燃煤電廠濕法脫硫廢水零排放處理工藝
燃煤發(fā)電階段形成廢水、廢氣等污染物,其中廢水的類型較多,脫硫廢水便是其中的典范?;瘜W沉淀是處理脫硫廢水的常用方法,盡管其費用支出較少,但經(jīng)該工藝處理后的污水,很難保證整體達標,污水內含鹽量偏高,若未經(jīng)處理直接排放很可能導致二次污染。濕法脫硫廢水零排放處理能解除如上問題,具有能耗低、環(huán)保等諸多優(yōu)勢。
1、燃煤電廠脫硫廢水的主要特征
1.1 成分復雜性
水質波動性較大是脫硫廢水的主要特征之一。受廢水自身成分構成特征的影響,各成分若燃燒不充分,則將會形成混有多種成分的煙氣,若這些污物滲透至廢水內,則會誘導脫硫廢水自體成分改變與轉移過程,進而導致SO4-、Ca2+、Na+、Cl-等元素間相互作用,進一步提升廢水水質改變過程的復雜性。
1.2 含鹽量偏高
縱觀燃煤電廠的現(xiàn)實生產(chǎn)形式及具體生產(chǎn)內容,不難發(fā)現(xiàn)電廠的脫硫廢水內真實的含鹽量整體處于較高水平。并且燃煤電廠的電力生產(chǎn)情況也作用于含含量的變化過程,大部分情況下,發(fā)電量越大,那么脫硫廢水內含鹽量越高。
1.3 懸浮物總含量偏高
長期以來,石灰石―石膏濕法是國內大部分燃煤電廠處理脫硫廢水的首選方法。該工藝技術投用階段會形成大量的石灰石粉末,若這些分泌直接進入到廢水內,將會直接造成廢水內懸浮物總含量上升過程,既往有調查發(fā)現(xiàn)最嚴重的狀況下,于排放出的脫硫廢水內,懸浮物的總含量達到了每升5萬毫克。以上這一問題若長期不被解除,則將會使燃煤電廠電力生產(chǎn)過程中遇到諸多阻力,很難達成可持續(xù)發(fā)展的宏偉目標。
2、脫硫廢水處理現(xiàn)狀
化學積淀是國內很多燃煤電廠處理脫硫廢水時慣用的技術方法,該工藝技術旨在去除脫硫廢水內存有的雜質及重金屬化合物,對雜物進行氧化、沉積、調和、凝聚等是其主要運作流程,化學沉淀的的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在操作流程簡單、原料及化學材料來源較廣泛、技術含量偏低、資金投入額度少及經(jīng)濟效益明顯方面。但其應用階段也暴露出一些不足,主要表現(xiàn)在輔助應用和有關設備裝置繁多、涉及面較廣闊、前期投資建設成本很高等方面。
化學沉淀法應用階段,因進入到廢水系統(tǒng)的脫硫廢水前期已經(jīng)被廢水旋流器與石膏旋流器兩級濃縮分離,其內所含的懸浮物顆粒偏小,沉降性能較差,為強化其沉降能力,通常會將硫酸氯化鐵(FeCISO4)添加至絮凝箱內,助凝劑添加到絮凝箱出口管,經(jīng)混凝生成的活性絮體能吸附廢水內析出的微小金屬氧化物,分離水和懸浮固體。最后,清水被整合至出水箱內,通過添加適量鹽水調整pH值,待其達標后排放至外界。歷經(jīng)化學沉淀技術處理后的脫硫廢水,盡管能有效提出懸浮物雜質與多種重金屬離子,達到污水綜合排放標準,但該處理技術對工藝控制提出較高要求,不能完全去除SO4-、CI-,不利于后期脫硫廢水的有效回收與再利用。
3、燃煤電廠濕法脫硫廢水的零排放處理技術
3.1 蒸發(fā)法
這是濕法脫硫廢水零排放處理工藝中最常見的技術類型,用于廢水處理實踐中能取得較好成效。的一種。蒸發(fā)法處理脫硫廢水的技術原理可以做出如下表述:歷經(jīng)高溫加熱過程后,達到廢水沸點,誘導其沸騰、蒸發(fā)并生成形蒸氣,水蒸氣凝結冷卻以后,將其回收成為水資源,借此方式實現(xiàn)對不可再生資源的循環(huán)利用。在以上處理階段,脫硫飛鼠內的部分污染物會因高溫、失水,循序漸進由液態(tài)轉型成,為后期回收和處理過程順利推進創(chuàng)造便利條件。和其他類型的零排放處理技術做比較分析,蒸發(fā)法的可執(zhí)行性更強、實用性高、操作流程簡單、能源損耗量少,可以被看成一項行之有效的廢水處理工藝技術,為實現(xiàn)濕法脫硫廢水零排放目的提供可靠的支撐。
3.2 強制循環(huán)蒸發(fā)
在現(xiàn)實的實踐場景內,濕法脫硫廢水歷經(jīng)單次蒸發(fā)后很難實現(xiàn)零排放,從原液濃縮減量至結晶需要歷經(jīng)較長時間,若僅應用一次蒸發(fā)措施,不僅會減慢蒸發(fā)進度,還會對整體蒸發(fā)效果形成不良影響,故而在生產(chǎn)實踐中多推薦采用強制循環(huán)的數(shù)次蒸發(fā)技術。該項技術在應用階段,一般會將數(shù)個蒸發(fā)器串聯(lián)在儀器,借此方式使脫硫廢水于不同的蒸發(fā)器中進行濃縮、減量、結晶等過程的轉變,最后達成零排放處理的目標。為了將強制循環(huán)蒸發(fā)技術優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,建議工作人員先對濕法脫硫廢水進行軟化處理,以減少或規(guī)避廢水內Ca2+、Mg2+對蒸發(fā)器結構造成不同程度的損傷。
