上午脱硫废水零排放设计探讨-ECEPDI-

由NordriDesign™提供中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司工程设计综合类甲级A131000025工程勘察综合类甲级090001-kj2015年11月脱硫废水零排放设计探讨处理度高1•脱硫废水零排放应用现状2•脱硫废水零排放概念3•脱硫废水水质特点4•脱硫废水零排放必要性5•脱硫废水零排放技术路线6•脱硫废水零排放设计要点脱硫废水零排放应用现状国外电厂的投运情况：处理度高脱硫废水零排放应用现状•河源电厂工艺系统2×600MW超超临界燃煤机组，系统出力15~16t/h深度预处理+四效蒸发MED+盐干燥系统处理度高经济指标总投资12000多万人民币整套装置占地约400m2（不包括预处理系统）结晶盐（NaCl）纯度92%~98%蒸发器一年1~2次化学清洗，清洗时间约为7天结晶器运行6~8周需化学清洗，清洗时间约为8小时吨水运行费用70~80元脱硫废水零排放应用现状•河源电厂处理度高石灰澄清池原水与产品预处理加药脱硫废水零排放应用现状•佛山市三水恒益电厂工艺系统2×600MW超超临界燃煤机组，系统出力20t/h常规预处理+两级MVC蒸发器+两效MED蒸发结晶+盐干燥系统处理度高经济指标系统总投资4600万人民币（不包括预处理、土建和安装费用）含硫酸钙较多的杂盐系统运行不理想，每周一次酸碱清洗除垢，每月一次大型酸碱除垢吨水运行费用约45元脱硫废水零排放应用现状•佛山市三水恒益电厂J&Y卧式MVC脱硫废水贮存池（预处理后）脱硫废水零排放应用现状•佛山市三水恒益电厂处理度高卧式MED结晶贮存罐脱硫废水零排放应用现状•华能长兴电厂工艺系统2×660MW超超临界燃煤机组，系统出力22t/h深度预处理+过滤+离子交换+反渗海水透+正渗透+结晶+盐干燥系统经济指标总投资8500万人民币整套装置占地约700m2（包括预处理系统）结晶盐（NaCl+NaSO4）纯度＞95%系统处于调试阶段吨水运行费用约40元脱硫废水零排放应用现状•华能长兴电厂处理度高废水池离子软化废水零排放车间脱硫废水零排放应用现状•华能长兴电厂处理度高正渗透FO结晶盐干燥震动流化床海水RO脱硫废水零排放应用现状•华能长兴电厂处理度高原水与产品精馏及结晶塔脱硫废水零排放应用现状广东河源电厂投资大，运行费用高佛山三水恒益电厂运行情况不理想华能长兴电厂目前还处于调试阶段，运行效果有待观察脱硫废水零排放应用现状招标或立项阶段项目：天津北疆电厂、神华永州、国电汉川、鄂州电厂、国华广西鹿寨、华能巢湖电厂、京能涿州、国电云南宣威电厂、浙能兰溪、神华三河电厂、华电安康电厂、山西王曲电厂、华电河西电厂、国电蚌埠、广西北海、国电宿迁、沙洲电厂、大唐洛河电厂等项目涉及五大发电公司及省电力投资公司设计应引起特别重视特点：项目多、投资大、参与工程公司多、缺乏成熟技术路线和运行经验、设计无参考规范脱硫废水零排放概念•定义美国电力研究中心（EPRI）：“电厂不向地面水域排放任何形式的水（排出或渗出），所有离开电厂的水都是以湿气的形式或是固化在灰或渣中”。