脱硫废水喷雾干燥处理技术

1、脱硫废水喷雾干燥处理技术脱硫废水喷雾干燥处理技术第1页内 容一、脱硫废水零排放处理技术现实状况二、喷雾干燥处理脱硫废水原理三、喷雾干燥处理脱硫废水工艺及设备四、主要设计技术参数及经济指标五、喷雾干燥处理脱硫废水技术特点脱硫废水喷雾干燥处理技术第2页脱硫废水主要起源： 废水/石膏旋流器排水 真空皮带脱水机脱水 工艺冲洗排水，等（一）脱硫废水起源及其水质特点脱硫废水水质特点：pH值，呈弱酸性，通常为5.5-6.5；悬浮物，包含灰份、惰性物质、CaCO3、石膏、CaSO3等含盐量高，Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-含量高；COD含量高；水质波动大，水量不稳定。一、脱硫废水零排放处理技术现实状况

2、石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理导则中脱硫废水水质概况水质指标单位数值水质指标单位数值Na+mg/L29.6658.0Cl-mg/L112714524Ca2+mg/L476.25206.0SO42-mg/L114225380Mg2+mg/L204.79037.7总硬度mmol/L56.8767.45NH4+mg/L0.28740.80碳酸盐硬度mmol/L03.53CODCrmg/L26.7708.00非碳酸盐硬度mmol/L56.7766.76BOD5mg/L15.4315.00溶解固形物mg/L476559185电导率us/cm650057200悬浮物mg/L17279892脱硫废水喷雾干

3、燥处理技术第3页（二） 脱硫废水处理技术1、化学沉淀法脱硫废水处理技术美国145个电厂脱硫废水处理技术分布脱硫废水喷雾干燥处理技术第4页2. 蒸发+结晶技术蒸发技术主要有多效蒸发（MED）、蒸汽机械再压缩（MVR）、低温常压蒸发（NED）等。1. 深度预处理+多效蒸发MED+结晶（广东河源电厂） 常规预处理石灰澄清池碳酸钠澄清池一级预热二级预热三级预热四级预热五级预热一效蒸发二效蒸发三效蒸发四效蒸发离心机干燥包装外运2. 常规预处理+MVC+结晶 （佛山三水恒益电厂）常规预处理+两级卧式MVC蒸发器+两效卧式MED结晶+盐干燥系统3. 深度预处理+MVC+结晶常规预处理石灰澄清池碳酸钠澄清池缓

4、冲池MVC蒸发器结晶器工艺路线有实际应用案例，较成熟，但投资运行高，而且为了确保蒸发结晶系统不结垢，需对废水进行深度去除硬度处理，药品消耗较多。脱硫废水喷雾干燥处理技术第5页河源电厂工艺系统2600MW超超临界燃煤机组，系统出力1516 t/h深度预处理+四效蒸发MED+盐结晶系统经济指标总投资1多万人民币整套装置占地约400m2（不包含预处理系统）结晶盐（NaCl）纯度92%98%蒸发器一年12次化学清洗，清洗时间约为7天结晶器运行68周需化学清洗，清洗时间约为8小时吨水运行费用7080元预处理加药石灰澄清池投资大，运行费用高脱硫废水喷雾干燥处理技术第6页佛山市三水恒益电厂工艺系统2600M

5、W超超临界燃煤机组，系统出力20 t/h常规预处理+两级MVC蒸发器+两效MED蒸发结晶+盐干燥系统经济指标系统总投资4600万人民币（不包含预处理、土建和安装费用）含硫酸钙较多杂盐系统运行不理想，每七天一次酸碱清洗除垢，每个月一次大型酸碱除垢吨水运行费用约45元J&Y卧式MVC卧式MED运行情况不理想脱硫废水喷雾干燥处理技术第7页华能长兴电厂工艺系统2660MW超超临界燃煤机组，系统出力22 t/h深度预处理+过滤+离子交换+反渗海水透+正渗透+结晶+盐干燥系统经济指标总投资8500万人民币整套装置占地约700m2（包含预处理系统）结晶盐（NaCl+Na2SO4）纯度95%工艺流程吨水运行费

6、用约40元精馏及结晶塔运行时间不长，效果有待观察脱硫废水喷雾干燥处理技术第8页3. 烟道蒸发技术利用双流体雾化喷嘴将脱硫废水雾化并喷入空预器与除尘器之间烟道中，利用烟气余热将废水完全蒸发，使废水中污染物转化为结晶物或盐类，随飞灰一起由后续除尘器捕集。脱硫废水直接喷入烟道内雾化零排放处理工艺 脱硫废水喷雾干燥处理技术第9页3. 烟道蒸发技术华能集团内蒙上都电厂、中电投集团常熟电厂、重庆珞璜电厂，长春电厂、江苏电力设计院、东南大学、谏壁电厂等单位进行了小流量试验，最大不超出2t/h。存在主要问题：脱硫废水中大颗粒物质可能会造成喷嘴堵塞与磨损，造成喷嘴雾化效果下降；脱硫废水不能完全蒸发造成可能烟道腐

