一種降低石灰石-石膏濕法脫硫工藝成本的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及濕法煙氣脫硫的方法以及中水深度處理污泥副產(chǎn)物的再利用方法,屬于環(huán)保領(lǐng)域。本發(fā)明所解決的問題是在已有的石灰石-石膏脫硫工藝的基礎(chǔ)上,通過添加中水處理后的污泥副產(chǎn)物作為脫硫劑(其有效成分為碳酸鈣),以期達(dá)到污泥的綜合利用、節(jié)省水處理系統(tǒng)的運(yùn)行成本、降低脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用、解決污泥處置困難等難題。本發(fā)明的工藝步驟主要是采用中水泥漿直接投加至石灰石漿液池的方式,通過污泥輸送泵將污泥最終打入石灰石漿液池,進(jìn)而進(jìn)入脫硫塔進(jìn)行煙氣脫硫。在污泥的加入量為8t/h、原煙氣SO2濃度為2200mg/m3的工況下,脫硫效率可達(dá)94%以上,單臺(tái)機(jī)組年節(jié)約成本66.94萬(wàn)元。
【專利說明】—種降低石灰石-石膏濕法脫硫工藝成本的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域,具體涉及采用以中水處理凈化過程中產(chǎn)生的污泥副產(chǎn)物部分代替石灰石以及節(jié)省部分脫硫系統(tǒng)工藝水進(jìn)行火電廠煙氣脫硫。
【背景技術(shù)】
[0002]火力發(fā)電廠煙氣脫硫一般可分為濕法脫硫、干法脫硫和半干法脫硫三種。其中濕法脫硫工藝以其技術(shù)成熟度高、脫硫效率穩(wěn)定、高脫除率(可高達(dá)90%)的優(yōu)勢(shì)一直占據(jù)著主導(dǎo)地位。由于石灰石資源豐富、脫硫效果較好被普遍用于煙氣脫硫工藝中,同時(shí)此種脫硫劑的產(chǎn)物石膏可回收利用。
[0003]由于火力發(fā)電廠是用水大戶,越來越多的新建火力發(fā)電廠以及改造后的火力發(fā)電廠使用城市中水作為水源,為了滿足火力發(fā)電廠對(duì)用水水質(zhì)的要求,火力發(fā)電廠入廠中水一般還需進(jìn)行深度處理才能使用,這就會(huì)產(chǎn)生中水處理副產(chǎn)物的處理與處置問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]發(fā)明目的:
[0005]本發(fā)明涉及一種降低石灰石-石膏濕法脫硫工藝成本的方法,其目的在于對(duì)火力發(fā)電廠中水水源深度處理過程中產(chǎn)生的污泥副產(chǎn)物進(jìn)行資源再利用,在不影響石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)處理效果與系統(tǒng)水平衡的同時(shí)達(dá)到節(jié)約石灰石-石膏濕法脫硫工藝成本的目的。
[0006]技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種降低石灰石-石膏濕法脫硫工藝成本的方法,其特征在于:利用中水處理的污泥副產(chǎn)物替代部分石灰石脫硫劑進(jìn)行煙氣脫硫,在不影響脫硫系統(tǒng)運(yùn)行以及脫硫效率的情況下進(jìn)行污泥副產(chǎn)物廢物再利用以及節(jié)約石灰石脫硫劑,降低石灰石-石膏濕法脫硫工藝成本;
[0009]該方法步驟如下:
[0010]a、城市污水處理廠的中水根據(jù)入廠水質(zhì),依次投加適量石灰乳、純堿、PFS、PAMji中水進(jìn)行深度處理,投加的藥量根據(jù)城市污水處理廠來水水質(zhì)按水處理要求做相應(yīng)調(diào)整;
[0011]b、泥水混合物通過變孔隙V型濾池進(jìn)行泥水分離,清水輸送至清水池,經(jīng)過ClO2消毒后由送水泵輸送到冷卻塔集水盤,得到火力發(fā)電廠要求的水源;
[0012]C、泥水混合物通過變孔隙V型濾池進(jìn)行泥水分離后產(chǎn)生的污泥副產(chǎn)物通過污泥輸送泵調(diào)節(jié)污泥的流量并最終打入脫硫石灰石漿液池,污泥副產(chǎn)物在石灰石漿液池內(nèi)與原脫硫系統(tǒng)脫硫劑混合后同時(shí)進(jìn)入脫硫塔,完成煙氣脫硫過程。
