电厂化学部分专题报告FA10031CH04

1、FA10031C-H-04版本周口隆达发电有限公司2×660MW超超临界(上大压小)燃煤机组扩建工程初步设计阶段第7卷 电厂化学部分专题报告：循环水石灰软化处理系统泥浆利用河南省电力勘测设计院工程设计综合甲级A141008828工程勘察综合甲级160001-kj二一四年九月 郑州初步设计文件总目录卷册号卷 册 名 称检 索 号1总的部分41-FA10031C-A2电力系统部分41-FA10031C-X3总图运输部分41-FA10031C-Z4热机部分41-FA10031C-J5运煤部分41-FA10031C-M6除灰渣部分41-FA10031C-C7电厂化学部分41-FA10031C

2、-H8烟气脱硫工艺部分41-FA10031C-V9电气部分41-FA10031C-D10仪表与控制部分41-FA10031C-K11信息系统及安全防护部分41-FA10031C-F12建筑结构部分41-FA10031C-T13采暖通风及空气调节部分41-FA10031C-N14水工部分41-FA10031C-S0115环境保护部分41-FA10031C-P16水土保持部分41-FA10031C-Q0717消防部分41-FA10031C-S0218劳动安全部分41-FA10031C-Q0119职业卫生部分41-FA10031C-Q0620节约资源部分41-FA10031C-Q0221施工组织大纲

3、41-FA10031C-Q0322运行组织及电厂设计定员41-FA10031C-Q0423设备及主要材料清册41-FA10031C-Q0524工程概算41-FA10031C-E批 准： 娄 金 旗审 核： 李 玉 磊 张 玫 琳校 核： 丁 业编 写： 田 晓 锋目 录1 前 言2 脱硫系统使用的原料介绍3 循环水石灰软化处理系统泥浆成份分析3.1 循环水处理系统简介3.2 循环水石灰软化处理系统泥浆成份分析4 石灰处理系统泥浆用于脱硫系统对脱硫的影响4.1 对脱硫效率的影响4.2 对吸收塔浆液起泡的影响4.3 对石膏品质的影响4.4 对石膏脱水的影响5 石灰处理系统泥浆再利用的经济效益分析5

4、.1 初期投资节省费用5.2 节省运行费用5.3 社会环境效益6 结 论【摘要】 本工程循环水处理为补充水+旁流石灰软化处理工艺系统，石灰软化系统的排泥主要成分为CaCO3，可以将其作为燃煤电厂脱硫系统的脱硫剂，专题从泥浆的成份、排泥量和作为脱硫剂对脱硫系统产生的影响、以及产生的经济效益进行了分析论述，认为循环水石灰软化处理泥浆用于脱硫系统是可行的，具有很好的经济效益和环保效益。1 前 言石灰软化处理系统产生大量排泥，通常处理这些排泥方法是先将这些排泥进行浓缩，再用脱水机将其脱水形成泥饼，由汽车外运至电厂贮灰场贮存。这样的处理方法，投资大，运行费高。如果能对这些排泥加以回收利用，就可达到废物再

5、利用、减少初投资、降低运行费用和节能减排的目的，符合国家可持续发展的战略要求，为此提出本专题报告。2 脱硫系统使用的原料介绍本工程脱硫工艺采用目前技术最为成熟、运行可靠、应用最广泛的石灰石石膏湿法烟气脱硫(FGD)工艺，石灰石作为脱硫系统的吸收剂是主要原料，石灰石中CaCO3成份一般含量约90%以上，也有一些电厂使用的吸收剂纯度为75%90%范围。本期工程脱硫系统所需石灰石消耗量见表2。表2 石灰石耗量表序号项 目单 位设计煤种校核煤种1锅炉台数台112小时耗量t/h4.045.633日耗量t/d80.8112.64年耗量104t/a2.223.10注：1)石灰石消耗量按每台锅炉BMCR工况下

6、的消耗量考虑。2)日利用小时数按20h计，年利用小时数按5500h计。3 循环水石灰软化处理系统泥浆成份分析3.1 循环水处理系统简介3.1.1 水源水质本工程循环水补充水源为城市再生水(由周口市沙南污水处理厂供给)，沙颖河周口闸水库水作为再生水的备用水源；招标方提供的水质资料见表3.1.1-1、3.1.1-2、3.1.1-3、3.1.1-4： 表3.1.1-1 中 水 水 质 分 析 报 告 检 测 项 目单 位结 果(08年0106月)08.0108.0208.0308.0408.0508.06外观无无无无无无透 明 度透明微浑透明透明透明透明pH8.107.477.727.447.397

