隨著可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)等政策的深入落實，火電廠脫硫廢水零排放工作顯得尤為重要，如何在降低自身建設(shè)成本和運行成本的基礎(chǔ)上，做好脫硫廢水零排放，是當(dāng)前火電廠發(fā)展過程中所面臨的重點問題和難點問題。鑒于此，對當(dāng)前脫硫廢水處理工藝-旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法，進(jìn)行深入的分析探討是十分有必要的。
一、火電廠脫硫廢水零排放處理工藝闡述
從當(dāng)前火電廠脫硫廢水零排放處理情況來看，濕法脫硫廢水的成分較為復(fù)雜，水質(zhì)變化大，雜質(zhì)多來自煙氣、工藝水所用的石灰石，其中的物質(zhì)以硫酸鹽、懸浮物、氯化物及重金屬為主，其中的多數(shù)物質(zhì)是當(dāng)前國家明確要求控制的第一污染物。但是，因為水質(zhì)成分的復(fù)雜性，導(dǎo)致火電廠脫硫廢水處理工作面臨著較大的難度。從當(dāng)前我國火電廠脫硫廢水處理工藝使用情況來看，當(dāng)前最常用的2種工藝包括煙道蒸發(fā)和傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶，傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶工藝可以分為預(yù)處理蒸發(fā)結(jié)晶和濃縮蒸發(fā)結(jié)晶兩種方式，而按照濃縮工藝的不同，又可以將濃縮蒸發(fā)結(jié)晶分為正滲透膜濃縮、反滲透分鹽濃縮及電滲析分鹽濃縮等方式。煙道蒸發(fā)處理工藝主要有旁路煙道蒸發(fā)和三聯(lián)箱預(yù)處理后直接煙道蒸發(fā)2種方式。煙道蒸發(fā)和傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶2種工藝方式均可以最終實現(xiàn)脫硫廢水零排放的目的，不同的是，傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶在實際的使用過程中，會增加火電廠的建設(shè)成本和運行成本，對火電廠經(jīng)濟效益產(chǎn)生了很大的影響，不利于火電廠長期穩(wěn)定發(fā)展，因此，在實際應(yīng)用中存在一定的局限性。而煙道蒸發(fā)雖然憑借自身的優(yōu)勢逐漸發(fā)展為火電廠脫硫廢水處理的主體工藝，但是，不可避免的是，煙道蒸發(fā)在實際應(yīng)用過程中存在煙道結(jié)垢、煙嘴堵塞及排放溫度過低等問題，對實際的處理效果產(chǎn)生了較大的影響。隨著近年來對煙道蒸發(fā)處理工藝的逐步重視，新出現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法在解決道結(jié)垢、煙嘴堵塞及排放溫度過低等問題過程中發(fā)揮著重要的作用，得到了一致認(rèn)可，其應(yīng)用范圍也得到了極大的擴展。
二、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法的原理和特點介紹
2.1 旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法技術(shù)原理介紹
作為一種新型的脫硫廢水處理工藝，旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法在工作時，可以將溶液、乳濁液及漿料在熱風(fēng)中噴霧成為細(xì)小的液滴，當(dāng)液滴下落時，其中的水分可以被蒸發(fā)，進(jìn)而促使廢水中的鹽類形成粉末狀或顆粒狀干燥物。旋轉(zhuǎn)霧化器是旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法得以正常運行的核心，在工作時，每座噴霧干燥塔都需要配備1臺旋轉(zhuǎn)霧化器，通過自身的離心力可以讓料液伸展為薄膜，并做霧化的邊緣運動，等到離開霧化盤邊緣后，溶液可以化為直徑為10～60μm的精細(xì)漿霧滴，隨后通過與熱煙氣接觸可以蒸發(fā)其中的水分，并通過對煙氣溫度、廢水流量及霧滴尺寸等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，讓廢水霧滴提前充分干燥，避免或減少“濕壁”現(xiàn)象的出現(xiàn)。
2.2 旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法特點
從長期的實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法在火電廠脫硫廢水處理中主要有以下幾方面的特點：
(1)液體霧化效果較好且均勻。煙氣和液滴可以以160～200m/s的相對速率脫離霧化器，并在霧化過程中可以讓每升液漿形成200m2的表面積;
(2)可以有效控制材料成本。噴霧干燥系統(tǒng)的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于露點溫度，所以塔體和煙道等會與煙氣介質(zhì)發(fā)生接觸的材料無須進(jìn)行特殊處理，普通碳鋼即可滿足需求。另外，需要注意的一點是，對于與脫硫廢水密切接觸的霧化盤，則需要采用哈氏合金材質(zhì)。
三、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法進(jìn)行火電廠脫硫廢水處理后取得的成效
3.1 機組信息
