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燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺探究

2022-03-26薛东生

家园·电力与科技 2022年2期
关键词:零排放燃煤电厂处理工艺

薛东生

摘要:脱硫技术是国现在大多煤电行业为防止污染环境所使用的方法。近年来,随着社会的发展,用电量的攀升,燃煤电厂作为我国发电行业的大户更是十分热门。但是随之而来的环境问题便不能忽视更要积极解决。

关键词:燃煤电厂;脱硫废水;零排放;处理工艺

引言

燃煤电厂是我国现代化经济建设中的支柱型产业,能够最大程度上满足社会群体的日常生活用电供应需求,在拉动国民经济增长上发挥着重要的作用。在可持续发展理念下,节能政策不断推广,社会群体的环保意识也不断提升,政府部门高度重视燃煤电厂的脱硫废水排放问题,为进一步加强生态环境保护,应当积极优化燃煤电厂脱硫废水排放处理工艺,全面提高燃煤电厂的生态效益和经济效益。

一、废水来源

烟气经引风风机引出电除尘设备后进入脱硫系统。经增压风机、换热器、吸收塔、除雾器、换热器后,洁净的烟气进入烟囱排入大气。在吸收塔中随着吸收剂吸收二氧化硫过程的不断进行,吸收剂有效成分不断的消耗产生亚硫酸钙并经强制氧化生成石膏,而且在吸收剂洗涤烟气时烟气中的氯化物也逐渐溶解到吸收液中而产生氯离子富集。氯离子浓度过高会降低副产品—石膏的品质。当吸收塔内浆液浓度达到30%时,认为吸收剂基本反应完全,脱硫能力相当弱,吸收塔浆液中氯离子的浓度达到最大允许浓度(20000mg/l左右),这时将吸收塔浆液抽出送至石膏脱水车间用真空皮带脱水机脱水。在脱水过程中产生的滤液便是脱硫废水的主要来源。吸收塔后的除雾器用于去除高温烟气经过吸收塔后产生的大量雾气。除雾器冲洗水循环使用,当除雾器冲洗水水质不能达到工艺要求时,也将送至废水处理站处理。除雾器冲洗水是烟气脱硫的第三个来源。

二、脱硫废水处理的必要性

脱硫装置最主要的针对的对象还是烟气和废水,因为脱硫废水中的杂质最主要还是来自烟气,当然,还有一部分是来自脱硫剂以及工业用水。我们所认为的最大的环境污染还是烟气问题,因为烟气中含有很多来自煤矿燃烧所带来的金属离子和一些严重污染环境的离子以及化合物。烟气是最主要的排放点,当温度升高,液体气态化后,煤矿燃烧所带来的有害化合物和重金属离子也随着被气化的气体进入脱硫系统,在相应的吸收剂里面被吸收,最后排放出去。所收集的有害部分就被留在了吸收剂里面。吸收剂里面的杂质还包括了重金属和氟化物等一些严重危害生态环境的杂质,这也是我们所最不希望流入环境的污染物,所以这些杂质和普通的废物杂质处理完全不一样,应该单独处理或者交给有关机构或者部门来处理。

三、脱硫废水主要特性

(一)盐含量较高

根据实际生产情况可知,脱硫废水含有较高的盐量,随着电力供应需求变化,含盐量也会发生很大变化,一般变化范围在每升三万毫克和六万毫克之间,与燃煤电厂的发电情况有着直接联系。

(二)水质不稳定

脱硫废水水质与石灰石纯度、煤种类、脱硫氧化风量、吸收塔内Cl-质量浓度和吸收塔内的浓缩倍率等因素有关,因而即使相同脱硫装备在不同时段,水质也存在较大差别。

(三)腐蚀性较强

由于脱硫废水的成分较复杂,含有较多酸性物质,具有较强腐蚀性,因此,在发电过程中,会对机械设备、管道的呢过造成了严重腐蚀,是燃煤电厂目前急需解决的重要问题。

四、燃煤电厂脱硫废水处理工艺

(一)中和处理

根据我国脱硫废水处理相关规定和燃煤电厂的实际发电情况,进行中和处理,首先要将废水进入混合池,采用石灰石或其他碱性化学试剂,进行脱硫废水的PH值调整;然后进行中和处理的酸碱中和反应,除去相关离子物质。

