大型燃煤电厂脱硫废水烟气利用技术研究-第2页-北极星水处理网

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该工艺可将废水蒸干物混入粉煤灰中。参照典型脱硫废水水质表, 氯离子浓度按15000mg/L, 飞灰含量按18g/m3计, 计算结果如表3所示 (单台机组) 。

由表3可知, 最终混入飞灰中的氯离子含量均达到0.3%以上。根据GB 175-2007《通用硅酸盐水泥》第7.1条规定, 水泥中氯离子含量不大于0.06%, 且水泥中粉煤灰占比约20%~40%, 所以机组使用该工艺后, 其粉煤灰不宜用于制作硅酸盐水泥。但JC/T 409-2001《硅酸盐建筑制品用粉煤灰》中对用于加气混凝土、粉煤灰砖、砌块、粉煤灰蒸养陶粒及掺加粉煤灰的建筑板材等硅酸盐建筑制品用的粉煤灰无氯离子含量要求, 所以使用该工艺后, 机组的粉煤灰仍可用于生产以上建筑制品。

该工艺的优点是系统热量利用率高, 热损失小;工艺简单, 设备少, 喷雾干燥塔一般布置在靠近空预器的位置, 占地比较小。

2.2 烟道直接喷雾干燥工艺

烟道直喷干燥工艺是将脱硫废水直接通过雾化喷入空预器后、电除尘器前烟道内, 废水中水分蒸发后被烟气携带至脱硫塔, 废水晶体被电除尘器捕捉脱除。该工艺具有系统简单、投资成本和运行费用低、对场地要求低等优点。

根据式 (1) 计算可得, 干化1t废水所耗能量为3.06×106 kJ。各类型机组干燥脱硫废水所需烟气质量和占总烟气的比值见表4 (单台机组) 。

表4 各类型机组干燥脱硫废水所需烟气质量和占总烟气的比值 (单台机组)

由表4可知, 根据理想状态下单台机组废水量, 空预器出口的总烟气量略大于干燥废水所需的烟气量, 理论上如果烟气和废水充分接触, 可以实现对废水的干燥。但由于空预器后烟气温度仅125℃, 废水喷入烟道后蒸发速度较慢, 所以必须保证废水与烟气有充分的接触时间。如果烟道距离不够长且回转式空预器出口烟气流场不均匀, 会出现局部废水无法和烟气充分接触的情况, 可能会有部分废水无法在进入电除尘器前被干化。

该工艺烟气干燥废水后的蒸干物将混入粉煤灰中, 与上节所述旁路烟气喷雾干燥工艺的粉煤灰情况基本相同。

如机组采用低低温电除尘器, 空预器至烟气冷却器之间的烟道较短, 可能会导致未干燥的废水进入烟气冷却器, 易使烟气冷却器发生积灰、结垢造成堵塞;如果未干燥的废水进入电除尘器, 还会导致电除尘极板腐蚀。因此, 设置低低温电除尘器的机组不推荐采用烟道直接喷雾干燥技术。

2.3 烟气余热浓缩蒸发

该工艺是利用部分电除尘器与脱硫塔之间的烟气, 将废水在浓缩塔内喷淋, 与烟气接触后蒸发, 未蒸发的部分通过泵循环进入浓缩塔加热, 脱硫废水在烟气的加热下不断浓缩, 其中的溶解物逐步达到饱和并析出, 析出的物质通过板框压滤机压制成泥饼后外运处理。工艺流程见图2。

根据式 (1) 计算可得, 干燥1t废水所耗能量为2.90×106 kJ, 由于所用烟气热量为电除尘器后的废热, 所以该热量不产生费用。电除尘器出口烟气约为90℃, 浓缩废水后降至约55℃, 烟气焓降约35kJ/kg, 经计算, 采用此工艺的各类型机组干燥脱硫废水所需烟气量和水份含量见表5 (单台机组) 。

图2 烟道余热浓缩蒸发系统工艺流程

由表5可知, 理想状态下抽取约30%电除尘器后的烟气量就可以蒸发全部废水和工艺水, 并且烟气中的水分未达到饱和, 可以实现对全部废水的蒸发。实际运行中废水量超过理想值是否能够完全蒸发还需经过中试检验。

烟气蒸发废水后热量减少, 会减少脱硫系统的蒸发量, 这将破坏脱硫系统原有的水平衡。由于不同地区的煤种和脱硫系统工艺用水水质不同, 压滤后的泥饼性质需要经过鉴定。

该工艺的优点是利用了难以利用的废热, 直接运行费用低;工艺简单, 设备少, 维护量小;废水无需进行预处理及软化, 可直接进入该系统进行浓缩。

3 结语

针对大型燃煤电厂脱硫废水采用旁路烟道喷雾干燥、烟道直喷干燥、烟气余热蒸发3种技术进行研究分析, 认为其共同优点是利用烟气热量, 热损失小, 工艺简单设备少, 运行维护量小, 占地少, 且3种烟气利用技术都对处理废水量有一定的限制。旁路烟道喷雾干燥和烟道直喷干燥方法干燥物都混入粉煤灰中综合利用, 而烟气余热蒸发的干燥物混入泥饼中需外运处理。

由于烟气利用技术受机组烟气系统热量平衡及脱硫系统水平衡的影响, 在后续具体实施过程中需结合项目烟气系统和实际废水量具体核算选择方案。烟气蒸发后的干燥物混入粉煤灰对粉煤灰品质造成的影响需要结合项目当地灰渣综合利用情况具体分析决策。

原标题：【技术汇】大型燃煤电厂脱硫废水烟气利用技术研究

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