[0013]原脫硫系統(tǒng)的脫硫劑由中水污泥副產(chǎn)物中的有效成分碳酸鈣部分代替石灰石,脫硫工藝水由中水污泥副產(chǎn)物中的水分部分替代制漿工藝水。
[0014]優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0015]本發(fā)明提供的這種降低石灰石-石膏濕法脫硫工藝成本的方法,具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]本發(fā)明采用綜合利用中水深度處理過程中所產(chǎn)生的污泥副產(chǎn)物中的有效成分(碳酸鈣和水分)進(jìn)行煙氣脫硫,變廢為寶的同時(shí)降低火力發(fā)電廠的脫硫成本、中水處理成本的目的,最終達(dá)到保護(hù)環(huán)境和降低脫硫運(yùn)行成本的目的。
[0017]現(xiàn)有中水深度處理的污泥副產(chǎn)物大多進(jìn)行污泥濃縮、外運(yùn)填埋進(jìn)行處理,處理過程中需要大量的電耗、運(yùn)輸、填埋費(fèi)用。本發(fā)明將中水深度處理的污泥產(chǎn)物直接打入石灰石漿液池,利用其有效成分進(jìn)行煙氣脫硫,達(dá)到節(jié)約濕法石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)脫硫劑以及工藝水的用量,進(jìn)而在降低脫硫成本的同時(shí)綜合利用了中水深度處理的污泥副產(chǎn)物的目的,降低了兩個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成本。
[0018]中水深度處理的污泥副產(chǎn)物中有效成分碳酸鈣部分代替石灰石作為脫硫劑,減少原脫硫劑的使用量進(jìn)而節(jié)省了脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本。
[0019]污泥副產(chǎn)物中的水分部分代替脫硫系統(tǒng)工藝水,節(jié)約脫硫系統(tǒng)工藝水用量,降低了脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本。
[0020]中水處理后的副產(chǎn)物直接打入脫硫系統(tǒng)進(jìn)行脫硫,使中水處理系統(tǒng)節(jié)約了污泥脫水設(shè)備以及污泥處置成本。
[0021]煙氣脫硫系統(tǒng)要求脫硫效率高于90%,中水處理的副產(chǎn)物直接打入脫硫系統(tǒng)進(jìn)行脫硫,打入不同量的污泥均對(duì)脫硫效率有一定的降低作用,但是可以滿足脫硫效率高于90%的工藝要求,見圖3。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是中水系統(tǒng)工藝流程圖;
[0023]圖2是污泥輸送示意圖;
[0024]圖3是本發(fā)明中脫硫效率隨污泥投加量不同的變化關(guān)系曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
[0026]如圖1所示,改進(jìn)前中水處理方法步驟如下:
[0027]a、城市污水處理廠的中水根據(jù)入廠水質(zhì),依次投加適量石灰乳、純堿Na2C03、PFS、PAM,對(duì)中水進(jìn)行深度處理,投加的藥量根據(jù)城市污水處理廠來水水質(zhì)按水處理要求做相應(yīng)調(diào)整;
[0028]b、泥水混合物通過變孔隙V型濾池進(jìn)行泥水分離,清水輸送至清水池,經(jīng)過ClO2消毒后由送水泵輸送到冷卻塔集水盤,得到火力發(fā)電廠要求的水源;
[0029]C、泥水混合物通過變孔隙V型濾池進(jìn)行泥水分離,污泥副產(chǎn)物輸送至污泥脫水機(jī)房進(jìn)行脫水,脫水后的污泥進(jìn)入污泥池,由專用污泥運(yùn)輸車運(yùn)至污泥填埋場(chǎng)填埋處理。
