燃煤锅炉采用烟气旁路干燥技术实现脱硫废水零排放

作者:体育博彩  来源:365体育  时间:2019-11-13 10:01  点击:

  干燥塔中的旋转雾化器是整个干燥塔的核心部分,脱硫废水被送至高速旋转的雾化盘时,由于离心力的作用,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。

  液滴的大小取决于旋转速度和浆液量。雾化器能够保证在液体流量不发生很大变化时,雾滴的粒径分布不发生显著改变。干燥过程尽量保持连续稳定是确保喷雾性能的关键。该特性能使浆液雾滴在接近饱和温度时瞬间干化,因此不会发生过多水分凝积粘在吸收塔壁上的现象。

  浙能长兴电厂2号炉脱硫废水旁路烟气干燥系统于2016年5月开工建设,8月12日正式投入运行,机组100%负荷(330MW)时抽取约3%的烟气,约30000m3/h的热烟气,烟温在330~350℃时,干燥塔最大可以蒸干大约3t/h的脱硫废水,脱硫废水氯离子含量在7000mg/L左右,干燥塔底部取样干灰渣含水率为1.68%,氯离子含量为2.86%,停运期间对干燥塔内壁检查,没有发现干燥塔内壁的粘壁腐蚀现象,加热后返回主烟道的尾气烟温控制在130℃以上,对尾部烟气超低排放设备也没有影响。

  烟气旁路干燥脱硫废水进行了为期四个月的试验,试验期间干燥塔进口旁路烟气含氯量(折算氯化氢)的本底值约为14.4mg/m3,干燥塔喷入废水(废水氯离子含量约7000mg/L)后,干燥塔出口烟气氯含量为64.7mg/m3(折算氯化氢),经电除尘后,烟气氯离子含量降到24.3mg/m3(折算氯化氢),加热后的烟气返回电除尘的A侧烟道,取A侧烟道的电除尘第一电场灰样分析,与另一没有返回烟气侧电除尘第一电场底部的灰样氯离子含量相比增加约8~10倍,约30%的旁路烟气的烟尘和废水中盐份从干燥塔底部除去,其余在静电除尘的第一、第二电场被除去,干燥塔投运后,电除尘出口烟气组分中氯化氢和氟化氢含量有所上升;锅炉热效率降低约0.2%~0.3%;加热后返回烟气湿度增加7%~10%,对电除尘性能没有影响,对最终排放口烟气污染物组分也没有影响。

  喷雾干燥塔的核心部件是脱硫废水的高速旋转雾化盘,雾化盘在出厂之前已经过动平衡试验,现场安装后再次进行动平衡试验,试验合格后正式投入运行,雾化盘在高速电机的驱动下高速旋转,采用润滑油对高速转动机械进行冷却,与食药品行业不同之处在于,本干燥塔在烟道的负压高尘环境运行,润滑油极易随烟气抽走,所以润滑油系统必须确保在恒定的压缩空气密封压力的情况下,才能保证正常的润滑油压,从而保证雾化器不偏心,确保雾化盘运行正常。由于雾化盘接触脱硫废水部分采用耐磨防腐材料,没有腐蚀和堵塞情况的发生。

  干燥控制有三种模式可选,一种模式采用随负荷变化,调节喷入水量的方式进行调节,依据干燥塔干燥能力试验结果,即:经过对机组不同的负荷(100%、75%、50%)段,旁路干燥塔最大干燥能力(底渣水分小于2%)的试验结果,在烟气档板开度不变的情况下,形成喷入废水流量与机组负荷的相关性曲线。另外两种分别是基于能量平衡干燥控制方式和基于盐平衡干燥控制方式,目前干燥塔多以负荷调节废水调节阀开度方式为主运行。

  采用喷雾干燥技术处理脱硫废水后,电除尘底部分粉煤灰氯离子含量会上升到0.4%~0.6%,硫酸根离子含量大约在0.56%~0.87%,粉煤灰氯离子含量超过高强高性能混凝土用的粉煤灰氯离子含量0.02%的标准,也超过含氯量0.06%~0.3%海砂混凝土标准的要求,这部分粉煤灰只能降级使用,根据《高强高性混凝土用矿物外加剂》(GB1T18736-2002)、《海砂混凝土应用技术规范》(JBJ206-2010)、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GBT1596-2005)、《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)混凝土和水泥相关国家和行业规定,可以作为普通混凝土的粉煤灰掺配。干燥塔底渣经过取样分析后,见表3。

  从以上数据可见,电除尘电场的灰可以降级到普通混凝土和海砂混凝土使用。而对干燥塔底渣来说,因渣中阴离子中硫酸根和氯离子含量较高,不能用作混凝土的掺配使用,只能作为铺路用。电除尘一、二电场的飞灰可以通过干燥塔系统的进一步设计优化得到品质提升,作为海砂混凝土或用作高性能的混凝土掺配使用。

  采用旁路烟气干燥脱硫废水实现脱硫废水零排放,系统和设备简单,对主机安全运行没有任何影响,也没对超低排放设备造成负面影响,投资节省,系统运行和维护费用低,能耗省,没有新的固体废弃物产生,每t废水消耗1.1万m3330~350℃烟气,占300MW机组总烟气量的3.28%,折算后影响机组煤耗0.8~1.2g/(kW˙h)(按汽机热耗8000、原炉效93%估算煤耗)。

  烟气旁路干燥技术是目前燃煤发电厂脱硫废水零排放的一个好的选择。尽管这种脱硫废水零排放的处理方式有很多优点,但有几个方面仍有进一步优化设计的必要:从实测数据可以看到电除尘底部粉煤灰的氯离子含量超过了高品质混凝土和水泥的掺配要求,因此在后续的工作中,采用需要对干燥塔流场进行优化或者增设辅助的小型旋流除尘器,提升其收尘能力,将更多的盐分从干燥塔除去,保证电除尘收集的飞灰品质,最终达到根据氯离子含量进行分类收集,分级销售使用的目的。二是为降低对锅炉效率的影响,可以对较大量脱硫废水进行干燥前的浓缩减量,降低返回烟气湿度,可以进一步减少对空预器热风的温降。

  另外,提高进干燥塔的脱硫废水pH,降低烟气中卤化氢气体和三氧化硫的浓度,降低干燥塔排烟温度,提高干燥塔热效率。

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