燃煤电厂脱硫废水蒸发结晶工艺比较

　　我国是一个水资源短缺的国家，水资源短缺和水污染问题已经成为影响我国经济和社会可持续发展的主要问题。随着国家对水资源的日益重视，零排放技术在全球范围内得到了广泛应用。因此，要想回用燃煤电厂脱硫处理后的废水，实现电厂真正的废水零排放，就要对脱硫废水进行进一步的深度处理。脱硫废水深度处理方式包括以下几种：天然蒸发池、膜技术除盐、电解除盐、蒸发结晶等。以目前的技术，燃煤电厂脱硫废水处理最的方式就是蒸发结晶，将盐类以固体的形式分离处理，才可以达到零排放的效果。

　　1　脱硫废水蒸发结晶系统介绍

　　脱硫废水蒸发结晶处理系统原则上分为蒸发系统、深度浓缩/结晶系统、结晶物处理/干燥系统。大部分废水通过蒸发系统后冷凝为凝结水回用，经过深度浓缩和结晶的剩余废水再进入结晶处理系统，最后形成干燥的固体，含水量<1%，可打包外运。目前，主要采用多效蒸发工艺来提高加热蒸汽的利用率和改善传热条件，从而降低蒸发单元的能耗。为减小蒸汽耗量，又研发出采用机械蒸汽再压缩(MVR/MVC)技术的蒸发器。(MVR/MVC)技术是将二次蒸汽经机械驱动的压缩机绝热压缩后送人蒸发器的加热室，二次蒸汽经压缩后温度升高与器内沸腾液体形成足够的传热温差故可重新作为加热剂用。这样，只需补充一定量的压缩功，便可将二次蒸汽的大量潜热加以利用。通常使用电动机作为压缩机的驱动装置。

　　2　脱硫废水零排放工程实例

　　截至目前，国内已投人脱硫废水“零排放”系统的燃煤发电厂主要有深能合和电力(河源)有限公司(简称“河源电厂”)和佛山三水恒益发电有限公司(简称“恒益电厂”)，机组容量均为2×600MW。

　　3　脱硫废水蒸发结晶系统工艺

　　3.1　脱硫废水零排放工程简介

　　3.1.1　深能合和电力(河源)有限公司

　　河源电厂2×600MW工程是广东省重点工程，电厂由深圳市能源集团有限公司和香港合电投资有限公司共同投资兴建，位于河源市埔前镇，紧邻东江。电厂两台机组分别于2008年12月和2009年7月投产发电。

　　河源电厂采用“二级预处理+多效闪蒸结晶”工艺，脱硫废水设计处理量22m3/h，于2009年底建成投运，至今运行达6年，建造总投资9750万元。系统流程图如图1。

　　3.1.2　佛山三水恒益发电有限公司

　　恒益电厂是由佛山市公用事业控股有限公司与广州发展实业控股集团股份有限公司各出资50%组建的大型火力发电企业，公司位于佛山市三水区白坭镇，地处珠江三角洲西北角，西面紧靠西江。工程建设2×600MW燃煤发电机组，两台机组分别于2011年6月和2011年10月投产发电。

　　恒益电厂采用　“预处理+两级卧式MVC+两级卧式MED”工艺，脱硫废水设计处理量为20m3/h，于2011年建成投运，至今运行满4年，建造总投资约6000万元。系统流程图如图2。

　　图1

　　图2

　　3.2　工艺对比

　　河源电厂采用多效蒸发系统，结垢后不易清洗，为使系统稳定运行，蒸干系统前设置石灰-碳酸钠软化两级预处理，每处理1t废水消耗0.28t电厂辅助蒸汽。回收水水质达到《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)中“间冷开式系统循环冷却水水质指标”，全部回用于循环冷却水补水，系统运行操作简单可控。

　　恒益电厂采用MVC蒸发器，利用的是蒸发器产生的二次蒸汽的汽化潜热，通过压缩机把二次蒸汽能量提高，即把70～80℃的二次蒸汽通过压缩提高到>104℃，考虑到能量损耗，约30～40kW可以蒸发1t水。回收水水质达到《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)中“间冷开式系统循环冷却水水质指标”，设计时考虑可回用至锅炉补给水处理系统。蒸干系统运行操作简单可控。

　　工艺对比见表1。

　　表1

　　3.3　运行费用

　　河源电厂蒸干脱硫废水约10万t每年　(按年运行5000h计)。工艺设有二级预处理，加药量较大，药品年消耗Na2CO3约1500t，熟石灰约1000t，总价约300万元;年蒸汽消耗约需2.8万t，费用价值约400万元;电费约100万元;年设备维护费约100万元;其它运行维护人员人力费估算为100万元;由于有预处理，结晶盐品相对较好，NaCl含量大于90%，白度达到工业盐标准，河源电厂以80元/t出售。系统设备折旧以20年寿命计算。

　　恒益电厂蒸干脱硫废水约10万t每年　(按年运行5000h计)。工艺运行可不进行预处理软化，加药量较小，总价取100万元;正常运行可视为不消耗新鲜蒸汽，蒸汽费取0;电费约200万元;年设备维护费约100万元;其它运行维护人员人力费估算为100万元;由于没有软化预处理，结晶盐品相不好，未出售。系统设备折旧以20年寿命计算。

　　运行费用对比见表2。

　　表2

　　3.4　系统占地及布置

　　河源电厂脱硫废水蒸干车间长约30m，宽18m，框架6层，顶标高约24m，采用顶盖加框架敞开式结构，设备现场布置整齐，检修空间充裕，通风散热良好，污物易清理。系统建成后由电厂统一管理，现场景象显示管理良好。

　　恒益电厂脱硫废水蒸干车间采用钢结构及封闭厂房形式，车间长42m，宽24m，框架3层，顶标高约12m，现场设备布置略显拥挤。厂房内配有机械通风系统，但仍显闷热潮湿。系统建成后由供货厂家佛山市德嘉电力环保科技开发有限公司管理，现场运行良好。

　　4　结论

　　多效蒸发结晶系统及MVC蒸发结晶系统应用于脱硫废水深度处理均能满足零排放要求。从工艺角度来讲，结合投资及后续运行，MVC/MVR蒸发结晶系统能耗更低，药耗更低，运行费用也更低，是未来脱硫废水深度处理的发展方向。

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