废水蒸发处理技术毕业设计正文

1南 京 工 程 学 院毕业设计说明书(论文)作 者： 冯 正 球 学 号： 216090329 系 部： 环境工程学院 专 业： 环境工程（电力环保） 题 目： 火电厂湿法烟气脱硫废水蒸发处理技术的方案设计指导者： 李乾军 副教授 评阅者： 2012 年 6 月 南 京南京工程学院毕业设计说明书（论文）2毕业设计说明书（论文）中文摘要在 湿 法 石 灰 石 洗 涤 烟 气 脱 硫 工 艺 中 ， 烟 气 中 氯 化 物 的 溶 解 会 提 高 脱 硫 吸 收 剂中 氯 离 子 的 浓 度 ， 而 氯 离 子 浓 度 的 增 加 会 引 起 脱 硫 率 下 降 ， 并 影 响 石 膏 品 质 。因 此 ， 必 须 从 脱 硫 工 艺 系 统 中 排 出 一 定 量 的 废 水 并 补 充 新 鲜 水 来 降 低 吸 收 剂 中氯 离 子 的 浓 度 ， 排 出 的 这 部 分 废 水 就 是 脱 硫 废 水 。 本 文 主 要 分 析 了 脱 硫 产 生 的废 水 的 水 质 特 点 ， 并 介 绍 了 几 种 国 内 外 主 要 使 用 的 脱 硫 废 水 处 理 工 艺 ， 分 析 其优 缺 点 。 着 重 对 一 种 新 型 工 艺 废 水 蒸 发 工 艺 进 行 介 绍 ， 通 过 计 算 验 证 该 方 案 的可 行 性 ， 研 究 该 方 案 的 缺 点 。 同 时 针 对 某 300MW 机 组 进 行 方 案 设 计 及 选 型 ， 并且 分 析 了 该 方 案 的 实 施 对 电 厂 可 能 造 成 的 影 响 。关 键 词 ： 湿 法 脱 硫 ； 脱 硫 废 水 ； 废 水 处 理 ； 蒸 发 处 理南京工程学院毕业设计说明书（论文）3毕业设计说明书（论文）英文摘要Title: Design of thermal power plant flue gas desulfurization waste water evaporation processing technologyAbstract:In wet flue gas desulfurization process of flue gas desulphurization technology, dissolved gas chloride will increase the concentration of chloride ion in the desulfurization absorbent, and the increase of chloride concentration will decrease the desulfurization rate and influent the quality of gypsum. Therefore, a part of wastewater must be discharged from the desulfurization process in the system and to add fresh water to reduce the concentration of chlorine ion absorbent in the wastewater, this part of the waste water is called discharged desulfurization wastewater.This paper mainly analyzes the water quality characteristics of the wastewater from production of desulfurization, and introduces some mostly used treatment of the desulfurization wastewater process of several domestic and abroad, analyzes the advantages and disadvantages. This article emphatically introduces a kind of new technology which is waste water evaporation, validate the feasibility through calculation and analyzes shortcomings of the technology. At the same time design a process for the 300MW unit and make some selection, and