电厂废水零排放技术介绍(5t)

烟气干燥法脱硫废水零排放技术的介绍二零一五年八月1目录一、概述...............................................................................................................................2二、设计参数.......................................................................................................................2三、喷雾干燥技术原理.......................................................................................................33.1喷雾干燥原理.........................................................................................................33.2装置描述.................................................................................................................33.3技术特点.................................................................................................................4四、喷雾干燥废水处理工艺...............................................................................................44.1石灰浆液制备与输送系统.....................................................................................44.2烟气系统.................................................................................................................44.3喷雾干燥塔系统.....................................................................................................5五、喷雾干燥废水处理工艺的主要技术参数...................................................................5六、废水处理工艺主要设备...............................................................................................76.1利用空气预热器前的热烟气系统..........................................................................76.2利用除尘器后的热烟气系统...................................................错误!未定义书签。6.3工艺设备清单..........................................................................................................92烟气干燥法脱硫废水零排放技术的介绍一、概述随着废水排放标准的要求日益严格及用水、排水收费制度的建立，火电厂作为用水、排水大户，无论从环境保护还是从经济运行角度来看，节约用水和减少外排废水已变得十分必要，已要求电厂实现脱硫废水零排放。火电厂湿法脱硫废水的杂质来自烟气和脱硫用的石灰石，主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属：其中很多是国家环保标准中要求控制的第一类污染物。由于水质的特殊性，脱硫废水处理难度较大；同时，由于各种重金属离子对环境有很强的污染性，因此，必须对脱硫废水进行单独处理。目前，国内有电厂采用蒸发结晶工艺对脱硫废水进行深度处理来达到零排放的要求，但该工艺的建设投资和运行费用均较高。本文参考喷雾干燥技术，将喷雾干燥方法应用于处理脱硫废水，即将脱硫废水经过旋转雾化盘雾化后，利用锅炉热烟气作为热源（锅炉热烟气按照连接位置分两种情况：1）锅炉脱硝后进空气预热器前的热烟气；2）除尘器后脱硫前的锅炉热烟气。），在喷雾干燥塔内将废水蒸发，水分进入烟气中，废水中的盐类干燥后被收集下来。这种工艺充分利用锅炉热烟气的热量，不需额外的蒸汽源，是一种低能耗的技术。二、设计参数处理废水量：5t/h；热烟气参数：脱硝后空气预热器前的烟气（假设值）烟气温度：300℃；烟气中SO2浓度：2200mg/Nm3。SO3含量：100mg/Nm3HCL含量：40mg/Nm3HF含量：20mg/Nm33三、喷雾干燥技术原理3.1喷雾干燥原理喷雾干法（SDA）是一种将液体按要求雾化喷入干燥塔在热气体干燥下成为粉末的技术。当热烟气经过分散进入SDA干燥塔时，利用雾化的平均直径10~60μm的精细浆雾滴对其进行接触，在气液接触过程中，水分被迅速蒸发，通过控制气体分布、液体流速、雾滴直径等，使雾化后的雾滴到达SDA干燥塔壁之前，雾滴已被干燥，废水中的盐类最后形成粉末状的产物。