电厂脱硫废水零排放系统蒸发结晶工艺.docx
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电厂脱硫废水零排放系统蒸发结晶工艺
电厂脱硫废水零排放系统
技术介绍
北京首航艾启威节能技术股份有限公司
陈双塔
1前言4
2资源化零排放MED浓缩结晶系统来水水质情况简介5
3零排放MED蒸发结晶系统排出固态物6
4工艺技术7
5关键设备7
6核心技术9
7与传统工艺投资及后期加药费用对比9
8结语11
9类似产品业绩表12
10系统装配图15
11类似产品合同及技术协议复印件15
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
1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）
淡化水总溶解固体（TDS）
<50ppm
造水比
2.5
3.3
蒸汽耗量（吨/时）0.1MPa120℃
8
6
很少量启动和补热蒸汽
用电功率（千瓦）
25
35
720
循环冷却水量（吨/时）△t=7℃
650
460
0
吨水耗蒸汽量（公斤/吨）
0.4
0.3
0.02
吨水耗电量（千瓦时/吨）
1.25
1.23
36
吨水运行成本（元/吨）
蒸汽:
50元/吨/30元/吨
20.3/12.3
15.3/9.3
9
年运行成本（万元/年）（8000时/年）
蒸汽:
50元/吨/30元/吨
324/194
245/147
144
a.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，因此每吨废水可节省加药费用9-10元/（吨废水）。
2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
1
pH
6～9
2
色度（稀释倍数）
30～50
3
悬浮物（SS）
mg/L
≤70
4
化学需氧量（COD）
mg/L
≤100
5
氨氮
mg/L
15～30
6
硫化物
mg/L
≤1.0
7
氟化物
mg/L
≤15
8
氯根离子（Cl-）
mg/L
～15000
9
硫酸根离子（SO42-）
mg/L
1000～2000
10
全硅（SiO2）
mg/L
10～20
11
钠离子（Na+）
mg/L
1500～8000
12
钙离子（Ca2+）
mg/L
1000～2000
13
镁离子（Mg2+）
mg/L
100～500
14
总铁（Fe）
mg/L
10～20
15
总铜（Cu）
mg/L
≤0.5
16
总汞（Hg）
mg/L
≤0.05
17
总镉（Cd）
mg/L
≤0.1
18
总铬（Cr）
mg/L
≤1.5
19
总砷（As）
mg/L
≤0.5
20
总铅（Pb）
mg/L
≤1.0
21
总镍（Ni）
mg/L
≤1.0
22
总锌（Zn）
mg/L
≤2.0
23
TDS
mg/L
15000～25000
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MED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3MED出水水质
序号
项目
单位
含量
备注
1
pH
6.8～7.8
2
电导率（25℃）
μS/cm
≤60
包含挥发性电导
3
氨氮
mg/L
≤10
4
氟化物
mg/L
≤10
5
氯根离子（Cl-）
mg/L
≤50
6
硫酸根离子（SO42-）
mg/L
≤50
7
钠离子（Na+）
mg/L
≤50
8
钙离子（Ca2+）
mg/L
≤50
9
镁离子（Mg2+）
mg/L
≤50
10
TDS
mg/L
≤100
包含挥发性TDS
11
TOC
mg/L
≤100
包含挥发性TOC
3零排放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，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/（%）≥
99.10
98.50
97.50
水分/（%）≤
0.30
0.50
0.80
水不溶物/（%）≤
0.05
0.10
0.20
钙镁离子/（%）≤
0.25
0.40
0.60
硫酸根离子/（%）≤
0.30
0.50
0.90
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：
NaCl97.5%，结晶盐含水率小于0.8%，产盐量540kg/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“新型蒸发结晶器”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，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。
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，废水加入药剂后直接依次进入3效“新型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。
5关键设备
低温多效MED（MVR）蒸发结晶装置：
5.1.1新型浓缩蒸发结晶器：
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TA2
5.1.2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TA2
3、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
⑴除沫型式：
复合除沫系统，确保二次蒸汽（淡化水）清洁。
⑵管道、泵、阀：
①给水、浓水的管道、手动阀均为316L不锈钢。
②给水泵为氟合金材料。
③电动阀为316L不锈钢
⑵真空泵为自冷式水环泵，材质为316L不锈钢。
⑶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。
⑷设置阻垢剂、消泡剂投加及计量装置。
⑸每效设置酸、碱清洗液加注口，高压水枪清洗口。
⑹压滤机：
快开式板框压滤机。
⑺过滤机：
多介质过滤机。
⑻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DCS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MODBUS485方式。
7、所供变送器应为二线制并具备HART通讯功能
6核心技术
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。
3效MED（MVR）是将3台“新型蒸发结晶器”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。
7与传统工艺投资及后期加药费用对比
1、设备投资费用对比
传统工艺需加装冷却器、冷冻机、冷冻结晶器、离心机、蒸发器等设备费用合计500~1000万元，资源化零排放MED蒸发结晶系统无需加装上述设备，设备总投资可节约500~1000万元。
2、资源化零排放MED蒸发结晶工艺废水预处理软化、加药费用：
A剂加药量4.26公斤/吨废水*0.35元/公斤=1.491元/吨废水
B剂加药量1.55公斤/吨废水*0.1元/公斤=0.155元/吨废水
合计每吨废水加药费用1.65元/吨
对比与传统蒸发结晶工艺（每吨废水加药费用13.62元），MED三效蒸发结晶工艺每吨废水可降低加药费用11.97元/吨废水，是传统蒸发结晶工艺加药费用的十分之一。
传统蒸发结晶工艺每年加药费用：
13.62*20*8000=218万元
MED三效蒸发结晶工艺每年加药费用：
1.65*20*8000=26.4万
每年可节约加药费用（8000小时计算）12.14*20*8000=191.6万元
每
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