脱硫废水处理系统

国华黄骅发电厂FGD工艺理论培训河北省电力研究院河北省电力调整试验所闫维明主要内容石灰石浆液制备系统石膏脱水系统脱硫废水处理系统一、石灰石浆液制备系统一、石灰石浆液制备系统概述本系统由石灰石卸料系统、湿磨系统、浆液储存箱组成。两台机组的脱硫装置设置一套公用的石灰石卸料系统，主要包括1个卸料斗，1个石灰石仓，1台斗提机等；卸料斗满足15吨的自卸车要求，石灰石仓的有效容积按1200m3（二台机组BMCR工况6天（日利用小时按20小时计）的石灰石耗量）设计，斗提机的出力按70t/h设计。用卡车或其它方式将石灰石（粒径≤20mm）送入卸料斗后经振动给料机、斗式提升机、石灰石仓顶输送机送至石灰石贮仓内，再由称重给料机送到湿式球磨机内磨制成浆液，石灰石浆液用泵输送到水力旋流器经过分离后，大尺寸物料通过再循环进入磨机，溢流合格的浆液进入石灰石浆液箱储存，然后经石灰石浆液泵输送至吸收塔。两套烟气脱硫装置公用一套浆液制备系统，系统含有两BMCR工况时75%的石灰石耗量设计。两套装置共用一个套湿式球磨机系统。每套磨机系统的额定出力按两台锅炉石灰石浆液箱，其有效容量按不小于两台锅炉BMCR工况的8小时石灰石浆液耗量设计，磨机出口物料细度满足SO2吸收系统的要求，粒径至少达到≤0.063mm（90%通过250目）的要求。送入吸收塔的石灰石浆液给料流量信号进入FGD的DCS系统。测量石灰石浆液浓度的表计信号进入FGD的DCS系统。石灰石浆液给料量根据锅炉负荷、FGD装置进口和出口的SO2浓度及吸收塔浆池内的浆液PH值进行控制。项目单位数据备注SiO2%0.5～3CaO%≥50MgO%0.4～2Al2O3%0.1～0.4Fe2O3%0.1～0.3P2O5%烧失量%43.2～40杂质%0～5.3粒径mm≤20BWIkWh/t一般情况下，研磨指数BWI（磨机碾磨石灰石的电耗，不包括所有辅助设备）在9～11kWh/t之间。设定碾磨性BWI=11kWh/t为碾磨装置的设计基础石灰石浆液制备工艺系统图主要控制原理称重给料与研磨水比例关系控制。为控制装置运行所需的石灰石量，采用变频式称重皮带给料机控制进入湿式球磨机的石灰石量，根据进入磨机的石灰石量，通过磨机进口研磨水管道上流量调节阀控制调节进入磨机的工艺水量；这样亦可以使石灰石达到充分的研磨，磨机内的固体浓度保持在适当的范围内。对给料机进行参数设置，集成控制器将称重测试元件的输出信号与设置点的信号进行对比后，通过改变皮带的速度来调节给料量。石灰石浆液旋流器出口浆液密度控制。粉磨系统包括一台闭路循环湿式球磨机和一台单级液力旋流分选机组，通过旋流器将充分粉磨的溢流物与粗颗粒分离，底流被送回球磨机重新进行研磨；从球磨机排出的石灰石浆液先进入石灰石浆液再循环箱，浆液在进入旋流器之前尽量降低其浓度，因此浆液循环箱内需要注入稀释水。在旋流器溢流管道上安装有原子密度计，通过它来控制注入石灰石浆液箱内的稀释水量，从而达到对进入石灰石浆液箱内的密度控制。石灰石浆液循环箱的液位控制。为了适应新给料偏大或偏小或工作指数变化时能给自动调整粉磨回路中的循环加载密度流量，浆液循环泵配有变速驱动电机。此控制为一个闭环控制，存在一个液位预设值，将实际测量值与预设值进行比较，通过控制调节浆液再循环泵频率，达到液位的控制。当液位处于低低液位时，浆液循环泵将停止工作。石灰石浆液箱出口密度控制。石灰石浆液密度配合FGD入口SO2浓度、FGD出口SO2浓度、原烟气流量、吸收塔浆液pH值，来控制出口SO2浓度和吸收塔浆液pH值，因此需要保证进塔石灰石浆液浓度保持一定浓度。石灰石浆液旋流站将一定浓度的溢流浆液自流进石灰石浆液箱，通过调节滤液水（制浆过程中主要用水来自滤液水。工艺水只是在滤液水量不足时进行补充）的流量将石灰石浆液的浓度控制在20%左右。补充水进水母管上装有调节电动阀和流量计组合装置，控制加水量。其它控制。包括球磨机轴承润滑系统的控制、泵及管道的冲洗阀门、搅拌器的控制、石灰石料仓料位控制等。