[0030]改進(jìn)前的中水處理方法需要專門對(duì)污泥副產(chǎn)物進(jìn)行處理,會(huì)產(chǎn)生設(shè)備費(fèi)、電費(fèi)、填埋處理費(fèi)用等。
[0031 ] 改進(jìn)前石灰石-石膏濕法脫硫工藝步驟如下:
[0032](I)脫硫劑石灰石粉與脫硫工藝水在石灰石漿液池內(nèi)完成制漿;
[0033](2)由石灰石漿液泵將石灰石漿液打入脫硫塔進(jìn)行脫硫工藝。
[0034]改進(jìn)前的石灰石-石膏濕法脫硫工藝使用純石灰石粉作為脫硫劑,費(fèi)用非常高。
[0035]本發(fā)明對(duì)上述兩種工藝進(jìn)行了改進(jìn),提出了一種降低石灰石-石膏濕法脫硫工藝成本的方法,利用中水處理的污泥副產(chǎn)物替代部分石灰石脫硫劑進(jìn)行煙氣脫硫,在不影響脫硫系統(tǒng)運(yùn)行以及脫硫效率的情況下進(jìn)行污泥副產(chǎn)物廢物再利用以及達(dá)到節(jié)約石灰石脫硫劑的效果,進(jìn)而降低石灰石-石膏濕法脫硫工藝成本。
[0036]該方法步驟如下:
[0037]a、城市污水處理廠的中水根據(jù)入廠水質(zhì),依次投加適量石灰乳、純堿、PFS、PAM,對(duì)中水進(jìn)行深度處理,投加的藥量根據(jù)城市污水處理廠來水水質(zhì)按水處理要求做相應(yīng)調(diào)整;
[0038]b、泥水混合物通過變孔隙V型濾池進(jìn)行泥水分離,清水輸送至清水池,經(jīng)過ClO2消毒后由送水泵輸送到冷卻塔集水盤,得到火力發(fā)電廠要求的水源;
[0039]C、取消原中水系統(tǒng)污泥脫水處理裝置,泥水混合物通過變孔隙V型濾池進(jìn)行泥水分離后產(chǎn)生的污泥副產(chǎn)物(含水率約為98%)通過污泥輸送泵調(diào)節(jié)污泥的流量并最終打入脫硫石灰石漿液池(圖2),污泥副產(chǎn)物在石灰石漿液池內(nèi)與原脫硫系統(tǒng)脫硫劑混合后同時(shí)進(jìn)入脫硫塔,完成煙氣脫硫過程。
[0040]上述脫硫工藝步驟(I)中脫硫劑由中水污泥副產(chǎn)物中的有效成分(碳酸鈣)部分代替石灰石,脫硫工藝水由中水污泥副產(chǎn)物中的水分部分替代制漿工藝水。
[0041]本發(fā)明取消了原中水處理工藝的污泥處理步驟,減少污泥副產(chǎn)物的處置費(fèi)用,直接將污泥副產(chǎn)物打入脫硫石灰石漿液池中,以中水處理產(chǎn)生的污泥中的有效成分(碳酸鈣和水分)部分代替原脫硫系統(tǒng)的脫硫劑(石灰石)和脫硫工藝水來進(jìn)行火電廠煙氣中二氧化硫的去除,達(dá)到既降低脫硫運(yùn)行成本又能對(duì)污泥副產(chǎn)物進(jìn)行綜合利用的目的。
[0042]本發(fā)明的原理如下:
[0043]本發(fā)明對(duì)火力發(fā)電廠中水水源深度處理過程中產(chǎn)生的污泥副產(chǎn)物進(jìn)行資源再利用,在不影響石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)處理效果與系統(tǒng)水平衡的同時(shí)達(dá)到節(jié)約石灰石-石膏濕法脫硫工藝成本的目的。由于污泥副產(chǎn)物中主要成分是CaCO3,因此本發(fā)明通過將火力發(fā)電廠中水深度處理產(chǎn)生的污泥副產(chǎn)物部分代替石灰石作為煙氣脫硫的脫硫劑。本發(fā)明中所利用的污泥副產(chǎn)物含有較高的含水率和較低的密度使得污泥不容易在運(yùn)輸管路中沉積,即污泥具有較好的輸送能力。
[0044]本發(fā)明這種工藝方法通過采用將中水深度處理產(chǎn)生的污泥副產(chǎn)物部分替代石灰石作為脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的脫硫劑可達(dá)到污泥的綜合利用、節(jié)約污泥副產(chǎn)物處理與處置成本及降低濕法脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用、解決泥漿處置困難等難題。以下通過實(shí)施例的應(yīng)用的方式,對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容進(jìn)一步詳細(xì)說明。但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅僅局限于下述的實(shí)施例:
