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燃煤电厂锅炉烟气湿法脱硫废水深度处理工艺选择
时间:2018-04-10 11:14:05

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为了能够满足大气污染物的排放标准,要对燃煤电厂的烟气排放物进行严格的脱硫处理。为避免脱硫设备被腐蚀,必须要排除一定量的脱硫废水,不同的处理工艺,对设备投资费用以及燃煤电厂经济效益有着直接的影响,因而必须做好对燃煤电厂锅炉烟气湿法脱硫废水深度处理工艺的选择。

1.脱硫废水的来源

烟气湿法脱硫工艺包括:脱硫反应塔、石灰石浆液制备系统、脱硫废水处理系统、石膏脱水系统。脱硫废水一般来自石膏脱水和清洗系统,或是水力旋流器的溢流水及输送带过滤机的滤液。石灰石一石膏湿法烟气脱硫废水由不同性质的废水组成,一部分是石膏浆液废水,烟气与石灰石浆液在吸收塔中反应生成的石膏浆液含水率很高,必须经过真空输送带脱水机脱水,脱硫石膏才可以回收利用,这个过程会产生一定的废水;另一部分是工艺冲洗废水,由于浆液池中的石灰石浆液和吸收塔中的石膏浆液浓度很大,易产生结垢堵塞现象,所以需在运行过程中对设备进行不断地冲洗。此外,锅炉冲洗水、排污水、机组冷却水等也是脱硫废水的组成部分。涉及到国内的脱硫废水的水质水量研究,首要关注点为废水的来源。由于近年来火电厂废水量排放的政策要求,脱硫系统的外排废水不止反应塔的自身废水,还容纳了化学车间树脂再生废水、反渗透浓水、循环冷却排污水,这些废水虽然水量不大,但是污染物成分复杂,使得脱硫废水的处理难度增大。

2.脱硫废水深度处理工艺

2.1 结晶技术

目前效率最高的结晶系统是强制循环结晶器,强制循环结晶器适合用在容易结垢液体以及高黏度液体中,非常适合用于盐溶液的结晶。其工艺流程如下:现将高浓度盐水通过泵从底部打入结晶器中,使其与正在循环中的浓盐水混合,在盐卤循环泵的推动作用下进入管壳式加热器;之后循环卤水由切线方向进入到结晶器中,实现连续结晶作用;小比例的卤水被蒸发,卤水内产生晶体,其中大比例的卤水被循环到加热器中,小股水流被抽送到脱水干燥设备,从而实现晶体的风力;经过除雾器将蒸汽中的杂清除掉,经过压缩机对其进行加压后再加热器的换热管外冷凝成蒸馏水,与此同时,将潜热加热管中的卤水释放出来。蒸馏水可以作为高品质用水工艺的补给水,晶体产物可以实现回收利用,可以制作成硫酸氨或者食盐等。

2.2膜浓缩工艺

膜浓缩法分离技术主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透以及正渗透等工艺。 就目前情况来看,膜浓缩法被广泛的应用在脱硫废水处理中,在应用常规废水处理之后的废水,可以利用反渗透和正渗透的工艺对其进行深度处理。 其中反渗透主要指的是在压力的作用下,利用半透膜将水中的各类胶体物质、无机离子等截留下来,以此获得较为纯净的水,同时还可以用在大分子有机物溶液中的预浓缩。 反渗透工艺能够将废水中的无机离子、有机物等杂志去除掉,从而获得高质量的洁净水。正渗透工艺就是利用半透膜,在自然渗透压差的基础上,将水分子从待处理的高宁都的盐水中自然的扩散到汲取液中,同时将原水中的其他溶质截留,之后利用其他工艺将水从被稀释的汲取液中分离出来,从而获得纯净水。