7、蚀穿孔、烟道积灰（盐）。烟道喷雾蒸干试验综合情况 脱硫废水喷雾干燥处理技术第10页二、喷雾干燥处理脱硫废水原理1、旋转喷雾脱硫废水蒸发处理原理喷雾干燥（SDA）是一个将液体按要求雾化喷入干燥塔在热气体干燥下成为粉末技术。本技术参考喷雾干燥原理，将喷雾干燥方法应用于处理脱硫废水，即将脱硫废水经过旋转雾化盘雾化成平均粒径1060m细雾滴喷入干燥塔内，利用空预器前锅炉热烟气作为热源，在喷雾干燥塔内将废水蒸发，水分进入烟气中，废水中盐类干燥后被搜集下来，到达脱硫废水零排放目标。 旋转喷雾脱硫废水蒸发处理工艺原理脱硫废水喷雾干燥处理技术第11页二、喷雾干燥处理脱硫废水原理1、旋转喷雾脱硫废水蒸发处理原理

8、经过控制气体分布、雾滴流速、雾滴粒径等，使雾化后雾滴抵达SDA干燥塔壁之前，雾滴已被干燥，废水中盐类最终形成粉末状产物。大个别干燥产物落入干燥塔底端后被搜集转运，少个别干燥产物随烟气进入除尘器处理。本技术充分利用锅炉热烟气热量，不需额外蒸汽源，是一个低能耗技术。喷雾干燥系统工作温度总是在酸露点温度以上，塔体及烟道等与烟气介质接触材料无需进行防腐处理，采取普通碳钢即可。因脱硫废水氯含量高，与脱硫废水接触雾化盘采取哈氏合金材质。脱硫废水快速干燥主要原因：因为烟气和液滴以160-200m/s较高相对速率脱离雾化器，传质系数大；液体雾化效果好且均匀，表面积大，在雾化过程中每升被雾化浆液形成了200m2

9、表面积，传热传质效果佳。脱硫废水喷雾干燥处理技术第12页三、喷雾干燥处理脱硫废水工艺及设备3.1 系统组成脱硫废水零排放处理工艺系统主要由废水输送系统、烟气系统和喷雾干燥塔系统等组成。脱硫废水喷雾干燥处理技术第13页三、喷雾干燥处理脱硫废水工艺及设备1. 废水输送系统脱硫废水经预处理后，再加入石灰浆液调质后，管道输送至脱硫废水处理系统中废水箱，经废水输送泵输送至高位给料箱，自流进入喷雾塔。废水输送系统主要包含1个废水箱和2台废水输送泵。2. 烟气系统烟气系统主要包含烟气挡板、膨胀节和烟道等。烟气从现有空气预热器前主烟道引出一个别，进入喷雾干燥塔，与经过高速雾化器雾化、喷射而出脱硫废水充分接触，

10、处理后烟气排入除尘器前主烟道中。进出口烟道设置进口挡板和出口挡板，进口挡板采取调整型执行结构，能够依据喷雾干燥系统出口烟道温度调整进入本系统烟气量；出口挡板采取开关型执行结构。脱硫废水喷雾干燥处理技术第14页3 喷雾干燥塔系统喷雾塔系统主要是干燥塔及其旋转雾化器、气体分布器等从属设备。旋转雾化器：整个SDA工艺最关键个别，旋转雾化器基础原理是，由脱硫废水制备消石灰浆液被送至高速旋转雾化盘时，因为离心力作用，浆液伸展为薄膜或被拉成细丝（取决于转速和浆液量），在雾化盘边缘破裂分散为液滴。液滴大小取决于旋转速度和浆液量。旋转雾化器除含有高可靠性、易维护、耐磨、雾化均匀等优点外，其喷浆量调整范围广，能

11、够确保在液体流量不发生很大改变时，雾化雾滴粒径分布不发生显著改变。该特征能使浆液在靠近饱和温度时，没有水分凝积在吸收塔壁上，能快速响应机组工况改变。三、喷雾干燥处理脱硫废水工艺及设备脱硫废水喷雾干燥处理技术第15页烟道两相流喷雾与干燥塔旋转喷雾比较 脱硫废水喷雾干燥处理技术第16页三、喷雾干燥处理脱硫废水工艺及设备4 工艺水系统设置工艺水系统主要目标： 1）喷雾干燥塔处理脱硫废水前，先用工艺水代替使用，待系统正常后，再切入脱硫废水。喷雾干燥塔停运前，也用工艺水运行一段时间，清洗高速雾化器。2）清洗脱硫废水管道及泵等。脱硫废水喷雾干燥处理技术第17页四、主要设计技术参数和经济技术指标4.1 主要