二、石膏脱水系统二、石膏脱水系统概述石膏脱水系统为#1、#2炉脱硫装置共用一套，包括两套石膏旋流系统、两台真空皮带脱水机、两台真空泵、两套滤饼冲洗水箱、四台滤饼冲洗水泵、一套滤布冲洗水箱和冲洗水泵系统等。两台炉的石膏旋流器应能交叉运行。每台真空皮带脱水机和石膏旋流器组的出力分别按两台锅炉BMCR工况运行时FGD装置石膏总产量的75%设计，并配置100%容量水环式真空泵。钢制石膏贮仓为两套脱硫装置共用，其有效容积按两台锅炉BMCR工况运行3天（日利用小时按20小时计）的石膏量进行设计。完整的石膏浆液脱水系统分为吸收塔石膏排出系统、真空皮带机系统和仓顶石膏输送机。吸收塔的石膏浆液通过石膏排出泵送入石膏水力旋流站浓缩，浓缩后的石膏浆液进入真空皮带脱水机，石膏旋流器分离出来的溢流液通过滤液回收箱和滤液回收泵一部分进入废水旋流站，一部分则返回吸收塔循环使用，还有一部分作为石灰石浆液箱补充水。石膏旋流站浓缩后的石膏浆液全部送到真空皮带机进行脱水。脱水后的石膏表面含水率小于10％，送入石膏储仓存放待运，可供综合利用。为控制脱硫石膏中Cl－等成份的含量，确保石膏品质，在石膏脱水过程中用工艺水对石膏及滤布进行冲洗，石膏过滤水收集在滤液水箱中，然后用滤液水泵一部分送到吸收塔，一部分作为石灰石浆液箱补充水，还有一部份外排到废水系统。石膏脱水系统图主要的控制原理吸收塔石膏浆液排出控制在吸收塔扰动泵回流管道上装有在线质量密度计，用来监测吸收塔内浆液的密度，当浆液密度达到一定的设定值时，启动石膏排出泵的顺控程序，将石膏送到石膏旋流器，以上的程序前提条件是吸收塔液位要满足正常要求；并且当吸收塔液位低于正常液位时，就必须停止石膏排出泵，同时开启吸收塔补充水系统。石膏旋流器底流含固量的控制。由于真空皮带机的运行特点，对旋流器底流要有一定的浓度要求，因此通过调节旋流子的投入数量和开度，将旋流器入口压力控制在一定的范围内，以保证底流含固量的稳定。石膏滤饼的厚度和含水量。根据真空皮带机的运行数据，将石膏滤饼厚度控制为一定值，在真空皮带脱水系统装有滤饼厚度测量装置，利用监测的数据，并且通过变频控制器来控制调节皮带速度，以达到控制脱水后石膏中水分为10％，以满足合格的石膏品质要求。真空度的控制。真空皮带机的运行要求的真空度不能超过一限值，如果超过这个限值，就会给脱水带造成巨大的拉力，导致脱水失效和过度磨损，而且超过规定值的真空状态并不会改善过滤效果，因此对真空泵要有一定的真空度要求。将气液分离器内的真空度设定在一定的范围内，以达到真空脱水的稳定运行。滤液水的排放控制被浓缩分离后的石膏浆液(澄清液)称为滤液，滤液水主要有三个来源，一是石膏浆液旋流站溢流，二为真空皮带脱水机系统，三为石膏脱水区排水坑，所有这些滤液都被汇集至滤液水箱，滤液水箱中的滤液同样由滤液水泵分三路送出，一路送至废水旋流站进一步浓缩分离，溢流进入废水箱由废水泵排出脱硫岛；一路送至吸收塔，作为吸收塔的补水的一部分，以降低FGD系统水耗；一路送至石灰石浆液箱，用以调配石灰石浆液浓度。其中送至石灰石浆液箱的控制是通过石灰石浆液箱补充水入口母管的流量调节系统来控制流量的。排废水的目的是为了降低吸收塔的CL－浓度，同时也参与滤液水箱的液位控制系统。其它控制。真空泵密封水补充水的控制、真空皮带机润滑系统的控制、各泵、搅拌器、管道阀门的控制等附：石膏品质要求a)自由水分低于10%Wtb)CaSO4﹒2H2O含量高于90%c)CaCO2.5%（以无游离水分的石膏作为基准）d)CaSO3﹒1/2H2O含量低于0.35%（以无游离水分的石膏作为基准）e)溶解于石膏中的Cl-含量低于0.01%Wt（以无游离水分的石膏作为基准）f)溶解于石膏中的F-含量低于0.01%Wt（以无游离水分的石膏作为基准）g)溶解于石膏中的MgO含量低于0.021%Wt（以无游离水分的石膏作为基准）h)溶解于石膏中的K2O含量低于0.07%Wt（以无游离水分的石膏作为基准）i)溶解于石膏中的Na2O含量低于0.035%Wt（以无游离水分的石膏作为基准）三、脱硫废水处理系统脱硫废水处理系统概述本工程脱硫装置采用烟气石灰石—石膏湿法脱硫工艺。