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燃煤电厂湿法烟气脱硫废水零排放

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燃煤电厂湿法烟气脱硫废水零排放

发布日期:2019-03-12 00:00 来源:http://www.blue-turn.com 点击:

燃煤电厂湿法烟气脱硫废水零排放

  燃煤电厂湿法烟气脱硫废水、油漆废水怎么处理、水性油漆废水怎么处理?这一直是许多人困扰的问题,特别是燃煤电厂湿法烟气脱硫废水具有含盐量大、腐蚀性强、易结垢等特征,是束缚电厂废水零排放的关键因素。从预处理、浓缩减量、完毕处理三个方面具体介绍了脱硫废水的处理技能,剖析各自的好坏,研讨翻开,并对烟道蒸腾技能进行深化剖析。毕竟通过工程实践事例,为燃煤电厂废水零排放供给了参看。

  当今国内外运用最广泛、技能最老到燃煤电厂烟气脱硫工艺是石灰石———石膏湿法脱硫,选用这种脱硫办法为坚持较高的脱硫功率和石膏的质量,一同向外界守时排出必定量的废水。因为湿法脱硫发生的废水污染物含量大,是电厂体系完毕最难处理的废水;若直接排放,必定会对周围环境发生严重危害。因而,为了完毕脱硫废水的零排放,有必要对其进行深度处理。

  脱硫废水呈酸性,pH值在4~6之间,含盐量高,进水TDS在33500~64000mg/L,废水中含有必定的COD,硬度在5 100 ~11600mg/L,含有许多的Ca、Mg离子,硬度较高,对后续处理单元易构成结垢、阻塞的危险;废水中的阴离子首要为Cl-、SO42-、SO32-、F-等,这些离子首要来自煤灰、吸收剂等,其间Cl-的含量是影响脱硫废水排放量的最重要因素;其重金属离子品种繁复,如砷、汞、铅、镍、锌等,尽管含量不高,但远未抵达排放

规范。现在,国内大多燃煤电厂选用氧化→中和→堆积→絮凝→弄清处理工艺的办法处理脱硫废水,体系首要由曝气设备,加药三联箱(中和箱、沉降箱、絮凝箱),弄清池、清水池、压滤机组成。这种物理化学处理的办法尽管能将废水的悬浮物、胶状物质、重金属离子去除,可是不能去除废液中的一些盐分,以至于无法回用这部分水,直接向大天然排放会引起水体和土壤盐碱化等问题。

 1 零排放技能

 国内典型的物理化学处理法,可以完毕脱硫废水的合格排放,但与国外的排放规范还存在不小的间隔。在“水十条”和环保税法等方针的指导下,煽动火电厂完毕废水的循环运用。现阶段翻开废水零排放技能的运用十分有必要。

国内外学者开宣告多种脱硫废水的深度处理技能,其零排放根柢路程总结起来。脱硫废水经软化和过滤预处理之后,经反浸透和正浸透浓缩清水回用,浓水机械蒸腾结晶处理,另一种办法废水预处理后直接通过烟道蒸腾处理。

 1.1 预处理

 1.1.1 软化技能 

 在预处理单元中脱硫废水通过曝气处理后,之后一般通过熟石灰处理+混凝弄清工艺来去除废水中的悬浮物、胶质物体和一些重金属离子;另一种是加药预处理,首要有碳酸钠+氢氧化钠或石灰+碳酸钠二级软化弄清工艺,这类软化技能能去除水中大部分的Ca2+、Mg2+、F-、硫酸根、硅等易结垢离子,处理出水水质结垢和污堵的问题,其氢氧化钠+碳酸钠软化工艺本钱要比石灰+碳酸钠高,但减少了后续碳酸钠的加药量,改善了作业环境。现在还有一种新技能是石灰烟道气软化,运用烟气里边的CO2替代碳酸钠构成堆积,其作业本钱相对较低。

 1.1.2 过滤技能 

 废水的过滤办法有许多,首要分为两类,机械过滤和膜过滤,机械过滤通过絮凝、吸附、沉降等办法完毕对原水的过滤;预处理中膜过滤是一种依据膜孔径巨细挑选透过的进程,膜充任过滤网的作用,原液在必定的压力下从过滤网流过,只允许水分子及一些极纤细的微粒通过构成透过液,而原液中大于过滤膜孔径的物质则被截留,构成浓缩溶液,完毕对原液的别离。现在膜别离技能在废水资源化运用方面发生了巨大的经济和社会效益。

 1.2 浓缩减量

 零排放常见的减量浓缩工艺包含:DTRO(或STRO)高压反浸透膜浓缩工艺、正浸透膜浓缩工艺、电渗析工艺等技能。这三类膜浓缩技能进行归纳比照。

 1.2.1 反浸透(RO) 

