脫硫廢水干燥塔直接處理脫硫原水的研究試驗(yàn)

郭小健

摘 要：脫硫廢水干燥塔管存在處理脫硫清水時(shí)效果明顯，但在處理廢水原水時(shí)干燥效果不佳，造成塔壁結(jié)塊及倉(cāng)泵積堵，無(wú)法持續(xù)投運(yùn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析查找原因，制定處理措施。

關(guān)鍵詞：脫硫廢水;旁路煙道;噴霧干燥;脫硫原水;脫硫清水;參數(shù)調(diào)整

前言

脫硫廢水干燥塔是霧化器高速旋轉(zhuǎn)將脫硫廢水用成霧滴， 并用空預(yù)器進(jìn)口的熱煙氣與霧滴直接接觸，使水分蒸發(fā)，而獲得粉粒狀產(chǎn)品的一種干燥過(guò)程。噴霧干燥技術(shù)的主要特點(diǎn)是：

1、廢水蒸發(fā)速度快， 時(shí)間短，可以把初始狀態(tài)為含固的脫硫廢水通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的霧化器霧化后再與干燥介質(zhì)接觸， 在短時(shí)間內(nèi)完成蒸發(fā)干燥;2、能避免干燥過(guò)程中造成粉塵飛揚(yáng)，可由脫硫廢水直接得到干燥產(chǎn)品， 無(wú)需蒸發(fā)、結(jié)晶、固液機(jī)械分離等操作;3、 產(chǎn)品具有良好的分散性和溶解性， 不經(jīng)過(guò)粉碎也可以在溶劑中迅速溶解; 4、生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單， 操作控制方便。

但也有其不可忽視的缺點(diǎn)： 干燥器的占地面積大;需要消耗煙氣熱量，提高發(fā)電煤耗;控制參數(shù)適應(yīng)性較小，處理水量增加或煙氣溫度下降容易發(fā)生沾壁現(xiàn)象。

浙江浙能長(zhǎng)興發(fā)電有限公司共有4臺(tái)330MW火力發(fā)電機(jī)組，均采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)。但煙氣脫硫的在過(guò)程中，煙氣中的氯化氫、顆粒物、重金屬等污染物會(huì)不斷在脫硫漿液中富集，造成設(shè)備腐蝕、脫硫效率下降等問(wèn)題。因此，每隔一段時(shí)間需更換排出一定量的脫硫廢水，脫硫廢水處理系統(tǒng)配套設(shè)計(jì)的為傳統(tǒng)的三聯(lián)箱。近年來(lái)長(zhǎng)電公司陸續(xù)安裝了3套脫硫廢水煙氣旁路干燥系統(tǒng)，通過(guò)抽取3%～5%的高溫?zé)煔?，?jīng)過(guò)干燥塔對(duì)脫硫廢水進(jìn)行蒸干處理，此套系統(tǒng)在處理三聯(lián)箱經(jīng)沉淀、絮凝后的廢水即脫硫廢水清水運(yùn)行情況正常效果良好。然而在直接處理脫硫廢水原水的情況下，三套干燥系統(tǒng)的運(yùn)行情況發(fā)生較大差異，其中#3干燥系統(tǒng)無(wú)法持續(xù)投運(yùn)。

1 脫硫廢水的煙氣旁路干燥處理系統(tǒng)

浙能長(zhǎng)興電廠(chǎng)脫硫廢水旁路煙氣干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)為處理脫硫清水，額定出力為3t/h，工藝流程如圖1所示。

按照設(shè)計(jì)，從旋流站頂流出口的脫硫廢水原水經(jīng)過(guò)三聯(lián)箱處理后變?yōu)槊摿驈U水清水，經(jīng)過(guò)輸送泵送至高速旋轉(zhuǎn)霧化器，廢水被霧化成極微小的霧滴，與旁路引入的高溫?zé)煔饨佑|，瞬間得到干燥，廢水中鹽分生成固體顆粒，部分從干燥塔底部除去，另一部分顆粒物隨著煙氣抽回到電除塵進(jìn)口煙道，通過(guò)電除塵進(jìn)行捕捉然后進(jìn)入倉(cāng)泵，干燥塔底部設(shè)有倉(cāng)泵，大約廢水中30%一40%的鹽分和煙塵從干燥塔底部倉(cāng)泵除去，其余隨煙氣從電除塵抽取除去，在干燥塔運(yùn)行期間從底部排放口取樣檢驗(yàn)顆粒物的干燥情況，也可以通過(guò)干燥塔簡(jiǎn)體不同高度的測(cè)溫點(diǎn)的變化判斷干燥情況。

干燥塔的核心部分是干燥塔中的旋轉(zhuǎn)霧化器，脫硫廢水被送至高速旋轉(zhuǎn)的霧化盤(pán)時(shí)，由于離心力的作用，在霧化盤(pán)邊緣破裂分散為液滴。液滴的大小主要取決于旋轉(zhuǎn)速度，轉(zhuǎn)速越高霧滴的直徑越小。霧化器能夠保證在液體流量不發(fā)生很大變化時(shí)，霧滴的粒徑分布不發(fā)生顯著改變。干燥過(guò)程盡量保持連續(xù)穩(wěn)定是確保噴霧性能的關(guān)鍵。該特性能使?jié){液霧滴在接近飽和溫度時(shí)瞬間干化，因此不會(huì)發(fā)生過(guò)多水分凝積粘在吸收塔壁上的現(xiàn)象。

