★★氧化镁湿法烟气脱硫废水处理技术

氧化镁湿法烟气脱硫废水处理技术

发布者: azurelau | 发布时间: 2012-12-20 17:10| 查看数: 465| 评论数: 3|帖子模式

1 镁法脱硫技术的发展

氧化镁法在湿法烟气脱硫技术中是仅次于钙法的又一主要脱硫技术。据介绍，氧化镁再生法的脱硫工艺最早由美国开米科公司（Chemico—Basic）在20世纪60年代开发成功，70年代后费城电力公司（PECO）与United＆Constructor合作研究氧化镁再生法脱硫工艺，经过几千小时的试运行之后，在三台机组（其中两台分别为150MW和320MW）进行了全规模的FGD系统和两个氧化镁再生系统建设，上述系统于1982年建成并投入运行，1992年以后停运硫酸制造厂，直接将反应产物硫酸镁销售。1980年美国DUCON公司在PHILADELPHA ELECTRIC EDDYSTONE STATION成功建成实施氧化镁湿法脱硫系统，运行至今，效果良好。随后韩国和台湾地区也发展了自己的湿式镁法脱硫技术，目前在台湾95%的电站采用氧化镁法脱硫。

近几年国内的氧化镁湿法脱硫发展较快，2001年，清华大学环境系承担了国家“863”计划中《大中型锅炉镁法脱硫工艺工业化》的课题，对镁法脱硫的工艺参数、吸收塔优化设计和副产品回收利用等进行了深入的研究，并在4t/h、12t/h锅炉上进行了中试，在35t/h锅炉上进行了工程应用。目前，大机组镁法烟气脱硫已经有滨州化工集团发电厂、太钢发电厂、华能辛店电厂、中石化仪征化纤热电厂、魏桥铝电发电厂、鞍山北美热电厂、鲁北化工发电厂、台塑关系企业（宁波、昆山、南通）热电厂、五矿营口中板烧结机厂等电厂和烧结机厂在建或投入运行。

湿式镁法脱硫工艺又可分为氧化镁/亚硫酸镁法、氧化镁/硫酸镁抛弃法、氧化镁/硫酸镁回收法等。本文主要介绍应用规模较大、前景广阔的氧化镁/亚硫酸镁工艺中的废水处理工艺。

2 脱硫废水处理技术概况

湿法烟气脱硫工艺中存在废水处理问题，虽然有很多电厂的脱硫系统都配有废水处理系统，但国内目前对脱硫废水的处理工艺研究较少，其中关注最多的是石灰石/石膏法产生的脱硫废水，对于镁法脱硫产生的废水的研究就更少了。镁法脱硫废水处理现在多是引用和借鉴石灰石/石膏法脱硫废水处理经验。为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡，防止烟气中可溶物质超过规定值和保证副产物品质，必须从循环系统中排放一定量的废水。因此，没有预处理塔的镁法脱硫和石灰石/石膏法脱硫过程产生的废水均来源于吸收塔的排放水。

3 镁法脱硫废水水量和水质

3.1 脱硫废水水量

脱硫废水的水量与烟气中的HCl和HF、吸收塔内浆液中的Cl-和SO4 2-浓度、脱硫用水的水质等有关。当进入吸收塔内的烟气量一定时，废水排放量由以下条件确定:

（1）脱硫废水的水量取决于烟气中的HCl（H F）浓度，而烟气中的HCl（HF）主要来自于机组燃烧的煤。煤中Cl（F）的含量越高，烟气中的HCl（HF）浓度就越高，废水排放量也就越大。

（2）脱硫废水的水量关键取决于吸收塔内Cl-的控制浓度。浆液中的Cl-浓度太高，亚硫酸镁品质下降且脱硫效率降低，对设备的抗腐蚀要求提高；对浆液中的Cl-浓度要求过低，脱硫废水的水量增大，废水处理的成本提高。根据经验，脱硫废水中的Cl-浓度控制在10～20g/L为宜。