2.3蒸发浓缩工艺

蒸发浓缩技术是目前脱硫废水深度处理的主要技术之一,包括多效强制循环蒸发(MED)、机械蒸汽再压缩(MVR)和低温常压蒸发结晶技术等。 多效强制循环蒸发是以生蒸汽进入的那一效作为第一效,第一效出来的二次蒸汽作为加热蒸汽进入第二效……依次类推。 多效蒸发技术是将蒸汽热能进行循环并多次重复利用,以减少热能消耗,降低运行成本。 机械式蒸汽再压缩作为一种节能减排的工艺能够实现脱硫废水的零排放,机械蒸汽再压缩技术(MVR 蒸发器)相对于多效蒸发结晶技术,能够充分利用以往废弃的蒸汽,同时能耗得以降低。

2.4 脱硫废水的深度处理零排放处理典型工艺流程

就目前燃煤电厂锅炉湿法脱硫废水深度处理、 实现零排放中,以蒸发浓缩和结晶技术为核心的工艺流程是目前国内以及国外采用最多的工艺流程,该技术路线操作稳定、可靠、先进,并且投资运行经济合理,脱硫废水深度处理零排放处理的典型工艺流程。

      其中预处理工艺主要就是对废水中的悬浮物处理掉,同时降低废水的硬度,主要通过采用混凝澄清工艺去除废水中的悬浮物,通过投加石灰以及碳酸钠降低废水的硬度,预处理是废水深度处理的关键。

3.脱硫废水深度处理工艺分析和选择

根据国内外的脱硫废水深度处理来看,深度处理技术基本上都是采用蒸发结晶工艺。因为膜法预处理需要消耗很长的时间,一旦系统中不论哪一个环节出现问题,都会导致整个系统停止运行,而蒸发结晶工艺流程短、运行稳定,其可靠性和对原水变化的适应性远大于膜浓缩法。 根据国内外脱硫废水处理项目发现,脱硫废水的水质情况非常复杂,利用膜浓缩法的可行性是非常低的,因为膜浓缩法预浓缩还存在很多的不足,如威立雅这些国家大企业都是采用蒸发结晶工艺,并没有使用膜浓缩法。

4.脱硫废水深度处理工艺选择需要注意的问题

4.1脱硫废水水质变化

脱硫废水的成份变化较大,与锅炉负荷、燃煤种类、脱硫剂质量以及工艺水质均有较大关系,无法提供较为精确的设计水质,因此需要脱硫废水深度处理系统对水质的波动要有较强的适应性。

4.2脱硫废水水量的变化

脱硫废水的瞬时排放量主要是根据脱硫系统的运行工况而定,因此脱硫废水排放量不是恒定值,需要建立较大的缓冲池,避免深度处理系统受到废水流量波动的冲击。

4.3设备检修时的废水储备

考虑到脱硫废水深度处理系统的正常检修及事故处理,需要建立事故浆液池,事故浆液池的大小,应根据设备检修周期及时间、正常维护工作量等确定.深度处理若采用膜减量及正渗透工艺,废水储备池容积可适当减小。

4.4脱硫废水量的确定

脱硫废水排放量决定了废水处理设备出力的选择,由于脱硫废水深度处理设备吨水造价很高,因此,脱硫废水处理能力直接决定了设备投资费用。在其他条件一定的情况下,脱硫废水排放量主要取决于脱硫系统吸收塔正常运行时所控制氯离子浓度,控制吸收塔氯离子浓度越高,脱硫转机设备及系统的腐蚀越严重,石膏含水率及氯离子含量高,并影响石膏脱水系统正常运行等。控制吸收塔氯离子含量控制越低,脱硫系统废水排放量越高,深度处理设备造价越高。因此,脱硫系统的废水排放量,需要通过对锅炉设计(校核)煤种、模拟脱硫工艺水质、设计石灰石成份等各种因素综合分析核算确定。

5.结束语

我国在修订脱硫废水行业标准时应该充分学习国外的经验,同时结合我国的国情。我国由于不同地域煤种和水质差异大,污染物指标如TDS不能一概而论,应结合不同的回用或排放要求进行处理和标准的修订,根据现有的除盐技术和零排放技术进行综合考虑。


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