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1.脱硫废水的产生
  石灰石-石膏湿式脱硫装置中的脱硫浆液在不断循环使用过程中,会富集烟气中逃逸过除尘器的Cl-和各类重金属盐。
  Cl-浓度的升高引起脱硫效率的下降,同时加速脱硫【设备】的腐蚀。因此,脱硫装置需定期排放一定量的废水,即脱硫废水。
2.传统脱硫废水废水的处理
  传统脱硫废水处理工艺也被称为化学加药法,通过碱化、絮凝、沉淀、中和、分离的方法对脱硫废水进行处理。
3.零排放脱硫废水处理工艺
  脱硫废水零排放一体化处理工艺是根据电厂整体烟气流程规划,开发的全新脱硫废水零排放处理方法。
  本工艺将废水导入至空预器后,除尘器前之间的烟道内,经双流体雾化器高度雾化,在高温烟气余热的加热作用下,水分被完全蒸发成气相水蒸气,而盐分随着水分蒸发结晶成固体颗粒,被除尘器捕捉进入干灰,达到“消灭”废水的目的,实现脱硫废水零排放。
 
工艺流程图

4.理论计算及【分析】
  脱硫废水零排放一体化处理工艺及装置利用烟气余热蒸发的关键在于有足够的烟气热量,并在尽量短的时间内将所有的废水雾滴完全蒸发。
  采用能量守恒计算出完全蒸发废水水滴所需要的烟气热量,然后通过计算流体力学详细计算,保证废水在进入除尘器前即被完全蒸发变成水蒸气,避免对烟道和除尘器造成损伤。

烟道和除尘器内速度矢量图
雾化后脱硫废水烟道内运动轨迹

  通过CFD【分析】,对废水雾化喷入烟道后,烟气与废水雾滴之间的运动、传质进行数值模拟,确保雾化后的废水雾滴经烟气拖拽,和烟气整体流动保持一致,烟道内的整个行程中不会碰壁或触底,同时在进入除尘器之前被完全蒸发成为气态,避免腐蚀烟道或损伤除尘器。

5.污染物的脱除
  脱硫废水中主要污染物为Cl-和重金属离子。在脱硫废水液滴蒸发的过程中,几乎所有的Cl-和重金属离子结晶成盐,形成固体颗粒被除尘器捕捉进入干灰,不会造成污染物的循环累积。
  除尘器的运行效率决定了原烟气中99%以上的灰尘和污染物被其捕捉进入干灰,而逃逸过除尘器进入脱硫废水中的污染物总量相对极低,在投运脱硫废水零排放一体化处理装置时,废水中污染物被除尘器捕捉后会增加干灰中污染物含量,但增加比例极低,不会对干灰和石膏的综合利用造成不利影响。
  除尘器的运行效率决定了原烟气中99%以上的灰尘和污染物被其捕捉进入干灰,而逃逸过除尘器进入脱硫废水中的污染物总量相对极低,在投运脱硫废水零排放一体化处理装置时,废水中污染物被除尘器捕捉后会增加干灰中污染物含量,但增加比例极低,不会对干灰和石膏的综合利用造成不利影响。

脱硫废水污染物迁移路径图

6.脱硫废水零排放一体化处理工艺及装置技术特点
 处理成本低,装置占地面积小;
 系统可靠性高,自动化程度高;
 利用锅炉烟气余热蒸发废水,无需其它能源;
 适用范围广;
 提高机组脱硫效率和除尘效率;
 无需专门停机改造施工;
 实现真正意义上废水零排放。
7.RO+蒸发结晶技术
  废水经过适当的预处理后泵入RO膜单元,由于RO膜最高可以高压条件下操作,因而降低了 RO膜对传统膜工艺浓水的透过液回收率的限制,浓缩倍数增加,浓缩液的电导率可以提高到100000-120000μs/cm。由于产水回收率的增加导致了浓水体积的减少,因此也降低了后续膜浓缩液处理工艺的规模和运行费用。
  RO膜对膜工艺浓水中有机物、盐度和水的分离较彻底,透过液水质较好,COD和盐度的去除率均可达到90%以上,因而透过液可以直接排放或者进入生化处理工艺进一步处理,RO膜的浓缩液则进入MVR蒸发系统做蒸发结晶零排放处理。
  MVR是机械压缩式蒸发技术,它最大限度的利用二次蒸汽中的蒸发潜热。借助MVR泵的作用,只需要输入较少的能量便可将低品位的蒸汽压缩至较高饱和温度的高品味蒸汽,使得蒸汽能够被循环使用。这会比多效蒸发器节省大量能源。使用蒸发过程中产生的二次蒸汽进行压缩,提高温度后再返回用作蒸发热源,可极大减少蒸汽消耗量。通过MVR处理后,浓缩液中的绝大部分水进入冷凝液中,大量盐分和有机物析出成为残渣,从而完成高浓度的各类污染物与水相的彻底分离。
  “RO膜技术+MVR蒸发”组合工艺对传统膜工艺废水的有机污染物和盐度具有非常理想的去除效果,绝大部分污染物和盐度最终进入MVR蒸发单元的残渣中,因此 RO膜的透过液和MVR蒸发单元的冷凝液水质很好,可以直接回用或者经过简单的深度处理后回用。

 
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