2022《安全环境环保技术》之300MW机组低温余热闪蒸脱硫废水零排放技术应用研究.docx

此资料由网络收集而来，如有侵权请告知上传者立即删除。资料共分享，我们负责传递知识。
300MW机组低温余热闪蒸脱硫废水零排放技术应用研究

摘要：火电厂湿法脱硫废水零排放已成为大家关注的重点问题。通过分析某电厂脱硫废水水质特性，提出了一种低温烟气余热闪蒸脱硫废水深度处理技术，并进行了15m³/h的工程化处理示范。运行结果表明，该工艺系统结构简单，运行稳定可靠，凝结水回收率高，无废水排放，达到了脱硫废水零排放的目的。无需加药预处理，利用废水中的石膏作为晶种，实现废水浓缩过程中二价盐结晶分离。系统运行费用低，每处理1m³脱硫废水直接运行成本约为19.42元。从原水与凝结水水质指标对比可以看出，除氨氮外，凝结水中悬浮物（SS）、化学需氧量、钙离子、镁离子、硫酸根离子、氯离子等主要指标的去除率均高于96%，主要指标基本达到了GB/T19923—2005《城市污水再生利用工业用水水质》中锅炉补给水水质标准要求。
关键词：脱硫废水；低温多效闪蒸；烟气余热；深度处理技术；自结晶；防结垢；零排放
0引言
目前工业窑炉中常用的烟气脱硫方法有湿法、半干法、干法等化学脱除方法，其中石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术因技术成熟、脱硫效率高、煤种适用性强等优势而被广泛应用，特别是在燃煤发电厂。但在实际运行过程中，烟气中氯化物、颗粒物、重金属等污染物会不断地富集在浆液中，易引起设备管道腐蚀、脱硫效率降低、破坏脱硫系统物质平衡等问题。因此每隔一定时间就必须排出一定量脱硫废水。由于此部分废水具有高悬浮物、高含盐量及重金属种类多等水质特性，处理难度极大。
2015年4月国家出台《水污染行动防治计划》（《水十条》），对火电厂工业废水排放提出了新要求，倒逼火电厂进行全厂废水零排放改造。2017年发布的《火电厂污染防治可行性技术指南》同样提出要实现废水近零排放的关键是实现脱硫废水的零排放。目前深能合和电力（河源）有限公司、佛山市三水恒益火力发电厂有限公司、浙江浙能长兴发电有限公司、山西大唐国际临汾热电有限责任公司已完成脱硫废水零排放工程实施，它们均以多效蒸发、机械蒸汽再压缩蒸发、膜处理技术和烟道蒸发为主要处理工艺。然而以上示范项目存在投运期短、经济性差、系统稳定性差等问题。
本文在深入分析脱硫废水水质特性的基础上，提出了一种低温余热闪蒸蒸发脱硫废水技术，并在300MW机组处理15m3/h脱硫废水工程中进行了工程示范，目前系统运行稳定，净水回用率高，取得了很好的效果。
1脱硫废水特点及处理现状
以山西某电厂烟气湿法脱硫水力旋流器出口废水为例，废水水质数据（设计值）见表1。由表1可知，该厂脱硫废水悬浮物含量高（主要成分为石膏、灰分等）；钙离子、镁离子、硫酸根离子质量浓度高，易结垢；pH值低，呈酸性，氯离子浓度高，易引起设备及管道腐蚀；有一定的汞、镉、铬等重金属；水质参数波动大，组分复杂。

目前脱硫废水主要通过“中和—絮凝—沉淀”三联箱方式进行处理。回用水利用途径主要有干灰调湿、灰场喷洒或灰渣冷却。脱硫废水替代在除灰、除渣系统调湿用水，具有系统改造成本低、结构简单、操作简单等优势，但除灰、除渣系统所用水量远远小于脱硫废水产生量，脱硫废水无法得到充分利用。此外，因传统预处理后的废水中仍含有大量的氯离子，pH值低，易于对除灰、除渣系统管路造成腐蚀、堵塞。
2低温余热闪蒸蒸发脱硫废水零排放系统
2.1低温多效蒸发技术原理
本脱硫废水零排放技术原理有2个突出方面，具体如下。
（1）低温余热闪蒸利用原理。
本文技术根据水溶液沸点随压力降低而降低的原理，实现脱硫废水的梯级多效蒸发浓缩。一方面，利用除尘器出口低尘低温烟气热量，并通过真空泵建立烟道换热器系统负压，使得换热器中产生低于100℃的低温沸腾蒸汽，作为多效蒸发系统的外部热源，实现了烟气废热的高效利用；另一方面，通过真空泵建立多效蒸发系统负压，根据脱硫废水不同压力下对应的沸点蒸发温度，使得脱硫废水在分离器负压的作用下闪蒸成蒸汽，实现外部热源热量从Ⅰ效到Ⅲ效的梯级利用。
（2）加热器高效防垢原理。
采用控制流速强制循环技术、催化磁化及结晶防垢技术。控制强制循环流速，提高传质流动，降低了管壁结垢风险。通过废水磁化处理，使得处在成核条件附近无序热运动的结垢无机盐离子对获得能量，被迫调整彼此碰撞方位，形成均匀成核条件，因此产生大量小直径球状微晶胶体悬浮物，破坏了硬垢形成条件。在特定位置采用特殊材料，会产生特定电解电流，对水起到催化作用，吸收离子，增大瞬间过饱和度，产生大量可逆微晶体，使得废水饱和度大大降低，消除了生成硬垢的条件。利用晶种防垢原理，通过控制原废水本身的石膏晶体浓度，浓缩过程中废水中钙离子、镁离子、硫酸根离子等二价盐离子优先凝聚在固体石膏晶核上，从而减轻加热器结垢风险。
2.2工艺流程
低温余热闪蒸蒸发技术应用在石灰石-石膏湿