analyzed the influence of the scheme may have on the power plant.Keywords: wet flue gas desulfurization; desulfurization wastewater; wastewater treatment; evaporation南京工程学院毕业设计说明书（论文）4目录第一章 绪论 .11.1 选题的背景及意义 .11.2 废水的来源及危害 .31.3 废水的水质特征 .31.4 废水的一般处理方法 .41.4.1 物理方法 .41.4.2 化学方法 .61.4.3 物化方法 .61.4.4 生物方法 .71.5 本文研究的内容 .8第二章 废水 处理 工艺介绍 .102.1 现有的废水处理工艺 .102.1.1 国内典型脱硫除尘处理技术 .102.1.2 国外典型脱硫废水处理技术 .112.2 新发展的脱硫废水处理工艺 .122.2.1 流化床法 .122.2.2 化学沉淀-微滤膜法 .132.2.3 废水蒸发处理技术 .142.3 现有各种技术的优缺点 .152.4 烟道气蒸发处理技术的发展现状及存在的主要问题 .162.4.1 烟道气蒸发处理技术的发展现状 .162.4.2 喷雾蒸发处理技术存在的主要问题 .172.5 喷雾蒸发处理技术的工艺简介及技术原理 .182.5.1 工艺简介 .182.5.2 技术原理及关键问题 .20第三章 工艺可 行性分析 .223.1 原始数据 .223.2 烟气量核算 .263.2.1 理论空气量的计算 .263.2.2 空气过滤系数 .273.2.3 水蒸气量的计算 .273.2.4 烟气体积计算 .283.2.5 烟气量计算结果 .293.3 蒸发水量计算 .303.3.1 空预器出口烟气成分计算结果 .323.3.2 热量衡算结果 .32南京工程学院毕业设计说明书（论文）53.3.3 蒸发水量计算结果 .333.4 可行性分析结论 .34第四章 设 备选型 .354.1 废水存储及输送系统 .354.2 废水烟道气蒸发系统 .35第五章 废水烟道气蒸发处理工艺对下游设备的影响 .375.1 对电除尘器负荷的影响 .375.2 对电除尘器结构的影响 .375.3 对脱硫塔水耗的影响 .37第六章 结论 .38参考文献 .39致谢 .42南京工程学院毕业设计说明书（论文）1第一章 绪论1.1 选题的背景及意义随 着 社 会 的 进 步 和 经 济 的 发 展 ， 人 类 对 电 力 的 需 求 也 在 逐 年 增 长 。 电 力 需求 量 的 大 幅 增 长 ， 电 力 建 设 也 必 将 加 快 速 度 ， 预 计 到 2020 年 我 国 的 电 厂 机 组总 装 机 容 量 将 达 到 10 亿 千 瓦 1。 目 前 我 国 的 能 源 结 构 以 煤 炭 为 主 ， 我 国 发 电 装机 容 量 中 火 电 容 量 占 75%以 上 ， 火 电 机 组 又 以 燃 煤 机 组 为 主 ， 电 力 行 业 是 燃煤 大 户 。 这 种 局 面 在 今 后 相 当 长 的 时 间 内 不 会 改 变 。 随 着 全 国 装 机 容 量 的 大 幅增 长 ， 火 电 耗 煤 的 消 费 量 也 将 逐 步 增 长 。煤 炭 是 以 中 国 低 品 位 的 化 石 能 源 ， 中 国 的 煤 炭 中 杂 质 较 多 ， 含 硫 量 也 较 高 ，大 气 中 排 放 的 二 氧 化 硫 90%来 自 于 燃 煤 。 二 氧 化 硫 跟 NOx 形 成 的 酸 雨 严 重 影响 了 社 会 经 济 的 发 展 和 对 公 众 的 健 康 和 人 民 的 生 活 造 成 了 很 大 的 影 响 。 火 电 厂排 放 的 大 气 污 染 物 必 须 进 行 控 制 2， 不 然 将 直 接 影 响 我 国 电 力 行 业 和 大 气 环 境质 量 的 可 持 续 发 展 。 为 此 国 家 环 境 总 局 和 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 于 2011年 发 布 了 新 修 订 的 国 家 污 染 物 排 放 标 准 火 电 厂 大 气 污 染 物 排 放 标 准 （ GB13223-2011） 。 (见 表 1-1)目 前 火 电 厂 脱 硫 的 主 要 途 径 有 三 种 ：(1)燃 烧 前 脱 硫 ； 主 要 有 物 理 化 学 洗 煤 法 、 煤 的 汽 化 与 液 化 、 水 煤 浆 (代 油 然 燃料 )、 微 生 物 脱 硫 法 等 。