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終端廢水高溫煙氣旁路蒸發處理技術

隨著國內火力發電企業廢水零排放技術的研究與發展,對于脫硫廢水或終端廢水處理基本形成了以預處理、濃縮減量、蒸發固化三階段為主的工藝流程。其中蒸發固化主要以蒸發結晶和煙氣余熱蒸發為主,目前在煙氣余熱蒸發的基礎上,進一步開發了終端廢水高溫煙氣旁路蒸發技術。

2 技術原理及特點

2.1 技術原理

終端廢水高溫煙氣旁路蒸發技術原理為:在高溫煙氣旁路廢水噴霧蒸發器內,預處理濃縮后的廢水被輸送至高效的霧化噴頭,利用壓縮空氣將廢水霧化,經霧化生成的微小液滴被從主煙道(脫硝系統后,空預器前)引入的高溫煙氣所蒸發;霧化液滴中所含有的鹽類物質在蒸發過程中持續析出,并附著在煙氣中的粉塵顆粒上,大部分粉塵經廢水蒸發器出口進入除塵器,被除塵器捕集并進入輸灰系統,小部分形成底渣沉積在蒸發器底部通過氣力輸灰送至電除塵器主輸灰系統;蒸發后的水蒸氣隨煙氣進入后續設備,在脫硫塔被冷凝后間接補充脫硫工藝用水,從而實現脫硫廢水零排放。

2.2 技術特點

終端廢水高溫煙氣旁路蒸發技術是在煙氣余熱蒸發技術的基礎上,為了避免煙氣余熱蒸發引起的一系列問題而開發出的一種新型廢水煙氣蒸發技術。該技術不同于煙氣余熱蒸發之處在于:

1、該技術采用的旁路噴霧蒸發系統及設備雖然與主煙道相連接,但是它屬于一個獨立的運行單元,該技術工藝系統的投運、檢修與維護都可以單獨進行,最大限度的減輕了對原煙氣系統的影響,杜絕了由于廢水蒸發帶來的機組安全穩定運行的風險。

2、該技術抽取的煙氣為空預器前的高溫煙氣,利用高溫的煙氣使霧化后的廢水更快速的蒸發,該技術不受限于機組的負荷、排煙溫度的影響。但是由于抽取的煙氣是作為空氣預熱器供給鍋爐燃煤的熱源,降低此處的溫度不利于燃煤的完全燃燒,會影響鍋爐熱效率,同樣對設低低溫省煤器的機組,煙溫降低對低溫省煤器節能效率有降低的傾向。

3、該技術蒸發過程發生在旁路噴霧蒸發器內,極大的降低了火電企業采用該技術的限制條件;且由于利用蒸發的煙氣溫度較高,噴霧蒸發器出口煙溫持續保持在酸露點以上,有效的避免了主煙道以及設備可能發生的積灰、結垢、腐蝕以及堵塞等問題。

同時,高溫煙氣旁路蒸發和煙氣余熱蒸發技術都是利用鍋爐煙氣對廢水進行蒸發結晶,蒸發結晶物隨灰塵一起進入電除塵器隨粉煤灰利用,無需其它熱源,且不產生不宜處理的結晶鹽類,整體投資和運行成本相對較低。

但是,目前國家環保政策及環保部門對于采用此種方法將廢水中的鹽分轉移沒有明確的意見,隨著技術的發展和環保部門工作重心的轉移,可能會對該項技術進行重新評估,存在一定的風險性。此外由于脫硫廢水中的氯離子含量較高,采用此項技術實施零排放后氯離子均轉移至灰中,如果使用該灰作為混凝土或水泥的添加料,有可能導致產品氯離子含量不合格(不同級別的產品對氯離子含量要求不同),需要對灰渣樣品中氯離子含量進行監測。

3 總結及建議

終端廢水高溫煙氣旁路蒸發技術作為新型的廢水蒸發處理技術,其避免了煙溫余熱蒸發技術存在的大部分缺陷,且對機組的適應性更為廣泛。采用高溫煙氣旁路蒸發技術實現終端廢水零排放,系統和設備相對簡單,對主機安全運行沒有影響,同時對超低排放設備造成負面影響較小,投資節省,系統運行和維護費用低,沒有新的固體廢棄物產生。

同時,由于目前環保政策及環保部門還沒有對相關技術做出明確的意見,但隨著技術的發展、環保部門工作重心的轉移以及對固廢產物的關注,可能會對該項技術進行重新評估,所以該技術的應用仍存在一定的風險性。此外,有中試項目試驗數據顯示該技術應用后電除塵底部粉煤灰的氯離子含量超過了高品質混凝土和水泥的摻配要求。同時,據估算該技術引出3%~5%熱煙氣會使鍋爐熱效率降低約0.30%~0.50%。

因此,建議電廠在應用該技術之前做好充分的調研,做好能耗與投資運行成本的估算,綜合考慮機組負荷及鍋爐爐后煙風系統配置情況,選擇合適的工藝設計參數。

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