电厂脱硫废水零排放控制与研究冷健 杜军

发表时间:2020/5/22   来源:《当代电力文化》2020年2期   作者:冷健 杜军
[导读] 我国拥有众多的火力发电厂,这类燃煤电厂为我国电力企业提供了大量的电能,
         摘要:我国拥有众多的火力发电厂,这类燃煤电厂为我国电力企业提供了大量的电能,但同时在生产与烟气脱硫过程中会产生大量的脱硫废水。由于脱硫废水当中附带着大量的悬浮物质和多种重金属物质,且盐度非常高,水质波动性大,当前已经成了电厂末端众多工业废水中处理难度最大的一类废水,因此,提高燃煤电厂脱硫废水处理的有效性,实现脱硫废水“零排放”的目标,减少脱硫废水带来的污染具有至关重要的意义。
         关键词:电厂脱硫;废水排放;控制;研究
         1电厂脱硫废水环保技术简介
         1.1 去重金属
         电厂废水当中不仅含有硫化物,同时也有较大含量的重金属,重金属也就因此成为了废水处理工作的重点。现在的技术手段当中,碱性药剂的应用内非常广泛,这些碱性药剂可以和废水中的重金属融合起来,这样一来,其就会形成沉淀,从而脱离废水。同时也由于使用了碱性药剂,所以在处理重金属元素时,也会大大提高其酸碱度,很多氢氧化物也因此可以排除。
         1.2 去除氟原子
         氟原子的去除,首先需要将废水排放到废水池当中,之后加入适量的石灰,之后在混合池进行反应,之后加入碱性药剂,在充分混合一段时间之后,其中的氟原子即可去除。
         1.3 处理絮凝物
         工业废水的处理具有一定的综合性,需要采用的处理技术类型较多。正常来说,在废水中的重金属元素和氟原子被去除之后,还要继续进行絮凝处理,加入絮凝药物的目的在于让先前沉降的重金属物质形成更大体积的沉淀,并且可以在处理池底部完全混合,这样就可以为去除污染物带来更好的条件。
         2脱硫废水的特征
         脱硫废水的主要有几种特征。首先,燃煤的质量以及在脱硫过程中所应用到的物质对脱硫废水的水质都会造成严重的影响,并且在不同的时间段也会对脱硫废水的水质造成一定的影响,因此脱硫废水的水质较为不稳定。其次,脱硫废水主要呈弱酸性,PH值一般为5左右。再者,在脱硫废水中,其中的悬浮物含量比较高,其主要成分有惰性物质等。
         3电厂脱硫废水产生原因
         在传统的燃煤发电的过程中,其脱硫废水的排放一直是一个很大的问题。关于脱硫废水的产生,从燃煤电厂对于含硫废水的处理情况来看,主要是由于锅炉湿法脱硫的过程中所产生的,这些废水的排放量主要是由脱硫塔中的氯离子的含量而控制的。当燃煤电厂发电过程中所产生的烟气通过引风风机进入脱硫设备中时,在经过一系列设备将洁净的空气排出,但是在这个过程中就会产生相应的脱硫废水。其主要的化学原理是燃煤电厂的石灰石和烟气中的二氧化硫发生反应,一方面将烟气中的二氧化硫含量大大降低,但是另一方面又产生了硫酸钙等物质,为了减少在脱硫过程中产生的大量有害物质,就必须从系统中排除一定的废水,这也正是脱硫废水的产生。
         4控制脱硫废水的主要策略
         4.1 控制脱硫废水的产生
         脱硫废水产生的主要原因是在石灰石 - 石膏湿法烟气脱硫系统运行过程中,为了维持脱硫系统安全稳定运行,确保较高的脱硫效率,需外排一定量的废水,优化脱硫系统运行可适当降低脱硫废水的外排量。
         主要运行优化有:(1)维持脱硫浆液 Cl- 在设计水平运行。脱硫系统内 Cl-主要来自于烟气中的 HCl和工艺水中的 Cl-, 随着系统连续运行 , Cl- 会在系统中不断富集。由于液相中 Ca2+ 和Cl-配成 CaCl2 ,溶解的 Ca2+ 质量浓度随 Cl- 质量浓度增加而增加 , 会抑制石灰石的溶解 , 降低了液相的碱度。在消耗同样石灰石的情况下 , 脱硫效率明显降低。为维持较高的脱硫效率 , 需排放废水以降低 Cl- 质量浓度。