[0045]實(shí)施例
[0046]中水深度處理產(chǎn)生的污泥副產(chǎn)物主要成分為碳酸鈣,中水來水量為550t/h時(shí),污泥產(chǎn)生量在4h/t?8h/t之間,污泥以流量為8t/h通過污泥輸送泵將泥漿打入吸收塔內(nèi),在SO2濃度為2200mg/m3的工況下,最終SO2的脫除效率可達(dá)94.1%,見圖3。以污泥副產(chǎn)物中的有效成分(碳酸鈣和水分)部分代替石灰石以及脫硫工藝水來降低脫硫運(yùn)行的成本并且達(dá)到污泥副產(chǎn)物的資源再利用的目的,同時(shí)降低污泥副產(chǎn)物處置成本。
[0047]投加污泥后脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本情況:
[0048]投加污泥至脫硫系統(tǒng)后,經(jīng)濟(jì)分析主要考慮脫硫系統(tǒng)與中水系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi)用變化情況,計(jì)算結(jié)果見下表。
[0049]其中經(jīng)濟(jì)效益分析計(jì)算依據(jù)(僅按當(dāng)年市場(chǎng)行情估算)如下:
[0050](I)年利用小時(shí)數(shù)以6000h計(jì);
[0051](2)電價(jià)按 0.36 元 /kffh ;
[0052](3)石灰石粉價(jià)格以240元/噸計(jì),工藝水價(jià)錢以3.74元/噸計(jì);
[0053](4)凝聚劑(12%液態(tài)聚合硫酸鐵)價(jià)格:300元/噸;
[0054](5)助凝劑(粉狀聚丙烯酰氨)價(jià)格:13000元/噸;
[0055](6)維修費(fèi):設(shè)備費(fèi)3% /年計(jì);
[0056](7)污泥脫水機(jī)功率為37kW,污泥螺桿泵為7.5kff ;
[0057](8)凝聚劑及助凝劑加料泵電耗太小,忽略不計(jì);
[0058]表I污泥投加后年運(yùn)行費(fèi)用變化情況(單臺(tái)爐)
[0059]單位:萬(wàn)元
[0060]
~中水量為~
序號(hào)系統(tǒng)費(fèi)用項(xiàng)目t備注
SSOmVli
~I 中水節(jié)省污泥脫水系統(tǒng)電耗費(fèi)用 41
[0061]
系統(tǒng)節(jié)省污泥脫水系統(tǒng)檢修費(fèi)用 12
節(jié)省污泥輸送費(fèi)用63
節(jié)省絮凝劑費(fèi)用5^1
節(jié)省填埋處理費(fèi)用U)
合計(jì)29.01
IS節(jié)省石灰石費(fèi)用203
2系統(tǒng)節(jié)省工藝水費(fèi)用17^63
費(fèi)用合計(jì)37.93
總計(jì)66.94
[0062]由表I可以看出,按實(shí)例開展時(shí)中水系統(tǒng)水量為550mVh進(jìn)行考慮時(shí),本發(fā)明應(yīng)用后,每年可節(jié)省中水系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用29.01萬(wàn)元,節(jié)省脫硫系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用37.93萬(wàn)元,每年共可節(jié)省66.94萬(wàn)元,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
[0063]此外,本發(fā)明應(yīng)用后還增強(qiáng)了機(jī)組的用水安全,減少了污泥脫水機(jī)設(shè)備維護(hù)的問題,大大增強(qiáng)了中水石灰處理系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,提高了機(jī)組供水的可靠性;同時(shí)產(chǎn)生了良好的環(huán)境效益和社會(huì)效益,以廢治廢,大大改善了脫水區(qū)環(huán)境衛(wèi)生。
