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烟气脱硫废水“零排放”技术应用

2017-08-31 13:59:00 《热力发电》   作者: 刘秋生  

摘要:随着社会经济的快速发展,在我国国民经济中火电厂的作用日益重要。但是燃煤电厂在其运行中严重地破坏了生态环境,尤其是排放的工业废水。因为为了改善这一现状,火电厂只有采取有效措施实现废水“零排放”目标。在新形势下,我国火电厂水资源利用技术比较落后,不容乐观,希望本文的分析对行业发展与研究有参考价值。

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随着我国现代工业的快速发展,环境问题不断凸显,大气、水及土壤等污染事件屡禁不止。受水资源短缺问题的影响,废水零排放备受关注。在工业发展中,不同以牺牲环境来获得经济利益,国家环保部门倡导工业企业严格实施脱硫废水技术,实现零排放目标。

1 概述

由于脱硫废水的水质硬度比较高、水质稳定性差,含有大量重金属与高氯根,因此其结垢且腐蚀性比较强,这也是废水处理的技术难点。就目前国内工业废水与脱硫零排放技术工艺的应用,对比各工艺系统。依照常规300MW火电厂机组的运行参数,在增加脱硫废水零排放处理的基础上,分析其经济效益。目前该处理技术方案主要有3种:(1)、脱硫废水蒸发处理技术;(2)、喷雾烟气蒸发处理技术;(3)、含盐高废水蒸发膜处理技术。

2 脱硫废水排放特征及处理难点

2.1 排放特征

工艺补水量及水质、石灰石质量、锅炉烟气飞灰含量及脱硫吸收塔中C1-浆液的浓度等直接决定了石灰石-石膏法脱硫废水排放量。在火电厂实际运行中,其废水排放量一般会采用控制其脱硫塔中的C1-浆液的浓度来确定。比如某600MW发电机组,如果其浆液C1-浓度为20kg/立方米,则脱硫废水排放量为每小时17.3立方米。如果工艺水质量不高,亦或是C1-浆液的浓度要求更低,那么其排放量就会上升。

脱硫废水中含有的污染物种类及其含量,在一定程度上受煤种、脱硫工艺及方式、烟气含尘量、石灰石质量及脱水效果、脱氮氨挥发率等因素制约,即使同一发电机组其脱硫废水水质也是大不相同的。

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某电厂600MW机组三联箱脱硫废水出水水质

2.2 处理难点

一般情况下,燃煤品种、脱硫工艺、补水水质及排放周期等因素直接影响到废水污染成分,不同区域火电厂存在较大的差异,排放时段不同,同一电厂的排放也是不同的。脱硫废水属于间断性排放,水量波动不稳定;废水硬度高,极易形成蒸发结构;浆液C1-浓度比较高,对系统造成腐蚀。

尽管脱硫废水处理系统已经将进入深度处理系统中的水质做了处理,降低了悬浮物与钙硬度,但由于水质钙硬度尤其是镁物质的硬度过高。同时,浆液中C1-与SO42-的固体溶解性非常高,离子浓度高,导致深度处理系统极易出现结垢与腐蚀,不利于系统运行的稳定与安全性。

3 脱硫废水回用现状

在进行脱硫废水处理中,经常采用的处理工艺为脱硫废水,其中这种工艺一般氯离子浓度以及含盐量较高,在进行中水回用中,容易出现腐蚀现象和一些结垢现象,这种情况严重地阻碍了脱硫后的废水的再次利用效果,在国内电厂中,脱硫废水的利用效率仍旧是一个短板。

(1)一般用于水力冲灰或者灰场喷洒时,采用水力冲灰系统的燃煤电厂,经过一些处理可以将水用于冲灰使用。(2)对于排渣系统的水力出渣或者湿式除渣系统燃煤电厂中,采用脱硫废水进行补水的使用。这种途径受到排渣系统闭式循环水量的限制,容易引起系统堵塞以及设备管道腐蚀的现象,从而影响系统的运行可靠性。因此这种脱硫废水在利用时也有很大的限制。

4 废水“零排放”应用技术

4.1 蒸发工艺

通过蒸发工艺技术,溶液得到浓缩,得到一定的固体溶质与纯净溶剂,其广泛应用于化工、海水淡化及食品等行业。在实际蒸发中,汽化热所需量比较大,因此这一过程也是大量热消耗的过程。现阶段,化工行业主要通过多效蒸发技术提高其加热蒸汽使用效率,传热条件得到改善,减少了单元能耗。

