脫硫工程(制漿、脫水、廢水處理系統(tǒng))

1、國(guó)華黃驊發(fā)電廠國(guó)華黃驊發(fā)電廠FGD工藝工藝?yán)碚撆嘤?xùn)理論培訓(xùn)河北省電力研究院河北省電力研究院河北省電力調(diào)整試驗(yàn)所河北省電力調(diào)整試驗(yàn)所閆維明閆維明主要內(nèi)容w石灰石漿液制備系統(tǒng)w石膏脫水系統(tǒng)w脫硫廢水處理系統(tǒng)一、石灰石漿液制備系統(tǒng)一、石灰石漿液制備系統(tǒng)一、石灰石漿液制備系統(tǒng)概述 本系統(tǒng)由石灰石卸料系統(tǒng)、濕磨系統(tǒng)、漿液儲(chǔ)存箱組成。 兩臺(tái)機(jī)組的脫硫裝置設(shè)置一套公用的石灰石卸料系統(tǒng)，主要包括1個(gè)卸料斗，1個(gè)石灰石倉，1臺(tái)斗提機(jī)等；卸料斗滿足15噸的自卸車要求，石灰石倉的有效容積按1200m3（二臺(tái)機(jī)組BMCR工況6天（日利用小時(shí)按20小時(shí)計(jì)）的石灰石耗量）設(shè)計(jì)，斗提機(jī)的出力按70t/h設(shè)計(jì)。 用卡車或其它

2、方式將石灰石（粒徑20mm）送入卸料斗后經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)、斗式提升機(jī)、石灰石倉頂輸送機(jī)送至石灰石貯倉內(nèi)，再由稱重給料機(jī)送到濕式球磨機(jī)內(nèi)磨制成漿液，石灰石漿液用泵輸送到水力旋流器經(jīng)過分離后，大尺寸物料通過再循環(huán)進(jìn)入磨機(jī)，溢流合格的漿液進(jìn)入石灰石漿液箱儲(chǔ)存，然后經(jīng)石灰石漿液泵輸送至吸收塔。 兩套煙氣脫硫裝置公用一套漿液制備系統(tǒng)，系統(tǒng)含有兩BMCR工況時(shí)75%的石灰石耗量設(shè)計(jì)。兩套裝置共用一個(gè)套濕式球磨機(jī)系統(tǒng)。每套磨機(jī)系統(tǒng)的額定出力按兩臺(tái)鍋爐石灰石漿液箱，其有效容量按不小于兩臺(tái)鍋爐BMCR工況的8小時(shí)石灰石漿液耗量設(shè)計(jì)，磨機(jī)出口物料細(xì)度滿足SO2吸收系統(tǒng)的要求，粒徑至少達(dá)到0.063mm（90%通過25

3、0目）的要求。 送入吸收塔的石灰石漿液給料流量信號(hào)進(jìn)入FGD的DCS系統(tǒng)。測(cè)量石灰石漿液濃度的表計(jì)信號(hào)進(jìn)入FGD的DCS系統(tǒng)。石灰石漿液給料量根據(jù)鍋爐負(fù)荷、FGD裝置進(jìn)口和出口的SO2濃度及吸收塔漿池內(nèi)的漿液PH值進(jìn)行控制。 項(xiàng)目項(xiàng)目單單 位位數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)備備 注注SiOSiO2 2% %0.50.53 3CaOCaO% %5050MgOMgO% %0.40.42 2AlAl2 2O O3 3% %0.10.10.40.4FeFe2 2O O3 3% %0.10.10.30.3P P2 2O O5 5% %燒失量燒失量% %43.243.24040雜質(zhì)雜質(zhì)% % 0 05.35.3粒徑粒徑mmm

4、m2020BWIBWIkWh/tkWh/t一般情況下，研磨指數(shù)一般情況下，研磨指數(shù)BWIBWI（磨機(jī)（磨機(jī)碾磨石灰石的電耗，碾磨石灰石的電耗， 不包括所不包括所有輔助設(shè)備）有輔助設(shè)備） 在在9 911kWh/t11kWh/t之之間。間。 設(shè)定碾磨性設(shè)定碾磨性BWI=11kWh/tBWI=11kWh/t為碾磨裝置的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)為碾磨裝置的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)石灰石漿液制備工藝系統(tǒng)圖主要控制原理w 稱重給料與研磨水比例關(guān)系控制。 為控制裝置運(yùn)行所需的石灰石量，采用變頻式稱重皮帶給料機(jī)控制進(jìn)入濕式球磨機(jī)的石灰石量，根據(jù)進(jìn)入磨機(jī)的石灰石量，通過磨機(jī)進(jìn)口研磨水管道上流量調(diào)節(jié)閥控制調(diào)節(jié)進(jìn)入磨機(jī)的工藝水量 ；這樣亦可以使石