7、.71游离二氧化碳毫克/升16.410.221.618.415.0全 固 体毫克/升963.0999.8974.0953.6807.4807.6溶解固体毫克/升958.8974.8941.2928.0801.4762.8悬 浮 物毫克/升4.225.032.825.66.044.8灼 烧 减 量毫克/升260.4254.4244.2276.4230.8289.6全 碱 度毫摩尔/升7.586.687.907.326.005.43氢 氧 根毫克/升0.00.00.00.00.00.0碳 酸 根毫克/升0.00.00.00.00.00.0重 碳 酸 根毫克/升462.5407.6482.1446.

8、7366.2331.3总 硬毫摩尔/升7.607.166.406.426.046.06暂 硬毫摩尔/升7.586.686.406.426.005.43永 硬毫摩尔/升0.020.48/0.040.63负 硬毫摩尔/升/1.500.90/总磷酸盐毫克/升2.67.41.404.63.62.0镁毫克/升43.843.337.132.830.027.4钙毫克/升80.172.067.174.571.676.2氯 化 物毫克/升183.6184.8170.4172.6139.0146.2硫 酸 盐毫克/升162.1165.5157.6128.7127.9133.4全 硅毫克/升2330.023.018

9、.020.018.5活 性 硅毫克/升2228.019.816.518.118.0胶 硅毫克/升1.02.03.21.51.90.50铁微克/升105.3226.5185.8107.688.684.5钠毫克/升176.5173.0203.8183.4150.0126.4钾毫克/升42.94249.544.536.430.7CODMn毫克/升2.83.73.44.23.24.8电 导 率微西/厘米162214501522151713141310硝 酸 盐毫克/升30.030.045.040.050.0未检出钡毫克/升0.0620.040.0520.0420.0420.090锶毫克/升1.0130

10、.8880.8840.8480.7720.440铝毫克/升0.0830.0120.0460.0360.0300.018BOD5毫克/升6.436.897.164.342.522.0氨氮毫克/升7.22.44.82.81.10.6表3.1.1-1(续) 中 水 水 质 分 析 报 告 检 测 项 目单 位结果(08年0709月,07年1112月,12年11月 08.0708.0808.0907.1107.1212.11外观无无无无无无透 明 度透明透明透明透明透明透明pH7.537.707.677.357.487.50游离二氧化碳毫克/升20.410.812.343.416.8全 固 体毫克/升

11、796.8820.0833.01031.21024.0947.2溶解固体毫克/升784.4804.4825.01028.8997.2944.0悬 浮 物毫克/升12.415.68.02.426.811.0灼 烧 减 量毫克/升229.6238.2261.0302.0245.0全 碱 度毫摩尔/升6.637.216.957.548.846.81氢 氧 根毫克/升0.00.00.00.00.00.0碳 酸 根毫克/升0.00.00.00.00.00.0重 碳 酸 根毫克/升404.6440.0424.1460.1539.4415.5总 硬毫摩尔/升7.047.707.448.046.666.58暂

12、 硬毫摩尔/升6.637.216.957.546.666.58永 硬毫摩尔/升0.410.490.490.50/负 硬毫摩尔/升/2.180.23总磷酸盐毫克/升0.61.31.15.42.69.1镁毫克/升33.337.263.243.437.033.4钙毫克/升86.193.089.689.672.576.8氯 化 物毫克/升120.4123.6131.8191.8194.0122.1硫 酸 盐毫克/升134.8140.2135.1169.2151.4193.6全 硅毫克/升10.517.519.011.526.021.5活 性 硅毫克/升9.017.017.09.522.021.0胶 硅

13、毫克/升1.50.52.02.04.00.5铁微克/升162.776.8102.8227.8256.454钠毫克/升116.2122.7140.6170.5216.4182.2钾毫克/升28.229.834.141.452.644.2CODMn毫克/升1.92.82.910.97.561.0电 导 率微西/厘米128813351348162817461496硝 酸 盐毫克/升20.020.040.025.010.034.2钡毫克/升0.0660.0680.0540.060.0760.036锶毫克/升0.8540.9240.8541.140.9040.894铝毫克/升0.0400.0260.01

14、60.0090.0620.086锰微克/升154104862BOD5毫克/升2.02.02.412铵氮毫克/升1.42.81.70.616.10.2表3.1.1-2 沙 河 水 水 质 分 析 报 告检 测 项 目单 位结 果(08年0106月)08.0108.0208.0308.0408.0508.06外观微黄无无无无无透 明 度透明透明透明透明透明透明pH8.278.088.357.587.637.88游离二氧化碳毫克/升4.110.410.35.3全 固 体毫克/升772.4586.2618.0503.2582.4519.2溶解固体毫克/升754.2566.4569.8498.0569.

