一种石灰石/石灰湿法脱硫水平衡节水节能系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明通过分析环保与能源政策预期需求，当前火电厂石灰石/石灰湿法脱硫系统应用现状，火电厂进一步节能降耗的途径，分析火电厂及湿法脱硫系统用水特点，脱硫系统水平衡影响因素，脱水系统真空陶瓷圆盘石膏脱水设备技术特点，脱硫中间环节用水水质条件，脱硫废水处理，提出了一种石灰石/石灰湿法脱硫水平衡节水节能系统。
[0002]所述这种系统优化脱硫流系统梯级用水，采用节能型石膏脱水设备，将脱水设备的滤出液收集后直接或经过进一步机械过滤处理，回用到脱硫系统中特定部位，提高脱硫水系统浓缩倍率，解决烟气余热深度利用后脱硫系统蒸发量降低后的水平衡问题，减少脱硫系统外部供水量，减少向脱硫系统外的排水量，同时优化脱硫系统其他用水，达到节水、降低废水量和维持脱硫系统水平衡的目的，该系统不降低烟气排放环保指标，不增加系统总能耗，在低能耗条件下实现超低排放，并节省废水处理系统投资及运行维护费用。
[0003]所述这种系统石膏脱水滤出液经精密过滤器进一步过滤后的清水，含有大量氯化物，用于露天煤场喷洒自然蒸发、灰渣加湿、输煤皮带喷雾防尘、烟道喷雾蒸干等，降低脱硫浆液系统的氯离子浓度，代替高投资高运行费用的化学絮凝压滤、结晶蒸干等废水处理方式。
【背景技术】
[0004]随着国家环保对大气污染防治要求逐渐提高，继大气十条颁布后水十条即将颁布，大部分火电机组都安装了烟气脱硫装置，部分火电厂已经按照燃机排放标准建设和运行环保设备；石灰石/石灰湿法烟气脱硫技术经过多年发展，由于脱硫效率高、工艺成熟、系统稳定等优点，得到广泛采用，是火电厂烟气脱硫商业化普遍采用的技术；而脱硫废水处理高能耗高投资一直都是制约脱硫废水零排放的普遍实施的因素。
[0005]国家能源政策确定“节约、清洁、安全”的能源战略方针，推行更严格能效环保标准，提高准入门槛，淘汰落后产能，鼓励实施节能改造；火电厂锅炉排烟热损失是锅炉热损失中占比最大的一项，排烟温度每降低I摄氏度，约降低煤耗0.15g/kwh ;部分电厂节能改造，采用低温省煤器，将燃煤锅炉排烟温度降低到90-100摄氏度，烟气余热有效利用，低温省煤器布置在电除尘器入口时，还改善了除尘效果；但是，烟气焓值仍高于送风焓值一定幅度，还有利用价值，在电除尘器到湿法脱硫之间的烟道上布置低低温省煤器，把烟气温度降低到70摄氏度，将烟气余热回收到热力系统中。
[0006]湿法脱硫装置入口烟温大幅降低后，烟气对脱硫系统浆液的蒸发能力降低，随着烟温进一步降低，烟气饱和所蒸发的水量下降，湿式电除尘器、高效除雾器的采用使烟气携带雾滴减少；脱硫系统运行需要大量清水来冲洗除雾器、管道系统等，而脱硫水系统浓缩倍率下降，氯离子浓度达不到设计数值，造成严重的水平衡问题，并且造成蒸发量下降却不能节水，只能增大废水排放量，增加了废水处理成本，这需要有一种系统或方法解决脱硫系统水平衡、节水、节能、废水排放问题。
[0007]石灰石/石灰湿法脱硫废水系统普遍设计为化学中和絮凝沉淀处理，运行费用较高，并且存在由于系统进水含固量高，使系统处理能力下降的特点；脱硫废水零排放有固液分离后结晶蒸发、烟道喷雾干燥、灰场喷洒、蒸发塘蒸发等技术，各技术分别受投资运行费用高、易结垢堵塞而可靠性差、污染地下水、占地及影响周边环境因素制约推广。
[0008]脱硫辅助设备节能是电厂节能改造的重要组成部分，随着国内装备制造技术发展，一些新技术新设备开始在脱硫系统中逐渐采用，如高速离心风机做氧化风机、真空陶瓷圆盘脱水机用于石膏脱水等；真空陶瓷圆盘脱水机相比通常采用的真空皮带机，由于最大限度的降低了真空泄漏，使真空泵组功率大幅减小，减少了真空泵服务水、滤布冲洗水，是一种节能的脱水设备，在石灰石湿法脱硫系统中采用真空陶瓷圆盘脱水机作为脱水设备，使滤出液含固量最大限度的降低，利于回用。
[0009]固液分离有沉降(化学沉降、吸附、自由沉降、离心分离)、过滤(压力、常压、真空)等技术，固液分离设备中采用化学方法的运行成本高、系统复杂，采用自由沉降的设备，沉淀时间长，设备占地面积大，投资大，场地不受限制的企业可以考虑采用，但是沉淀出的浓液进一步脱水处理比较困难。