(2)燃 烧 中 脱 硫 ； 主 要 有 炉 内 加 固 硫 剂 、 LIMB 喷 钙 技 术 、 LIFAC 烟 气 脱 硫 工艺 等 。(3)燃 烧 后 脱 硫 (FGD 烟 气 脱 硫 )； 主 要 有 氨 法 、 有 机 碱 法 、 钙 法 、 石 灰 石 -石 膏法 、 喷 雾 式 半 干 法 FGD、 粉 煤 灰 式 干 法 FGD、 氢 氧 化 钠 湿 法 FGD 等 。还 有 一 些 应 用 不 是 很 广 的 新 型 工 艺 ： 等 离 子 体 干 法 技 术 、 电 子 束 照 射 脱 硫 、脉 冲 电 晕 法 、 海 水 脱 硫 等 。其 中 燃 烧 后 脱 硫 即 烟 气 脱 硫 为 最 主 要 使 用 的 工 艺 3。 烟 气 脱 硫 按 工 艺 特 点可 分 为 湿 法 、 半 干 法 和 干 法 三 类 。 湿 法 烟 气 脱 硫 以 其 速 度 快 、 设 备 简 单 、 效 率高 等 优 点 为 大 多 数 火 电 厂 使 用 ， 占 脱 硫 装 机 容 量 的 80%以 上 。 而 其 中 又 以 石南京工程学院毕业设计说明书（论文）2灰 石 -石 膏 法 实 用 业 绩 最 多 、 运 行 状 况 最 稳 定 、 技 术 最 成 熟 。 用 该 法 进 行 脱 硫会 产 生 少 量 的 脱 硫 废 水 4， 废 水 中 含 有 很 多 杂 质 以 及 极 具 污 染 的 重 金 属 ， 其 中很 多 是 国 家 环 保 标 准 中 要 求 严 格 控 制 的 第 一 类 污 染 物 ， 因 此 必 须 对 其 进 行 处 理达 标 后 才 能 排 放 5。表 1-1 火 力 发 电 锅 炉 及 燃 气 轮 机 组 大 气 污 染 物 排 放 浓 度 限 值单 位 ： mg/m3（ 烟 气 黑 度 除 外 ）序号 燃料和热能转化设施类型污染物项目 适用条件 限值 污染物排放监控位置粉尘 全部 30新建锅炉 100200(1)二氧化硫现有锅炉 200400(1)氮氧化物（NO 2 计）全部 100200(2)1 燃煤锅炉汞及其化合物全部 0.03粉尘 全部 30新建锅炉及燃气轮机组 100二氧化硫现有锅炉及燃气轮机组 200新建燃油锅炉 100现有燃油锅炉 2002 以油为燃料的锅炉或燃气轮机组氮氧化物（NO 2 计）燃气轮机组 120天然气锅炉及燃气轮机组 5粉尘其他气体燃料锅炉及燃气轮机组10天然气锅炉及燃汽轮机组 35二氧化硫其他气体然燃料锅炉及燃气轮机组天然气锅炉100天然气锅炉及燃气轮机组 100其他气体燃料锅炉 200天然气燃气轮机组 503 以气体为燃料的机组或燃气轮机组氮氧化物（NO 2 计）其他气体燃料燃气轮机组 120烟囱或烟道4 燃煤锅炉，以油、气体为燃料的锅炉或燃气轮机组烟气黑度（格林曼黑度，级）全部 1 烟囱排放口注：(1)位于广西壮族自治区、重庆市、四川省和贵州省的火力发电锅炉执行该限值。(2)采用 W 型火焰炉膛的火力发电锅炉，现有循环流化床火力发电锅炉，以及 2003 年 12月 31 日前建成投产或通过建设项目环境影响评价报告书审批的火力发电厂执行该限值。 南京工程学院毕业设计说明书（论文）31.2 废水的来源及危害脱 硫 系 统 排 放 的 废 水 一 般 来 自 石 膏 脱 水 和 清 洗 系 统 ： 石 膏 水 力 旋 流 器 的 溢 流水 、 废 水 旋 流 器 的 溢 流 水 或 是 真 空 皮 带 过 滤 机 的 滤 液 6。煤 炭 中 大 多 含 有 氯 离 子 ， 在 炉 膛 中 燃 烧 后 以 HCl 的 形 式 进 入 烟 气 中 ， 经过 脱 硫 塔 的 喷 淋 ， 氯 离 子 在 塔 底 浆 液 中 不 停 累 积 ； 吸 收 塔 内 水 分 蒸 发 需 用 工 艺水 或 者 除 雾 器 补 水 ， 其 中 也 含 有 一 定 量 的 氯 离 子 。 因 此 在 烟 气 脱 硫 装 置 中 氯离 子 浓 度 不 断 增 高 。氯 离 子 在 浆 液 中 的 浓 度 过 高 ， 会 导 致 SO2 的 脱 除 效 率 降 低 。 因 为 氯 离 子浓 度 比 较 高 时 ， Ca 离 子 就 会 跟 氯 离 子 形 成 CaCl2 化 合 物 ， 抑 制 碳 酸 钙 的 溶 解 ，降 低 液 相 的 碱 度 ， 从 而 严 重 影 响 SO2 的 脱 除 效 率 。同 时 ， 氯 离 子 具 有 一 定 的 腐 蚀 性 。 越 高 浓 度 的 浆 液 腐 蚀 能 力 越 强 ， 这 就 要求 与 之 接 触 的 设 备 具 有 一 定 的 抗 腐 蚀 能 力 ， 氯 离 子 的 浓 度 越 高 所 要 的 材 料 抗腐 蚀 能 力 越 强 ， 大 大 增 加 了 设 备 的 投 资 ， 影 响 了 电 厂 的 经 济 性 。