1、4.8 脫硫廢水處理系統 脫硫廢水的水質和水量.1脫硫廢水的水質脫硫廢水的水質與脫硫工藝、煙氣成分、灰及吸附劑等多種因素有關。脫硫廢水的主要超標項目為懸浮物、PH值、汞、銅、鉛、鎳、鋅、砷、氟、鈣、鎂、鋁、鐵以及氯根、硫酸根、亞硫酸根、碳酸根等。·脫硫廢水處理系統進水水質廢水處理系統進水水質（脫硫系統排出的未經處理的廢水示例）項目單位PH-4.06.0CODmg/L100懸浮物mg/L12,000SO42-mg/L1,800Fe(取決于飛灰分析)mg/L35Fmg/L50Mg(設計)mg/L7,500Mg（范圍）mg/L1,90041,500Camg/L2,000Clmg/L19,0

2、00Cdmg/L2.0Almg/L10NH4+（取決于FGD入口NH3量）mg/L20溫度48·脫硫廢水處理系統處理后水質根據招標文件的要求，脫硫廢水處理系統處理后的排水出水水質要達到國家污水綜合排放標準（GB8978-1996）中第二類污染物最高允許排放濃度中的一級標準。主要的控制數據如下：廢水排放標準國家污水綜合排放標準（GB8978-1996）中的一級標準序號項目單位濃度1懸浮物mg/l702PH 3CODmg/l1004BODmg/l255硫化物mg/l1.06氟化物mg/l107總銅mg/l0.58總鋅mg/l2.09總鎘mg/l0.110總Crmg/l1.511六價Crm

3、g/l0.512總砷mg/l0.513總鉛mg/l1.0.2脫硫廢水的處理水量脫硫廢水處理系統出力按兩臺機組廢水排放量的125%設計。脫硫廢水處理工藝脫硫廢水處理系統包括以下三個子系統：脫硫裝置廢水處理系統、化學加藥系統、污泥脫水系統。.1脫硫裝置廢水處理系統工藝流程：脫硫廢水中和箱(加入石灰乳)沉降箱(加入FeClSO4和有機硫)絮凝箱(加入助凝劑)澄清池清水pH調整箱達標排放上述工藝流程反應機理為：首先，脫硫廢水流入中和箱，在中和箱加入石灰乳，水中的氟離子變成不溶解的氟化鈣沉淀，使廢水中大部分重金屬離子以微溶氫氧化物的形式析出；隨后，廢水流入沉降箱中，在沉降箱中加入FeClSO4和有機硫使

4、分散于水中的重金屬形成微細絮凝體；第三步，微細絮凝體在緩慢和平滑的混合作用下在絮凝箱中形成稍大的絮凝體，在絮凝箱出口加入助凝劑，在下流過程中助凝劑與絮凝體形成更大的絮凝體；既而在澄清池中絮凝體和水分離，絮凝體在重力濃縮作用下形成濃縮污泥，澄清池出水（清水）流入清水箱內加酸調節pH值到69后排至后續的除氯處理系統。.2化學加藥系統脫硫廢水處理加藥系統包括：石灰乳加藥系統；FeClSO4加藥系統；助凝劑加藥系統；有機硫化物加藥系統；鹽酸加藥系統等。為方便維護和檢修，每個箱體均設置放空管和放空閥門，各類水泵均按100%容量1用1備。所有泵出口均裝有逆止閥,在排出和吸入側設置隔離閥,并裝有抽空保護裝置

5、.計量泵采用隔膜計量泵,帶有變頻調節和人工手動調節沖程兩種方式.在每套加藥系統中均裝有流量計和壓力緩沖器.·石灰乳加藥系統石灰乳加藥系統流程如下：石灰粉 石灰粉倉制備箱輸送泵計量箱計量泵加藥點石灰粉由自卸密封罐車裝入石灰粉倉，在石灰粉倉下設有旋轉鎖氣器，通過螺旋給料機輸送至石灰乳制備箱制成20%的Ca(OH)2濃液，再在計量箱內調制成5%的Ca(OH)2溶液，經石灰乳計量泵（1用1備）加入中和箱。·FeClSO4加藥系統FeClSO4加藥系統流程如下：FeClSO4FeClSO4攪拌溶液箱 FeClSO4計量箱FeClSO4計量泵加藥點FeClSO4制備箱和加藥計量泵以及管