•废弃固体通常为1种或2种主要化合物—杂盐、澄清池污泥许多有毒有害杂质应在预处理阶段除去（例如重金属等）•目标变废为宝--碳酸钙回用脱硫浆液、工业盐外卖减小废弃物处理量生产高品质冷凝液脱硫废水水质特点《石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理导则》中脱硫废水水质概况水质指标单位数值水质指标单位数值Na+mg/L29.6~658.0Cl-mg/L1127~14524Ca2+mg/L476.2~5206.0SO42-mg/L1142~25380Mg2+mg/L204.7~9037.7总硬度mmol/L56.8~767.45NH4+mg/L0.287~40.80碳酸盐硬度mmol/L0~3.53CODCrmg/L26.7~708.00非碳酸盐硬度mmol/L56.7~766.76BOD5mg/L15.4~315.00溶解固形物mg/L4765~59185电导率us/cm6500~57200悬浮物mg/L172~79892外高桥电厂脱硫废水水质概况水质指标单位数值水质指标单位数值pH——6.70Cl-mg/L1970Ca2+mg/L987SO42-mg/L2866Mg2+mg/L606F-mg/L11.85含固量%或g/cm314.0或1.092——————脱硫废水水质特点阳西滨海电厂脱硫废水水质概况水质指标单位数值水质指标单位数值Na+mg/L153Cl-mg/L5620Ca2+mg/L831SO42-mg/L28700Mg2+mg/L7760总硬度（以CaCO3计）mg/L37300NH4+mg/L562碳酸盐硬度mg/L824CODCrmg/L500非碳酸盐硬度mg/L36500BOD5mg/L40.5溶解固形物mg/L60000电导率us/cm6500~57200悬浮物mg/L9440意大利ENEL电厂脱硫废水水质概况水质指标单位数值水质指标单位数值pH——9.5~10Cl-ppm22800Ca2+ppm4200SO42-ppm1700Mg2+ppm200~250F-mg/L11.85溶解固形物ppm80HCO3-ppm80脱硫废水水质特点泰州电厂脱硫废水水质电厂脱硫废水水质特点含盐量高，Ca2+、Mg2+、Cl-含量高，COD含量高水质波动非常大水量不稳定预处理难度大后续系统污堵结垢脱硫废水零排放必要性脱硫废水总体水量较大水质情况恶劣，几乎无回用场合国家相关政策要求2×660MW机组脱硫废水约16t/h干灰调湿（几乎不用）湿式除渣（约2t/h）•绝大部分用干式除渣•高Cl-浓度影响刮板捞渣机•影响湿渣用途问题因此几乎没有脱硫废水回用场合脱硫废水零排放必要性脱硫废水经处理后全部回用或综合利用，不得外排脱硫废水零排放技术路线脱硫废水零排放系统主要包括4个处理单元：预处理盐水浓缩结晶固体废弃物处置脱硫废水零排放技术路线常规预处理补水石灰仓石灰浆池石膏中间水箱脱硫废水浆液循环污泥Scrubber中和反应絮凝澄清池排放脱硫废水零排放技术路线2、石灰澄清池+碳酸钠澄清池-适用于新建电厂1、常规预处理+深度预处理（碳酸钠澄清池）-适用于老厂改造脱硫废水零排放技术路线结晶之前需将脱硫废水浓缩•盐水浓缩蒸发膜法浓缩+蒸发膜法浓缩（沿海电厂）脱硫废水零排放技术路线•蒸发+结晶2.常规预处理+MVC+结晶（三水恒益电厂）常规预处理+两级卧式MVC蒸发器+两效卧式MED结晶+盐干燥系统3.深度预处理+MVC+结晶常规预处理→石灰澄清池→碳酸钠澄清池→缓冲池→MVC蒸发器→结晶器1.深度预处理+多效蒸发MED+结晶（广东河源电厂）常规预处理→石灰澄清池→碳酸钠澄清池→一级预热→二级预热→三级预热→四级预热→五级预热→一效蒸发→二效蒸发→三效蒸发→四效蒸发→离心机→干燥→包装外运脱硫废水零排放技术路线•蒸发+结晶意大利ENEL电力公司脱硫废水零排放技术路线•蒸发+结晶投资成本高运行成本高脱硫废水零排放技术路线•膜法浓缩+蒸发+结晶1.