5、灰石達(dá)到充分的研磨，磨機(jī)內(nèi)的固體濃度保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。 對(duì)給料機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，集成控制器將稱重測(cè)試元件的輸出信號(hào)與設(shè)置點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比后，通過改變皮帶的速度來調(diào)節(jié)給料量。w 石灰石漿液旋流器出口漿液密度控制。 粉磨系統(tǒng)包括一臺(tái)閉路循環(huán)濕式球磨機(jī)和一臺(tái)單級(jí)液力旋流分選機(jī)組，通過旋流器將充分粉磨的溢流物與粗顆粒分離，底流被送回球磨機(jī)重新進(jìn)行研磨；從球磨機(jī)排出的石灰石漿液先進(jìn)入石灰石漿液再循環(huán)箱，漿液在進(jìn)入旋流器之前盡量降低其濃度，因此漿液循環(huán)箱內(nèi)需要注入稀釋水。 在旋流器溢流管道上安裝有原子密度計(jì)，通過它來控制注入石灰石漿液箱內(nèi)的稀釋水量，從而達(dá)到對(duì)進(jìn)入石灰石漿液箱內(nèi)的密度控制。w石灰石漿液循環(huán)

6、箱的液位控制。 為了適應(yīng)新給料偏大或偏小或工作指數(shù)變化時(shí)能給自動(dòng)調(diào)整粉磨回路中的循環(huán)加載密度流量，漿液循環(huán)泵配有變速驅(qū)動(dòng)電機(jī)。此控制為一個(gè)閉環(huán)控制，存在一個(gè)液位預(yù)設(shè)值，將實(shí)際測(cè)量值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，通過控制調(diào)節(jié)漿液再循環(huán)泵頻率，達(dá)到液位的控制。當(dāng)液位處于低低液位時(shí)，漿液循環(huán)泵將停止工作。w石灰石漿液箱出口密度控制。 石灰石漿液密度配合FGD入口SO2濃度、FGD出口SO2濃度、原煙氣流量、吸收塔漿液pH值，來控制出口SO2濃度和吸收塔漿液pH值，因此需要保證進(jìn)塔石灰石漿液濃度保持一定濃度。 石灰石漿液旋流站將一定濃度的溢流漿液自流進(jìn)石灰石漿液箱，通過調(diào)節(jié)濾液水（制漿過程中主要用水來自濾液水。工

7、藝水只是在濾液水量不足時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充）的流量將石灰石漿液的濃度控制在20%左右。補(bǔ)充水進(jìn)水母管上裝有調(diào)節(jié)電動(dòng)閥和流量計(jì)組合裝置，控制加水量。w其它控制。包括球磨機(jī)軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)的控制、泵及管道的沖洗閥門、攪拌器的控制、石灰石料倉料位控制等。二、石膏脫水系統(tǒng)二、石膏脫水系統(tǒng)二、石膏脫水系統(tǒng)概述 石膏脫水系統(tǒng)為#1、#2爐脫硫裝置共用一套，包括兩套石膏旋流系統(tǒng)、兩臺(tái)真空皮帶脫水機(jī)、兩臺(tái)真空泵、兩套濾餅沖洗水箱、四臺(tái)濾餅沖洗水泵、一套濾布沖洗水箱和沖洗水泵系統(tǒng)等。兩臺(tái)爐的石膏旋流器應(yīng)能交叉運(yùn)行。 每臺(tái)真空皮帶脫水機(jī)和石膏旋流器組的出力分別按兩臺(tái)鍋爐BMCR工況運(yùn)行時(shí)FGD裝置石膏總產(chǎn)量的75%設(shè)計(jì)，并配置

8、100%容量水環(huán)式真空泵。 鋼制石膏貯倉為兩套脫硫裝置共用，其有效容積按兩臺(tái)鍋爐BMCR工況運(yùn)行3天（日利用小時(shí)按20小時(shí)計(jì)）的石膏量進(jìn)行設(shè)計(jì)。 完整的石膏漿液脫水系統(tǒng)分為吸收塔石膏排出系統(tǒng)、真空皮帶機(jī)系統(tǒng)和倉頂石膏輸送機(jī)。 吸收塔的石膏漿液通過石膏排出泵送入石膏水力旋流站濃縮，濃縮后的石膏漿液進(jìn)入真空皮帶脫水機(jī)，石膏旋流器分離出來的溢流液通過濾液回收箱和濾液回收泵一部分進(jìn)入廢水旋流站，一部分則返回吸收塔循環(huán)使用，還有一部分作為石灰石漿液箱補(bǔ)充水。石膏旋流站濃縮后的石膏漿液全部送到真空皮帶機(jī)進(jìn)行脫水。脫水后的石膏表面含水率小于10，送入石膏儲(chǔ)倉存放待運(yùn)，可供綜合利用。 為控制脫硫石膏中Cl等成