同时,Cl- 的富集会加大浆液对设备和管道的腐蚀 , 为了保证系统安全、稳定运行, 也需排放废水以降低Cl-质量浓度。湿法石灰石 - 石膏烟气脱硫系统设备材料一般是按 40 g/L 的氯离子浓度设计选用,通常吸收塔浆液中 Cl- 含量按20g/L 设计运行,但在电厂实际运行中,脱硫系统浆液中 Cl- 浓度大部分时间都维持在小于10g/L运行。在氯含量一定的情况下,低氯离子脱硫浆液运行会产生较多的废水,使得大量脱硫废水外排,因此实际运营中脱硫系统浆液中按照 Cl- 含量20g/L 运行,可适当减少脱硫废水的排放量。
         (2)避免脱硫塔浆液起泡抛浆。由于吸收塔液位多采用装在吸收塔底部的压差式液位计测量,脱硫控制系统显示的液位是根据差压变送器测得的差压与吸收塔内浆液密度计算得出,而吸收塔内真实液位——吸收塔气泡会造成的“虚假水位”相对于显示数据偏高,同时由于搅拌器搅拌、氧化空气鼓入、浆液喷淋等因素的综合影响而引起液位波动,从而导致吸收塔间歇性溢流。当脱硫浆液从吸收塔溢流管溢流后,吸收塔的有效液位在短时间内急剧下降,液面将无法维持原设计水平,造成脱硫效率降低,致使浆液中亚硫酸盐的含量逐渐升高,石膏产生的品质得到恶化。电厂脱硫系统因受吸收塔浆液起泡影响被动采取外排废水。
         4.2 脱硫废水的终端处理
         脱硫系统排放脱硫废水主要是为了降低脱硫浆液中的氯离子含量,一方面保持浆液中氯离子及其它通过烟道气进入浆液中的溶解性盐类的物料平衡,另一方面降低氯离子浓度有利于减缓设备材质的腐蚀,保障设备安全。因此,脱硫废水中不仅含有大量的悬浮物,而且含有大量的溶解性盐类,这些盐类用常规的化学沉淀或过滤等方式是无法去除的,加深了脱硫废水零排放的难度。通过优化运行,可控制一部分脱硫废水外排,但外排的废水只有经过终端处理,才可实现废水零排放。脱硫废水零排放的终极目标是实现固液分离,常用的废水零排放技术包括:蒸发(如自然蒸发、膜浓缩 + 电驱动蒸发、烟道余热蒸发)、喷洒(如煤场、灰场喷洒)等。
         4.3烟道处理法
         烟道处理法的原理是将脱硫废水送至空气预热器与电除尘器之间的烟道内,使用雾化喷嘴将脱硫废水雾化,高温烟气产生的热量能够蒸发废水液滴,蒸发后残留的固体物质随飞灰一起被电除尘器收集。该法工艺简单、投资与占地较少,具有极高的节能和环保价值。但需要严格控制废水在烟道内的蒸发过程,确保其在进入除尘器电极前完全蒸发,否则会腐蚀除尘器电极板,减少除尘器的使用寿命。实际运行中,烟气湿度增大可能会导致除尘器板结、烟气排放温度过低等问题。
         按照蒸发位置的不同,烟道蒸发技术可分为低温烟道蒸发技术和高温烟道旁路蒸发技术。低温烟道蒸发技术采用空气预热器后的低温烟气为废水蒸发热源,不会影响到机组煤耗。但其运行风险大,容易引起烟道结垢、腐蚀等问题。高温烟道旁路蒸发技术利用高温烟气余热将水分蒸发,产生的结晶盐和固体杂质能够返回至主烟道,最终被电除尘器捕捉。脱硫废水高温旁路烟气蒸发系统结构简单,可以实现液滴的完全高效蒸發,对主烟道的影响较小。
         5结语
         我国脱硫废水零排放技术的研究尚处于探索阶段,如何根据燃煤电厂原水水质选择最佳处理工艺路线,实现低成本的脱硫废水零排放,实现废水资源化利用,是今后脱硫废水零排放研究的重点和难点。
         参考文献
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