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脱硫废水对脱硫系统的影响

北极星环保网来源:电气设备2018/8/10 9:36:39我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:脱硫废水 脱硫废水处理 三联箱

北极星环保网讯:针对目前脱硫系统运行过程中受到的废水排放影响,本文从实践角度出发,分析了系统中脱硫废水的物质成分与产生机理,并在明确影响的基础上提出了控制方向,其目的是为相关建设者提供一些理论依据。

科技水平的不断进步,使得人们对工业生产建设的可持续发展及环境保护的要求越来越高。然而,煤炭燃烧后,经石灰石-石膏湿法烟气脱硫后,废水中产生的氯离子及其它有害物质,严重影响了脱硫系统运行使用的环境保护效果。其中最主要的体现在于:脱硫废水的污染。

为此,相关建设人员应将现有的科学技术成果充分利用起来,即在明确脱硫废水物质成分、产生机理的情况下,找出问题影响以及针对性控制的方法策略。如此,脱硫系统的运行使用效果才能得到控制,进而为工业化的可持续发展提供助力,为环境保护的要求提供保障。

石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中脱硫废水物质成分

相关人员采用实验方法,分别对正常运行系统进行样品取样分析,得出了以下结论:首先,吸收塔内部的浆液样品,Cl-、F-以及SO32-的含量均偏高,且石膏样品水分含量与CaCO3含量超出规范标准。脱硫废水中水样的COD与悬浮物含量超标。

其次,石灰石粉、灰尘以及工艺用水中的铝与氟含量较高,会在吸收塔内部发生复杂的反应,进而生成氟化铝络合物。此物质会吸附在石灰石颗粒的表面,进而增加石灰石溶解与反应难度。此情况下,石灰石的pH值的调节能力就会大幅度下降,以导致致盲现象的出现。

再次,石膏中还有大量的Cl-、F-、Fe+以及Zn2+等金属离子,其不仅会影响石膏的白度与纯度,还会对真空皮带脱水机滤布的细孔造成堵塞影响。此情况下,脱硫系统的脱硫效果就会大大降低,同时石膏脱水效果难以很好的实现。最后,Cl-是抑制吸收塔内部化学反应的重要物质,其不仅能够调节pH值,还能降低SO42-去除率,同时更会造成脱硫设备内部的腐蚀。

脱硫废水对脱硫系统影响及控制方向

1. 控制方向

要想保证脱硫废水排放系统与其它设备的正常运行,应严格实验结果,来控制废水的排放量。同时要保证吸收塔前除尘系统运行的安全可靠性,将脱硫入口的粉尘浓度,控制在正常范围内。作为氯离子的主要来源,烧结燃烧,应通过控制进入电厂煤的煤质和提高脱硫剂石灰石的品质,来提高石灰石浆液的活性。此外,还要定期化验石灰石浆液和石膏的成分,来为异常现象的调整提供重要依据。

2. 系统影响

脱硫系统中的脱硫废水会造成金属出现缝隙、孔以及应力腐蚀现象。即当浓度到达一定程度后,既影响了吸收塔的运行经济性,还降低了其作用可靠性与耐久性。当脱硫废水达到一定量后,能够抑制吸收塔内部的化学与物理反应过程,进而改变吸收塔pH值,对二氧化硫的吸收造成影响,进而降低脱硫的效率。

脱硫剂消耗量会随着氯化物浓度的增加而增大,且氯化物不仅会抑制吸收剂的溶解,还会增加后续石膏脱水的难度。当脱硫废水中的Cl-离子含量过高,就会破坏浆液中[H+]的平衡,进而抑制HSO3-的生成。此情况,会大幅度降低亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子的效率,进而对石膏晶体的形成造成影响。

此外,脱硫废水中的氯化物含量较大时,吸收浆液中的惰性物就会增加,进而导致浆液浓度升高问题出现。当石膏排出泵、循环泵等负荷作用增加时,电耗就会增加。当浓度过高,石膏的脱水效果就难以得到保证,进而导致反应脱出石膏含水率较大。而氟离子的影响与氯离子相似,但由F-与钙离子反应生成的氟化钙会沉淀下来。此情况,会对石膏的品质带来影响,即低于氯离子所带来的管道与塔体腐蚀影响。

脱硫废水系统改造优化方案

1. 过渡改造方案

在浆液储存箱标高2.5m处加装溢流管,加装滤网,出口送至脱硫废水变频泵入口,经脱硫废水变频输送泵将沉淀后的脱硫废水送至脱硫废水处理站,固含量控制在1%以下,满足脱硫废水处理站的处理要求。对脱硫废水处理系统的过渡改造,充分利用了电厂现有的设施资源,简单易行,节省成本。同时,通过对脱硫废水系统的初步改造,基本上满足了脱硫废水处理站进水含固量的要求,使脱硫废水处理系统能够间歇运行,在一定程度上缓解了脱硫系统存在的问题。