9、份的含量，確保石膏品質(zhì)，在石膏脫水過程中用工藝水對(duì)石膏及濾布進(jìn)行沖洗，石膏過濾水收集在濾液水箱中，然后用濾液水泵一部分送到吸收塔，一部分作為石灰石漿液箱補(bǔ)充水，還有一部份外排到廢水系統(tǒng)。石膏脫水系統(tǒng)圖主要的控制原理w吸收塔石膏漿液排出控制 在吸收塔擾動(dòng)泵回流管道上裝有在線質(zhì)量密度計(jì)，用來監(jiān)測(cè)吸收塔內(nèi)漿液的密度，當(dāng)漿液密度達(dá)到一定的設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)石膏排出泵的順控程序，將石膏送到石膏旋流器 ，以上的程序前提條件是吸收塔液位要滿足正常要求；并且當(dāng)吸收塔液位低于正常液位時(shí)，就必須停止石膏排出泵，同時(shí)開啟吸收塔補(bǔ)充水系統(tǒng)。w石膏旋流器底流含固量的控制。 由于真空皮帶機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，對(duì)旋流器底流要有一定的濃

10、度要求，因此通過調(diào)節(jié)旋流子的投入數(shù)量和開度，將旋流器入口壓力控制在一定的范圍內(nèi)，以保證底流含固量的穩(wěn)定。w石膏濾餅的厚度和含水量。 根據(jù)真空皮帶機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，將石膏濾餅厚度控制為一定值，在真空皮帶脫水系統(tǒng)裝有濾餅厚度測(cè)量裝置，利用監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，并且通過變頻控制器來控制調(diào)節(jié)皮帶速度，以達(dá)到控制脫水后石膏中水分為 10，以滿足合格的石膏品質(zhì)要求。w真空度的控制。 真空皮帶機(jī)的運(yùn)行要求的真空度不能超過一限值，如果超過這個(gè)限值，就會(huì)給脫水帶造成巨大的拉力，導(dǎo)致脫水失效和過度磨損，而且超過規(guī)定值的真空狀態(tài)并不會(huì)改善過濾效果，因此對(duì)真空泵要有一定的真空度要求。將氣液分離器內(nèi)的真空度設(shè)定在一定的范圍內(nèi)，以達(dá)到

11、真空脫水的穩(wěn)定運(yùn)行。w濾液水的排放控制 被濃縮分離后的石膏漿液(澄清液)稱為濾液，濾液水主要有三個(gè)來源，一是石膏漿液旋流站溢流，二為真空皮帶脫水機(jī)系統(tǒng)，三為石膏脫水區(qū)排水坑，所有這些濾液都被匯集至濾液水箱，濾液水箱中的濾液同樣由濾液水泵分三路送出，一路送至廢水旋流站進(jìn)一步濃縮分離，溢流進(jìn)入廢水箱由廢水泵排出脫硫島；一路送至吸收塔，作為吸收塔的補(bǔ)水的一部分，以降低FGD系統(tǒng)水耗；一路送至石灰石漿液箱，用以調(diào)配石灰石漿液濃度。 其中送至石灰石漿液箱的控制是通過石灰石漿液箱補(bǔ)充水入口母管的流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)來控制流量的。排廢水的目的是為了降低吸收塔的CL濃度，同時(shí)也參與濾液水箱的液位控制系統(tǒng)。w其它控制。

12、 真空泵密封水補(bǔ)充水的控制、真空皮帶機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的控制、各泵、攪拌器、管道閥門的控制等w附：石膏品質(zhì)要求a) 自由水分低于10%Wtb) CaSO42H2O 含量高于90%c) CaCO 2.5%（以無游離水分的石膏作為基準(zhǔn)）d) CaSO31/2H2O 含量低于0.35%（以無游離水分的石膏作為基準(zhǔn)）e) 溶解于石膏中的Cl-含量低于0.01% Wt（以無游離水分的石膏作為基準(zhǔn)）f) 溶解于石膏中的F-含量低于0.01% Wt（以無游離水分的石膏作為基準(zhǔn)）g) 溶解于石膏中的MgO含量低于0.021% Wt（以無游離水分的石膏作為基準(zhǔn)）h) 溶解于石膏中的K2O含量低于0.07% Wt（以無游