(二)蒸发浓缩

蒸发浓缩的核心工艺是“降膜式机械蒸汽压缩再循环蒸发技术”(降膜MVR)。该技术将二次蒸汽再压缩作为热源,实现汽化潜热的持续循环利用,一般浓缩比达到6倍以上即不再需要补充鲜蒸汽,单一的机械压缩蒸发器效率,理论上相当于20倍的多效蒸发系统(MED),而运行能耗不足MED的10%,具有单位能耗低、物料停留时间短,工艺简单等显著优点降膜MVR工艺有立管降膜机械蒸汽压缩蒸发系统(立管MVR)和卧式喷淋机械蒸汽压缩蒸发系统(卧式MVR)2种。立管MVR换热管垂直放置,管外是高温蒸汽,废水在管内自上而下呈膜状流动蒸发成水蒸气,该工艺成熟;但对结垢型水质适应性差,换热管易堵塞且难以恢复,运行情况难以监测。卧式MVR换热管水平放置,液体从上部喷嘴喷出,落在上层水平管的外表面,圆周绕流后汇集于管子底部再落到下层管子上,管内为强制对流高温蒸汽,它释放的热量使管外液膜蒸发;该技术对于结垢型水质适应性更强,便于监控,但换热面积大造成设备制造费用较高。脱硫废水属易结垢水质,在蒸发系统前设置水质软化系统,能显著降低蒸发系统的结垢倾向,减少设备维护时间。对于废水中盐分易结晶附着在换热管表面结垢问题,可结合晶种法种盐技术来减轻。

(三)多功效结晶蒸发

预处理了先期的脱硫废水之后,有着比较高的温度会存在于这些废水中,然后,向着四效蒸发系统中进入,在渐热完成了以后,向着岩浆桶里面直接的倒入,向盐旋流器中利用盐浆器进行运送,之后向着下方的离心机中运入,在加热盐晶体的时候,对干燥床进行使用,确保有一定的干燥性能够存在于盐晶体中,向场外通过汽车进行运送。

(四)沉淀处理

经过上述处理以后,需要将剩余废水转移到其它设备,观察废水的处理情况,一般底部的污泥都由絮凝物沉积而成,经过厢式压滤机压滤之后,进行沉淀物的固液分离操作。在按照脱硫废水处理工艺的工序进行沉淀处理时,上部分的净水必须经过PH值检测和悬浮物含量检测达标后,才可以由净水泵向外排出,否则将按照混凝沉淀到综合处理的工序进行重新净化,以达到提高水资源利用率的目的。

(五)炉渣废热综合利用

对于水力除渣或湿排渣的燃煤电厂,可将脱硫废水作为补给水引入除渣系统。燃煤电厂高温炉渣中含有大量碱性氧化物组分,炉渣溶出液pH值约为12,且为多孔结构,比表面积大,吸附特性良好。脱硫废水呈中性偏酸性,将脱硫废水引入湿排渣系统,强碱性渣水可沉淀废水中重金属离子,炉渣可吸附废水中悬浮物及金属氢氧化物沉淀,利用炉渣废热还可实现脱硫废水在除渣系统里蒸发、结晶,结晶盐可随炉渣一起运出厂外。该方法是一项以废治废的高效节能处理途径,但会受到除渣系统闭式循环水量的限制,若脱硫废水水量大于除渣系统水分损失量,除渣系统无法完全消耗脱硫废水,需将脱硫废水进行浓缩减量。

(六)分离澄清

在压滤机压滤了一些固垢之后,并且分离了液体和固体之后,向着外面对这些固垢进行运送,然后完成处理,向着脱硫废水池中会重新流入有一些过滤后的液体,经过澄清器四周的出口将上面的干净水向着净水箱中流入,之后按照悬浮物的监测表和PH值,来有效的检验这些废水,一直到符合标准才能够停止。

结束语

总而言之,随着经济的不断发展和进步,为我国各项工程建设的发展带来了极大的推动作用。这样一来,对于電能的需求也会逐渐的增大,因此,燃煤发电厂在其中承担着极大的重任是,燃煤发厂在运行的过程中会有很多脱硫废水被排放出来,重的影响了我们的环境,因此,将排放处理技术研究出来是非常必要的,需要我们高度的重视起来。

参考文献

[1]王焕伟,治卿,张文耀,等。燃煤电厂脱硫废水零排放现状分析[J]。环境保护科学,2020,46(3):4。

[2]黄晓亮,蔡斌,刘威,等。燃煤电厂脱硫废水零排放现场中试研究[J]。工业水处理,2020,40(6):4。

[3]杨冬,杜欣,王冰。燃煤电厂脱硫废水零排放技术对比研究[J]。东北电力大学学报,2021,41(4):8。

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