6、道、閥門組合在一小單元成套裝置內。為防止污染，溶液箱地面敷設耐腐蝕地磚，周圍設有圍堰。FeClSO4在制備箱配成溶液后進入計量箱，FeClSO4溶液由隔膜計量泵（1用1備）加入絮凝箱。·助凝劑加藥系統助凝劑加藥系統流程如下：助凝劑助凝劑制備箱 助凝劑計量箱助凝劑計量泵加藥點助凝劑制備箱和加藥計量泵以及管道、閥門組合在一小單元成套裝置內。為防止污染，溶液箱地面敷設耐腐蝕地磚，周圍設有圍堰。助凝劑溶液由隔膜計量泵（1用1備）加入絮凝箱。·有機硫化物加藥系統有機硫化物加藥系統流程如下：有機硫化物有機硫制備箱有機硫計量箱 有機硫計量泵加藥點有機硫制備箱和加藥計量泵以及管道、閥門組合

7、在一小單元成套裝置內。為防止污染，溶液箱地面敷設耐腐蝕地磚，周圍設有圍堰。有機硫在制備箱配成溶液后進入計量箱，有機硫溶液由隔膜計量泵（1用1備）加入沉降箱。·鹽酸加藥系統鹽酸加藥系統流程如下：鹽酸計量箱鹽酸計量泵加藥點鹽酸計量箱和加藥計量泵以及管道、閥門組合在一小單元成套裝置內。為防止污染，溶液箱地面敷設耐腐蝕地磚，周圍設有圍堰。鹽酸溶液由隔膜計量泵（1用1備）加入出水箱。根據實際情況確定加藥量。.3污泥脫水系統污泥處理系統流程如下： 濃縮污泥 污泥貯池 壓濾機 濾餅 堆場 濾液 濾液平衡箱 中和箱澄清池底的濃縮污泥中的污泥一部分作為接觸污泥經污泥回流泵送到中和箱參與反應，另一部分污

8、泥由污泥輸送泵送到污泥脫水裝置，污泥脫水裝置由板框式壓濾機和濾液平衡箱組成，污泥經壓濾機脫水制成泥餅外運倒入灰廠，濾液收集在濾液平衡箱內，由泵送往第一沉降階段的中和槽內。5.FGD系統設計條件的確認5.1 項目設計條件(XX電廠煙氣脫硫項目) 舉例 FGD裝置條件1)規模 2×300MW2)燃料 煤3)脫硫工藝 石灰石石膏濕法4)吸收劑 石灰石5)副產品 石膏6)脫水系統 真空皮帶脫水機7)再熱方式: 回轉式GGH8)煙氣量 1256682Nm3/h(濕基)×2(100%BMCR)9)FGD入口溫度 131（設計），141（最大）10）FGD入口SO2濃度 1761PPM（

9、干基）11）FGD入口粉塵濃度 200mg/Nm3（干基，6O2）12）FGD出口溫度（進煙囪） 8013）除霧器出口含水量 75mg/ Nm3(干基)14)吸收劑耗量 21.8t/h(2×300MW)15)工藝水消耗量 116t/h16)蒸汽耗量 2.5t/h17）副產品石膏含水量 1018）電力消耗 12700kWh/h(2×300MW)19)脫硫效率 9520）系統可用率 95 設計條件1）煤質分析項目單位設計煤種校核煤種元素分析Car59.9565.71Har2.252.36Oar0.570.9Nar0.940.74Sar2.292.29工業分析Var9.07.0A

10、ar27.0320.0Mar7.08.0Mad2.171.67低位發熱量kj/kg2146524668100BMCR燃煤消耗量t/h(每臺爐)134.89134.89資料確認注意事項:1)需采用設計煤質計算物料平衡,進行設備選型(按規程要求乘取裕量)2)再用校核煤種核定設備選型(不乘取裕量),兩者取較大的設備選型.3)如:設計煤種與校核煤種含硫量差別過大(1.5倍以上),應當以校核煤種不乘取裕量作為設備選型依據.2)煙氣設計條件項目單位100BMCR35BMCRFGD入口煙氣流量Nm3/h(濕基)1256682517256FGD入口煙氣流量Nm3/h(干基)1193075492172FGD入口

11、煙氣溫度131103FGD入口煙氣壓力Pa00粉塵濃度mg/Nm3180.5164.6SO2濃度ppm(dry)17611652Nm3/h2101813煙氣含水量Vol%(dry)5.064.85煙氣含氧量Vol%(dry)7.468.29CO2Vol%(dry)12.2911.53N2Vol%(dry)80.0780.01HCLppm(dry)25.223.0HFppm(dry)11.210.2資料確認注意事項:1)由于煙氣設計資料,常常會以不同的基準重復出現多次,(如:干基濕基,標態實際態，6%O2實際O2等)，開始計算前一定要核算統一，如出現矛盾，必須找出正確的一組數據，避免原始數據代錯