 反浸透是在浓溶液上施加一个大于天然浸透压的压力,使得浓溶液中的溶剂通过半透膜抵达稀溶液中。为了完毕水溶液的反浸透现象,现已开宣告特别人工组成的半透膜,可以截留废水中的无机离子、细菌、悬浮物等,确保出水水质的纯真。反浸透技能因为安全可靠、出水安稳、除盐率高,且能耗低,能在常温下进行,因而在水处理范畴有着大范围的运用,我国从20世纪初开始把握反浸透膜技能,可是存在着膜的价格高、作业安稳性、受压磨损等问题亟待处理,国产膜只占不到10%的市场份额。

 1.2.2 正浸透(FO)

 正浸透技能是现在膜别离范畴研讨的抢手,它是一个自发进程,依托挑选性别离膜两头的浸透压差为驱动力,将原溶液中的水浸透到较高浸透压侧。近年来,正浸透膜的制作技能在不断提高,规划出产水平有了很大的跋涉,因为能耗较低、出水水质高、尘垢轻等利益,国内外已有商业运用,可是正浸透膜的研发存在浓差极化大,水通量较低及志趣的驱动溶液制备困难,需求进一步从头的膜资料、膜改性、膜组成办法及驱动溶液的兼容性,别离收回等方面进一步深化研讨。

 1.2.3 电渗析技能(ED)

 电渗析技能从离子交流的基础上翻开而来,其作业原理是依托电位差。阳离子与阴离子交流膜替换摆放在阴极与阳极之间,原液通过特制隔板构成的隔室,两头电极接通直流电后,在电场力的作用下,运用阳离子交流膜和阴离子交流膜的挑选透过性,一部分水被淡化,另一部分水被浓缩,构成替换摆放的淡室与浓室,然后将废水进行别离与提纯。关于脱硫废水这类高COD废水,通过预处理后可直接用电渗析法。电渗析技能具有低能耗、少药量、环境污染小、操作便利、设备规划和除盐浓度适应性强等利益,但其水耗较大,对难以离解的物质难以去除,易结垢,其设备部件多,拼装要求高,若设备不好会影响配水均匀,需求对电极板的资料,流道的规划加工等方面的改善。

 1.3 完毕处理

 1.3.1 蒸腾浓缩结晶

 蒸腾浓缩工艺是将与处理单元或许膜法浓缩后的浓水通过蒸腾结晶设备使清水收回运用和浓水的减量与结晶,现已开宣告多种机械蒸腾工艺,整体上分为三类,多效蒸腾工艺、机械蒸汽再紧缩技能和多级闪蒸工艺。以下列举出两种电站适用的浓缩结晶体系。

 1.3.1.1 多效强制循环蒸腾体系(强制循环MED)

 多效循环蒸腾工艺是在国内运用较为广泛、技能老到的机械蒸腾工艺。几个蒸腾器串联在一同,组成多效蒸腾废水。原液由浆液泵抽进加热器底部,来自汽机的生蒸汽加热废水,发生的蒸汽作为二次蒸汽用作下一效热源,流体持续返回到加热器,持续循环。这种工艺技能难度低,热功率高,但能耗大,设备投入高,一般要加装预处理体系软化水质,才调确保蒸腾结晶体系的安全、高效作业。

 1.3.1.2 降膜机械蒸汽紧缩蒸腾体系(MVC) 

 降膜蒸腾器是降膜机械蒸汽紧缩蒸腾体系的中心,原水从上向下参加,依托重力作用流经布膜器,布膜器将废液以薄膜的型态均匀布在蒸腾器穿插摆放的换热管外表,由蒸腾体系发生的蒸汽紧缩后,作为二次蒸汽,返回到蒸腾器内运用潜热加热废水。因为液膜很薄,不需求热值很高的蒸汽就能使之蒸腾结晶,

 所以体系作业能耗短少多效蒸腾的10%,进而被广泛选用。可是国内对降膜蒸腾器内部复杂多变的活动和传热研讨较少,怎样断定最佳的质量流量、喷淋密度、传热温差,使得体系抵达最佳的换热作用,还需求进一步研讨。其次,换热管和蒸腾器外壳均选用钛材,缩机耗电高,每处理1t废水耗电达50度,体系对紧缩机才华要求高,根柢需求进口,因而设备出资、作业费用昂扬。

 1.3.2 烟道蒸腾工艺 

 相关于蒸腾器蒸腾浓缩结晶的高本钱、高占地面积、高维护费用,脱硫废水烟道蒸腾工艺现在成为脱硫废水零排放的抢手课题,其根柢思路是将脱硫废水送入空预器与电除尘之间的烟道中,通过安排在这里的喷嘴将废水雾化,运用烟气的余热使脱硫废水蒸干,构成的颗粒物侍从烟气进入电除尘一同被捕捉去除,然后完毕零排放。技能上需求对脱硫废水的水质水量、烟气的条件、喷嘴安排方位、空预器出口与电除尘之间的烟道规范进行翔实的证明与核算,将蒸干废水的烟气操控在露点温度以上,确保电除尘不受腐蚀。在试验中,还需求对雾化喷嘴的粒径、紧缩空气量进行有用操控,寻求在废水水量水质变化时的最佳作业状况。一同考虑到雾化的废水或许会被烟气吹到烟道壁上构成腐蚀,需求对这部分烟道进行防腐蚀的办法。

