基于火力发电厂脱硫废水深度处理工艺的应用分析

发表时间:2019/9/19   来源:《电力设备》2019年第8期   作者:尚金明
[导读] 摘要:火力发电厂在燃煤脱硫烟气过程中产生废水,废水水质成分繁琐,燃煤质量不同相应的脱硫废水组分不同。
        (国家电投集团贵州金元股份有限公司纳雍发电总厂  贵州毕节  551700)
        摘要:火力发电厂在燃煤脱硫烟气过程中产生废水,废水水质成分繁琐,燃煤质量不同相应的脱硫废水组分不同。所以,火电厂通常根据废水处理工艺选择不同的处理措施。接下来,笔者结合实践研究,就火力发电厂脱硫废水深度处理工艺的应用方法展开分析。
        关键词:火力发电厂;脱硫废水;深度处理工艺;应用分析
        燃煤发电作为我国主要发电形式,燃煤发电时产生较多二氧化硫与粉尘给空气质量带来巨大影响。所以,控制燃煤电厂排放的烟尘具有重要作用。常见脱硫技术为石膏法,具有脱硫效率高、脱硫快速、成本低的特点;但该处理工艺废水水质复杂不利于生态环境保护。为此,文章提出脱硫废水深度处理工艺的应用方法。
        一、问题的提出
        脱硫废水指的是燃煤电厂对燃煤烟气实施石膏脱硫,为保证装置内浆液循环系统物质稳定,避免烟气内部分可溶离子对设备运营与石膏质量较大影响,比如:氯离子浓度较高时对吸收塔与结构产生腐蚀,在系统内排放的废水。废水是来自石膏脱水、压滤机脱水的滤液。脱硫废水内带有重金属与无机盐。根据标准要求:脱硫废水不可直接排放,对生态环境污染严重、水资源消耗严重。
        二、脱硫废水水质特征
        脱硫废水特征与影响:水质呈酸性,酸碱度5--6,若直接排放将腐蚀管道、水工构筑物。悬浮物浓度高,石膏湿法脱硫废水内悬浮物含量在104mg/L以上。悬浮物含量大导致水质变浑浊,管道内形成结垢降低设备运行效果。成分复杂,水质变化明显,由于煤产地不同使得产生的烟气成分不同,脱硫废水组分变化显著,通常火电厂会结合水质特征应用处理工艺。硬度高、易结垢,脱硫废水中的钙镁离子和碳酸盐量较高,废水中的硫酸钙达到饱和,加热浓缩时容易结垢。易腐蚀,脱硫废水的盐分高,特别时氯离子含量,且为酸性,腐蚀性大。所以,对设备与管道材料质量有严格要求。
        三、脱硫废水处理工艺分析
        火力发电厂脱硫废水水量小,但废水成分组织多,其中带有较多第一类污染物,直接排放将影响生态环境。
        (一)化学沉淀法
        沉淀法在脱硫废水处理中得到了广泛应用,处理过程分为沉淀、絮凝、澄清。中和沉淀主要作用是调整脱硫废水的PH,经过PH自动控制设备控制中和剂的添加量,将废水PH参数调节到的8--9。碱性中和剂分为氢氧化钙、氢氧化钠,中和沉淀激励指的是先后投加中和剂与硫化物,化学反映生成氢氧化物沉淀与硫化物沉淀。絮凝澄清是利用絮凝处理悬浮物与中和沉淀时产生的沉淀。常见絮凝剂有铁盐、高分子絮凝剂。应用絮凝处理工艺后的废水展开澄清处理,经过重力沉降作用去除絮凝体,在上清液符合要求后方可排放,池底污泥实施脱水浓缩处理。这种方法存在诸多不足,例如:脱硫废水稳定性差,药量难以控制;经济投入大,化学污泥严重。而且,氯离子浓度高,重金属去除效果不理想。
        (二)流化床处理工艺
        流化床也是一种常见脱硫废水方案,运营效果显著。流化床处理工艺分为脱硫废水调节池、流化床、循环池,石英砂用于流化床填料。流化床法是废水经过载体填料的流化床时,重金属离子与附着在填料表面的二氧化锰、氢氧化铁等吸附作用达到去除效果。这种方法处理简单、设备稳定、重金属去除率高、药剂添加量少。
        (三)排至水除灰系统