12、。常用折算公式如下：煙氣量（dry）煙氣量（wet）×(1-煙氣含水量%)實際態煙氣量標態煙氣量×氣壓修正系數×溫度修正系數煙氣量（6%O2）（21煙氣含氧量）/（216）SO2濃度（6%O2）（216）/（21煙氣含氧量）SO2濃度（mg/Nm3）=SO2濃度（ppm）×2.8572)用燃煤中的Sar含量復核計算煙氣中SO2濃度，注意要乘以轉化率SO2，規程要求為0.85-0.9%（推薦按0.9%）計算公式如下： （1）式中：MSO2 脫硫前煙氣中的SO2含量， t/h；K 燃煤中的含硫量燃燒后氧化成SO2的份額；Bg 鍋爐BMCR負荷時的燃煤量，t/

13、h；so2 除塵器的脫硫效率，見表 ；q4 鍋爐機械未完全燃燒的熱損失，；Sar 燃料煤的收到基硫分，。除塵器的脫硫效率除塵器形式干式除塵器洗滌式水膜除塵器文丘里水膜除塵器SO2 ()05153)煙氣資料中常常會沒有HCL和HF的資料，但HCL資料非常重要，他決定了廢水系統的出力，因此建議盡可能落實，如落實困難，可暫按照HCL50ppm考慮。4）FGD雖然有一定的除塵能力（除塵效率約7590），但并不意味著能替代除塵器，從而降低對除塵器的要求，由于飛灰可能會帶來一些影響反應的物質，因此一般要求飛灰不大于200mg/Nm3。3)FGD出口煙溫80資料確認注意事項:1）GGH選型時要按照82考慮（

14、考慮2的凈煙道溫降）2）要請GGH廠家核算低負荷時，GGH出口煙溫。4)FGD出口SO2濃度88ppm（dry）(脫硫效率95)資料確認注意事項:1）當燃用高硫煤時，除了核算脫硫效率95外，還應核算FGD出口SO2濃度滿足國家排放標準，以較高要求為準。5）吸收劑石灰石（CaCO3）項目單位成分成分COwt%MgCO3wt%1.45Fe2O3wt%AL2O3wt%SiO2wt%粒徑mm20BWIkWh/t9-11資料確認注意事項:1)在有條件選礦時，建議盡可能選用高品質石灰石，以提高工程成功的可能性。2）如：石灰石中CaCO3純度小于90，建議作活性分析。石灰石中CaO和CaCO3的含量換算公式

15、為CaCO3CaO×100563）石灰石中MgO不宜太高，對Sar1左右的工程，MgO含量最好2。4）在驗看石灰石品質時，不得使用白云石作為吸收劑。5)副產品石膏的成分純度 90含水量 10資料確認注意事項:1)在不考慮副產品石膏綜合利用的工程，可以對純度不做要求，但對水分含量不能降低要求，因為石膏水分越大，粘附力越強，容易堵塞石膏輸送系統。2）石膏純度與石灰石純度及煙氣飛灰含量有直接關系，如石膏純度要求較高，煙氣中飛灰含量一定要控制。6)工藝水成分（略）7)工業水成分（略）8）壓縮空氣條件（略）9）蒸汽條件（略）10）電源（略）11）氣象資料、地質資料等（略）資料確認注意事項:1)

16、工藝水補水水質要求不高，但盡量不要采用高CL離子的補水，否則會造成廢水排放量的增加。2）工業水最好選用懸浮物較低，無腐蝕，含鹽量低，水溫不高的水源。3）GGH吹灰氣源最好選用蒸汽，參數在810bar，溫度有50100過熱度的過熱蒸汽，如選用壓縮空氣，也應采用810bar的壓縮氣源。4）電源應注意驗證項目是否要求高壓柜采用50kA的遮斷容量。6.物料平衡計算、熱平衡計算本部分給出的是一些近似的簡化物料平衡計算方法，物料點涵蓋了一些主流程。6.1簡化條件以下條件在計算方法中被簡化1）不包括吸收塔的熱損失2）假設煙氣帶入的粉塵為零3）假設工藝水和石灰石不含雜質4）假設原煙氣和凈煙氣沒有夾帶物代入和帶

