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1、燃煤发电厂脱硫废水（蒸发结晶工艺）资源化零排放MED（MVR）系统技术介绍北京首航艾启威节能技术股份有限公司陈双塔13810428787燃煤发电脱硫废水（蒸发结晶工艺）资源化零排放MED（MVR）系统介绍前言 本期设备适用于脱硫废水“三箱式脱硫废水处理单元” 系统处理后的废水的资源化零排放MED浓缩结晶系统。表1 装置技术参数和经济性比较(20t/h为例)技术参数方案一方案二方案三装置型式3效MED自洁式浓缩结晶4效MED自洁式浓缩结晶3级MVR自洁式浓缩结晶浓缩率(倍)40料液处理量(吨/时)20蒸发量(吨/时)19.4固态物产量(吨/时)0.6(其中: 氯化钠盐0.54,泥饼0.06)淡化
2、水总溶解固体（TDS）50ppm造水比2.53.3蒸汽耗量(吨/时)0.1MPa 12086很少量启动和补热蒸汽用电功率(千瓦)2535720循环冷却水量(吨/时)t=76504600吨水耗蒸汽量(公斤/吨)0.40.30.02吨水耗电量(千瓦时/吨)1.251.2336吨水运行成本(元/吨) 蒸汽:50元/吨/30元/吨20.3/12.315.3/9.39年运行成本(万元/年)（8000时/年）蒸汽:50元/吨/30元/吨324/194245/147144a. 吨水运行成本=蒸汽50元/吨*汽耗+电费0.25元/度*电耗（未包括循环冷却水费用）b. 由于零排放蒸发结晶系统运行时，无需加药软化
3、，因此每吨废水可节省加药费用9-10元/(吨废水)。一、资源化零排放MED浓缩结晶系统来水水质情况简介项目三箱式脱硫废水处理单元”处理后废水水量约20吨/小时，处理后的脱硫废水除含钠离子(Na+)和氯根离子(Cl-)外，还含有大量的钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)、硫酸根离子(SO42-)和镁离子(Mg2+)。具体详见表1表2 进资源化零排放MED浓缩结晶系统的水质表序号项 目单位含量备 注1pH692色度(稀释倍数)30503悬浮物(SS)mg/L704化学需氧量(COD)mg/L1005氨氮mg/L15306硫化物mg/L1.07氟化物mg/L158氯根离子(Cl-)mg/L1500
4、09硫酸根离子(SO42-)mg/L1000200010全硅(SiO2)mg/L102011钠离子(Na+)mg/L1500800012钙离子(Ca2+)mg/L1000200013镁离子(Mg2+)mg/L10050014总铁(Fe)mg/L102015总铜(Cu)mg/L0.516总汞(Hg)mg/L0.0517总镉(Cd)mg/L0.118总铬(Cr)mg/L1.519总砷(As)mg/L0.520总铅(Pb)mg/L1.021总镍(Ni)mg/L1.022总锌(Zn)mg/L2.023TDSmg/L1500025000二、资源化零排放MED浓缩结晶系统处理后水质情况 通过资源化零排放M
5、ED浓缩结晶系统处理后，MED出水经化学水处理系统简单处理后，完全可以满足锅炉正常补水的水质需求。出水水质情况见表2表3 MED出水水质序号项 目单位含 量备 注1pH6.87.82电导率(25)S/cm60包含挥发性电导3氨氮mg/L104氟化物mg/L105氯根离子(Cl-)mg/L506硫酸根离子(SO42-)mg/L507钠离子(Na+)mg/L508钙离子(Ca2+)mg/L509镁离子(Mg2+)mg/L5010TDSmg/L100包含挥发性TDS11TOCmg/L100包含挥发性TOC三、零排放MED蒸发结晶系统排出固态物 零排放工艺其结晶盐通过硫酸钙、有机物、重金属等杂质的去除
6、，结晶盐进行提纯，提纯后的NaCl结晶盐应符合“工业盐GB5462-2003二级”及以上国家标准(见表3)。表4 工业盐GB5462-2003二级标准指 标精制工业盐优级一级二级氯化钠/(%) 99.1098.5097.50水分/(%) 0.300.500.80水不溶物/(%) 0.050.100.20钙镁离子/(%) 0.250.400.60硫酸根离子/(%) 0.300.500.90处理后固废比例：（1）不溶性固态物：碳酸钙、硫酸钙、氢氧化钙(镁)泥饼,产量约60kg/h。（2）可溶性固态物： 根据来水水质,零排放工艺其结晶盐组分为：NaCl 97.5%，结晶盐含水率小于0.8%，产盐量5