尽管对脱硫废水系统的初步改造能够在一定程度上满足脱硫废水处理站进水含固量的要求,但作为一种临时措施,还存在着很多不足,如限于浆液储存箱的结构难以保证脱硫废水连续进水,难以稳定脱硫废水处理站进水含固量,进而降低废水处理系统的处理效果。

2. 设计优化及改造方案

为保证脱硫废水处理站能够连续运行,进一步采取了更为完善的措施对系统进行了优化和改造。

(1)增加了二级旋流站设备,同时对一级旋流站进行了升级改造,实现了二级旋流站出口的脱硫废水浆液固含量降至到3%以下。

(2)建设了三级沉淀池,将由二级旋流站出来的脱硫废水进行了三级沉淀,实现了由第三级沉淀池送到脱硫废水三联箱的脱硫废水的固含量降至1%以下。改造后的系统中,浆液储存箱起到了储存废水,缓冲脱硫废水处理站来水流量的作用。

(3)对原来的脱硫废水输送管路和阀门进行了改造,将脱硫废水输水管段地下段管路改为地上衬塑管,并且扩大了管径,解决了管路堵塞问题。

(4)对加药系统进行了改造,通过直接添加强碱(NaOH),对pH进行了有效控制。

(5)对PLC控制逻辑和流程进行了优化和调试,实现了手动和自动结合的运行方式,简单实用地实现了运行方式的有效控制。

废水“零排放”常规处理工艺介绍

1. 预处理工艺系统

经三联箱处理后的脱硫废水中硬度离子含量很高,若不加处理会对后续设备及管道造成严重的污堵,所以在预处理时常会采用“pH调节+混凝+沉淀”的处理工艺降低水中钙镁离子的含量。首先在pH调节池中将进水调整至9.0~10.0,将Mg 硬度转换为钙硬度。然后在混凝池中分别加入碳酸钠药剂,可以有效的将水中的硬度离子降低至1~2mmol/L。再投加PAM药剂,通过絮凝、沉淀工艺将无机泥排出。处理后的水进入浓缩工艺段进一步处理。

2.浓缩减量工艺系统

零排放工艺的最终目标是将水送至蒸发器中结晶,但由于蒸发器造价高昂,且运行费用高,所以最大限度的将废水减量是本工艺段的主要目标。

(1)反渗透工艺(预浓缩工艺—不分盐)

反渗透工艺是利用半透膜的原理,通过在高浓度侧施加压力将水和盐分离出来。系统回收率通常可以设计在70%~80%之间,产出的干净水由于离子含量低,可以回用到工业系统中。而反渗透膜截留下的有机物、胶体和无机盐由浓水侧排至浓水收集水箱,后续进入高效浓缩工艺单元进一步处理。反渗透法制取除盐水是一个物理过程,所以比离子交换法环保。同时处理过程简单,易操作,自动程度化高,人工干预量小,同时系统的管理与维护简单。

(2)纳滤工艺(预浓缩工艺-分盐)

纳滤膜元件是一种特殊分离膜品种,原理与反渗透类似,其截留特性介于超滤与反渗透之间。因此,纳滤膜元件对水中溶解的小分子有机物有很高的脱除率,同时纳滤膜元件对水溶液中的离子也有一定的脱除率(一般在20%~98%之间)。主要是对二价及以上的高价离子去除率较高,而一价离子则没有什么去除效果,适合进行分盐处理设计。由于纳滤的产水中一阶离子含量高,而浓水中二阶离子含量高。由此可以把NaCl和Na2SO4分开,在蒸发结晶时得到较高纯度的结晶盐。

结语

综上所述,脱硫废水对脱硫系统的影响主要体现在脱硫设备缝隙、孔以及应力腐蚀现象对其的控制,同时还有影响到二氧化硫吸收的化学反应过程,应采用实验手段,来合理控制脱硫废水的排放量。事实证明,只有从问题角度出发,才能使确定使用的脱硫废水排放策略得到控制,进而降低给周边环境带来的影响。为此,相关建设人员应将上述研究成果更多地作用于实践,以促进所处地区工业化的可持续发展,为环境保护的要求提供保障。

延伸阅读:

脱硫废水系统改造及运行方式优化

中小型电厂脱硫废水烟道蒸发零排放处理技术

国电汉川脱硫废水蒸发结晶项目工艺解析

燃煤电厂脱硫废水喷雾蒸发技术研究现状

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