 康梅强等将脱硫废水的烟道雾化蒸腾处理工艺参数进行核算模仿,剖析了烟道结构对脱硫废水蒸腾的影响,别离对在两个烟道内设备喷嘴进行模仿,模仿作用见图2。作用标明,直短烟道流场较平稳,但液滴在进入除尘器后仍有许多的废水液滴未蒸腾完,未蒸腾液滴质量分数约为10%;曲折长烟道因为烟道较长,液滴在烟道中的停留时间较长,液滴在进入除尘器之前已被彻底蒸腾。

 晋银佳等通过建模理论核算和Fluent软件模仿,对喷嘴雾化颗粒粒径、烟气进口温度对脱硫废水蒸腾的影响进行研讨,作用标明,烟温烟气温度越高,雾化液滴粒径越小,越有利于雾化废水的蒸腾,归纳考虑蒸腾作用、能耗本钱和实践条件,主张实践工程运用中可将雾化液滴直径操控在60μm,烟温操控在130℃左右。雾化喷发设备可参照这一研讨作用进行规划。

 现在,许多电厂都进行了低温除尘的改造,在电除尘之前加装了热收回器,这种状况下,因为可运用的烟道变短,将脱硫废水进行烟道蒸腾完毕起来无疑愈加困难。为抵达更好的蒸腾结晶作用,一般不直接将喷嘴安排在除尘器前端烟道内,而是其他安排废水蒸腾塔。其简易的工艺流程。

 脱硫发生的废水首要通到储液罐里通过水泵与紧缩的空气一同送到废水蒸腾塔顶部的雾化设备,并喷洒到蒸腾塔内,从空气预热器前后端各抽出一部分烟气通入蒸腾塔内,与雾化的废水充沛混合后一同带入除尘器之前的烟道,使废水蒸腾结晶。

 该烟道蒸腾结晶工艺相较于把脱硫废水直接在除尘器之前的烟道里雾化结晶多了一个蒸腾塔,增加了设备出资、增加了占地面积、也增加了电耗,但更可以确保烟气中的水蒸气在进入除尘器之前悉数蒸腾,比较于机械蒸腾结晶工艺来说,本钱只需其1/10。当然,当从空预器前端抽气的进程中会不会对锅炉的热功率构成必定的影响,是否会对除尘器构成影响,以及烟道结构,废水的水质,喷嘴雾化粒径对蒸腾作用的影响,还需求通过许多的模仿、试验和实践作业状况来证明。

 2 现场零排放事例

 在工程运用中,A电厂2×600MW 机组,选用4效立管强制循环蒸腾结晶工艺进行深度处理,原水通过二级软化后,顺次进入一至四效蒸腾结晶罐进行蒸腾浓缩结晶,体系出产的结晶盐纯度和白度均抵达工业盐的要求,可是整体作业费用很高,每吨废水处理达180元。

 B电厂机组容量2×600MW,选用两级卧式蒸汽再紧缩加两级卧式多效蒸腾工艺来完毕脱硫废水和酸碱再生废水零排放,惯例处理工艺未设置预处理体系,选用蒸汽再紧缩技能将体系发生的蒸汽紧缩后作为热源加热废水,比多效强制循环蒸腾愈加节能,处理规划约为22m3/h。

 C电厂选用的美国Oasys公司正浸透膜浓缩技能,它首要由预处理单元(双极弄清+双极过滤+离子交流)、反浸透体系、正浸透MBC体系及蒸腾结晶单元构成。其体系工艺流程见图6。这种以正浸透膜浓缩为中心的废水零排放体系,设备作业安全安稳,产品技能节能环保,处理量大,可是一次性出资费用,作业费用也比较高。

 3 定论

 在对火电厂脱硫废水深度处理中,膜浓缩与蒸腾结晶工艺的本钱高,设备故障率高,占地面积大,正浸透技能现在国内研讨较少,产品还存在对一些污染物的截留率不高、支撑层内浓差极化大、造价较贵等问题,而脱硫废水烟道蒸腾工艺是一个出资低,能耗少的零排放工艺,具有超卓的立异含义,推行价值市场前景十分广阔,可是国内对这一技能的起步翻开比较缓慢,还需求许多的研讨来侵占尾部受热面的腐蚀问题。所以每一种废水零排放技能都有各自的优势和缺点,不同的电厂脱硫废水水质水量也有着很大差异,要归纳考虑出资作业本钱、经济社会效益,挑选一条最适合的技能路程。


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