7、40kg/h。工艺流程不同工艺简介 膜法：反渗透、正渗透、DTRO等浓缩，需要软化，消耗大量昂贵的Na2CO3等。估计吨水药剂成本在43.49元。 这还不包括几年后昂贵的换膜成本。运行复杂，水质稍微波动，如果药剂调整跟不上，会造成膜的污堵。在国外， 没有用膜法处理脱硫废水的； 常规蒸发：软化+蒸发器。软化要求没有膜要求高， 没有换膜成本，但是药剂费也很高； 我方工艺：特殊的浓缩结晶蒸发，对预处理要求不高，弱碱性条件运行，结垢物质被自动清洁下来,是成熟技术。4.1工艺技术:4.1.1脱硫废水资源化零排放系统选用MED（MVR）工艺。4.1.2浓缩结晶装置采用“自洁式蒸发结晶器”废水蒸发侧采用机械
8、作用将附着在换热面上的结垢清洗干净，因此无需采取前期高费用的软化处理，即可将废水中全部悬浮物、无机盐等蒸发结晶，逐级分离。4.1.3零排放工艺其结晶盐通过硫酸钙、有机物、重金属等杂质的去除，结晶盐进行提纯，提纯后的NaCl结晶盐应符合“工业盐GB5462-2003二级”及以上国家标准，实现结晶盐资源化零排放。工艺流程:4.2.1资源化零排放MED（MVR）浓缩结晶系统采用如下工艺流程：经“三箱式脱硫废水处理单元” 系统处理后的上述脱硫废水来水，属于高盐、高硬的无机废水，通常的零排放蒸发结晶工艺需先进行加药絮凝、加药预软化、沉降过滤、离子交换软化等一系列前期处理工艺措施后，才能进入蒸发结晶。否则
9、，蒸发器结垢将使其无法长期运行。本方案设计采用 “3效MED（MVR）蒸发结晶析盐”进行处理，见“工艺系统图”“工艺程图”。脱硫岛来的脱硫废水，首先经现有的“三箱式脱硫废水处理单元”进行中和、絮凝、沉降处理后,进入给水均质池混匀，无需前期处理，废水加入硫酸钠、氢氧化钙和絮凝剂后直接依次进入3效“自洁式MED（MVR）蒸发结晶器”。在每效蒸发器中逐级浓缩结晶。大大减小了前期处理设备投资和处理过程的加药费用。同时，由于没有软化过程中大量酸、碱的加入，不会增加固体废物的总量。关键设备低温多效MED(MVR)蒸发结晶装置：5.1.1自洁式浓缩蒸发结晶器：1、壳体材料：与盐水接触的结构为2205双相不锈
10、钢。与淡化水接触的结构全部为304不锈钢，保证淡化水水质不受污染。2、蒸发器：钛TA25.1.2级MVR蒸发结晶装置： 1、壳体材料：与盐水接触的结构为2205双相不锈钢。与淡化水接触的结构全部为304不锈钢，保证淡化水水质不受污染。2、蒸发器：钛TA23、蒸汽压缩机:国产离心式变频压缩机，叶片钛合金，涡壳316L不锈钢，ABB变频器。MED和MVR装置共同部分除沫(防泛液)型式：每效采用“转角式挡板+旋风复挡+丝网”三级复合除沫系统，确保二次蒸汽（淡化水）清洁。管道、泵、阀：给水、浓水的管道、手动阀均为316L不锈钢。给水泵为氟合金材料。电动阀为316L不锈钢真空泵为自冷式水环泵，材质为31
11、6L不锈钢。系统控制：装置的温度、压力、流量、液位等采用PLC可编程序控制器自动控制调节。变频调节水泵流量。中控室人机界面为计算机液晶显示器显示操作。设置阻垢剂、消泡剂投加及计量装置。每效设置酸、碱清洗液加注口，高压水枪清洗口。压滤机：快开式板框压滤机。过滤机：多介质过滤机。各泵： 均为 1+1， 一台运行， 一台备用。 控制方式 1、零排放MED（MVR）浓缩结晶装置的温度、压力、流量、液位等采用西门子PLC可编程序控制器自动控制调节。变频调节水泵流量。中控室人机界面为计算机液晶显示器显示操作，独立运行操作台。2、PLC控制系统由一台3KVAUPS电源供电。3、脱硫废水处理系统通过需方 DC
12、S 控制，实现自动监督控制。 4、所有蒸发器、水池采用高液位报警，远方操作启停和就地启停，并启停相应设备，低液位时自动停止。 5、硫酸钠、混凝剂和助凝剂加药系统的加药量需根据现场水质要求，及时调整加药量，操作方式采用远方操作和就地启停。 6、MED（MVR） 系统中所有信号指标应以硬接线方式送至脱硫岛的 DCS，并可实现MED（MVR）系统的自动控制，同时MED（MVR）系统也可就地手动操作。 PLC控制系统与DCS控制系统通讯方式为MODBUS 485方式。7、所供变送器应为二线制并具备HART通讯功能核心技术:“自洁式蒸发结晶器”废水蒸发侧采用机械作用将附着在换热面上的结垢清洗干净。无需采
13、取前期高费用的软化处理，即可将废水中全部悬浮物、无机盐等蒸发结晶，逐级分离。3效MED（MVR）是将3台 “自洁式蒸发结晶器”串联起来，末端增加冷凝器。外部加热蒸汽首先进入第1效加热其中废水蒸发，其二次蒸汽再引入第二效，使第2效蒸发，以后依次到末效（第3效），末效二次蒸汽进入冷凝器，放热后凝成凝水。废水依次浓缩逐级结晶分离，每效淡化凝水汇集后排出。MED（MVR）三效蒸发结晶物料平衡表项目原水离子含量MED（MVR）工艺加药量产出物名称摩尔浓度质量浓度名称摩尔浓度质量浓度名称摩尔浓度质量浓度占比可溶物Na553.3 12726.1 Na93.8 2156.3 NaCL647.1 25882.4 100.00%CL647.1 11000.0 不溶物Ca37.5 1500.0 ca20.8 833.3 CaSO458.3 7933.3 Mg20.8 500
