存,通過反滲透水泵送入脫硫系統(tǒng)的工藝水箱,作為現(xiàn)有脫硫系統(tǒng)的工藝補水使用。

本項目屬于科技項目,將建立脫硫廢水噴霧干燥零排放研究的應(yīng)用工程試驗平臺。項目實施過程中應(yīng)盡量減少對原機組系統(tǒng)、設(shè)備和管道布置的影響,項目實施時間應(yīng)合理,盡量在機組計劃檢修期內(nèi)完成。

2噴霧干燥處理工藝系統(tǒng)

如圖1所示,工藝系統(tǒng)主要由以下幾部分組成:煙氣系統(tǒng)、干燥塔系統(tǒng)、廢水給料系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、輸灰系統(tǒng)。

2.1煙氣系統(tǒng)

煙氣系統(tǒng)主要包括煙道、擋板門、膨脹節(jié)等。煙氣從脫硝出口至空預(yù)器段各引出一路高溫煙氣匯合至噴霧干燥塔,噴霧干燥塔干燥后的煙氣返回MGGH前一側(cè)煙道。

2.2噴霧干燥塔系統(tǒng)

噴霧塔系統(tǒng)主要包括干燥塔及其附屬設(shè)備。

2.2.1噴霧干燥塔

本工程每臺鍋爐配一個噴霧干燥塔,共配置兩個,干燥塔尺寸為:內(nèi)徑8.5m,筒體高度16m,總高約36.5m。噴霧干燥塔由圓柱體和圓錐體上下部兩部分組成,熱煙氣和廢水均從塔頂部進入干燥塔內(nèi),干燥后的煙氣從錐體的上部離開干燥塔,大顆粒固體物從塔底部進入倉泵。干燥塔塔體材質(zhì)為碳鋼,塔體采用整體鋼框架支撐,內(nèi)部為空塔結(jié)構(gòu),塔頂部設(shè)置檢修房,并設(shè)置檢修起吊裝置,塔底部預(yù)留4.5m的過道。干燥塔配備有一定數(shù)量的人孔門和觀察孔,人孔門和觀察孔完全不漏煙氣,在其附近設(shè)置走道或平臺。干燥塔外表面需保溫,保溫層厚度為200mm(硅酸鋁棉),外蒙皮為彩鋼板(0.75mm)。

2.2.2旋轉(zhuǎn)霧化器

旋轉(zhuǎn)霧化器是整個噴霧干燥系統(tǒng)工藝核心部件,旋轉(zhuǎn)霧化器的基本原理:經(jīng)調(diào)質(zhì)后的脫硫廢水泵送至高速旋轉(zhuǎn)的霧化盤時,由于離心力的作用,伸展為薄膜或被拉成細絲(取決于轉(zhuǎn)速和漿液量),在霧化盤邊緣破裂分散為液滴(液滴的大小取決于旋轉(zhuǎn)速度和漿液量)。本項目每臺霧化器配置45kw的雙頻電機,并配置變頻器,霧化器的轉(zhuǎn)速在10000~13000r/min,可根據(jù)變頻器調(diào)整,噴射出的霧滴平均直徑為10~60μm。為使進液能平穩(wěn)均勻地從供液管分配至霧化盤,在主軸下端靠近霧化盤處裝有配液專用零件,霧化盤為圓盤型,圓盤直徑為250mm。霧化器的材質(zhì):霧化盤采用襯陶瓷哈氏合金,防護罩為304不銹鋼,進液管采用鈦管。霧化器配置油路冷卻及循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。

2.2.3煙氣分布器

煙氣分布器設(shè)置在噴霧干燥塔的頂部,作用是使干燥用熱煙氣均勻地進入干燥塔內(nèi),與霧化液滴有效混合,使水分迅速蒸發(fā)。煙氣分布器上裝有一定夾角的導風板,用來控制熱煙氣的流向,使霧滴與熱煙氣的混合達到合適要求,提高霧化效率。煙氣分布器采用蝸殼形式,材質(zhì)采用304不銹鋼。

2.3脫硫廢水給料系統(tǒng)

噴霧干燥工藝技術(shù)的核心是旋轉(zhuǎn)霧化器,旋轉(zhuǎn)霧化器對各種水質(zhì)適應(yīng)性較好,脫硫廢水無需預(yù)處理,將pH值調(diào)到9~10即可。原脫硫廢水處理系統(tǒng)僅需添加石灰乳系統(tǒng),原有絮凝、沉淀環(huán)節(jié)、板框機壓濾環(huán)節(jié)等均無需運行,可以節(jié)省運行費用。

具體流程如下:化水車間的水處理再生水從已接至主廠廢水處理車間的管道處引出至濃縮澄清器:精處理再生水從已接至主廠廢水處理車間的管道引出至濃縮澄清器,儲存在濃縮澄清器內(nèi)的再生廢水泵送到脫硫廢水處理系統(tǒng)的三聯(lián)箱中進行pH調(diào)質(zhì)再流入清水箱,脫硫廢水也經(jīng)三聯(lián)箱進行pH調(diào)質(zhì)再流入清水箱,清水箱內(nèi)的廢水通過清水泵輸送到廢水緩沖箱,通過廢水緩沖箱泵送到廢水緩沖罐,廢水緩沖罐廢水自流至干燥塔內(nèi)進行干燥處理。

原有脫硫廢水系統(tǒng)改造說明:(1)原有廢水系統(tǒng)內(nèi)的絮凝、沉淀環(huán)節(jié)本次廢水零排放項目停用:(2)原有加酸環(huán)節(jié)本項目停用:(3)板框式壓濾機、污泥循環(huán)泵、污泥輸送泵本項目停用:(4)原有濃縮澄清器用于儲存化水車間的水處理再生水和精處理再生水:(5)其余管道改造參見相應(yīng)管道圖紙。

2.4公用工程系統(tǒng)

公用工程系統(tǒng)包含工藝水系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、輸灰系統(tǒng)。工藝水系統(tǒng)作為系統(tǒng)管道沖洗水、泵機封水使用(泵機封水不能進入廢水坑,以防進入系統(tǒng))。工業(yè)水系統(tǒng)作為霧化器配置油路冷卻水使用。壓縮空氣系統(tǒng)包括儀用壓縮空氣和雜用壓縮空氣,輸灰系統(tǒng)壓縮空氣采用雜用壓縮空氣,霧化器冷卻用壓縮空氣采用儀用壓縮空氣(儀用壓縮空氣從脫硝儀用空氣罐后的管道接口)。輸灰系統(tǒng):在干燥塔內(nèi)廢水干燥后產(chǎn)生的固體鹽分及煙氣中夾帶的粉塵一部分隨煙氣流入主煙道中,另一部分流至塔底,通過氣力輸灰輸送至現(xiàn)有電除塵系統(tǒng)中。出口:倉泵出口,接入電除塵輸灰系統(tǒng)出口母管。

3本科技項目的成果

(1)每套干燥設(shè)備設(shè)計處理能力5.0t/h,最大處理能力6.0t/h:(2)干燥產(chǎn)物含水率≤2%:(3)粉煤灰氯含量:增加值小于0.06%,不影響粉煤灰的綜合利用:(4)適用于高含鹽脫硫廢水處理:(5)年利用小時數(shù)≥5500h:(6)鍋爐效率影響≤0.5%:(7)裝置可利用率≥99%:(8)裝置服務(wù)壽命≥30年:(9)熱風溫降＋4~6℃:(10)滿足機組負荷:50%~100%。