1、火電廠脫硫廢水零排放處理工藝概述

火電廠濕法脫硫廢水成分復雜，水質(zhì)變化較大，雜質(zhì)來自煙氣、工藝水和脫硫用的石灰石，主要包括懸浮物、過飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽、氯化物以及重金屬，其中很多是國家環(huán)保標準中要求控制的類污染物。由于水質(zhì)的特殊性，脫硫廢水零排放處理難度較大。目前，國內(nèi)部分電廠脫硫廢水零排放主要采用傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶和煙道蒸發(fā)2種工藝。蒸發(fā)結(jié)晶工藝大致可分為預處理蒸發(fā)結(jié)晶和濃縮蒸發(fā)結(jié)晶，根據(jù)濃縮工藝又可分為電滲析分鹽濃縮、正滲透膜濃縮、反滲透分鹽濃縮等；煙道蒸發(fā)工藝分為三聯(lián)箱預處理后直接煙道蒸發(fā)和旁路煙道蒸發(fā)等，終達到脫硫廢水零排放的要求。其中濃縮蒸發(fā)結(jié)晶工藝的建設(shè)投資和運行成本均高于煙道蒸發(fā)工藝，因此近年來煙道蒸發(fā)工藝成為電廠脫硫廢水深度處理的發(fā)展方向和趨勢。但在實際運行過程中，由于噴嘴形式及霧化效果問題，存在噴嘴堵塞、煙道結(jié)垢、煙氣排放溫度過低等問題。旁路煙道旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法是煙道蒸發(fā)工藝中的新型技術(shù)，解決了傳統(tǒng)煙道蒸發(fā)工藝中存在的噴嘴堵塞、煙道結(jié)垢等問題。

2、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法介紹

2.1 技術(shù)原理

噴霧干燥工藝是將溶液、乳濁液、懸浮液或漿料在熱風中噴霧成細小的液滴，在液滴下落過程中，水分被蒸發(fā)，廢水中的鹽類形成粉末狀或顆粒狀干燥產(chǎn)物的過程。噴霧干燥工藝技術(shù)的核心是旋轉(zhuǎn)霧化器（見圖1）。每座噴霧干燥塔配置1臺旋轉(zhuǎn)霧化器，利用旋轉(zhuǎn)霧化器的離心力，使料液在旋轉(zhuǎn)表面上伸展為薄膜，并以不斷增長的速度向霧化盤的邊緣運動，離開霧化盤邊緣時，溶液經(jīng)旋轉(zhuǎn)霧化器霧化為直徑為10~60μm的精細漿霧滴，與經(jīng)過分散的熱煙氣接觸后，水分被迅速蒸發(fā)，通過對煙氣分布、廢水liuliang、霧滴尺寸和空預器出口煙氣溫度等參數(shù)的監(jiān)測與調(diào)整，使廢水霧滴在到達噴霧干燥塔內(nèi)壁前已充分干燥，避免“濕壁”現(xiàn)象產(chǎn)生。干燥產(chǎn)物在干燥塔底部高速渦流，隨煙氣進入除塵器處理，保證噴霧干燥塔不發(fā)生結(jié)垢和腐蝕問題。

2.2 特點

（1）煙氣和液滴以160~200m/s的相對速率脫離旋轉(zhuǎn)霧化器，在霧化過程中每升被霧化的漿液形成200m2的表面積，液體霧化效果好且均勻。

（2）由于噴霧干燥系統(tǒng)的工作溫度一直處在露點溫度以上，因此塔體及煙道等與煙氣介質(zhì)接觸的材料無需進行防腐處理，采用普通碳鋼即可；而與脫硫廢水接觸的霧化盤則需采用哈氏合金材質(zhì)。

3、應用實例分析

3.1 機組概況

山西臨汾熱電有限公司建設(shè)規(guī)模為2×300MW燃煤發(fā)電機組，采用一次再熱、雙缸雙排汽、直接空冷、抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機組，配2×1060t/h國產(chǎn)亞臨界、四角切圓燃燒、一次中間再熱、固態(tài)排渣爐，配置石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)和SCR脫硝裝置。脫硫廢水處理系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的三聯(lián)箱系統(tǒng)，即通過投加石灰（碳酸鈉）、有機硫、絮凝劑等處理后進行干灰拌濕或灰場噴灑。

3.2 脫硫廢水零排放處理工藝改造

在對各種脫硫廢水零排放處理工藝進行比較后，山西臨汾熱電有限公司在國內(nèi)采用了脫硫廢水不經(jīng)預處理直接噴入旁路煙道旋轉(zhuǎn)噴霧干燥技術(shù)，將原三聯(lián)箱系統(tǒng)旁入，增加了煙氣系統(tǒng)、噴霧干燥系統(tǒng)及廢水輸送系統(tǒng)。改造后的脫硫廢水處理工藝流程如圖2所示。

（1）在原空氣預熱器前端加裝旁路煙道，將3%~5%的煙氣量引出。在每路煙道進、出口設(shè)置擋板門，其中總進口煙道設(shè)置調(diào)節(jié)型擋板門，可以根據(jù)噴霧干燥系統(tǒng)出口煙道溫度調(diào)節(jié)進入系統(tǒng)的煙氣量，其他煙道均采用開關(guān)型擋板門。

（2）煙氣進入噴霧干燥塔后，經(jīng)煙氣分布器被分布成繞霧化盤旋轉(zhuǎn)流動及繞霧化盤邊緣向下流動的煙氣流，與經(jīng)過旋轉(zhuǎn)霧化器霧化的細小廢水液滴充分接觸，使液滴中的水分迅速揮發(fā)，廢水中的鹽類被干燥析出，混入原煙氣的粉塵中，由除塵器收集處理。

（3）在噴霧干燥塔附近或脫硫區(qū)重新布置1套脫硫廢水收集箱，用于噴霧干燥塔提供廢水，廢水liuliang可根據(jù)煙氣量和機組負荷隨時調(diào)整。

3.3 運行效果

3.3.1 改造后運行及煙道結(jié)垢情況

山西臨汾熱電有限公司1號鍋爐脫硫廢水旁路煙道噴霧干燥系統(tǒng)設(shè)計處理廢水能力為5t/h，采用BOT方式，機組負荷工況下，抽取3%~5%的煙氣量，30000~50000m3/h的熱煙氣，煙溫為330~350℃時，噴霧干燥塔處理廢水量4~5t/h。機組運行半年后處理廢水量超過10000t。停運檢查發(fā)現(xiàn)，旁路煙道及噴霧干燥塔內(nèi)僅有細微、干燥、松散的積灰，不存在結(jié)垢堵塞情況（見圖3—圖6），運行情況良好。

3.3.2 投運廢水對風煙系統(tǒng)煙溫及煤耗影響

表1為不同工況下投運廢水和不投廢水煙溫和煤量記錄數(shù)據(jù)。由表2數(shù)據(jù)分析可知，當空預器進、出口煙溫一致時，投運廢水比不投廢水一、二次風溫度降低6.1~8.1℃；在空預器出口煙溫一致工況下，如果tigao一、二次風出口溫度3~5℃，空預器入口煙溫投運廢水比不投廢水工況平均高約12℃。經(jīng)計算，投運脫硫廢水使鍋爐熱效率降低0.2%~0.3%，煤耗升高0.6~0.9g/kWh，但不影響主機及風煙系統(tǒng)正常運行調(diào)整。