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电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理技术探讨

北极星环保网来源:《中国科技博览》作者:张伟等2017/6/6 9:21:50我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:脱硫废水 废水处理 脱硫技术

北极星环保网讯:本文阐述了石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水的来源以及水质特性,说明了为准确预测脱硫废水量,还应该对燃煤中的Cl或者烟气中的HCL质量浓度进行测定。并通过对常用的几种脱硫废水处理方法进行分析,提出电厂应设置独立的化学处理系统进行合理处理,经处理后污染物去除效果明显,PH、CODCr、悬浮物及重金属等都已符合排版标准要求。

关键词:电厂;烟气脱硫;废水处理

石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术是目前应用较广泛、技术较成熟的电厂烟气脱硫工艺技术,该技术具有低成本、高效率且运行稳定等诸多优点。但在实际应用过程中,石灰石-石膏湿法脱硫技术不可避免会产生一定量的脱硫废水,该废水的特性与电厂的其他废水有很大的不同,因此,如果回收利用脱硫产生的废水,提高水资源的利用率,是电厂水处理研究的重点课题。

1脱硫废水的来源及水质特性分析

1.1脱硫废水的来源

煤在经过高温燃烧的过程中,所含有的化合态氯会分解转化成氯化氢气体,而氯化氢气体具有易溶于水的特性,可在吸收塔内与二氧化硫气体一起被循環浆液吸收,并且与浆液中的金属离子相结合生成金属盐。在FGD运行条件下,这些金属盐的含量会越来越多,而工艺液中高浓度的氯化物对脱硫系统的正常运行造成一定的影响,其主要有下几个方面:

首先,可降低脱硫的效率或吸收剂的利用率。其次,会对系统中的相关构件造成一定程度的腐蚀。第三,会降低脱硫副产物石膏的质量。所以,要想提高湿法石灰石-石膏FGD系统脱硫效率就一定会产生一定量的废水,同时还需要补充相应的工艺水来中和工艺过程液体中的Cl-的浓度,并对石膏饼进行冲洗,因此可知脱硫过程中所产生的废水主要来自于石膏脱水和清洗系统。

脱硫系统中的废水量与烟气中的HCl气体有密切关系,脱硫废水的水量主要取决于循环浆液中的Cl-的浓度,如果浆液中Cl-的浓度太高的话将会直接影响脱硫的效率;如果浆液中Cl-的浓度太低的话,脱硫废水量将会增大,废水处理成本也会相应提高。此外,脱硫废水的水量还与脱硫工艺所使用的水质有关,如果使用工艺水质的Cl-浓度较高的话也会导致脱硫废水量增大。经实践证明一般情况下脱硫废水Cl-的质量浓度应控制在10~20g/L为宜。

1.2脱硫废水的水质特性

一般情况下,脱硫废水为弱酸性,其PH值为4~6,悬浮物、(主要包含是石膏、氧化硅、金属氢氧化物以及飞灰等)可溶性氯化物、硫酸钙、硫酸镁等盐类等。富源热电厂主要采用石灰石-石膏法进行燃煤锅炉烟气湿法脱硫技术,通过对该厂的脱硫废水水质进行检测情况如下表1所示,可以看该热电厂脱硫废水的PH值呈酸性,且悬浮物和Cl-浓度较高,重金属的浓度也已超标。

脱硫废水

2脱硫废水的处理

目前国内外主要的脱硫废水处理方式主要有:单独设置化学水处理系统、水力除灰、蒸发等三种方式。

2.1水力除灰

水力除灰系统主要是利用脱硫塔排出的吸收液为冲灰水,不仅可以使冲灰水的PH值达标而且还可以防止系统结垢。当未经处理的废水直接进入水力除灰系统后,废水中的酸性物质及重金属可以灰中的CaO发生化学反应生成固定进而去除。水力除灰系统中的冲灰水量往往比脱硫废水量要大的多,因此该系统不需要进行专门改造即可达到脱硫废水处理的预定效果。

2.2蒸发

蒸发处理脱硫废水的方式主要有两种:一种是物理蒸发,一种是喷入烟道蒸发。物理蒸发主要是利用电厂产生的水蒸气来对废水加热气化,然后再冷凝成为水蒸气进而获得可利用的蒸馏水和废水浓缩液。但是通过蒸发获取废水浓缩液的过程中会结晶析出大量的石膏和氯化钠形成水垢附着在热交换面上,这样大大降低热交换的效率,影响系统的稳定运行,另外再加上该种脱硫废水处理方式成本较高,因此国内投资运用的较少。

喷入烟道蒸发的方式主要是将FGD排放的废水喷入空气预热器和除尘器之间的烟道内,然后再将脱硫废水蒸发为水蒸气进入烟道,最后再利用电除尘器除去脱离的固体颗粒。该方法相对于物理蒸发具有成本低、工艺简单的优点。但是存在一定的缺陷,就是在蒸发过程中会增加烟道湿度,时间长久后会腐蚀除尘器。

2.3单独设置化学水处理系统

该方案是一套完整的化学水处理系统,是集氧化、中和、凝聚、沉淀等一系列工艺流程来去除废水中的污染物,是一项较为成熟的废水处理技术。该技术在富源热电厂废水处理中被广泛应用。

脱硫废水

如图1所示,该系统可氧化废水中的有机物及SO2-3离子以降低COD,通过中和作业去除废水中的一些重金属离子,然后再通过凝聚反应去除废水中的细小而分散的固体微粒,最后再通过浓缩澄清,最终实现脱硫废水的处理排放和再利用。

通过该化学水处理系统的实践应用后,该厂废水中重金属已明显降低,各项指标均满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准,完全符合排放水质要求。

3结论

通常脱硫废水的PH值较低,通过处理后将PH值提高为6~9范围内,符合了我国废水排放标准。另外,含有大量悬浮物和金属离子的脱硫废水,经水处理后其中悬浮物和氟化物处理效率均达到95%以上。因此可知石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水经物理和化学方法处理后达到了废水排放标准,实现了预定的处理效果。

参考文献

[1]张国鑫.脱硫废水引入渣溢水系统的处理效果分析[J].电力环境保护,2010,26(1):39-41.

[2]刘晓龙,高飞燕,石灰石.石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率探讨[J].内蒙古科技与经济,2010.4:206.

《中国科技博览》作者张伟,张福军,韩秀娟

延伸阅读:

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火电厂脱硫废水零排放设备改造探讨

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