火电厂高盐废水烟气浓缩与蒸发技术应用与分析

徐劲松

华电国际技术服务分公司，山东 济南 250014

摘要:在目前火力发电厂进行循环水排污水、脱硫废水等高盐废水零排放的改造技术路线中,利用锅炉尾部烟气对高盐废水进行浓缩和蒸发处理的技术,因工艺流程简单、投资和运行费用较低等在火电厂废水零排放治理改造中逐渐得到应用。同时,因为该技术目前已建成项目较少,且已有项目多数运行时间较短,造成该技术在实际应用中的可靠性还有待进一步的研究和改进。

关键词:高盐废水烟气浓缩与蒸发应用分析

0引言

近年来，随着国家污染防治攻坚战的不断深入推进，水污染防治工作也逐步受到各火电企业的重视，火电厂由于废水比较复杂，外排废水量较大,因此治理难度相对较大。目前，火电厂废水零排放改造为降低成本,通常需要先实施全厂用水优化改造,根据各系统的水质不同分别回收利用,然后对循环水、化学再生水和脱硫废水等高盐水再进行浓缩和蒸发干燥处理,最终实现全厂废水零排放。但由于受到目前火电厂废水零排放技术和设备可靠性的限制，虽有部分火电厂开展了废水深度治理和零排放的改造,但在实际运行中还是暴露出一些问题，影响了废水零排放设施的运行可靠性。

1高盐废水实施零排放的技术方案

废水零排放由于治理成本较高，为了减少改造的资金投入,目前火电厂在实施废水零排放改造中一般采用分步实施:首先对全厂用水进行优化,根据水质不同分类回收利用，减少废水排放量，提高排水的回用率；其次对经综合利用后无法处置的高含盐水进行收集，通过浓缩处理生成高含盐废水，以减少末端蒸发或结晶的水量,降低工程建设投资;最后把浓缩后高盐水通过蒸发或结晶处理,让高盐水中的盐份结晶析出,实现电厂废水的零排放。

废水浓缩处理技术主要有两种路线，既热浓缩技术和膜浓缩技术,热浓缩技术主要有机械蒸汽再压缩、低温多效蒸馏法、多级闪蒸、旁路烟气浓缩等技术；膜浓缩技术主要有有反渗透、电渗析等技术【1-2】。

高盐水的蒸发结晶技术主要有自然蒸发、机械雾化蒸发、主烟道雾化蒸发、旁路烟道雾化蒸发等技术。

通过对上述多种技术的比较及工程应用分析,在火电厂的废水零排放治理中低温烟气浓缩和高温烟气蒸发技术由于工艺相对简单、投资和运行费用较低得到较多的应用。

2低温烟气浓缩与高温烟气蒸发技术的应用

某燃煤电厂现有两台660MW机组,在实施全厂废水零排放改造工作中,通过实施第一阶段优化用水改造后,全厂剩余高含盐废水80m3/h,每台机组分别配置2台低温烟气浓缩塔,每台浓缩塔处理水量20m3/h,低温烟气浓缩处理后合计产生浓盐水量16m3/h。高温烟气蒸发系统采用旁路烟道蒸发技术，喷雾采用双流体雾化工艺,每台机组配置2台高温蒸发塔,单塔处理水量按4m3/h设计。

低温烟气浓缩塔取电除尘后的部分烟气做为含盐废水浓缩的热源，含盐废水利用烟气热量进行蒸发浓缩,蒸发的水蒸气被烟气携带经除雾器除去雾滴后与原烟气混合进入脱硫系统,余下的高盐水进入浓缩塔底部水池不断循环,经过多次循环的高含盐废水接近饱和状态,当高盐废水浓缩至一定的比重后,通过扰动泵排出,经调整pH值后进入旁路烟气蒸发系统。

经浓缩处理后产生的浓盐水送入旁路烟道蒸发系统进行蒸发结晶处理。废水在旁路蒸发塔中经过双流体雾化喷枪将其喷出至350 ℃的高温烟气中，烟气取自锅炉空预器前的高温烟气,通过控制喷入浓盐水和高温烟气的配比，将烟气温度降至 150-160℃，析出的结晶盐随烟气进入电除尘器前主烟道，由电除尘器捕集进入灰中排放。

3运行情况分析

3.1经过调试运行，低温烟气浓缩塔和高温烟气蒸发塔均达到设计出力，低温烟气浓缩塔进水水质电导率在20ms/cm,密度1.02g/ml,PH值7左右,出水电导率控制在95ms/cm,密度1.2g/ml,PH值0.5左右,高温塔进水PH值6左右,悬浮物ss<150mg>烟气蒸发塔在机组满负荷时处理水量4m³/h,高温烟气蒸发塔随负荷变化可以通过进水调门调整高盐废水处理量,最低处理水量2m³/h左右。

3.2低温烟气浓缩塔烟气携带蒸发水份对脱硫塔水平衡产生一定影响，经过运行观察,低温烟气浓缩塔投入运行后脱硫塔液位有所增高,特别是当脱硫塔进行除雾器冲洗和机组负荷较低时液位增高相对较多,但总体影响在可控范围内。运行中应适当调整脱硫塔除雾器冲洗频次,在确保不大于最大冲洗间隔要求下,改为根据液位情况调整冲洗时间,避免在高液位时冲洗出现溢流现象。

3.3优化高温烟气蒸发塔高盐废水进水水质,解决喷嘴堵塞问题，经过现场调试运行,低温烟气浓缩塔出水PH值0.5左右,经过多次试验发现高温烟气蒸发塔进水PH值不能低于5,否则容易出现喷枪结垢堵塞问题,需要增大加碱量提高PH值后,高温塔运行明显稳定。

3.4合理控制低温烟气浓缩塔排浆方式,满足浓缩倍率控制要求，原设计低温烟气浓缩塔浓缩倍率控制根据浆池密度变化来控制排浆时间,现场运行发现

密度计实际测量偏差较大,容易出现排出浆液盐分偏高或偏低现象,即浓缩倍率控制不准确。经现场多次试验,改为通过液位调整方式来控制浓缩倍率,根据平均小时进水量,实际液位下降速度,核算蒸发水量,折算每小时应排出的浓缩高盐废水量,通过设置自动控制逻辑实现运行操作,监测方式调整后实际验证效果较好。

3.5优化低温烟气浓缩塔进出口烟风系统的密封性问题，低温烟气浓缩塔与主烟道进出口均采用插板门隔离，在系统正常投运时没有问题，但在主机运行中如需停运废水浓缩系统，因主烟道为正压，烟气通过插板门泄漏进入低温烟气浓缩系统，会造成冷凝酸液腐蚀烟道和增压风机系统的问题发生。

4结论

低温烟气浓缩加高温烟气蒸发工艺处理电厂高盐废水,实现电厂废水零排放的治理方案是可行的。在实际运行中需要考虑机组负荷变化的影响,尤其是在机组低负荷阶段处理水量会相应降低。同时由于浓缩后高盐废水的低pH和高含盐量,系统的严密性和防腐问题需要引起高度重视。

参考文献：

[1]尤良洲,韩倩倩,晋银佳，等.火电企业水资源综合利用及污染防治技术路线探讨[J].中国电力,2015,51(10):134-138。

[2]张山山,王仁雷,晋银佳,等.燃煤电厂脱硫废水零排放处理技术研究应用及进展[J].华电技术,2019，41(12):25-30。