13、離水分的石膏作為基準(zhǔn)）i) 溶解于石膏中的Na2O含量低于0.035% Wt（以無游離水分的石膏作為基準(zhǔn)）三、脫硫廢水處理系統(tǒng)三、脫硫廢水處理系統(tǒng)脫硫廢水處理系統(tǒng)概述 本工程脫硫裝置采用煙氣石灰石石膏濕法脫硫工藝。脫硫裝置排出一定量的廢水，脫硫廢水的水質(zhì)和水量由脫硫工藝、煙氣成分、灰及吸附劑等多種因素確定。根據(jù)工藝提供的脫硫廢水水質(zhì)和其它以運(yùn)i行電廠的脫硫廢水水質(zhì)看，脫硫廢水中主要的超標(biāo)項(xiàng)目是懸浮物、pH值、汞、銅等多種第一類污染物。 本工程設(shè)置脫硫廢水處理系統(tǒng)處理脫硫裝置排出的廢水，去除其中的重金屬、懸浮物等，調(diào)節(jié)pH值至合適的范圍內(nèi)，以達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理水量為11

14、.4m3/h，而兩套脫硫裝置產(chǎn)生的廢水量為9.12m3/h；污泥脫水系統(tǒng)的污泥運(yùn)至水灰場(chǎng)貯存，處理后的廢水排放至工業(yè)廢水排放管道。 脫硫廢水采用中和（主要是堿化）、沉淀、絮凝處理后，經(jīng)澄清器沉淀澄清、出水箱內(nèi)pH調(diào)整達(dá)標(biāo)后排放至工業(yè)廢水排放排水管道。污泥在澄清器濃縮后經(jīng)板框式壓濾機(jī)擠壓成泥餅運(yùn)走。 脫硫廢水處理系統(tǒng)包括廢水處理、加藥、污泥處理三個(gè)部分。w廢水處理系統(tǒng)廢水處理系統(tǒng)w污泥排放處理污泥排放處理w廢水加藥系統(tǒng)廢水加藥系統(tǒng)脫硫廢水處理工藝流程 FGD來脫硫廢水廢水箱廢水泵 pH中和箱沉降箱絮凝箱澄清器 出水箱出水泵達(dá)標(biāo)排放w廢水進(jìn)水水質(zhì)項(xiàng)目 數(shù)據(jù)單位pH 46.0 溫度 48 Mg/L

15、懸浮物 57000 Mg/L SO42- 11000 Mg/L CL- 20000 Mg/L Ca2+ 580 Mg/L K+ 570 Mg/L Mg2+ 9200 Mg/L 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB89781996的二級(jí)新建排放標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)項(xiàng) 目目指指 標(biāo)標(biāo)說說 明明pH6.0-9.0懸浮物懸浮物150mg/LBOD530mg/LCODCr120mg/L總氰化物總氰化物0.5mg/L硫化物硫化物1mg/L氟化物氟化物10mg/L總銅總銅1mg/L總鋅總鋅5mg/L總汞總汞0.05mg/L總鎘總鎘0.1mg/L總鉻總鉻1.5mg/L鉻鉻 Cr6+0.5mg/L總砷總砷0.5mg/L總鉛總鉛1mg/L總

16、鎳總鎳1mg/L揮發(fā)酚揮發(fā)酚0.5mg/L 脫硫廢水中的雜質(zhì)除了大量的Cl、Mg2+之外，還包括：氟化物、亞硝酸鹽等；重金屬離子，如：銅、汞離子等；不可溶的硫酸鈣及細(xì)塵等。為滿足廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，配備相應(yīng)的廢水處理裝置。w在中和系統(tǒng)中，廢水的pH值通過加入石灰漿調(diào)升至8.59的范圍，以便沉淀大部分重金屬，廢水中的石膏沉淀至飽和濃度。詳述如下: 加入石灰漿進(jìn)行堿化處理時(shí)，水中的鹽酸（HCl）按如下反應(yīng)得到中和： 2HCl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2H2O 超過此值的OH離子數(shù)量決定了基本范圍內(nèi)的廢水pH值。 由于各重金屬離子以不同的pH值沉淀出來，因此，這一步是各氫氧化物形成的決定步驟。