另 外 ， 浆 液 中 杂 质 也 会 影 响 生 产 的 石 膏 的 质 量 ， 脱 硫 系 统 内 的 微 细 粉 尘 主要 来 之 烟 气 中 携 带 的 粉 尘 、 石 灰 石 中 的 惰 性 物 质 、 停 止 生 长 的 小 石 膏 晶 体 及 工艺 水 中 的 杂 质 等 。基 于 以 上 这 些 原 因 ， 必 须 要 维 持 吸 收 塔 内 浆 液 的 氯 离 子 保 持 在 一 定 的 数 值 范围 以 内 并 控 制 杂 质 的 量 ， 为 此 就 必 须 要 排 出 一 定 量 的 废 水 。 常 规 的 要 求 是 吸收 塔 内 氯 离 子 浓 度 控 制 在 10000mg/L， 并 尽 量 维 持 低 运 行 值 。1.3 废水的水质特征1 pH 值pH 值 一 般 低 于 6.0， 呈 现 弱 酸 性 。2 颗 粒 细 小 的 悬 浮 物主 要 为 粉 尘 及 脱 硫 产 物 等 。 悬 浮 物 含 量 很 高 ， 大 部 分 可 以 直 接 沉 淀 。3 重 金 属 离 子来 源 于 脱 硫 剂 和 煤 。 电 厂 的 电 除 尘 器 对 小 于 0.5um 的 细 颗 粒 脱 除 率 很 低 ，而 这 些 细 颗 粒 富 集 重 金 属 的 能 力 远 高 于 细 颗 粒 ， 因 此 脱 硫 系 统 入 口 烟 气 中 含 有南京工程学院毕业设计说明书（论文）4相 当 多 的 汞 、 铜 、 铅 、 镍 等 重 金 属 元 素 以 及 砷 、 氟 等 非 金 属 元 素 ， 在 吸 收 塔 洗涤 的 过 程 中 进 入 FGD 浆 液 内 富 集 7。 石 灰 石 中 也 存 在 重 金 属 ， 如 Hg、 Cd 等 。4 Ca2+、 Mg2+、 Cl-、 SO42-、 SO32-、 CO32-、 铅 、 铁 等 含 量 也 较 高 8其 中 ， 汞 、 砷 、 铅 、 镍 等 均 为 我 国 严 格 限 制 排 放 的 物 质 ， 属 于 对 人 体 、 环 境产 生 长 远 不 利 影 响 的 第 一 类 污 染 物 。 例 如 汞 不 仅 毒 性 大 ， 而 且 是 最 易 挥 发 的 重金 属 元 素 ， 在 大 气 中 的 平 均 停 留 时 间 长 达 1-2 年 ， 非 常 容 易 通 过 长 距 离 的 大 气运 输 形 成 全 球 性 的 汞 污 染 。 因 此 必 须 对 脱 硫 废 水 进 行 处 理 。1.4 废水的一般处理方法脱 硫 废 水 的 处 理 方 法 按 照 原 理 基 本 可 以 分 为 四 类 ， 分 别 是 物 理 法 、 化 学 法 、物 化 法 及 生 物 法 四 大 类 。1.4.1 物理方法根 据 不 同 原 理 分 为 重 心 分 离 法 、 筛 滤 调 节 法 、 重 力 分 离 法 、 均 衡 调 节 法 等几 种 。 主 要 作 用 是 除 掉 脱 硫 废 水 中 的 悬 浮 物 ， 对 污 染 物 本 身 性 质 不 会 造 成 影响 9。重 力 分 离 法该 法 主 要 利 用 重 力 ， 污 染 物 的 密 度 大 于 水 因 而 下 沉 ， 然 后 与 水 分 离 的 方 法叫 做 重 力 分 离 法 。 其 中 又 可 以 细 分 为 三 种 方 法 ： 沉 沙 法 、 沉 淀 法 和 除 油 法 。沉 淀 法 是 将 污 水 中 可 以 沉 淀 部 分 分 离 出 来 的 简 单 经 济 的 有 效 办 法 。 根 据 污 水中 可 以 沉 淀 部 分 物 质 的 特 性 ， 沉 淀 法 可 分 为 下 述 四 中 类 型 ：1 自 由 沉 淀这 类 沉 淀 主 要 适 用 于 悬 浮 物 浓 度 低 的 废 水 ， 沉 淀 过 程 中 颗 粒 之 间 互 不 干 扰 ，其 形 状 、 大 小 及 密 度 等 物 理 性 质 不 发 生 变 化 ， 颗 粒 各 自 进 行 沉 淀 。2 絮 凝 沉 淀在 沉 淀 过 程 中 ， 悬 浮 物 颗 粒 相 互 粘 合 ， 结 合 成 大 的 絮 凝 体 而 加 快 下 沉 ， 颗 粒的 质 量 、 形 状 及 沉 速 是 变 化 的 。 主 要 有 二 次 沉 淀 池 及 化 学 絮 凝 沉 淀 等 。南京工程学院毕业设计说明书（论文）53 集 团 沉 淀当 污 水 中 的 悬 浮 物 的 质 量 浓 度 超 过 5000mg/L 时 ， 每 个 颗 粒 都 会 跟 周 围 的 颗粒 集 合 起 来 形 成 共 同 沉 淀 的 现 象 ， 典 型 的 例 子 就 是 活 性 污 泥 。4 压 缩 沉 淀当 废 水 中 悬 浮 物 颗