华能长兴电厂脱硫废水→常规预处理→石灰澄清池→碳酸钠澄清池→缓冲池→过滤器→离子交换软化→海水RO→正渗透FO→结晶→干燥系统脱硫废水零排放技术路线•膜法浓缩+蒸发+结晶2.UF+RO+浓水NF脱硫废水→（常规预处理）→石灰澄清池→碳酸钠澄清池→缓冲池→过滤器→超滤→海水RO→浓水纳滤蒸发器→结晶器→干燥系统UF+RO+浓水NF砂过滤器/MMFUF软化混凝/沉淀阻垢剂NF浓水NF产水RO产水回用纯度98.5%氯化钠杂盐脱硫废水零排放技术路线•膜法浓缩+蒸发+结晶3.MF+STRO（DTRO、OCRO）脱硫废水→（常规预处理）→石灰澄清池→碳酸钠澄清池→缓冲池→管式微滤→STRO（DTRO、OCRO）→蒸发器→结晶器→干燥系统4.MF+NF+SWRO脱硫废水→（常规预处理）→石灰澄清池→碳酸钠澄清池→缓冲池→管式微滤→纳滤→海水反渗透→蒸发器→结晶器→干燥系统脱硫废水零排放技术路线•膜法浓缩（沿海电厂）我院沿海2×1000MW脱硫废水工艺路线：脱硫废水→石灰澄清池→碳酸钠澄清池→缓冲池→管式微滤→纳滤→海水反渗透→浓水至电解海水制氯电解制氯脱硫废水零排放技术路线预处理石灰澄清池排泥经脱水送灰场或制作环保砖预处理碳酸钠澄清池排泥送回至FGD石灰浆池做浆液工业盐去向预处理仅设置石灰澄清池，产品盐为杂盐固体废弃物预处理设置石灰澄清池+碳酸钠澄清池，产品盐工业盐指标日晒工业盐精制工业盐优级一级二级优级一级二级氯化钠（%）≥96.00≥94.50≥92.00≥99.10≥98.50≥97.50水分（%）≤3.00≤4.10≤6.00≤0.30≤0.50≤0.80水不溶物（%）≤0.20≤0.30≤0.40≤0.05≤0.10≤0.20钙镁离子（%）≤0.30≤0.40≤0.60≤0.25≤0.40≤0.60硫酸根离子（%）≤0.50≤0.70≤1.00≤0.30≤0.50≤0.90•固体废弃物处置脱硫废水零排放设计要点特别重视脱硫废水水质和水量波动性1、设置大容量废水贮存池（建议贮存池按2×100%设置，单台容积满足一天的废水量）；2、建议常规预处理和深度预处理统一考虑。脱硫废水零排放设计要点重视膜系统和蒸发结晶系统结垢倾向1、设置石灰澄清池（投加Ca(OH)2或NaOH）及碳酸钠澄清池（投加NaCO3），去除暂硬和永硬；2、常规超滤前设置砂过滤器；3、采用宽流道STRO、DTRO、OCRO，海水反渗透前设置离子交换或纳滤；4、膜浓缩进行中试，确保安全性和可靠性；5、预处理加药应根据水质进行中试，保证系统的经济型和可靠性。脱硫废水零排放设计要点1、两者价格昂贵，特别是结晶器；蒸发器吨水造价约为120万元，结晶器吨水造价约为150万元，膜浓缩吨水造价约为70~100万元，因此减少进入蒸发器的水量，宜控制在6~8t/h；2、蒸发器宜选择立管降膜式，机械压缩蒸汽再循环系统；3、结晶器宜具有强制循环功能；4、蒸发器和结晶器材料；5、蒸发器和结晶器选择有脱硫废水零排放业绩的厂家。重视蒸发器和结晶器选择脱硫废水零排放设计要点管式微滤：美国宝利事、美国NANOSTONE；海水反渗透：美国DOW等；纳滤：美国DOW、GE等；STRO、DTRO、OCRO：美国NANOSTONE、PALL、德国Tenche；蒸发器、结晶器：美国GE、法国威立雅、阿奎特、GEA。主要设备选择37欢迎提出宝贵意见和建议！Thanksforyourattention！华东电力设计院有限公司王华[e-mail]