镁法脱硫废液和副产物处理系统

2015-06-03 10:50:09

导读:MgO湿法脱硫后的副产物最终反应产物可分为两种:(1)硫酸镁:氧化镁进行熟化反应生成氢氧化镁,制成一定浓度的氢氧化镁吸收浆液。在吸收塔内氢氧化镁与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸镁。

1烟气脱硫技术概况

氧化镁脱硫技术,在世界各地都有很多的应用业绩,其中在13本已经应用了100多个项目,台湾的电站95%是用氧化镁法,美国、德国等地都已经应用,目前我国已开始推广,并在少数地区得到应用。氧化镁法脱硫相对于钙法脱硫而言,避免了简易湿法存在的一系列问题,比如管路堵塞、烟温过低、烟气带水和存在二次水污染等;该工艺成熟度仅次于钙法,结构简单,占地面积小,原料来源充足,运行费用低,安全性能好,投资额大幅减小,并且能够减少二次污染,脱硫剂循环利用,降低了脱硫成本,综合经济效益得到很大的提高。

电厂(2x225MW)机组烟气脱硫改造工程(FGD)采用氧化镁湿法脱硫技术,工艺系统主要由脱硫剂浆液制备系统、烟气系统、SO2吸收系统、脱硫塔排空系统、亚硫酸镁脱水系统、工艺水系统、废水处理系统、杂用和仪用压缩空气系统等组成。整个FGD基本采用闭路水循环方式,废水主要来自脱硫塔脱硫工序,脱硫装置浆液内的水在不断循环的过程中,会富集重金属元素和F-,C1-,一方面加速脱硫设备的腐蚀,另一方面影响脱硫副产品的品质,因此,脱硫装置要排放一定量的废水明显具备高盐特性,其重金属离子、酸根离子、ss含量超标,同时pH值也不符合排放标准,需作针对性处理。本文仅对烟气脱硫改造工程废水处理系统设计进行简述。

2设计水量及水质

根据山东某电厂提供的资料,脱硫装置总排水量为144t/d,平均排水量为6t/h,连续排放,本装置设计处理能力为8t/h。

脱硫废水水质:温度49℃,pH2-3,悬浮物5900mg/L,SO42-<10000mg/L,C1-10000mg/L,F-1000mg/L。

3设计原理

3.1设计原理

采用成熟、可靠的混凝沉淀处理技术,确保处理水的各项指标达到国家《污水综合排放标准》GB8978—1996一级排人标准;污水处理设施要具有占地面积小、工程投资省、运行能耗低、处理费用少,适宜热电厂改造工程;设计时应充分考虑配套设备的减振、降噪等措施,避免产生二次污染。

3.2工艺流程

从脱硫塔排出的浆液含固量为15%,主要的固体成分是亚硫酸镁。排出的浆液必须脱水后才能进一步处理方可得到所要的副产品。在本项目中,脱水系统包括脱水供给罐、脱水供给泵、离心脱水机、干燥机以及其他相关设备。

脱硫塔内的脱硫浆液通过浆液排出泵送人脱水供应罐,再经离心脱水机将浓缩后的脱硫副产物用螺旋输送机输送至热空气干燥机,干燥机出口含水约10%的副产品自流人一层副产物储存仓库。整个过程产生的废水进入处理系统,达标后排放。本工程脱硫废水处理工艺流程:中和、沉降、絮凝、澄清。

中和:烟气脱硫产生的酸性废水由旋流分离器的废水泵提升进入中和箱,中和箱中设置pH调节系统,通过控制阀及变频装置控制石灰乳的投加量,以维持废水在中和箱中的pH值(8.8-9.0),此时原废水中大量的重金属离子(如Zn2+、Mg2+等)均以氢氧化物的形式析出,为使废水能在中和箱中混合均匀,设置搅拌电机一台。