17、出系統5）假設沒有除霧器沖洗水6）假設沒有泵的密封水7）假設工藝系統是封閉的，沒有環境物質的進入和流出6.2物料平衡計算1）吸收塔出口煙氣量G2G2(G1×（1mw1）×(P2/(P2-Pw2)×（1mw2）G3×（10.21/K）)×(P2/(P2-Pw2)G1:吸收塔入口煙氣流量mw1:入口煙氣含濕率P2：煙氣壓力Pw2：飽和煙氣的水蒸氣分壓說明：Pw2為絕熱飽和溫度下的水蒸氣分壓，該值是根據熱平衡計算的反應溫度，由煙氣濕度表查得。（計算步驟見熱平衡計算）2）氧化空氣量的計算根據經驗，當煙氣中含氧量為6以上時，在吸收塔噴淋區域的氧化率為50

18、60。采用氧槍式氧化分布技術，在漿池中氧化空氣利用率o2=2530，因此，漿池內的需要的理論氧氣量為：S=(G1×q1-G2×q2)×(1-0.6)/2/22.41所需空氣流量QreqQreq=S×22.4/(0.21×0.3)G3Qreq×KG3：實際空氣供應量K：根據漿液溶解鹽的多少根據經驗來確定，一般在2.0-3左右。3）石灰石消耗量計算W1=100×qs×sW1:石灰石消耗量qs：:入口SO2流量s:脫硫效率4）吸收塔排出的石膏漿液量計算W2=172××qs×s/SsW2:石膏

19、漿液量Ss:石膏漿液固含量5）脫水石膏產量的計算W3=172××qs×s/SgW3:石膏漿液量Sg:脫水石膏固含量（1石膏含水量）6）濾液水量的計算W4=W3-W2W3:濾液水量7）工藝水消耗量的計算W5=18×(G4-G1-G3×(1-0.21/K)+W3×(1-Sg)+36×qs×s +WWT 蒸發水量 石膏表面水 石膏結晶水 排放廢水6.3熱平衡計算吸收塔反應溫度的計算是基于吸收塔范圍的物料（不包括GGH），假定吸收塔已經處于熱穩定狀態。參與熱平衡的各種物料流的溫度、壓力、流量、焓值等按下圖編號定義W4,T2

20、,hl4W5,T5,hl5G3,T3,P3,hg3G2,T2,P2,hg2G1,T1,P1,hg1W2,T2,hl2吸收塔進口煙氣出口煙氣石膏漿液氧化空氣工藝水濾液水帶入焓項目帶出焓項目1)入口煙氣帶入焓E1G1×hg18)出口煙氣帶出焓E2G2×hg22)氧化空氣帶入焓E3G3×hg39)石膏漿液帶出焓E4W2×hl23)濾液水帶入焓E4W4×hl410)散熱損失(T0:環境溫度,A散熱面積，U:換熱吸收)HAU×A×(T2-T0)4)工藝水帶入焓E5W5×hl55)反應熱Hr8.138×104

21、5;qs×s6)煙氣等溫膨脹產生熱(R:煙氣常數1.986kcal/kg-mol k)HGG1×R×(273+T4)×ln(P1/P2)7)氧化空氣等溫膨脹產生熱HAG3×R×(273+T4)×ln(P3/P2)總的熱平衡方程: E1+E3+E4+E5+Hr+HG+HA=E2+E4+HA吸收塔反應溫度（T2）的確定步驟：a)計算E1、E3、E4、E5和Hrb)假定吸收塔反應溫度（T2）c)計算E2、E4、HA、HG 和HAd)檢查總的熱量是否平衡e)如果不平衡，重新假定T2，計算熱平衡。其中計算E2所用的G2方法如下：步驟1

22、:根據入口煙氣的溫度及含濕量查到第一點步驟2:沿著平行絕熱飽和線查到與100%飽和線的交點步驟3:讀出交點的含濕量步驟4:讀出交點的溫度蒸發量=100%飽和線交點的含濕量-入口煙氣含濕量反應溫度(T2)=100%飽和線交點的溫度煙氣濕度圖蒸發量步驟4步驟3步驟2步驟1物流號1234567位置升壓風機入口升壓風機出口GGH（降溫）出口吸收塔除霧器出口GGH（升溫）出口煙囪入口氧化空氣總體積流量（濕）m3/hr3,224,8963,202,7143,202,5542,818,6032,814,6012,821,94213,671總體積流量（干）m3/hr3,008,1592,987,9392,98