15、2514.8悬 浮 物毫克/升18.219.848.25.213.24.4灼 烧 减 量毫克/升225.2204.4122.8184.4208.0220.8全 碱 度毫摩尔/升6.053.192.702.863.792.72氢 氧 根毫克/升0.00.00.00.00.00.0碳 酸 根毫克/升0.00.06.00.00.00.0重 碳 酸 根毫克/升369.2194.7152.6174.5231.3166.0总 硬毫摩尔/升8.305.204.684.485.444.30暂 硬毫摩尔/升6.053.192.702.863.792.72永 硬毫摩尔/升2.252.011.981.621.651

16、.58负 硬毫摩尔/升/总磷酸盐毫克/升1.00.81.000.90.40.3镁毫克/升38.619.318.914.326.515.7钙毫克/升102.672.462.666.265.360.1氯 化 物毫克/升142.0119.6168.0118.8119.8120.4硫 酸 盐毫克/升124.6115.183.188.1109.096.2全 硅毫克/升12.07.54.87.08.012.5活 性 硅毫克/升10.07.03.95.87.610.5胶 硅毫克/升2.00.50.91.20.42.0铁微克/升440.6575.2173.3142.0290.851.8钠毫克/升87.978.

17、398.170.976.478.1钾毫克/升21.31923.817.218.619.0CODMn毫克/升5.85.21.83.05.63.9电 导 率微西/厘米1242940994882966855硝 酸 盐毫克/升20.020.010.07.51.05.0钡毫克/升0.1250.0840.0860.0860.1060.042锶毫克/升0.8170.5440.5480.4960.620.702铝毫克/升0.170.030.0220.0100.0580.081锰微克/升0.83770BOD5毫克/升4.225.742.02.02.02.0氨氮毫克/升3.70.10.41.40.60.8表3.1

18、.1-2(续) 沙 河 水 水 质 分 析 报 检 测 项 目单 位结果(08年0709月，07年1112月,12年11月)08.0708.0808.0907.1107.1212.11外观无微黄微黄无无无透 明 度透明透明透明透明透明透明pH7.638.007.757.777.838.1游离二氧化碳毫克/升10.95.06.26.36.4全 固 体毫克/升461.6572.4641.6723.2630.4704.8溶解固体毫克/升448.4570.2627.0704.0602.4699.6悬 浮 物毫克/升13.22.214.619.228.010.6灼 烧 减 量毫克/升149.2184.0

19、242.2228.4266.05.25全 碱 度毫摩尔/升3.004.374.763.525.035.03氢 氧 根毫克/升0.00.00.00.00.00.0碳 酸 根毫克/升0.00.00.00.00.00.0重 碳 酸 根毫克/升183.1266.7290.5214.8306.9320.4总 硬毫摩尔/升4.745.707.025.606.606.98暂 硬毫摩尔/升3.004.374.763.525.035.25永 硬毫摩尔/升1.741.332.262.081.571.73负 硬毫摩尔/升/总磷酸盐毫克/升1.00.80.90.31.00.8镁毫克/升14.223.256.221.3

20、27.429.9钙毫克/升71.676.096.077.187.090.6氯 化 物毫克/升55.686.8105.2185.690.4116.3硫 酸 盐毫克/升82.6102.0114.6101.8108.4129.7全 硅毫克/升13.014.012.58.06.010.5活 性 硅毫克/升11.013.812.06.54.510.0胶 硅毫克/升2.00.20.51.51.50.5铁微克/升118.0106.1375.5188.4183.080钠毫克/升37.972.879.8126.680.6104.5钾毫克/升9.217.719.430.719.625.4CODMn毫克/升未检出5

21、.75.51.61.14.3电 导 率微西/厘米68792010131141984984硝 酸 盐毫克/升13.08.015.035.019.019.0钡毫克/升0.1020.0980.0940.1290.1020.086锶毫克/升0.4150.5950.5960.540.6190.741铝毫克/升0.1240.0250.0600.0250.0490.096锰微克/升4.05.86.01.3BOD5毫克/升2.02.162.042铵氮毫克/升0.60.51.80.41.80.3表3.1.1-3 中 水 水 质 分 析 报 告 检测项目单位结 果(13年0110月)13.0113.0213.03