17、三價(jià)金屬離子沉淀的pH值通常低于二價(jià)金屬離子。因此，發(fā)生沉淀的pH值還受存在于FGD廢水中的大量過量的電解質(zhì)影響。研究表明，對(duì)存在于FGD廢水中的大多數(shù)重金屬的沉淀來說，pH值在9.09.5之間較合適。 二價(jià)和三價(jià)的重金屬離子（Me）通過形成微溶的氫氧化物從廢水中沉淀出來，如下所示： Me2+ + 2OH- Me (OH)2 Me3+ + 3OH- Me (OH)3 其中鎂和鎳： Ni2+ + 2OH- Ni (OH)2 Mg2+ + 2OH- Mg (OH)2w在沉降系統(tǒng)中，通過加入有機(jī)硫進(jìn)一步沉淀不能以氫氧化物形式沉淀出來的重金屬。因?yàn)椴⒎撬兄亟饘俣寄芤詺溲趸锏男问匠恋沓鰜怼Ｓ绕涫擎k和

18、汞，通過加入有機(jī)硫化物（如TMT15）根據(jù)被處理廢水量按比例加入，有機(jī)硫化物首先與鎘和汞形成微溶化合物，以固體形式沉淀出來。w在絮凝系統(tǒng)中，加入絮凝劑（FeClSO4），形成氫氧化物/Fe(OH)3小粒子絮凝物； 為了使沉淀顆粒長(zhǎng)大更易沉降，向廢水中加入助凝劑，助凝劑使沉淀物表面張力降低，使其形成易于沉降的大粒子絮凝物。w在澄清池中，懸浮物從中分離出來，沉積在澄清器底部，大部分污泥被送到污泥儲(chǔ)存箱中，還有一部分污泥通過污泥循環(huán)泵返回到中和箱內(nèi)，以提供沉淀所需的晶核，獲得更好的沉降。w澄清池出水自流進(jìn)入出水箱，通過加入鹽酸，調(diào)整pH值到69范圍，通過處水泵排放。污泥排放處理工藝流程澄清器排泥 污

19、泥貯存箱污泥排出泵板框壓濾機(jī)泥餅外運(yùn) 濾液濾液箱中和箱w澄清器底部的污泥，被收集在污泥貯存箱內(nèi)，通過高低壓污泥排放泵壓入板框式壓濾機(jī)，壓成泥餅定期由卡車送到灰場(chǎng)貯存。濾液自流入濾液箱，經(jīng)濾液泵返回到中和箱內(nèi)。廢水加藥系統(tǒng)w石灰漿加藥系統(tǒng)石灰漿加藥系統(tǒng)wFeClSO4加藥系統(tǒng)加藥系統(tǒng)w有機(jī)硫化物加藥系統(tǒng)有機(jī)硫化物加藥系統(tǒng)w助凝劑加藥系統(tǒng)助凝劑加藥系統(tǒng)w鹽酸加藥系統(tǒng)鹽酸加藥系統(tǒng)w石灰漿加藥系統(tǒng)流程石灰漿加藥系統(tǒng)流程 CaO粉末石灰乳制備箱石灰乳輸送循環(huán)泵石灰乳計(jì)量箱石灰乳計(jì)量泵中和箱w生石灰粉末CaO有密封罐車供應(yīng)，通過罐車氣泵或人工卸入生石灰料倉，由螺旋輸送機(jī)送入石灰乳制備箱。石灰乳制備箱內(nèi)設(shè)攪拌器，石灰漿濃度約為2 025%，在石灰乳循環(huán)泵的回流管道上設(shè)有密度在線監(jiān)測(cè)儀，控制補(bǔ)充水電動(dòng)閥，調(diào)節(jié)加入補(bǔ)充水量。石灰乳制備箱中的石灰乳通過石灰乳循環(huán)泵補(bǔ)充入石灰乳計(jì)量箱，加入補(bǔ)充水，在攪拌器作用下稀釋到約5%的濃度。 通過沉淀箱上的pH計(jì)自動(dòng)調(diào)節(jié)加藥量。w有機(jī)硫加藥系統(tǒng)流程有機(jī)硫加藥系統(tǒng)流程有機(jī)硫藥液液體抽吸器有機(jī)硫貯存箱有機(jī)硫計(jì)量泵去沉降箱 有機(jī)硫藥液為桶裝藥液，由卡車運(yùn)輸，儲(chǔ)存在投藥裝置附近的藥品堆放區(qū)域，設(shè)電動(dòng)抽液泵1臺(tái)，可將桶裝藥液加注到有機(jī)硫貯存箱中，有機(jī)硫化物濃度大約15%，通過精密計(jì)量泵投加到沉