[0064]綜上所述,將污泥用作脫硫吸收劑具有很強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。
[0065]從表2可以看出污泥副產(chǎn)物和石灰石漿液主要成分相似,從表3可以看出污泥副產(chǎn)物投加前后吸收塔漿液主要控制指標(biāo)相差不多,說明中水污泥副產(chǎn)物對(duì)脫硫系統(tǒng)影響較小。
[0066]表2是本發(fā)明中的所使用的污泥與脫硫劑石灰石漿液主要成分對(duì)比
[0067]
含水率/% CaO含量/% MgO含量/% pH值 CaCO3含量/%
污泥畐 Ij 98^045.4963811578L2
產(chǎn)物
石灰石 75.7850.88L479^8590.86
漿液
[0068]表3是本發(fā)明中投加污泥前后吸收塔漿液成分對(duì)比
[0069]
pH Ca2+/mg/L Mg2+ Cl' ImgTL F7mg/ 楽液密度/Kg/m3
/mg/LL
投加污 6.8 841 7 4071.2 21526,5 4?51.1082
泥前
投加污 6.7 781.0 4546.7 22784.6 4411.0809
泥后
[0070]本發(fā)明對(duì)原有的中水處理系統(tǒng)以及脫硫系統(tǒng)加以改進(jìn),不僅減少中水深度處理污泥處置的設(shè)備、輸運(yùn)以及填埋的成本,并且可以變廢為寶,將污泥副產(chǎn)物中的有效成分(碳酸鈣和水分)應(yīng)用于煙氣石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)中,在不影響脫硫效率以及系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上,降低原系統(tǒng)的運(yùn)行成本,適于工業(yè)應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種降低石灰石-石膏濕法脫硫工藝成本的方法,其特征在于:利用中水處理的污泥副產(chǎn)物替代部分石灰石脫硫劑進(jìn)行煙氣脫硫,在不影響脫硫系統(tǒng)運(yùn)行以及脫硫效率的情況下進(jìn)行污泥副產(chǎn)物廢物再利用以及節(jié)約石灰石脫硫劑,降低石灰石-石膏濕法脫硫工藝成本; 該方法步驟如下: a、城市污水處理廠的中水根據(jù)入廠水質(zhì),依次投加適量石灰乳、純堿、PFS、PAM,對(duì)中水進(jìn)行深度處理,投加的藥量根據(jù)城市污水處理廠來水水質(zhì)按水處理要求做相應(yīng)調(diào)整; b、泥水混合物通過變孔隙V型濾池進(jìn)行泥水分離,清水輸送至清水池,經(jīng)過ClO2消毒后由送水泵輸送到冷卻塔集水盤,得到火力發(fā)電廠要求的水源; C、泥水混合物通過變孔隙V型濾池進(jìn)行泥水分離后產(chǎn)生的污泥副產(chǎn)物通過污泥輸送泵調(diào)節(jié)污泥的流量并最終打入脫硫石灰石漿液池,污泥副產(chǎn)物在石灰石漿液池內(nèi)與原脫硫系統(tǒng)脫硫劑混合后同時(shí)進(jìn)入脫硫塔,完成煙氣脫硫過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的降低石灰石-石膏脫硫工藝成本的方法,其特征在于:原脫硫系統(tǒng)的脫硫劑由中水污泥副產(chǎn)物中的有效成分碳酸鈣部分代替石灰石,脫硫工藝水由中水污泥無產(chǎn)物中的水分部分替代制漿工藝水。
【文檔編號(hào)】B01D53/80GK104190240SQ201410450122
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】于麗新, 李超, 劉建民, 齊笑言, 呂晶, 杜佳 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 遼寧東科電力有限公司