22、13.0413.0713.0813.0913.10pH7.67.67.77.67.77.57.37.4游离CO2毫克/升12.412.28.912.48.214.222.117.3全固体毫克/升1021.6897.6939.6847.8889.2868.6878.4796.6溶解固体毫克/升1009.2888.8937.0844.0880864.0861.6790.8悬浮物毫克/升14.29.92.84.48.43.418.04.8全 碱 度毫摩尔/升6.476.666.426.046.126.336.566.36总 硬毫摩尔/升6.366.526.285.826.206.486.446.44

23、总磷酸盐毫克/升331211.213.823.613.616.421.6钙毫克/升79.175.786.878.680.371.271.170.9氯 化 物毫克/升138.6139.4144.4126.1137.4134.1119.5118.8硫 酸 盐毫克/升142.6145.6204.0162.0183.6169.4178.6160.4全 硅毫克/升21232120.523.018.59.017.0铁微克/升391205036466733052钠毫克/升184.2165.2175.1168.4172.4162.2156133.0CODCr毫克/升6241.944.650.845.251.9

24、38.944.6电 导 率微西/厘米15881459154813801405141013871291硝 酸 盐毫克/升2831.828.63815.622.213.09.7钡毫克/升0.0320.0380.0360.0400.0530.0420.0220.062锶毫克/升0.930.8120.7520.7210.7510.7860.7770.862铝毫克/升0.0350.0160.0110.0610.0070.0110.0560.162锰毫克/升0.0470.00340.0060.0030.1080.1520.0010.046BOD5毫克/升2.02.02.02.02.952.772.02.0

25、氨氮毫克/升0.30.10.214.31.40.80.21.7表3.1.1-4 沙 颖 河 水 质 分 析 报 告 检测项目单位结 果(13年0110月)13.0113.0213.0313.0413.0713.0813.0913.10pH8.47.88.18.17.57.78.28.1游离CO2毫克/升14.22.32.811.410.51.42.7全固体毫克/升805.8762.6620.6505.0448.4414.4254.0282.8溶解固体毫克/升798.4758.4610.8500.2438.8402.4244.4276.4悬浮物毫克/升3.87.612.04.610.49.27.

26、28.2全 碱 度毫摩尔/升5.395.334.022.903.203.481.802.40总 硬毫摩尔/升7.447.786.185.164.354.562.873.35总磷酸盐毫克/升0.41.10.40.01.31.00.40.2钙毫克/升9497.489.875.260.555.939.446.8氯 化 物毫克/升145.4131.8110.380.671.979.033.937.4硫 酸 盐毫克/升142.6142.9113.8106.382.678.043.344.2全 硅毫克/升6.08.55.04.08.510.011.58.0铁微克/升76190646617011016094

27、0钠毫克/升120.8100.475.460.258.660.425.126.5CODMn毫克/升6.05.16.33.43.84.33.93.5电 导 率微西/厘米130112401066836728784414498硝 酸 盐毫克/升25.616.226.428.20.79.53.2钡毫克/升0.1120.0860.1020.10.1140.1480.0940.170锶毫克/升0.960.810.5660.3920.3750.4460.2650.298铝毫克/升0.1840.0090.0020.0440.0120.0380.2350.806锰毫克/升0.0720.001440.0020.0

28、010.4740.0120.180.022BOD5毫克/升4.194.992.02.010.332.02.02.0氨氮毫克/升0.71.50.60.12.62.00.30.2两台机组夏季循环水补充水量约2400t/h，循环水旁流水量1000t/h，以水质较差、硬度较大的中水水质分析报告进行分析计算。其它月份水质进行校核。3.1.2 石灰软化处理工艺介绍循环水石灰软化处理中采用氢氧根规范，即向澄清池中加入过量的Ca(OH)2，使澄清池的出水中含有约0.10.2mmol/L OH-，此时澄清池出水pH值约为10.310.5，可使出水中残余碱度降至0.51.2mmol/L。在石灰软化处理过程中，加入