3.3 降膜機械式蒸發(fā)
和上文一點內提及的濕法脫硫廢水共同進入蒸發(fā)器進行蒸發(fā)處理存在差異,降膜機械式蒸發(fā)為一種應用噴淋設備使廢水以水膜形式分布于加熱管表層,用于提升蒸發(fā)效率的一種技法。從理論上分析,該種蒸發(fā)技術運行階段耗用的蒸發(fā)熱值明顯低于強制循環(huán)蒸發(fā),相比之下蒸發(fā)效率有一定提升,但只有做到噴淋裝置的噴淋密度、噴淋量和脫硫廢水于加熱管表層的蒸發(fā)速度配合統(tǒng)一,方能將技術效能充分發(fā)揮出來,不會引起大量廢水聚集于加熱管表層的情況,也規(guī)避了加熱管空載問題,進而取得了最優(yōu)良的蒸發(fā)效果,當然關于以上相關問題在后續(xù)實踐中還需要不斷探索。因濕法脫硫廢水和加熱管兩者直接觸及接觸,故而對加熱管材質提出的要求的更高,設備造價成本相應提升,故而廢水處理實踐中要酌情使用。
3.4 低溫煙氣蒸發(fā)
在20世紀90年代美國就已經(jīng)提出該項技術方案,該處理工藝應用霧化技術把脫硫廢水霧化為微小液滴,將其噴進空氣預熱器和除塵器之間的煙道內,利用煙道的余熱加熱廢水液滴,誘導其蒸發(fā)過程,廢水蒸發(fā)后參與的微小固體顆粒則被煙氣帶走,除塵器將其捕捉。
當下,國內內蒙古土右電廠已經(jīng)開始采用該項技術處理脫硫廢水,工藝實施階段為確保廢水蒸發(fā)的完全性,選用適宜的霧化噴嘴具有很大必要性。機械式霧化噴嘴因霧化液滴粒徑偏大,耗用的蒸發(fā)時間偏長,易腐蝕煙道與除塵器造成;空氣霧化噴嘴出口液滴粒徑偏低,較好地實現(xiàn)了快速蒸發(fā),負荷現(xiàn)代燃煤電廠工藝要求。既往國內有很多學者陸續(xù)通過數(shù)值模擬與實驗研究該項工藝,發(fā)現(xiàn)液滴霧化粒徑為60μm時,能夠于煙道內快速蒸發(fā),并且煙溫高于酸露點,規(guī)避腐蝕除塵器被腐蝕的問題。
低溫煙氣蒸發(fā)技術有點有:①工藝系統(tǒng)結構簡易、緊湊,運維作業(yè)量少,有助于提升生產(chǎn)效率;②系統(tǒng)占地面積偏小,在小機組、舊機組升級改造領域中表現(xiàn)出較高適用性;缺點有:①煙氣溫度偏低,當廢水生成量過多時很可能出現(xiàn)出力不足的情況;②煙道運行環(huán)境惡劣,容易被腐蝕,短縮使用壽命;③霧化噴嘴容易被堵塞,對廢水含固量提出較高要求。
3.5 膜分離技術
濕法脫硫廢水出力工藝推進階段,部分物質有回收、再利用的價值,比如水資源、鹽分、重金屬離子等,可以將其用于工業(yè)生產(chǎn)的部分環(huán)節(jié)中,進而幫助企業(yè)減少耗材量,創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。
膜分離技術為現(xiàn)代工業(yè)內回收物質的常用技術類型之一,其能將污染物與水體有效分離,在達成凈化出水目標的同時,協(xié)助技術人員高效率的落實部分物質的回收工作。微濾、超濾、反滲透等均是常見的膜分離技術,其面對的分離對象直徑存在差異。比如,微濾膜主要截留直徑0.1~10μm物質,超濾膜在截留2nm~0.1μm膠體、大分子等物質方面表現(xiàn)出良好效能。實踐中,如若選用了膜孔徑更小的納濾膜,那么能成功截留1~3nm的分子,截留與剔除鹽分,借此方式降低了脫硫廢水內的含鹽總量,為實現(xiàn)零排放處理創(chuàng)造良好基礎。
3.6 流化床法
當下,國內很多燃煤電廠利用流化床去處理脫硫廢水內的部分重金屬離子,取得的效果也較為理想。流化床主要由緩沖池、流化床和循環(huán)池三大部分構成。在工藝運作階段,廢水先經(jīng)緩沖池進行緩沖處理后,被整合至流化床,隨后將Mn2+、Fe2+和與雙氧水等加入其中,于強氧化劑的作用下,Mn2+、Fe2+反應會形成Fe(OH)3與MnO2,以上兩種物質對重金屬離子形成較強的吸附能力,伴隨其表層吸附的重金屬離子量增加過程,最后會形成沉淀。隨后污水進入循環(huán)池內,若檢測到其達到排放標準就可排放,否則將會被二次整合至流化床內,再行凈化處理。
4、結束語
當下,社會生產(chǎn)生活對電力資源的需求量有不斷增多趨勢,燃煤電廠運作階段也會形成更多的廢水、固廢量。為實現(xiàn)濕法脫硫廢水的零排放處理,更好的保護生態(tài)環(huán)境,相關人員應加大對脫硫廢水零排放的研發(fā)力度,國家在政策上予以支持,進而整體提升我國對污水的處理能力,對有關產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境綜合治理有很大現(xiàn)實意義。(來源:廣東省能源集團有限公司珠海電廠)
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