沉降:中和箱中的废水重力流向沉降箱,其中废水大量Mg等重金属以非常细小的氢氧化物和络合物形式从废水中析出。同时为了确保废水中其它微量重金属离子析出,在沉降箱中投加有机硫化物,使其它重金属离子与硫离子反应,生成难溶的金属硫化物。由于形成的氢氧化物及金属硫化物颗粒细小,在废水中不易沉降下来,因此通过投加复合铁使废水中细小颗粒形成絮凝体。为混合均匀,沉降箱中设置搅拌电机,废水通过重力流入絮凝箱。

絮凝:在絮凝箱中投加絮凝剂(PAM),通过搅拌细小的矾花形成较大的絮凝体,确保在澄清器中能完成固液分离。絮凝箱中设置搅拌电机。

澄清:由絮凝箱来的废水在澄清箱中进行固液分离,由于废水水量很小(5m3/n),澄清箱采用易安装维护的竖流式沉淀箱,运行稳定可靠,同时节约了一套机械设备(旋转刮除机)。澄清器在重力浓缩作用下形成浓缩污泥,浓缩污泥通过污泥螺杆泵将污泥排出,清水由周边出水三角堰流入出水箱。澄清器中安装污泥浓度计,定时检测排泥。

由于废水中pH较高(8.8-9.0),因此出水箱中安装搅拌电机,并配备pH调节系统,pH调节系统控制HC1计量泵设加,以确保出水箱中水质达标排放(pH=6~9),出水经卫生冲洗水管排到脱硫岛外。

4工艺系统设计

烟气脱硫工程废水处理系统设计主要分为三部分,即:废水处理系统、污泥脱水系统、化学加药系统。

4.1废水处理系统

废水先进人格栅井,在格栅井内格栅机对废水中的粗大悬浮物及漂浮物进行分离,然后经提升泵提升进入中和池,在中和池中自动检测pH值,石灰乳投加同pH仪进行联动控制,采用压缩空气搅拌,使废水pH值调至中性,在中和池内废水与石灰乳充分混合,废水中SO42-、SO32-和F-与Mg2+充分反应生成难溶物MgSO3等,废水经过与石灰乳中和反应后进入反应池,反应池中投加絮凝剂,废水中的难溶物在絮凝剂作用下形成粗大的絮状体进入沉淀池进行固、液分离,上清液流入集水井后再泵入砂滤器进行过滤处理后进入电厂生产废水处理站清水池,在过滤器出水管处安装pH、悬浮物、和COD在线检测仪表对排放水进行实时检测。

4.2污泥脱水系统

沉淀排放污泥先进入污泥浓缩池进行浓缩处理,浓缩池上清液排回格栅池,澄清器的污泥利用污泥螺杆泵排泥,部分污泥回流到中和箱中,为中和箱沉淀物析出提供晶核,以增加中和箱中的污泥浓度;剩余污泥由污泥螺杆高压泵打入板框压滤机进行脱水处理,污泥经过压滤机处理后外运。

4.3化学加药系统

化学加药系统包括:加盐酸装置(调整pH值在6-9之间,并用于pH电极的定期清洗);加复合铁装置;加有机硫装置;加凝聚剂装置;加石灰装置。所有装置均设低液位报警。

5处理效果分析

经污水处理系统的处理出水,可达到国家《污水综合排放标准))GB8978—1996的第二类污染物最高允许排放浓度中相应的一级排放标准,出水的取样和分析均按照国标进行[1、2]。污水处理站投入运行后,可每年削减SS排放量75t。

序号 项目 处理前 处理后 标准值 备注
1 PH 2~3 6~9 6~9 达标
2 温度,℃ 49 常温 达标
3 CODcr,mg/L 250 <100 100 达标
4 SS,mg/L 5900 <70 70 达标
5 SO42-,mg/L <10000 <1.0 <1.0 达标
6 Cl-,mg/L 10000 <1.0 1 达标
7 F-,mg/L 1000 <10 10 达标


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