2 干燥系統(tǒng)處理廢水原水情況及發(fā)生故障原因分析

為簡(jiǎn)化處理工藝，長(zhǎng)興電廠(chǎng)嘗試直接用此套干燥系統(tǒng)直接處理脫硫原水。即廢水旋流站頂排的溢水不再進(jìn)三聯(lián)箱系統(tǒng)，而是直接進(jìn)入干燥系統(tǒng)。雖然實(shí)際運(yùn)行中脫硫原水與設(shè)計(jì)水質(zhì)（見(jiàn)表2）在濁度上有很大的差異但在直接處理脫硫廢水原水的情況下，其中#2干燥系統(tǒng)運(yùn)行正常，#3干燥系統(tǒng)無(wú)法持續(xù)投運(yùn)。

#3干燥系統(tǒng)主要故障現(xiàn)象為與廢水原水隨混合后的煙塵濕度較高，造成塔壁和倉(cāng)泵內(nèi)部結(jié)塊，輸灰系統(tǒng)故障造成干燥系統(tǒng)停運(yùn)，而處理廢水清水時(shí)能正常運(yùn)行。而#2干燥系統(tǒng)不論處理原水或清水都能正常運(yùn)行。

為分析水質(zhì)對(duì)干燥系統(tǒng)的影響的具體指標(biāo)，調(diào)節(jié)脫硫廢水清水含氯量到20000mg/L附近。高鹽脫硫廢水噴入量為3t/h。噴入調(diào)質(zhì)的高鹽廢水后，干燥塔出口煙塵濃度小幅增加，出口煙塵含水量及含氯量大幅增加，脫硫廢水中的大部分氯離子（高于97%）轉(zhuǎn)移至煙塵中。出口煙氣中含氯量?jī)H小幅增加，處于完全可控范圍?？烧J(rèn)為，噴入高鹽廢水，對(duì)旁路干燥塔的運(yùn)行性能無(wú)明顯影響。

而在噴入濁度為20000mg/L的脫硫原水后，#2干燥系統(tǒng)運(yùn)行正常，#3干燥系統(tǒng)在運(yùn)行2-3天后發(fā)生積堵，無(wú)法持續(xù)運(yùn)。

原因分析如下

（1）干燥塔容積不足，造成液滴停留時(shí)間不夠。

通過(guò)對(duì)#2#3干燥塔設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)#2、3干燥塔筒體尺寸分別為：#2塔Φ7.5m×13m，#3塔Φ7m×10.6m。根據(jù)公式：

在處理原水中#3塔筒體直徑及高度偏小，沒(méi)有使干燥塔筒體廢水完全蒸干且干燥塔出口廢水完全蒸干，無(wú)法防止干燥塔筒壁粘灰，在運(yùn)行48小時(shí)左右后倉(cāng)泵內(nèi)灰結(jié)塊，輸灰故障導(dǎo)致系統(tǒng)停運(yùn)。

（2）脫硫廢水原水與清水相比含固率大量增加。

受到粉煤灰、外購(gòu)石灰粉中雜質(zhì)等諸多因素的影響，吸收塔漿液本身雜質(zhì)含量較多，加上脫硫漿液一、二級(jí)旋流效果不佳，造成脫硫原水中廢水中固體物質(zhì)的實(shí)際濃度過(guò)高，按干燥系統(tǒng)原有設(shè)計(jì)較難處理。而經(jīng)過(guò)三聯(lián)箱系統(tǒng)的沉淀、絮凝處理后的脫硫請(qǐng)水濁度大幅下降，完全適應(yīng)系統(tǒng)干燥處理。

3 技術(shù)措施及參數(shù)調(diào)整試驗(yàn)

3.1調(diào)整#3干燥系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù).

廢水干燥系統(tǒng)的干燥強(qiáng)度有以下幾個(gè)影響因素：

（1）煙氣溫度及流量。

（2）廢水霧化度即霧化器出口的霧滴顆粒直徑;

（3）霧滴在塔內(nèi)與煙氣的混合停留時(shí)間。

（4）廢水霧滴和高溫?zé)煔獾幕旌暇鶆虺潭取?/p>

在暫時(shí)無(wú)法改變筒體尺寸的情況下，可通過(guò)霧化器旋轉(zhuǎn)速度來(lái)改變廢水顆粒霧滴直徑及霧滴出口速度，雖然提高旋轉(zhuǎn)速度會(huì)使霧滴直徑變小，但同時(shí)也增加了出口速度。另外，廢水量越小霧化后的液滴直徑越小，干燥強(qiáng)度也會(huì)加大。霧化器的初始設(shè)計(jì)值為30000r/min，頻率50Hz，處理水量3T/h，干燥塔煙氣溫度出口為145℃。嘗試對(duì)#3干燥塔采改變頻率45-55Hz，以改變霧滴的顆粒直徑及停留時(shí)間，試運(yùn)行觀(guān)察效果另外將通過(guò)加大煙氣流量將#3干燥塔內(nèi)的進(jìn)行溫度從逐步提升，以縮短同樣的廢水霧滴干燥所需的時(shí)間。