        该方法仅用于水力除灰系统电厂的脱硫废水的事故紧急处理,无需废水处理,直接排放到水力除灰系统,操作简单、投资小、酸性废水能够与除灰系统中碱浆液中和。同时,脱硫废水水量对浆液量来说小,影响小。不过,该方法也有不足,废水排放至水力除灰系统导致系统内氯离子得富集,氯离子浓度高加快腐蚀。废水内带有钙镁等离子导致管道结垢。


        四、脱硫废水深度处理工艺技术
        (一)膜分离技术
        该技术处理脱硫废水指的是选择具有透过性的半透膜对废水中的组分进行分离,降低废水污染物浓度。废水处理中,悬浮固体、胶体等大分子物质经过超滤留存下来,无机盐、有机物等小分子可以直接通过,无法去除。反渗透属于常见脱盐技术,但容易受到污染物浓度、PH参数、温度影响。微滤处理废水需要进行废水混凝沉淀预处理,深度处理。实践证明,这种方法处理效果理想,符合废水排放标准且微滤膜工艺简单,操作简单。其不足为:钙镁物质容易污染微滤膜导致堵塞,微滤膜成本高不利于脱硫废水工艺处理成本节约。
        (二)烟道蒸发技术
        该技术指的是将废水通过一定的速度喷射到烟道,废水在喷射时物化经过高温处理转为蒸发汽化,悬浮物与可溶性固体在蒸发后生成小的固体颗粒,经过气流携带进入除尘器额达到零排放效果。该技术优势:设备组成简单、操作简便、投资少、无需占用较大面积。废水内的污染物可直接去除。现如今,烟道蒸发技术在国外应用较多,国内并不常见。究其原因,设备运行不稳定、废水组分不同影响烟气内污染物组分与后续处理、烟道腐蚀等。
        (三)蒸发结晶技术
        现如今,蒸发结晶技术已经得到了广泛应用,意旨废水进入蒸发器经过蒸汽或其他形式加热沸腾,废水内的水分蒸发,水蒸气冷却后重新凝结成水循环使用。废水的污染物截留在残夜内,伴随着水分的蒸发浓度逐渐增高,最后以晶体形式析出。蒸发结晶技术主要是蒸发,常见有多效蒸发(MEE)、热力蒸汽再压缩蒸发(TVR)、机械蒸汽再压缩蒸发(MVR)等。
        其中,MEE适用于蒸发浓度较高的溶液,热利用率高、传热参数大、蒸发速度快;运行稳定,管束带有结垢;在设备投入方面比MVR低15%;整齐消耗0.35t/t[水];占地空间大。TVR适用于蒸发浓度高的溶液与容易结垢的物料,具有热利用率高、传热参数大、蒸发快的特点;运行稳定,管束有结垢;设备投入方面增加了蒸汽喷射泵;更加节能,仍然需要持续供给生蒸汽。MVR适用于蒸发浓度高的溶液,容易结垢物料;具有热使用率高、传热参数大、蒸发迅速的特点;设备投入方面高于MEE技术投入;在启动时带有少量蒸汽。
        (四)吸附处理技术
        该方法指的是通过固体吸附剂和废水融合,通过吸附剂将污染物吸附到表层,经过固液两相分离的达到净化水质效果,分离后的吸附剂可再生或循环利用。吸附方法不仅有效还能应用到重金属离子去除中。常见吸附剂包括活性炭、吸附树脂、分子筛,其中分子筛具有高吸附选择性与吸附水平;吸附树脂化学稳定,类型全、成本投入大。活性炭防腐性良好、吸附稳定,重金属离子去除效果良好、成本投入大、使用年限短且再生困难。火电厂重金属离子浓度高的废水的选择吸附法处理脱硫废水具有吸附量大、成本高、悬浮物高的特点。建议预先配合其他方法预处理,当重金属离子浓度降低后利用吸附剂去除没有达标的重金属,有助于提高处理效果。
        结语:
        目前,脱硫废水处理主要应用物化法,伴随着人们环保意识的提高,化学沉淀处理的废水已经难以达到环保要求,深度处理中烟道蒸发处理技术具有较多不稳定因素,膜处理技术、蒸发结晶技术趋于完善,只是经济投入大、设备维护困难。若可以通过物化技术稍加完善也是一种有效的脱硫废水技术。
        参考文献:
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