机械蒸汽再压缩技术处理模拟脱硫废水的中试研究_毛彦霞

机械蒸汽再压缩技术处理模拟脱硫废水的中试研究

毛彦霞1，张占梅1，2，王旭东2，刘秀娟2　（1，重庆交通大学，重庆，400074；2重庆远达水务有限公司，重庆，400060）Pilot Study on Mechanical Vapor Recompression Technology for Treatment of Desulfurization

Wastewater

MAO Yan-xia1,ZHANG Zhan-mei1,2,WANG Xu-dong2,LIU Xiu-juan2

(1. Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China;

2.Chongqing Yuanda Water Service CO., LTD., Chongqing 400060, China)

ABSTRACT: Recently, wet FGD as a typical one of the technologies has been widely used in thermal power plant flue gas desulfurization. However, due to high salinity,acidic and other characteristics in desulfurization wastewater, the ordinary method for processing effluent is difficult to meet emission standards. A pilot experiment to treat desulfurization wastewater using mechanical vapor recompression ( MVR) technology, its distlled water can reach first-class standard of desalted water, desalination rate can reach 99% or more, flow rate up to 80%.However，mainly due to the precipitation of calcium sulfate caused, the concentration factors of Ca2+, SO42-lower, and the device scaling. Thus, desulfurization wastewater treatment using MVR is technically feasible, but equipment corrosion and scale problems and reduce energy consumption needs further study.

KEY WORD:MVR technology; desulfurization wastewater; water quality

摘要：近年来，湿法脱硫作为火电厂烟气脱硫的典型技术之一，被广泛应用于火力发电厂烟气脱硫中。然而，脱硫废水具有含盐量高、偏酸性等特性，采用普通方法处理时出水水质难于达到排放标准。采用机械蒸汽再压缩技术( MVR) 对脱硫废水进行了中试试验，其出水水质可以达到一级除盐水的标准，脱盐率可达99%以上，出水率可达80%；浓缩水中Ca2+、SO42-指标的浓度较低，这主要是由于硫酸钙的沉淀析出所致，造成设备结垢。由此可见，利用MVR处理脱硫废水在技术上是可行的，但是设备的防腐阻垢问题和能耗的降低还需进一步深入研究。关键词：机械蒸汽再压缩技术；脱硫废水；水质

随着水资源匮乏及环保要求日益严格，非常规水源的开发利用及高污染废水的治理受到广泛重视。湿法脱硫作为目前火电厂烟气脱硫的典型技术之一，被广泛应用于火力发电厂烟气脱硫中。然而，脱硫废水具有含盐量高、偏酸性等特性[1]，采用普通方法处理时出水水质难于达到排放标准，针对脱硫废水的新型处理技术的开发显得尤为重要。尤其对于环保要求较高的地区，往往要求高含盐废水“零排放”，这就对高含盐废水处理技术提出了更高的要求。

机械蒸汽再压缩废水处理技术（Mechanical V apor Recompression，简称MVR）[2]是一种新型技术，其处理设备主要包含蒸发器、布液器、除沫器以及压缩机等部件。该技术及产品具有投资成本低，运行稳定，资源回收率高、占地面积小、清洁环保、应用范围广、不需要添加药剂等优势。

笔者通过MVR处理模拟脱硫废水的中试研究，对模拟脱硫废水(原水)、浓缩水和

产水的水质特性、含盐量的变化等进行了系统分析，探讨了将MVR技术用于脱硫废水处理的可行性。

1试验材料与方法

1.1分析仪器与方法

主要检测仪器包括：721分光光度计、恒温干燥箱等。

水质检测项目包括：TDS、Ca2+、SO42-、Cl-，测定方法参照水和废水监测分析方法[3]。

1.2 模拟脱硫废水配制

根据某电厂提供的脱硫废水水质，采用工业用盐配置 2.8%的模拟脱硫废水进行试验。配置步骤如下。

（1）将蒸发罐内部的水排干，关闭蒸发罐进水阀。

（2）在原水箱中注满约2立方米的自来水，启动进水泵，将水泵出水回流至原水箱。

（3）准确称取氯化钙11.08kg、氯化钠35.81kg、硫酸钠8.32kg，依次在塑料桶中用少量自来水容解后加入到原水箱中，人工搅拌均匀。

（4）取样分析原水箱内待处理原水水质。

1.3 模拟脱硫废水水质

模拟脱硫废水水质见表1。

表1 模拟脱硫废水水质

Tab.1 Properties of analog desulfurization

wastewater

项目数值

TDS(mg/L) 27382.00

Cl- (mg/L) 13035.96

SO42- (mg/L) 3144.00

Ca2+(mg/L) 1666.69

1.4 中试工艺

中试工艺流程见图1。中试装置见图2。

1原水箱 2.原水提升泵3.热交换器 4.内置式压缩风机 5.蒸发室6.循环泵7排污泵8.冷凝水泵9.电加热器10.冷凝水箱11.真空泵12.汽水分离器13.清水池14.浓缩液收集池

图1 MVR中试工艺流程

Fig.1 Flow chart of MVR

图2 MVR中试装置

Fig.2 The pilot plant of MVR

该处理设备仅在冷启动时引入热源（可以采用蒸汽、也可采取电加热措施）加热原液产生蒸汽，然后用风扇压缩蒸汽使蒸汽获得额外能量，再利用压缩蒸汽的潜热加热液体继续产生蒸汽，并成为下一循环的热源，运行过程中不需要额外的热源。汽-液热交换过程中加热蒸汽被冷凝成高纯度水后收集，经多级蒸发浓缩后的浓液从蒸发器底部排出进入强制结晶器形成固态的晶体析出，进行填埋处理。

中试运行参数见表2。