脱硫装置排出一定量的废水，脱硫废水的水质和水量由脱硫工艺、烟气成分、灰及吸附剂等多种因素确定。根据工艺提供的脱硫废水水质和其它以运i行电厂的脱硫废水水质看，脱硫废水中主要的超标项目是悬浮物、pH值、汞、铜等多种第一类污染物。本工程设置脱硫废水处理系统处理脱硫装置排出的废水，去除其中的重金属、悬浮物等，调节pH值至合适的范围内，以达到国家二级排放标准。废水处理系统设计处理水量为11.4m3/h，而两套脱硫装置产生的废水量为9.12m3/h；污泥脱水系统的污泥运至水灰场贮存，处理后的废水排放至工业废水排放管道。脱硫废水采用中和（主要是碱化）、沉淀、絮凝处理后，经澄清器沉淀澄清、出水箱内pH调整达标后排放至工业废水排放排水管道。污泥在澄清器浓缩后经板框式压滤机挤压成泥饼运走。脱硫废水处理系统包括废水处理、加药、污泥处理三个部分。废水处理系统污泥排放处理废水加药系统脱硫废水处理工艺流程FGD来脱硫废水→废水箱→废水泵→pH中和箱→沉降箱→絮凝箱→澄清器→出水箱→出水泵→达标排放废水进水水质项目数据单位pH4—6.0温度48Mg/L悬浮物~57000Mg/LSO42-~11000Mg/LCL-~20000Mg/LCa2+~580Mg/LK+~570Mg/LMg2+~9200Mg/L污水综合排放标准GB8978－1996的二级新建排放标准项目指标说明pH6.0-9.0悬浮物150mg/LBOD530mg/LCODCr120mg/L总氰化物0.5mg/L硫化物1mg/L氟化物10mg/L总铜1mg/L总锌5mg/L总汞0.05mg/L总镉0.1mg/L总铬1.5mg/L铬Cr6+0.5mg/L总砷0.5mg/L总铅1mg/L总镍1mg/L挥发酚0.5mg/L脱硫废水中的杂质除了大量的Cl－、Mg2+之外，还包括：氟化物、亚硝酸盐等；重金属离子，如：铜、汞离子等；不可溶的硫酸钙及细尘等。为满足废水排放标准，配备相应的废水处理装置。在中和系统中，废水的pH值通过加入石灰浆调升至8.5~9的范围，以便沉淀大部分重金属，废水中的石膏沉淀至饱和浓度。详述如下:加入石灰浆进行碱化处理时，水中的盐酸（HCl）按如下反应得到中和：2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O超过此值的OH—离子数量决定了基本范围内的废水pH值。由于各重金属离子以不同的pH值沉淀出来，因此，这一步是各氢氧化物形成的决定步骤。三价金属离子沉淀的pH值通常低于二价金属离子。因此，发生沉淀的pH值还受存在于FGD废水中的大量过量的电解质影响。研究表明，对存在于FGD废水中的大多数重金属的沉淀来说，pH值在9.0—9.5之间较合适。二价和三价的重金属离子（Me）通过形成微溶的氢氧化物从废水中沉淀出来，如下所示：Me2++2OH-→Me(OH)2Me3++3OH-→Me(OH)3其中镁和镍：Ni2++2OH-→Ni(OH)2Mg2++2OH-→Mg(OH)2在沉降系统中，通过加入有机硫进一步沉淀不能以氢氧化物形式沉淀出来的重金属。因为并非所有重金属都能以氢氧化物的形式沉淀出来。尤其是镉和汞，通过加入有机硫化物（如TMT15）根据被处理废水量按比例加入，有机硫化物首先与镉和汞形成微溶化合物，以固体形式沉淀出来。在絮凝系统中，加入絮凝剂（FeClSO4），形成氢氧化物/Fe(OH)3小粒子絮凝物；为了使沉淀颗粒长大更易沉降，向废水中加入助凝剂，助凝剂使沉淀物表面张力降低，使其形成易于沉降的大粒子絮凝物。在澄清池中，悬浮物从中分离出来，沉积在澄清器底部，大部分污泥被送到污泥储存箱中，还有一部分污泥通过污泥循环泵返回到中和箱内，以提供沉淀所需的晶核，获得更好的沉降。澄清池出水自流进入出水箱，通过加入盐酸，调整pH值到6~9范围，通过处水泵排放。污泥排