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脱硫废水零排放半干法烟气蒸发技术

中国污水处理工程网 时间:2022-4-26 11:28:18

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  1、概述

  石灰石—石膏湿法烟气脱硫产生的废水中含有大量的悬浮物(如石膏颗粒、SiO2、A1和Fe的氢氧化物)、氟化物、氯化物、亚硫酸盐、硫酸盐和微量的重金属等,其中很多物质是国家环保标准中要求控制的第一类污染物,不允许直接外排。因此,必须对这些脱硫废水进行处理,做到污染物零排放。

  目前,常用的脱硫废水零排放工艺有二级混凝沉淀预处理+蒸发结晶(多效蒸发结晶或MVR蒸汽再压缩蒸发结晶)技术,且以上几种技术已有诸多工业化应用业绩,均能达到脱硫废水零排放的要求,但装置运行成本偏高,工艺流程复杂。

  笔者介绍了一种半干法烟气蒸发技术处理湿法脱硫废水,即用除尘器前的原烟气直接蒸发处理湿法脱硫废水,达到废水零排放的效果。该技术与部分烟气蒸发结晶技术的优势一样,无需二级混凝沉淀预处理,无需蒸汽、膜处理等工艺,不需要空气预热前的高温热源,具有工艺流程更简单、节能、运行成本更低的特点。

  2、工艺流程

  2.1 工艺原理

  湿法脱硫的原烟气属于湿含量较低的未饱和高温烟气,具有汽化、吸收水分的能力。当高温原烟气与废水溶液接触后,废水溶液中的水分被蒸发,所有盐分结晶。石灰石—石膏湿法烟气脱硫废水结晶盐主要成分为氯化钙和硫酸钙,且最终通过除尘器收集进入粉煤灰中。

  2.2 工艺流程

  半干法烟气蒸发技术应用在石灰石—石膏湿法脱硫废水处理上的工艺流程如图1所示。图1中虚线框内的设备即为脱硫废水零排放系统,该系统主要由烟道、废水蒸发塔、废水箱、废水供应泵、旋转喷雾喷嘴系统等组成。

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  高温原烟气从空气预热器出来后,一部分或全部进入半干法烟气废水蒸发塔,脱硫废水通过废水供泵打入废水蒸发塔,通过塔内的旋转喷雾喷嘴雾化,并与高温原烟气充分接触;脱硫废水被高温原烟气加热,其中的水分蒸发,可溶性盐被浓缩、结晶;结晶盐颗粒与粉煤灰一起从废水蒸发塔下部排出,进入除尘器被收集下来。整个脱硫废水处理系统无废水外排。

  上述将半干法烟气蒸发技术用于烟气脱硫工艺中,与喷雾干燥工艺(SDA)、循环流化床(CFB)半干法烟气脱硫工艺有一定的相似性,但与SDA、CFB半干法脱硫工艺相比,笔者介绍的半干法烟气蒸发脱硫工艺减少了复杂的脱硫渣及吸收剂的返料循环系统,系统更简洁,操作更简便。

  3、技术经济分析

  3.1 投资分析

  以河源电厂一期2×600MW超超临界燃煤机组为例,对比分析采用不同煤种时吸收塔入口烟气参数,见表1。

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  烟气脱硫废水零排放技术方案投资分析的基础条件如下:设计处理水量为22m3/h,单台炉废水量为11m3/h。根据高温未饱和原烟气的特性,适用的脱硫废水零排放技术方案见表2。

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  根据河源电厂燃煤机组的烟气条件,经核算采用半干法烟气蒸发脱硫废水零排放技术,其主要工艺设备选型的参数见表3。

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  参考相关资料,三种烟气脱硫废水零排放技术方案(编号与表2中的一致)的设备总投资额比较见表4。

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  由表4可见:方案三的吨废水投资为56.9万元,接近方案一的1/8,方案二的1/6。从设备投资来看,半干法烟气蒸发脱硫废水零排放技术是最低的。

  3.2 直接运行成本分析

  经核算,三种烟气脱硫废水零排放技术方案的消耗定额及直接运行成本见表5。

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  由表5可见,在三种烟气脱硫废水零排放技术方案中,方案三的吨废水运行费用为2.42元,是方案一的1/25左右,是方案二的1/14左右。从消耗定额及直接运行成本来看,半干法烟气蒸发脱硫废水零排放技术具有十分明显的低成本优势。

  综上所述,采用方案三半干法烟气蒸发技术处理石灰石—石膏湿法烟气脱硫工序中的脱硫废水,实现脱硫废水零排放的目的,无论是设备投资,还是消耗定额及直接运行成本,在技术经济方面都具有十分明显的优势。

  4、结束语

  随着国家对污染物排放的环保要求越来越严格,对含有很多不允许直接排放的污染物的脱硫废水必须进行处理,做到污染物零排放。目前常用的工业化脱硫废水零排放工艺均能达到脱硫废水零排放的要求,但装置运行成本偏高,工艺流程复杂。

  本公司开发的半干法烟气蒸发脱硫工艺根据原烟气高温未饱和的特性,用除尘器前的原烟气直接蒸发处理湿法脱硫废水,以实现脱硫废水零排放的目的。对比常用的工业化脱硫废水零排放工艺,该工艺具有工艺流程更简单、设备投资少、节能、运行成本更低等特点,具体体现如下:

  1、半干法烟气蒸发技术完全可以解决现有石灰石—石膏湿法脱硫废水零排问题,可溶性盐被浓缩、结晶,且结晶盐最终通过除尘器收集进入粉煤灰中。无需外排放;

  2、采用半干法烟气蒸发技术废水零排处理工艺,无需预处理药剂、工艺水、蒸汽,没有特殊的设备,在设备投资、消耗定额和直接运行成本上都具有十分明显的经济优势。(来源:南京碧林环保科技有限公司)

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