23、7,7902,465,6382,462,1362,468,55813,498總體積流量（濕）Nm3/hr2,220,9132,226,9132,226,9132,392,4902,392,4902,392,49017,300總體積流量（干）Nm3/hr2,071,6512,077,5752,077,5752,092,8852,092,8852,092,88517,081壓力pa-1201,8101,81046546520059,000溫度C124.0127.7127.751.050.550.569.2氣體成分 H2Om3N/hr149262.0149337.8149337.8299,60529

24、9,605299,605219 O2m3N/hr124371.1125615.2125615.2127,486127,486127,4863,587 N2m3N/hr1659946.31664626.41664626.41,678,1211,678,1211,678,12113,494 CO2m3N/hr283610.6283610.6283610.6287,098287,098287,0980 SO2m3N/hr3613.03613.03613.01811811810 HClm3N/hr63.763.763.70.00.00.00 HFm3N/hr46.446.446.40.00.00.00

25、 SO3m3N/hr29.629.629.317.617.917.90 Ashkg/hr414.2414.2414.241.741.741.70SO2濃度mg/DNm3（6%O2）4,9864,9864,9862482482480 ppm1,7441,7391,7398686860Ash濃度mg/DNm32001991992020200物流號122123301302物流名稱石灰石漿液旋流站進料石灰石漿液箱去吸收塔石灰石用量石膏生成量總流量ton/hr0.00 60.85 16.22 30.31 m3/hr0.00 50.53 -漿液濃度wt%0.00 30.00 100.00 89.99 密度

26、kg/m30.00 1204.16 -溫度Deg.C0.00 50.81 0.00 50.16 CL-ppm0.00 16892.46 0.00 201.28 溶液成分0.00 0.00 0.00 0.00 H2Okg/hr0.00 41395.67 0.00 3027.46 MgSO4kg/hr0.00 0.00 0.00 0.00 CaCL2kg/hr0.00 1115.62 0.00 0.78 CaSO4kg/hr0.00 78.53 0.00 6.03 CL-kg/hr0.00 6.82 0.00 0.11 固體成分0.00 0.00 0.00 0.00 CaSO4-2H2Okg/hr

27、0.00 1761.06 0.00 26269.96 CaCO3kg/hr0.00 16064.29 16039.94 404.48 Ash (Particle)kg/hr0.00 231.16 0.00 336.95 CaF2kg/hr0.00 4.85 0.00 80.49 Inertkg/hr0.00 194.34 183.32 182.93 物流號101102103104105106107108109110111112120121物流名稱吸收塔排出石膏漿液石膏水力漩流器底流石膏水力漩流器溢流過濾機收集液濾液泵出口濾液返回脫硫塔廢水旋流器 給料石膏旋流器溢流去濾液箱FGD排放廢水廢水旋流

28、器 底流濾布沖洗水泵出口濾餅沖洗水泵出口濾液去石灰石制漿系統濾液去石灰石漿液箱總流量ton/hr130.32 50.09 80.23 33.44 113.99 69.36 7.05 73.18 5.15 1.90 13.65 13.66 44.63 0.00 m3/hr111.11 36.19 76.37 33.16 109.78 66.80 6.71 69.66 5.01 1.67 13.65 13.66 42.98 0.00 漿液濃度wt%25.00 54.53 6.56 0.14 4.55 4.55 6.56 6.56 1.86 19.30 0.00 0.05 4.55 0.00 密度k

29、g/m31172.89 1384.07 1050.55 1008.42 1038.42 1038.42 1050.55 1050.55 1027.79 1141.61 1000.00 1000.27 1038.42 0.00 溫度Deg.C50.96 50.96 50.96 50.96 50.81 50.81 50.96 50.96 50.96 50.96 50.00 50.00 50.81 0.00 CL-ppm19834.81 19834.81 19834.81 13511.61 16892.46 16892.46 19834.81 19834.81 19834.81 19834.81 8

30、.00 8.00 16892.46 0.00 溶液成分0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 H2Okg/hr94525.52 22024.45 72501.07 32651.56 105733.43 64337.75 6373.22 66127.85 4888.26 1484.96 13654.57 13654.57 41395.67 0.00 MgSO4kg/hr0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CaCL2kg/hr3005.75 700.34 2305.41 699.56 2849.53 1733.91 202.66 2102.75 155.44 47.22 0.00 0.00 1115.62 0.00 CaSO4kg/hr189.05 44.05 145.00 38