大部分干燥产物落入干燥塔底端后被收集转运，少部分干燥产物随烟气进入除尘器处理。为防止烟气温度降低，烟气中的酸性成分（SO2、HCl、SO3等）对后续设备的防腐，可以在脱硫废水中加入一定量的消石灰浆液，使消石灰浆液与脱硫废水一起被雾化，与烟气接触过程中，将烟气的酸性成分被碱性雾滴吸收。脱硫废水能在SDA法被快速干燥的主要原因是：①由于烟气和液滴以160-200m/s较高的相对速率脱离雾化器，因此传质系数较大；②液体雾化效果好且均匀，表面积A也很大，在雾化过程中每升被雾化的浆液形成了200m2的表面积。3.2装置描述喷雾干燥工艺技术的核心是旋转雾化器。旋转雾化器除具有高可靠性、易维护、耐磨、雾化均匀等优点外，其喷浆量的调节范围广，对烟气温度、烟气成份、烟气量等的变化适应性强，能快速响应机组工况的变化。每个干燥塔配置一个旋转雾化器，烟气通过烟气分布器后进入干燥塔，保证烟气与雾滴充分混合，实现传热、传质反应。通过控制雾化器的转速，保证终产物干燥的前喷雾干燥塔外形图4提下，避免“湿壁”现象的产生。由于喷雾干燥系统的工作温度总是在露点温度以上，所以塔体及烟道等与烟气介质接触的材料无需进行防腐处理，采用普通碳钢即可。因脱硫废水氯含量高，与脱硫废水接触的雾化盘采用哈氏合金材质。3.3技术特点采用喷雾干燥法处理脱硫废水的特点如下：1）利用原烟气的热量，不需额外的蒸汽，是一种低能耗的技术；2）该工艺流程简单、操作方便，投资省；3）只需抽取少量的热烟气，对锅炉原系统影响小；4）通过调节加入的石灰量，还可以完全脱除烟气中的三氧化硫、HCL、HF等腐蚀因子，因此本系统无需防腐。四、喷雾干燥废水处理工艺喷雾干燥废水处理工艺系统主要包括石灰浆液制备与输送系统、烟气系统、喷雾干燥塔系统、工艺流程详见附图。4.1石灰浆液制备与输送系统1）石灰粉经计量后加到消石灰罐，加入脱硫废水，配成浓度约10~15%的石灰浆液，然后石灰浆液由石灰浆液泵送到高位给料箱，自流进入喷雾塔。2）为保证浆液量和浆液各组分的连续稳定，防止浆液沉淀，在消石灰罐、石灰浆液罐和高位给料箱均设置搅拌器。4.2烟气系统烟气系统主要包括挡板和烟道等。烟气从现有空气预热器前或除尘器后的主烟道引出一部分，进入喷雾干燥塔，与经过雾化喷嘴雾化、喷射而出石灰浆液的细小颗粒充分接触，烟气中的二氧化硫和其它酸性成分随即被碱性吸收剂浆液迅速吸收，同时浆液液滴中的水分迅速挥发，废水中的盐类被干燥析出，混入原烟气的粉尘中，通过后续除尘器收集下来，冷却后的烟气排入主烟气系统中。雾化盘外形图5在本系统进出口烟道设置进口挡板和出口挡板，进口挡板采用调节型执行结构，可以根据喷雾干燥系统出口烟道温度调节进入本系统的烟气量。出口挡板采用开关型执行结构。4.3喷雾干燥塔系统烟气进入喷雾干燥塔后，与经过雾化喷嘴雾化、喷射而出的石灰浆液细小颗粒（平均雾滴直径10~60微米）充分接触，烟气中的二氧化硫和其它酸性成分随即被碱性吸收剂浆液迅速吸收，同时浆液雾滴中的水分迅速挥发。从干燥塔出来的烟气经引风机输送返回原主烟道系统中。通过对烟气分布、石灰浆液流量、雾滴尺寸和出口温度等的精确控制，浆液雾滴在到达吸收塔内壁前已充分干燥，即脱硫废水可以完全被干燥，水汽进入烟气中，废水中的盐被干燥析出，使喷雾干燥塔不存在结垢和腐蚀的问题。五、喷雾干燥废水处理工艺的主要技术参数喷雾干燥废水处理工艺的主要技术参数如下表：表5.1（1）技术性能参数表（利用空气预热器前的热烟气）性能和设计数据单位数据1.一般数据1.1处理废水量m3/h51.2石灰加入量（按浆液浓度10%计算）kg/h4251.3喷雾干燥系统烟气量Nm3/h500001.4烟气参数---烟气入口温度℃300---烟气出口温度℃1001.5喷雾干燥系统总压力损失Pa800其中：---脱硫塔Pa5006---总烟道（暂估）Pa3001.6电耗kW.h/h14.11.7干燥后增加的固体渣量kg/h710/200（不加石灰）2.工艺设备2.1喷雾干燥塔---设计压力Pa±6000---塔直径m4.0---塔高度m筒体高10m2.2进口挡板---数量套1---挡板型式电动单轴双挡板---风门尺寸(长×宽)mm1200×1000---叶片材质Q235-A---弹性密封材质316L---外壳材质Q235-A---轴材质#35---外壳设计压力Pa±5000---壳体设计压力Pa±50002.3出口挡板（可选项）---数量套1---挡板型式电动单轴双挡板---风门尺寸(长×宽×厚)mm1200×1000---叶片材质Q235-A---弹性密封材质316L---外壳材质Q235-A---轴材质#35---外壳设计压力Pa±5000---壳体设计压力Pa±50007六、废水处理工艺主要设备废水处理工艺系统主要由烟气系统、喷雾塔、石灰浆液制备系统等组成。本工程将按照热烟气的来源不同分两种情况进行设计，即1）利用脱硝后进空气预热前的热烟气；2）利用除尘器后进脱硫塔前的热烟气。6.1利用空气预热器前的热烟气系统6.1.1烟气系统烟气系统主要包括烟气挡板和烟道等。1）烟气挡板烟气挡板包括入口挡板和出口挡板。挡板设置在喷雾干燥塔的进出口烟道上，其目的是将烟气引向喷雾干燥废水处理系统或与原烟气系统隔离。烟气挡板均为单轴双挡板，执行机构为电驱动，其中进口挡板采用调节型，出口挡板采用开关型。2）烟道本项目烟道范围为喷雾塔装置进出口段的烟道，烟道根据可能发生的最差运行条件（例如：温度、压力、流量、污染物含量等）进行设计。烟道设计能够承受如下负荷：烟道自重、风雪荷载、地震荷载、灰尘积累、内衬和保温的重量等。脱硫塔出口净烟道最小壁厚按不低于6mm设计，烟道内烟气流速不超过15m/s。烟道能够承压为±5000Pa。烟道具有气密性的双面焊接结构，所有非法兰连接的接口都进行连续焊接。烟道外部有充分加固和支撑，以防止颤动和振动，并且设计满足在各种烟气温度和压力下能提供稳定的运行。烟道的设计尽量减小烟道系统的压降，其布置、形状和内部件（如导流板和转弯处导向板）等均进行优化设计。6.1.2喷雾塔系统喷雾