12、设计标准锅炉脱硝后空预器前热烟气作为热源；处理后干渣含水率小于2%；干燥塔出口烟气接至除尘器入口前主烟道；干燥塔下部灰渣及析出盐类经过气力输送至电厂电除尘器主输灰系统；脱硫废水采取石灰或钠碱进行调质，使废水pH值控制在8以上；脱硫废水处理系统控制纳入电厂主DCS控制系统；脱硫废水处理装置可用率99%；脱硫废水处理装置服务寿命为30年。脱硫废水喷雾干燥处理技术第18页主要设计技术参数（以330WM机组为例）性能和设计数据单位数据1. 普通数据1.1处理废水量m3/h3-51.2石灰加入量（按浆液浓度3%计算）kg/h151.3 喷雾干燥系统烟气量Nm3/h30000-400001.4 烟气参数-

13、烟气入口温度370-烟气出口温度140-1551.5喷雾干燥系统总压力损失Pa6801.6 电耗（连续运行设备实际功率）kW.h/h731.7 干燥后增加固体渣量kg/h414脱硫废水喷雾干燥处理技术第19页主要技术经济指标（以330WM机组为例）序号项 目指 标1脱硫处理废水量3-5t/h2灰渣含水率小于2%3粉煤灰氯含量小于万分之六4零排放科研项目概算820万5年利用小时数5500小时/年6引用处理烟气量30000-50000Nm3/h7电耗量72.45kW.h/h8锅炉效率影响0.3-0.5%9设备可利用率99%10脱硫区占地面积约150 m211生产运行人员数不需增加脱硫废水喷雾干燥处

14、理技术第20页五、喷雾干燥处理脱硫废水技术特点5.1 技术特点利用原烟气热量，不需额外蒸汽，是一个低能耗技术；该工艺流程简单、操作方便，投资省；只需抽取少许热烟气，对锅炉原系统影响小；经过调整加入石灰量，还能够脱除烟气中SO2、SO3；华能长兴电厂蒸发+结晶工艺流程喷雾干燥处理脱硫废水工艺流程脱硫废水喷雾干燥处理技术第21页五、喷雾干燥处理脱硫废水技术特点5.1 技术特点与传统废水蒸发法比较：传统方法不论是多效蒸发还是低温结晶，不论是采取蒸汽还是电，都具备以下缺点：系统复杂，占地面积大，投资及运维费用很高；系统设备腐蚀，结垢，堵塞风险高，系统综合利用率较低利用电厂尾部烟气喷雾干燥法系统简单，运

15、行可靠，且投资费用是传统方式三分之二，运维费用是传统方式50%三菱重工（Mitsubishi Heavy Industries）经过对比分析蒸发结晶技术、脱硫废水烟道气喷雾蒸发、喷雾干燥蒸发技术，认为喷雾干燥技术最具市场竞争力（With a modest cost of retrofit and low operating cost, the WSD system is one of the most attractive ZLD options to meet upcoming stringent regulation）。源自三菱重工技术汇报脱硫废水喷雾干燥处理技术第22页5.2 需要说明三

16、个问题 灰利用路径：生产加气砌块、铺路、制砖。混凝土搅拌站：粉煤灰作为外加剂直接添加到混凝土制造中。水泥厂：灰渣送到水泥厂，由水泥厂按百分比添加到水泥熟料成品中，磨细后成水泥成品出厂。氯离子含量要求：加气砌块、铺路、制砖没有要求；普通混凝土对粉煤灰氯离子没有要求，高强高性能混凝土中粉煤灰中氯含量需小于0.02%（高强高性能混凝土主要用于桥梁、水工大坝，用量较少 ）；水泥厂对作为原料粉煤灰没有提出要求，但对出厂水泥氯离子含量要求低于0.06%。 水泥、混凝土、粉煤灰对杂质要求 1、脱硫废水喷雾蒸发对粉煤灰品质影响脱硫废水喷雾干燥处理技术第23页1、脱硫废水喷雾蒸发对粉煤灰品质影响说明：以长兴电厂

17、为例，按平均煤成份中灰百分比22%计，一台330MW机组每小时燃煤量135吨，折合产灰量约为29.7t/h，脱硫废水氯离子浓度按7000mg/L计，3t/h废水共生成0.021t/h氯含量；如全部进入电厂粉煤灰系统，则粉煤灰中氯离子含量增加约为万分之七。普通电厂设置二粗一细三座灰库，电除尘第一电场搜集灰加上省煤器灰排入一号粗灰库，作铺路或制砖使用；二号粗灰库中灰磨细后掺入水泥熟料使用；细灰库中灰可直接掺入水泥熟料使用。本技术经干燥塔处置后形成底渣及少许飞灰两个别，底渣采取气力输灰送至电厂一号粗灰库，作铺路或制砖使用；飞灰进入电除尘入口，粉煤灰中氯含量不会超出万分之六标准，不影响飞灰水泥综合利用。脱硫废水喷雾干燥处理技术第24页2. 喷雾干燥蒸发处理对锅炉效率影响脱硫废水喷雾干燥处理：普通需抽取机组总烟气量2.8-4.8%，造成热风温度下降3-6，锅炉效率约降低0.3-0.5%，影响不大。日本三菱重工依据500MW机组计算发觉，需抽取