烟气脱硫废水旋流系统的节能优化设计及应用.pdf

烟气脱硫废水旋流系统的节能优化设计及应用 ＊ 王方群 尹名扬 杜云贵 李 锋 中电投远达环保工程有限公司, 重庆 400060 摘要 对烟气脱硫装置中废水旋流分离系统进行优化设计, 根据石膏浆液旋流器溢流与废水旋流器入口标高之差产 生的静压是否满足废水旋流器入口压力与管道水头损失之和的条件, 提出了两种优化布置方案, 达到简化设计、降低 设备投资和运行成本的目的。 该优化设计方案已成功应用于 10 余套烟气脱硫工程。 关键词 烟气脱硫 废水旋流分离系统 节能 优化设计 应用 0 引言 石灰石- 石膏湿法脱硫技术是国内外应用最广 泛的烟气脱硫技术, 国内应用达到 95以上。我国 的脱硫技术基本上是从国外引进, 在系统参数设计和 设备布置等方面均留有较大冗余度 ,这是烟气脱硫工 程造价较高的一个重要因素。随着我国烟气脱硫的 产业化应用 ,降低脱硫投资 、 降低运行成本是已成为 一个亟待共同努力的问题 , 这需要在大量工程实践 中,根据我国火电厂实际情况对脱硫系统各环节进行 优化设计 ,不断提高脱硫性能参数 、 降低投资 、 减少运 行费用。 本文探讨在脱硫工程实践中对脱硫废水旋流系 统进行优化设计 ,从而达到节能运行、降低厂用电的 目的 。 1 废水旋流系统的传统设计 1. 1 脱硫废水旋流系统在脱硫工艺中的作用 烟气脱硫系统运行过程中 ,随石灰石脱硫剂和烟 气的携带, 一些惰性物质 、 氯离子等杂质进入脱硫系 统,当反应池和循环系统中惰性物质和氯离子等杂质 达到一定浓度时就会对脱硫系统性能造成不利影响。 惰性物质超出一定浓度会抑制脱硫剂对二氧化硫的 吸收, 导致脱硫效率降低 ; 氯离子过高时会加速对脱 硫设备的腐蚀, 同时也影响石膏品质 。 烟气脱硫装置中 ,废水旋流分离系统设置于石膏 浆液旋流器之后 ,主要作用是对石膏浆液旋流器的溢 流进行二次分离并排放大部分废水 ,以降低吸收塔循 环系统内氯离子和惰性物质的含量 。 1. 2 脱硫废水旋流系统的传统设计 吸收塔石膏浆液经石膏浆液旋流器分离后,底流 自流进入真空皮带脱水机脱水后得到副产品石膏 ,而 溢流则进入废水旋流分离系统 。 传统的废水旋流分离系统工艺流程如图 1 所示。 传统布置方案是 将废水给料箱、 给料泵 、 旋流器布置 在同一层, 石膏浆液旋流器的溢流通过废水给料箱缓 冲,再由废水给料泵升压后进入废水旋流器进行固液 分离, 经废水旋流分离系统分离后得到约 1的溢流 和约 10 的底流 ,1的溢流经过废水箱收集再经废 水泵提升输送到废水处理站进行处理,10的底流则 返回吸收塔 。 这种工艺流程存在设计复杂,废水旋流系统设备 投资大、 运行成本高等缺点。 石膏浆液 旋流器 溢流 废水给料箱废水给料泵废水旋流器 溢流 废水处理站 底流 脱硫系统 底流 真空皮带脱水机 图1 烟气脱硫废水旋流系统的传统工艺流程 ＊国家科技支撑计划 2007BAC24B00 。 2 废水旋流系统的优化设计 废水旋流分离系统中 ,一般将石膏浆液旋流器布 置在高标高楼层 ,废水旋流器布置在低标高楼层, 对 处于二者之间的废水给料箱、废水给料泵 ,可根据脱 硫工程具体情况进行优化设计和布置。 1 当石膏浆液旋流器溢流与废水旋流器入口标 高之差产生的静压能克服废水旋流器入口压力与管 53 环 境 工 程 2008年 4 月第26 卷第2 期 道水头损失之和时, 这时石膏浆液旋流器的溢流可自 流进入废水旋流器, 因此可撤去废水给料箱和废水给 料泵 2 个设备。 2 当石膏浆液旋流器溢流与废水旋流器入口标 高之差产生的静压不能克服废水旋流器入口压力与 管道水头损失之和时 ,可以采取 2 种工艺布置 一种 是将废水给料箱与石膏浆液旋流器布置在同一高标 高楼层,废水给料泵和废水旋流器布置在同一低标高 楼层 ; 另一种是石膏浆液旋流器、 废水给料箱 、 废水给 料泵依次布置在同一高标高楼层,废水旋流器布置在 低标高楼层。这 2 种布置方法都可以降低废水给料 泵的扬程, 从而降低废水旋流分离系统的运行成本 。 上述石膏浆液旋流器溢流与废水旋流器入口标 高之差产生的静压, 废水旋流器入口压力与管道水头 损失可通过计算和在工程现场测量得到 。 3 应用实例 表1 列出了 2 个脱硫工程项目中废水旋流分离 系统的优化设计方案 。 表 1 脱硫废水旋流分离系统优化设计实例 工 程设计方案 石膏旋流器 溢流标高 m 废水给料 箱标高 m 废水给料 泵标高 m 废水旋流器 入口标高 m 废水给料 泵流量 m3h- 1 废水给料 泵压力 MPa 废水给料 泵轴功率 kW 2 600 MW 烟气脱硫 2 300 MW 烟气脱硫 传统设计38. 511. 511. 511. 5180. 274. 4 优化设计 138. 511. 5 传统设计23121213240. 275. 9 优化设计 223231213240. 163. 5 对于 2600 MW 烟气脱硫装置, 传统设计中石 膏浆液旋流器溢流、废水给料箱、 废水给料泵 、 废水旋 流器入口的标高分别为 38. 5、 11. 5、 11. 5、 11. 5m ,根据 计算可知 ,石膏浆液旋流器溢流与废水旋流器入口的 标高之差 27 m 产生的静压可以克服废水旋流器入 口压力和管道的水头损失 。因此, 按照优化设计方案 1 ,石膏浆液旋流器和废水旋流器的布置保持不变, 而撤去废水给料箱和废水给料泵。这时 ,石膏浆液旋 流器溢流的标高是 38. 5 m, 废水旋流器入口标高 11. 5 m,石膏浆液旋流器的溢流将自流至废水旋流 器。与传统工艺相比 ,优化设计后可节约废水给料箱 和给料泵的投资费用约 10 万元, 节约废水给料泵电 耗约 5 kW h 。 对于2300 MW 烟气脱硫装置 , 传统设计中石 膏浆液旋流器、废水给料箱、 废水给料泵 、 废水旋流器 的标高分别为 23、 12、 12、 12 m,根据计算可知, 石膏浆 液旋流器溢流 标高 25 m 与废水旋流器入口 标高 13 m 的标高之差 12 m 产生的静压不能满足废水旋 流器入口压力与管道水头损失之和的要求。