29、的Ca(OH)2将与水中的CO2反应生成CaCO3沉淀；与碳酸盐硬度反应，生成CaCO3和Mg(OH)2沉淀；与永硬部分的镁反应生成Mg(OH)2沉淀；与加入的混凝剂(聚合铁)反应，生成Fe(OH)3沉淀，化学反应式如下：CO2+ Ca(OH)2CaCO3H2OCa(HCO3)2Ca(OH)22CaCO32H2O (1)Mg(HCO3)22Ca(OH)22CaCO3Mg(OH)2+2H2O (2)Mg2+ Ca(OH)2Mg(OH)2Ca2+ (3)Fe3+2OH-Fe(OH)3 (4)由反应式可以看出，每除去原水中1份钙的暂硬将产生2份CaCO3沉淀，每除去1份镁的暂硬，将产生2份CaCO3

30、和1份Mg(OH)2沉淀，每除去1份镁的永硬，每除去2份负硬，将产生1份CaCO3沉淀，同时所加的混凝剂聚合铁液将生成Fe(OH)3沉淀。由于本工程水质在夏季主要为负硬水，因此运行中控制石灰投加量，只去除暂硬部分即可。考虑到原水中含有悬浮物及在软化过程中所加熟石灰中含有的杂质，所以，石灰软化系统的排泥主要成分如下：a) 软化反应过程中生成的CaCO3；b) 软化反应过程中生成的Mg(OH)2；c) 熟石灰中含有的杂质，该杂质主要为未煅烧透彻的石灰石CaCO3；d) 软化反应过程中生成的Fe(OH)3；e) 原水带进来的悬浮物。3.2 循环水石灰软化处理系统泥浆成份分析根据石灰软化处理过程反应式

31、，按夏季(此时水量最大，产生泥浆最多)补充水处理量2374t/h+旁流处理量1000t/h计算泥浆成份及含量见表3.2。表3.2 泥浆成份及含量分析表项 目CaCO3Mg(OH)2Fe(OH)3悬浮物等其它杂质合计沉淀物浓度(mg/L)补充水系统705.3104.410.715835.4旁流水系统29210.730333绝干泥量(kg/h)补充水系统1692.0250.525.736.02004旁流水系统29210.730333绝干泥合计(kg/h)1984250.537.5662337各成份含量(%)84.910.71.62.81008%泥浆量(t/h)29.3由上表可见，循环水石灰软化处理

32、系统共产生29.3t/h 8%泥浆，绝干泥量2.3t/h。绝干泥中CaCO3含量为84.9%，含量稍低于脱硫系统所用石灰石CaCO3含量，但仍高于部分电厂所用脱硫吸收剂的含量；此外由于石灰软化处理产生的泥浆是均匀地以一定比例掺入脱硫系统浆液箱的，以设计煤种计，2台机脱硫石灰石耗量约为8.08t/h，纯度以90%计，掺混后脱硫剂纯度88.5%，可见由于泥浆占的比例很小，因此用于脱硫系统对脱硫吸收剂纯度的影响非常微小。可见，从泥浆成份分析看，石灰软化处理系统产生的泥浆可以作为脱硫系统吸收剂。4 石灰处理系统泥浆用于脱硫系统对脱硫的影响4.1 对脱硫效率的影响 石灰石粒径越小，比表面积越大，浆液与石

33、灰石接触的面积越大，越有利于脱硫反应的进行；浆液pH越高，越有利于二氧化硫的吸收，有利于脱硫反应的进行；因此石灰处理系统泥浆添加至脱硫系统不会降低脱硫装置的脱硫效率，反而会在一定程度上提高脱硫效率。这也在河南某电厂的中试中得到了验证，添加泥浆后脱硫效率提高了0.5%2%左右。4.2 对吸收塔浆液起泡的影响吸收塔浆液起泡是石灰石石膏湿法脱硫装置运行中经常遇到的现象，其形成的主要原因是由于工艺水中表面活性剂等因素，在浆液中含盐量及粉尘浓度不断浓缩时形成稳定的泡沫层。泥浆中所含杂质如聚合铁、聚丙烯酰胺和悬浮物等物质等不能降低浆液的表面张力，也不能增加泡沫的稳定性，引起浆液起泡的可能性较小。对于浆液起泡，一方面可以添加消泡济消除泡沫，另一方面可以加大脱硫废水的排放量，减少浆液中表面活性剂等物质的浓度。由于脱硫废水量总体较小，并且处理后全部送至回用场所，即使加大脱硫废水量的产生，也不会向环境排放废水。4.3 对石膏品质的影响由于石灰处理系统泥浆中含有一定量的杂质，用于脱硫系统后其所含杂