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火电厂脱硫废水烟道蒸发零排放关键技术研究

北极星环保网来源:西部论丛2019/1/3 10:40:31我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:脱硫废 零排放技术 脱硫废水处理

北极星环保网讯:文章分析火电厂中脱硫废水的来源以及对其进行处理的必要性,对火电厂脱硫废水烟道蒸发零排放技术的原理进行介绍,并重点对此技术中的“浓缩减量、高效蒸发、降低影响”等关键技术进行分析,以供参考。

1 引言

随着我国近年来日益突出的环境问题,给污染排放大户发电企业也带来越来越大的环保压力,而我国目前主要的发电形式仍然是以燃煤为主的火力发电,所以火电厂的近零排放技术一直是当前火电厂污染治理的重要研究方向。

在火电厂进行电能生产的过程中,其不仅消耗较多的煤炭等能源,而且还会产生较多的SO2、CO2、NOx等污染环境的物质,在目前全球环境恶化并引起人们重点关注的形势下,我国针对火电厂也提出了相应的污染物排放的标准,并提出了节能减排的一些列相关政策和要求。

目前在火电厂中已经广泛应用烟气脱硫等污染治理技术,但是在脱硫吸收塔排除的浆液中产生的废水中含有较高浓度的溶解型盐和CI-,以及重金属例子和石膏等固体悬浮物,还具有一定的腐蚀性,所以也引起了人们的关注,并开始研究零排放的相关技术对脱硫废水进行处理。

2 相关技术原理

在目前的火电厂中采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术的同时,其烟气中的CI-也会会被浆液吸收并且在多次循环过程中不断积累,在浆液排出时含有较高CI-的浆液会经过石膏旋流器和真空脱水机进行处理,最终形成脱硫废水。

针对脱硫废水的治理在国外开始较早,且最早是通常流化床法对原有的化学沉淀法进行替代,但是其除CI-的效果较差,后来又研发出“化学加药絮凝+二级澄清分离+过滤”的工艺,但是需要增设生物除硒单元。

目前我国主要采用的脱硫废水处理技术为“中和+絮凝-沉淀”的三联箱技术,但是也需要在其中增加加多的化学药剂,增加了后续进行污泥脱水治理和系统检修维护的难度,增加了设备检修维护成本。

所以我国在国外发达国家对脱硫废水烟道雾化蒸发处理技术研究的基础上,结合我国的脱硫废水处理实际情况对此技术进行深入研究,提出了一种脱硫废水稳定有效实现“零排放”的新思路。

脱硫废水烟道蒸发零排放技术的原理就是对脱硫废水中的大量的固体悬浮物和溶解型盐进行处理,首先针对其特点进行浓缩减量化处理,然后对其进行过滤之后通过雾化喷射装置进行雾化然后将其喷射到烟道中,此时其还有较高的溶解型盐,其在锅炉尾部烟气的加热作用下会瞬间蒸发为水蒸汽,而其中的盐分则还会由于结晶而随着烟气中的烟灰颗粒而被除尘器捕集和处理。

而经过处理之后的水蒸汽则会通过烟气管道后进入脱硫吸收塔中,通过喷淋冷却而凝结为水,最后进行脱硫塔的浆液循环系统中进行循环再利用,这样就实现了脱硫废水的零排放,还提高了废水的利用效率。

3 脱硫废水烟道蒸发零排放关键技术

3.1纯物理浓缩技术。根据脱硫废水烟道蒸发零排放技术的原理可知,除尘器可以将废水中的固体物质进行捕集,所以这对烟道和除尘器的防腐蚀性能提出了较高的要求,而且如果在喷射废水过程中没有对其废水量进行控制,则容易由于数量过多而降低电除尘器的飞灰品质,影响其综合利用效率。

所以说,此技术中第一个关键技术就是进行浓缩减量。此技术中采用的是“预沉淀+深度锅炉”的纯物理浓缩技术,其原理就是脱硫废水在预沉淀池内进行沉淀之后,对沉淀池上层的清液进行深度过滤,并对其底部的污泥进行浓缩脱水处理,而且在沉淀过程中可以通过加入药物来对处理系统进行简化,而且降低了运行维护的难度以及投资成本和维护费用,还可以对废水中的较高的含盐量所引起的结垢问题进行有效预防。

3.2高效蒸发的关键技术。根据此技术的原理,脱硫废水会经过雾化喷射装置进行雾化然后喷射如烟道中,这就需要通过对雾化装置喷嘴选型、布置以及管道设计等方面进行优化来实现高效蒸发,而且优化的依据就是根据高盐液滴蒸发处理的工艺特性优化规律,此外,为了提高雾化效率,还可以进行高效声波吹灰装置的设置,同时还可以对雾化和喷射过程中由于废水沾湿飞灰而导致烟道内出现灰沉积的问题,此装置也能对其粉煤灰中的细颗粒物起到团聚作用而有利于其脱除。

所以高效蒸发技术的应用不仅可以将脱硫废水中的盐分进行高效去除,而且也对烟气余热进行有效利用,并降低电除尘器内的烟温并增大其湿度来降低粉煤灰的比电阻,从而对其除尘效率起到显著增加的作用。

3.3综合评估尾端影响。在应用此技术进行火电厂脱硫废水的处理时,需要确保其尾端除尘脱硫装置的安全稳定运行,所以就需要在应用此技术时对此技术的烟气特性、粉煤灰特性、脱硫塔水平以及设备腐蚀等的影响情况进行综合评估。

以某火电厂的具体应用和评估为例,其采用的是4×200MW机组,且此机组的脱硫废水量为15m3/h,除尘器入口单台机组烟气量为139万m3/h,烟气温度为120℃,烟气含尘量为32g/m3,根据上述数据经过计算可以得到采用此技术进行脱硫废水处理时,废水经过雾化并喷射如烟道中进行蒸发之后的烟气湿度增加不足0.5%,而且烟气温度也随之降低到了116℃,而此温度的降低则会引起烟气体积流量的减少以及烟气在除尘器中停留时间的增加,这就降低了引风机运行中的能耗量而且提高了除尘器的除尘效率,并对除尘器中飞灰的比电阻进行有效降低,同时又进一步地提高了除尘器的除尘效率。

在经过上述处理之后的烟气酸露点温度不足95℃,所以满足电除尘器进行安全运行的要求。并且對脱硫塔进行综合评估之后得出其补水不平衡率满足低于4¥的要求,结晶盐的质量占灰质量的比重较小且不足0.2%,灰中水溶性氯离子的含量也不足0.08%,所以也满足对于灰品质的要求。

4 结语

在火电厂的实际脱硫废水处理中,将此技术与传统的三联箱处理技术进行对比可知,此技术具有较为简单的工艺和较低的成本。以某火电厂中2×600MW机组中采用的石灰石-石膏湿法烟气脱硫机组为例,其采用传统的脱硫废水处理工艺每年的运行成本约为180万元,而采用此技术的运行成本只有25万元,而且经过处理之后也不需要对污泥进行处理,从其设备投资成本来看,传统技术的投资成本为1200万元左右,而此技术的投资成本之后700万元,所以具有显著的经济效益,在目前我国的火电厂中具有广阔的应用前景。

延伸阅读:

中小型电厂脱硫废水烟道蒸发零排放处理技术

脱硫废水烟道蒸发热源的选择

热电项目脱硫废水零排放处理系统的技术方案


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