筆者所在的火電廠所使用的燃煤發(fā)電機組建設(shè)規(guī)模為2×300MW，抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機組具有一次再熱、雙杠雙排汽及直接空冷的優(yōu)勢，并配合石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)與SCR脫硫裝置。脫硫廢水處理時采用的處理系統(tǒng)為三聯(lián)箱系統(tǒng)，三聯(lián)箱可以通過投加石灰、有機硫、絮凝劑等實現(xiàn)干灰拌濕或者灰場噴灑等操作。
3.2 旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法工藝
筆者所在的火電廠，通過對當(dāng)前諸多的脫硫廢水處理工藝進(jìn)行分析研究，最后，決定將旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法應(yīng)用到脫硫廢水處理中。具體的操作要點內(nèi)容是：將原來的三聯(lián)箱系統(tǒng)旁入，并增加了煙氣系統(tǒng)、廢水輸送系統(tǒng)及噴霧干燥系統(tǒng)等主要的系統(tǒng)。改造后的脫硫廢水處理工藝具體有以下幾方面的工藝流程：
(1)在原來的空氣預(yù)加熱器前端部位加入旁路煙道，可以有效引出3%～5%的煙氣量。并且在煙道進(jìn)、出口設(shè)置擋板門，可以隨時根據(jù)噴霧干燥系統(tǒng)出后的煙道溫度對進(jìn)入系統(tǒng)的煙氣進(jìn)行調(diào)節(jié)，其他煙道采用開關(guān)型擋板門;
(2)當(dāng)煙氣進(jìn)入噴霧干燥塔后，可以被分布成繞霧化盤邊緣向下流動及繞霧化盤旋轉(zhuǎn)流動的煙氣流，當(dāng)與細(xì)小廢水液滴發(fā)生接觸后，滴液中的水分可以得到快速有效的揮發(fā)，原煙氣中的粉塵可以被除塵器集中處理;
(3)為了保證及時有效地向噴霧干燥塔提供廢水，在改造過程中，在噴霧干燥塔附近或者脫硫區(qū)重點設(shè)置了1套脫硫廢水收集箱。
3.3 改造后的運行效果
筆者所在的火電廠采用的旋轉(zhuǎn)噴霧干燥系統(tǒng)廢水處理能力為5t/h，機組在100%負(fù)荷工況下可以保證抽取的煙氣量控制在3%～5%，熱煙氣在3000～5000m3/h，而當(dāng)煙氣溫度達(dá)到330～350℃時，噴霧干燥塔的廢水處理量可以達(dá)到4～5t/h，運行1年后檢查發(fā)現(xiàn)，機組所處理的廢水量可以達(dá)到10000t，運行情況良好，未出現(xiàn)煙道結(jié)垢及噴嘴堵塞等情況。另外，在檢查過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)空預(yù)器進(jìn)、出口溫度保持一致時，所投運的廢水比不投廢水的一、二次風(fēng)溫度下降了6.108.4℃，如果將一、二次風(fēng)的溫度提高3～5℃，則空預(yù)器的入口煙溫也會平時高出約12℃。
3.4 對粉煤灰產(chǎn)生的影響
根據(jù)相關(guān)的規(guī)范要求，粉煤灰硅酸鹽水泥中含有的粉煤灰含量必須控制在40%以下，氯離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.06%。通過檢測后發(fā)現(xiàn)，筆者所在的火電廠脫硫廢水工藝中氯離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1387×10-6，也就是0.1387%，按照國家規(guī)范計算后得出，成品粉煤灰硅酸鹽水泥中氯離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0555%，符合普通水泥氯離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)的要求(<0.06%)。
3.5 為火電廠帶來的經(jīng)濟效益
對旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法在火電廠脫硫廢水零排放改造中的應(yīng)用效果進(jìn)行檢核后發(fā)現(xiàn)，相比濃縮蒸發(fā)系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)噴霧干燥工藝可以有效地降低火電廠建設(shè)成本和運行成本，分析產(chǎn)生這種情況的的原因是，旋轉(zhuǎn)噴霧干燥工藝減少了脫硫廢水處理環(huán)節(jié)中的三聯(lián)箱預(yù)處理環(huán)節(jié)，與濃縮蒸發(fā)系統(tǒng)相比，降低的運行成本高達(dá)50%，取得的經(jīng)濟效益更為顯著。此外，旋轉(zhuǎn)噴霧干燥工藝系統(tǒng)流程短，使用的工藝設(shè)備也比濃縮蒸發(fā)系統(tǒng)少，廢水不需要經(jīng)過任何的預(yù)處理流程，可以直接輸送至噴霧干燥塔。更重要的是，旋轉(zhuǎn)噴霧干燥系統(tǒng)所采用的零件不易損壞，不需要支付過多的維修費用，僅需要按時對霧化器的封圈、墊圈等進(jìn)行常規(guī)檢查即可。
四、結(jié)語
綜上所述，將旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法應(yīng)用于火電廠脫硫廢水中，可以有效地減少火電廠建設(shè)車本和運行成本，可以為火電廠帶來良好的經(jīng)濟效益。同時，旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法不需要額外的蒸汽源，操作簡單快捷，解決了傳統(tǒng)脫硫廢水工藝的弊端，對鍋爐造成的影響較小，不易出現(xiàn)煙道結(jié)垢等問題，在火電廠脫硫廢水處理中發(fā)揮著重要的作用。因此，可以將這種技術(shù)工藝廣泛應(yīng)用和推廣于脫硫廢水處理中。( >
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