（3）脱硫废水的水量还取决于吸收塔内SO4 2-的控制浓度。浆液中SO4 2-浓度太高，会造成浆液粘性增加，影响亚硫酸镁的结晶，脱硫效率降低；浆液中SO4 2-的控制浓度过低，SO3 2-氧化成SO4 2-的正反应加速，亚硫酸镁的产量降低。

（4）脱硫废水的水量还与脱硫工艺用水的Cl-浓度有关。脱硫工艺用水的Cl-浓度越高，脱硫废水量越大。但由于常规脱硫工艺用水Cl-浓度一般不超过0.1g/L，远远小于脱硫废水中的Cl-浓度，故脱硫工艺用水的Cl-浓度对脱硫废水量的影响较小。

3.2 脱硫废水水质

脱硫废水的特点如下:

（1）镁法脱硫系统废水pH值较钙法（钙法一般为4～6）高，一般在6～7；

（2）悬浮物（亚硫酸镁颗粒、SiO2、Al和Fe的氢氧化物）含量很高，浓度可达几万mg/L；（3）氟化物、COD和重金属超标，其中包括我国严格限制排放的第Ⅰ类污染物，如Hg、As、

Pb等；（4）盐分极高，含有大量的SO4 2-、Cl-和SO3 2-等离子，其中SO4 2-质量分数可达12%，Cl-的质量分数在1%～2%。脱硫废水的具体水质与燃煤的种类、电除尘器的极数、脱硫氧化风量、吸收塔内Cl-的控制浓度、脱硫工艺用水的水质情况等因素有关。

4 镁法脱硫废水处理系统

脱硫废水处理典型工艺见下图。

从脱硫塔排出的浆液含固量约15％，主要的固体成分是亚硫酸镁，经过旋流器后，其顶流或真空皮带脱水机的滤液水成为废水，进入废水处理系统，其含固量约3%。脱硫废水处理系统包括：中和、反应、絮凝、澄清。

（1）中和

烟气脱硫产生的酸性废水首先进入中和箱，通过控制石灰乳的投加量，维持废水在中和箱中的pH值，一般为8.5～9.0，由于在不同的pH值下，金属氢氧化物的溶度积相差较大，故反应时应严格控制其pH值。在这一范围内可使一些重金属，如铁、铜、铅、镍和铬生成氢氧化物沉淀。同时废水中大量的SO4 2-与Ca2+结合产生石膏沉淀。

（2）反应

中和箱中的废水自流进入反应箱，废水中大量Mg等金属离子以非常细小的氢氧化物和络合物形式从废水中析出。对于汞、铜等重金属，一般采用加入有机硫如TMT15，以产生HgS、CuS等沉淀，这两种沉淀物质溶解度都很小，溶度积数量级在10-50～10-40之间。（3）絮凝

由于形成的氢氧化物及金属硫化物颗粒细小，在废水中不易沉降下来，因此通过投加复合

铁使废水中细小颗粒在缓慢搅拌的条件下形成絮凝体。在进入澄清器前向废水中投加助凝剂（PAM）来降低颗粒的表面张力，强化颗粒的长大过程，进一步促进氢氧化物和硫化物的沉淀，使细小的絮凝物慢慢变成更大、更容易沉积的絮状物，确保在澄清器中能完成固液分离。

（4）澄清

由絮凝箱来的废水在澄清器中进行固液分离，澄清器常采用易安装维护的竖流式澄清器，运行稳定可靠。澄清器在重力作用下形成浓缩污泥，浓缩污泥通过污泥螺杆泵将污泥排出，大部分污泥经污泥泵排到板框压滤机进行脱水，小部分污泥作为接触污泥返回废水反应池，提供沉淀所需的晶核。清水由周边出水三角堰流入出水箱。

由于废水中pH较高（8.5～9.0），配备pH调节系统，当pH值高于9时，pH调节系统控制HC1计量泵投加，以确保出水箱中水质达标排放（pH为6～9）。