因此 ,按 照优化设计方案 2 , 将废水给料箱与石膏浆液旋流 器布置在同层, 废水给料泵和废水旋流器保持不变, 布置在低标高楼层, 此时石膏浆液旋流器溢流的标高 是25 m ,废水给料箱标高为 23 m 比传统工艺布置时 的标高增加了 11 m ,而废水给料泵和废水旋流器入 口的标高不变, 分别为 12、13 m。这时石膏浆液旋流 器的溢流自流至废水给料箱, 再经布置在低标高楼层 的废水给料泵升压后输送至废水旋流器入口。与传 统工艺相比, 废水给料泵压力由传统工艺布置时的 0. 27 MPa 降低为 0. 16 MPa ,泵轴功率由 5. 9 kW 降低 为3. 5 kW, 废水给料泵初投资低于传统设计 , 并节约 电耗约3 kW h。 4 结语 本文提出的脱硫废水旋流分离系统的优化设计, 通过工程现场的数据测量和计算,根据石膏浆液旋流 器溢流与废水旋流器入口标高之差产生的静压是否 满足废水旋流器入口压力与管道水头损失之和的判 断条件,调整废水旋流系统布置,达到简化设计、 降低 设备投资和运行成本的目的。目前该优化设计方案 已应用到 10余套烟气脱硫工程,效果良好。 作者通信处 王方群 400060 重庆经济技术开发区青龙路 1号 中 电投远达环保工程有限公司 电话 023 86867200 -6667 E -mail fangqun21163. com 2007- 11-20 收稿 54 环 境 工 程 2008年 4 月第26 卷第2 期 is 80℃ with a settling time of 3 h the regeneration effect is best. Under these regeneration conditions, the used oil basically reached the fresh oil standard. Keywords waste lubricating oil, flocculant, activated clay and regeneration A NEW OF ENERGY TRANSATION IN SUPERCRITICAL WATER INTERNAL- COMBUSTIONYi Baokui Ma Chunyuan Lu Shenqing et al 50 Abstract Supercritical water thermal decomposition technology is a new type of energy -efficient treatment of organic wastes. It s a new type of waste disposal and recycling of energy.It is introduced the application of this technology in the field of energy use.It is also discussed the thermal decomposition of biomass andwaste tires in supercritical water. Keywords supercrilical water, organic waste and thermal decomposition ENERGY -SAVING OPTIMUM DESIGN AND APPLICATION OF WASTEWATER CYCLONE SEPARATIONSYSTEM IN FGDWang Fangqun Yin Mingyang DuYungui et al 53 Abstract The wastewater cyclone separation system in FGD has been optimally designed.Two optimization schemes were provided according to whether the static pressure produced by the elevation difference betweeen the overflow of gypsum slurry cyclone separator and inlet of wastewater cyclone separator meets the needof the sum of inlet pressure of wastewater cyclone separator and head lossin pipelines. The beneficial effect of the optimum design is simplifying design, decreasing equipment costs and operating costs.The optimum design has been successfully applied to more than 10 FGD projects. Keywords FGD, wastewater cyclone separation system, energy -saving, optimum design and application THE TREATING COST ANALYSIS OF SEWAGE TREATMENT PLANTYuan Peisheng 55 Abstract This paper analyzed and discussed the concept and composition of sewage treating cost. It has confirmed composition of running cost, surveyed running cost and treating cost of a sewage treatment plant 30 000 t d. The measures for reducing treating cost were posed. Keywords town, sewage