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中小型电厂脱硫废水烟道蒸发零排放处理技术

北极星环保网来源:清洁高效燃煤发电技术中心2017/7/26 10:32:41我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:脱硫废水 烟道蒸发 废水零排放

北极星环保网讯:本文分析了石灰石-石膏法脱硫废水的来源、成分及其特点,论述了脱硫废水的几种处理方式。针对中小型电厂脱硫废水水量小、含盐量高的特性,设计了一套以烟道蒸发处理技术为核心的零排放处理工艺。

脱硫废水

该工艺首先对废水进行絮凝沉淀和过滤,去除重金属后,采用烟道喷雾蒸发处理技术对其进行蒸发浓缩,浓缩后物质经过除尘装置捕集后进入灰库进而实现废水零排放。该工艺不仅不会对烟道和除尘器产生腐蚀,同时,可降低烟尘比电阻,对除尘器效率有一定程度的提高,在节能和环保领域具有很高的工程应用价值。

关键词:脱硫废水;零排放;烟道喷雾蒸发处理技术

中国是以火力发电为主的国家,煤炭用于火力发电行业的比例在2013年占到53%,预计2020年会达到60%以上。火力发电厂燃煤会产生大量的二氧化硫,严重危害自然环境和人类健康[1]。石灰石-石膏法脱硫工艺脱硫效率高、适用煤种范围广、设备运转率高、工作稳定可靠、脱硫剂来源丰富且廉价,是目前世界上应用最广泛的一种脱硫技术[2]。

脱硫系统在运行中由于工艺水循环会产生一定量的高浓废水,该废水水量较小、水量水质波动大、可溶性离子(Cl-、SO42-)浓度高、重金属离子种类较多等特点,排放前必须进行处理[3]。目前,我国脱硫废水常用化学沉淀法、流化床法和微滤膜法进行处理[4],使出水水质符合GB8978-1996《污水综合排放标准》的要求,上述处理方法虽然能够去除废水中COD、SS和重金属,但对废水中的盐分无法去除,无法实现废水“零排放”。

目前新型的废水零排放工艺包括以“预处理”、“膜系统”浓缩、“反渗透”过滤、“立式降膜MVR蒸发器”蒸发、结晶等为核心的处理工艺段组合[5],该工艺可以实现废水回收再利用,无任何废液排出工厂,但废水处理的单位投资成本为200-350万元/吨水,单位运行成本30-120元/吨水[6],上述废水零排放高额的投资和运行成本对于中小型电厂是难以负荷的,应寻求低成本的废水零排放解决方案。

而烟道处理技术[7-8]可采用雾化喷嘴将电厂脱硫废水进行雾化,喷入电厂空预器与电除尘器之间的烟道内,利用烟道内高温烟气将雾化后的废水液滴蒸干,形成细小固体颗粒结晶随烟气灰尘进入电除尘器被电极捕捉,进入除尘器灰斗随灰外排,达到脱硫废水零排放的目的。该工艺投资成本低、运行效果好,在节能和环保领域具有很高的工程应用价值。

1脱硫废水水量和水质

煤中的多种元素,如F、C1、Cd等,在燃烧过程中产生多种化合物,随烟气进入脱硫装置吸收塔,溶解于吸收浆液中,在石膏脱水阶段产生一定量的脱硫废水。以齐鲁制药(内蒙古)有限公司3×75t/h循环流化床锅炉石灰石-石膏法脱硫工程为例,脱硫废水平均排水量为1.3m3˙h-1,瞬时最大废水排放量为4m3˙h-1,水质水量波动大。该脱硫废水具有以下特点[4]:

(1)水质不稳定,负荷变化大。

(2)悬浮物(SS)含量高,变化大。

(3)化学需氧量(COD)超标。在脱硫废水中,形成化学耗氧量的主要因素不是有机物,而是还原态的无机物连二硫酸盐[9],可生化性差。

(4)含盐量和硬度高。可溶性盐含量在15000~40000mg/L的范围内,阳离子钙,镁等离子含量极高,铁、铝含量较高,阴离子主要有C1-、SO42-、SO32-、F-等。

(5)腐蚀性强。pH为4.5~6.5,显弱酸性,氯离子含量很高,腐蚀性非常强。

(6)含多种重金属。含汞、铬、镉、铅、砷等重金属物质。

脱硫废水设计进水水质见表1。

 脱硫废水

2新兴脱硫废水零排放工艺

针对脱硫废水的水质特点,目前大机组电厂废水零排放项目普遍采用以下几种处理工艺[10]:预处理+MVR立式降膜蒸发器+强制循环结晶器;‚软化预处理+膜减量(反渗透RO)+MVR立式降膜蒸发器+强制循环结晶器;ƒ软化预处理+膜减量(反渗透RO)+正渗透(FO)+MVR立式降膜蒸发器+强制循环结晶器;

美国、欧洲、澳大利亚等发达地区部分火电厂废水零排放项目,普遍采用工艺的处理方式,生成的结晶盐做填埋处理。华能长兴电厂2×660MW机22t/h脱硫废水和反渗透浓水零排放项目采用工艺ƒ的处理方式成功投运。广东河源电厂、三水恒益电厂的脱硫废水零排放系统也已经成功投运,但系统的投资和运行成本过大,并且结晶盐氯化钠含量低,很难实现结晶盐资源化。

延伸阅读:

关于烟气余热用于脱硫废水处理的探讨

燃煤电厂脱硫废水综合处理工艺

深度过滤 烟道蒸发处理脱硫废水的数值模拟

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