新研发出的机械蒸汽再压缩技术,可以有效降低蒸汽耗损量。该技术是通过机械驱动压缩机压缩绝热将二次蒸汽压缩送入加热蒸发器,经过压缩后,二次蒸汽的温度不断升高,与蒸发器内的沸腾液体之间出现热温差,因此可以将其作为加热剂使用,在这种情况下,补充足够的压缩功力,就可以充分利用二次蒸汽中的潜在热能量。

4.2 烟道处理技术

该技术主要是指对烟道内的废水通过喷雾蒸发技术进行处理,其广泛应用于食品与化工等行业,在废水处理中却没有得到广泛应用。在脱硫废水中,通过烟道蒸发技术,首先选用喷射技术雾化脱硫废水并将其引入到除尘前的烟道内,经过高温烟气加热后的小液滴形式的废水快速蒸发,其含有的悬浮物与可溶性固体会转为细小的固体颗粒,在夹带作用下流入除尘器并得到去除,实现脱硫废水零排放工艺目标。

4.3 脱硫废水与飞灰技术有机结合

在火电厂运行中,填埋处理飞灰,而脱硫废水对飞灰具有一定的增湿效果,因此在运输中可以降低粉尘的容积。如果在制砖或水泥添加剂中使用飞灰,对Cl−含量要求比较低。同时,通过该技术,将废水中含有的重金属转嫁至飞灰中,则会影响其利用效果。

4.4 建立人工湿地

构建人工湿地,通过湿地中植物、土壤及微生物等的作用下,降低废水中金属、营养成分及悬浮颗粒物的含量浓度。人工湿地包含多个植物与细菌成分,火电厂可以根据其自身污染物处理情况合理选择成分。人工湿地必须在确保氯含量低的情况下,才能有效降低废水中金属、营养成分及悬浮颗粒物的含量浓度。

4.5 蒸汽浓缩技术

该技术是通过将废水蒸发浓缩形成一定的蒸馏与浓缩水,通过结晶器或喷雾干燥器将浓缩不断蒸发,从而形成蒸馏水与固体废弃物,可回收或填埋处理此部分形成的物质。为了预防蒸发器出现结垢,要预处理废水水质,将其含有的钙镁离子清除掉。

5 工艺设计方案

火电厂在运行中,根据其对水质的实际要求,利用合理的回用技术满足其废水排放要求。循环利用废水,提高其回用效率,降低废排量,尽可能保护新水资源。根据国家相关规定中火电厂供排水整体规划,合理回用排废水,提高中水回用使用效率,引导系统自身尽最大可能实现水供给自给自足,节省现有水资源,降低用水需求量。

根据用水水质需求,利用冷却水循环实现不同用途的用水,提高循环使用效率。从长远角度出发,树立节水意识,不是单纯考虑火电厂运行安全,企业领导还要加强节水宣传。

从火电厂发展角度出发,火电厂现有主要污水处理系统包含工业废水与生活污水处理站。现阶段,工农业污水处理站主要是工农业生产中制造的污水进行收集并处理,符合排放标准后方可再次排放,分离或絮凝沉淀等工艺处理其他企业生产中形成的含油与锅炉酸等形式的废水,有效控制废水中各类物质含量并将其保持在国家标准规定以下,如果超过国家排放标准,可将废水用于火电厂循环利用系统,从而提高其利用效率。

因此,对于电厂企业而言,可以根据企业自身水质需求,分别采用生活污水、含油废水及脱硫废水等污水处理系统中,对企业生产中形成的所有废水进行针对性的处理净化,争取再循环使用,以实现废水零排放目标。

6 结语

综上所述,随着环境污染日益加剧,环境保护得到社会各界的重视,火电厂在其运行过程中,必须贯彻落实脱硫废水回用技术。在实际操作中,不但要确保蒸发能耗得到降低,还要重视降低污泥外排量,尽可能不使用化学品。经过大量实践证明,在预防薄膜结垢技术中,振动膜效果显著,提浓技术具有一定的可行性与经济价值,推动国家实现“零排放”目标。




责任编辑: 李颖

标签: 燃煤电厂 工业废水 烟气脱硫废水 “零排放” 技术应用

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