treatment, treating cost and running cost RESEARCH ON DEGRADATION OF OILY WASTEWATER BY HIGH EFFICIENT MICROFLORA Zhang Shiping Zheng Guanghong Wang Lei 58 Abstract The bacteria that could use crude oil as carbon source have been screened from the oil-contaminated soil. They could degrade high concentration oilwastewater effectively. When preliminary concentration is 2 g L, and 10 bacteria are inoculated in the wastewater, the concentration is only 420 mg L after 7d.The efficiency of degradation could be 80.If glycerin is entered in the oil wastewater and the concentration is more than 100 mg L, the efficiency of degradation is retrained. In the condition of high-salinity, if the concentration of seaweed mix salt is more than 1. 0 g L, the growth of bacteria are restrained. Keywords bacteria, oil wastewater and biodegradation ADSORPTION OF HEXAVALENT CHROMIUM IN CLAY BY TP Tan Xiao Yu Yongxian Yang Qing et al 61 Abstract Influence of TP on adsorption of hexavalent chromium in the clay was investigated.Effects of reaction time, pH, concentrations of TP and adding amount were studied. The reduction of Cr Ⅵ was examinedwhile the optimum reaction conditionswere determined. TP could enhance the adsorption of Cr Ⅵ because of the complexion reaction between TP and CrⅥ .The reaction mechanisms of TP with chromium and clay surfaces were certified. Keywords TP, hexavalent chromium, clay, complexion and adsorption POSSIBILITY OF COKING SEWAGE TREATMENTBYUSING COAL -WATER SLURRY TECHNOLOGYGuo Jiping Fang Huibin Liu Shuping 64 Abstract The properties of coking sewage and the domestic treatment process for coking sewage were introduced, the possibility of the coking sewage treatment by using coal-water slurry technology was expounded from water quality、water volume and coal -water slurry . Keywords coal-water slurry, coking sewage and treatment process ANALYSIS THE RESISTIVITY CHARACTERISTICS OF CONTAMINATED SOIL Bai Lan Zhou Zhonghua Zhang Huyuan et al 66 Abstract This paper analyses all the possible factors that could influence electrical resistivity.In the series of experiments, contaminated loess was made by mixing loess separately with NaCl, gasoline and leachate. And finally substantiate thatwe could distinguish contaminated loess and normal loess from their different electrical resistivity. Whichwill also offer significant reference for the future uation and reusing of those contaminated sites. Keywords contaminated soil, loess, electrical resistivity and influence factors 4 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 26, No. 2,Apr. ,2008