[0010]超滤技术成熟，从微米级到纳米级膜式过滤、陶瓷过滤都有应用，压力或真空过滤设备布置紧凑，也能过滤出含固量接近于零的清液，但是含固量高而粒径小的液体采用过滤方式澄清，容易使过滤表面迅速堵塞，需要频繁清洗再生，使系统不能正常运行。
【发明内容】
[0011]火电厂及石灰石/石灰湿法烟气脱硫用水分析
火电厂用水分为生产用水和非生产用水，水源主要有地表水、地下水、城市中水、海水，生产用水在火电厂用水中约占95%，非生产用水包括生活用水、消防用水、清扫和绿化用水等，低于火电厂总用水量的5%，生产用水主要包括循环冷却水、锅炉补给水、脱硫用水、除渣用水、工业冷却水和化学自用水、煤场喷洒用水；循环冷却水占全厂生产耗水量的70%，适当提高其浓缩倍率，减少排污能节省用水，其排污水用于对水质要求较低的湿法脱硫、除渣、煤场喷洒系统，合理梯级用水是火电厂节水的重要途径
火电厂采用梯级用水方案，可用于脱硫系统的废水主要有循环冷却排污水、化学水处理酸碱废水、反渗透浓水，以及经过处理后的锅炉清洗废水、含油废水、生活废水、雨水；火电厂用水链中水质最差的废水是脱硫废水、除灰渣废水、含煤废水。
[0012]脱硫系统用水主要有工业水和工艺水
工业水:转动设备冷却水、氧化风冷却水、滤饼冲洗水、真空泵服务水，脱硫系统工业水对水质要求较高，一般使用氯离子浓度低的新鲜清水；转动设备冷却水、真空泵服务水水量较大，不将其直接脱硫浆液系统中，须回收进行梯级利用
工艺水:制浆用水、除雾器冲洗水、管道设备冲洗水、机封水、滤布冲洗水，脱硫系统工艺水对水质要求不高，多数电厂使用循环冷却水作为脱硫用工艺水；部分缺水地区空冷机组的脱硫系统、海水冷却机组的石灰石湿法脱硫系统等采用化学排污水、城市中水等做工艺水
脱硫系统中间水源:真空皮带机滤液含固量较高，真空陶瓷圆盘脱水机滤出液含固量较低；制浆用水对含固量要求低，可直接使用脱水系统滤液水池的集水；管道冲洗水对含固量要求不高，可直接使用含固量不高的脱硫系统中间水源如圆盘脱水机滤出液代替工艺水，除雾器用水量较大，可选用含固量接近于零的脱硫系统中间水源代替工艺水，这种含固量接近于零的水源可以用精密过滤器进一步过滤真空陶瓷圆盘脱水机的滤出液得到。
[0013]烟气余热深度利用，脱硫装置入口烟温大幅降低，烟气对脱硫浆液蒸发能力降低，蒸发水量下降，湿式电除尘器、高效除雾器的采用使烟气携带雾滴减少，本发明提出一种石灰石/石灰湿法脱硫水平衡节水节能系统解决脱硫系统水平衡、节水、节能、废水排放问题。
[0014]本发明提出一种石灰石/石灰湿法脱硫水平衡节水节能系统，包括真空陶瓷圆盘脱水机石膏脱水及其滤出液回收部分、滤出液精密过滤部分、滤出液和经精密过滤器过滤的清液回用与外排部分、脱硫系统用水优化部分。
[0015]本发明一种石灰石/石灰湿法脱硫水平衡节水节能系统，采用真空陶瓷圆盘脱水机作为石膏脱水设备，将真空陶瓷圆盘脱水机的滤出液收集后，其中一部分直接回用脱硫系统，用于脱硫浆液系统的设备与管道冲洗，替代工艺水，减少进入脱硫系统的工艺水量；或用于露天煤场喷洒自然蒸发，作为一种脱硫系统排出氯离子的途径。
[0016]本发明一种石灰石/石灰湿法脱硫水平衡节水节能系统，其特征是把脱硫石膏滤出液回收后一部分直接回用于脱硫系统，一部分进一步过滤实现固液接近完全分离后的清水回用于脱硫系统，部分代替脱硫系统外来补水，将提高脱硫浆液氯离子浓度至接近20000ppm，维持水平衡；实现固液接近完全分离后的清水可以部分外排至脱硫系统外利用，同时排出脱硫系统中的高浓度氯离子。
[0017]本发明一种石灰石/石灰湿法脱硫水平衡节水节能系统中的真空陶瓷圆盘脱水机的滤出液的一部分，进一步经过膜式或陶瓷精密过滤器进行精密过滤，过滤精度范围选择0.1-1微米，经过精密过滤的浓液返回脱硫系统，或经进一步压滤(或离心分离)脱水处理后固体部分填埋；经过精密过滤的清液，回用于脱硫系统，可用于吸收塔下层除雾器或双塔系统的一级塔除雾器冲洗，也可用于圆盘脱水机水槽补水，替代工艺水，减少进入脱硫系统的工艺水量；经过精密过滤的清液也可用于脱硫系统外的煤场喷淋、灰渣加湿、输煤皮带喷雾防尘、烟道喷雾蒸干等，作为一种脱硫系统排出氯离子的途径。
[0018]本发明一种石灰石/石灰湿法脱硫水平衡节水节能系统，对脱硫系统用水进行优化，包括脱硫系统采用真空陶瓷圆盘脱水机替代能耗更大的真空皮带脱水机；将脱硫系统中的脱水系统的滤出液与其他排水分离，排入沉淀过滤水箱；滤出液进一步采用