國家能源電廠脫硫廢水零排放項目中低溫閃蒸濃縮工藝解析
近五年的統計數據顯示,我國目前的發電結構仍然以火力發電為主,占比在70%左右;其次是水電,占比在14%左右;核電占比5%,風電和太陽能等占比較小。
火力發電又以燃煤發電為主導,煤炭燃燒過程中產生大量的二氧化硫、氮氧化物、煙塵等污染物。為了降低煙氣外排污染,燃煤電廠一般會配置完善的煙氣處理系統,其中脫硫系統是重要的組成部分。
石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術由于具有脫硫效率高、技術成熟、設備布置緊湊和對水質變化適應性強等優點,已成為我國當前電廠煙氣脫硫的主流處理工藝。在濕法煙氣脫硫工藝中,隨著吸收反應的不斷進行,漿液中Cl-濃度逐漸升高,過高的Cl-濃度一方面影響脫硫效率;另一方面會影響石膏品質,還會引起管道腐蝕。為了維持吸收系統穩定運行、保證石膏產品質量和脫硫效率,需要控制漿液中Cl-濃度,一般要求低于20000ppm,因此需不斷排出部分漿液。盡管脫硫廢水水量在電廠廢水中占比很小,但是其含鹽量高、污染物種類多,水質波動大、高濁度、高硬度等特點,因此成為燃煤電廠中成分最為復雜、處理難度最大的廢水。
項目綜述
電廠項目為新建2×1000MW等級超超臨界燃煤發電機組,同步配套建設2套石灰石—石膏濕法煙氣脫硫裝置及其公用系統。
本項目脫硫廢水要求達到零排放,設計處理水量:25m3/h,惡劣工況下脫硫廢水總TDS值為40000--60000mg/L。整體零排放系統主要包括兩個部分:低溫閃蒸濃縮+旁路煙道噴霧干化。
合眾思(北京)環境工程有限公司(以下簡稱合眾思)負責低溫閃蒸濃縮工藝段的工藝包(合眾思?HLTC)設計、裝置成套設備供貨和技術服務。
設計目標
01 脫硫廢水零排放系統處理能力≮25m3/h
02 整套裝置年等效可用系數[(可用小時-降低出力等效停運小時)/統計期間小時]:不小于95%
03 有序用電實施原則年運行時間:6000小時
04 保證距設備(包括保溫)及外罩1m空間處,測得的噪音值不大于85dB(A)
05 設備壽命期內,系統出力損失保證不超過20%
06 產水水質達到脫硫工藝水補水要求
工藝說明
濕法脫硫廢水低溫閃蒸濃縮處理技術是以石膏晶種技術原理為核心,合眾思完成了工藝參數調整、設備結構優化等大量創造性的改進,最大程度上延緩甚至消除了蒸發器內部結垢積鹽情況的發生。
核心設備:低溫濃縮系統核心設備是一套三效強制循環蒸發裝置,真空條件下操作,產水的回收率最高可達90%。
熱源:低溫閃蒸濃縮熱源取自引風機后煙氣余熱,不增加新的能源消耗,過熱蒸汽作為備用熱源。
冷卻水:系統內自建整套冷卻循環水裝置,僅需少量補水,不抽取廠區系統循環水,不影響主機運行。
廢水流程:廢水旋流器上清液進入緩沖池,由廢水給料泵直接打入一效蒸發器,在強制循環泵的作用下,廢水經過一效換熱器加熱后進入一效分離室完成氣液分離。初步濃縮液進入二效繼續濃縮,最終濃縮完成液由三效排出,經出料泵打入旁路煙道噴霧干化系統。
蒸汽/冷凝水流程:加熱蒸汽進入一效加熱室,冷凝放熱后由首端冷凝水泵打出系統回用。廢水蒸發產生的二次蒸汽最終冷凝后收集進入尾端冷凝水罐,由尾端冷凝水泵送入脫硫工藝水箱或作為循環冷卻水補水。
工藝特點
01 濃縮系統采用負壓低溫操作,可以有效預防或減緩設備腐蝕。
02 不需要預處理,無藥劑成本消耗,無固體鹽產生,運行成本低。
03 低溫閃蒸濃縮熱源為煙氣余熱,不增加新的能源消耗。
04 整套系統設備少,流程短,投資成本低。
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