技术|燃煤电厂脱硫废水零排放工艺研究

       摘要:在发电业里燃煤电厂占据着很大的比例,同时也是我国经济支柱产业之一。虽然燃煤发电厂保证了人们的用电需求。但是燃煤产生大量的二氧化硫也给大气造成了严重的大气污染,工业上常用湿法脱硫来处理。不过,这种处理方法也会遗留较大的废水处理问题。创新燃煤电厂的脱硫废水零排放工艺将会对我国社会主义现代化建设有重要意义。


  脱硫废水主要是锅炉烟气湿法脱硫过程中吸收塔的排放水。为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡,防止烟气中可溶部分即氯浓度超过规定值和保证石膏质量,必须从系统中排放一定量的废水,废水主要来自石膏脱水和清洗系统。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属,其中很多是国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物。为了保护水资源和水环境、节约用水,燃煤电厂作为用水、排水大户,其用水占工业用水量,从经济运行和保护水环境出发,节约发电用水,提高水的重复利用率,实现燃煤电厂废水零排放意义重大。

 一、燃煤电厂脱硫废水概述

1、脱硫废水的产生途径。从电厂现状来看,各大燃煤电厂都在不遗余力地进行技术探寻,但是并没有找到行之有效的解决方法,如今仍旧沿袭传统的工艺即石灰石—石膏湿法。该种脱硫方法十分的简单,其主要是在煤炭燃烧炉内对烟气中的二氧化硫进行处理,这种工艺与其他工艺相比有着良好的效果,但是不足之处是处理过程中会产生大量的废水,并且具有多种重金属,因此也会产生了二次污染,这就是脱硫废水的来源。

2、脱硫废水的特点。首先,脱硫废水的腐蚀性非常强。在一般情况下,该种废水中含有大量的强酸弱碱盐和工业废酸,虽然浓度不是很大,但是这使得其具有很强的腐蚀性。这些酸性物质不但会对环境造成严重的影响,而且对电厂的机械设备也会造成严重的损伤;其次,脱硫废水含盐量也比较高,受废液中的化学制剂影响,尤其是废液中存在的大量强酸弱碱盐,对该工艺的影响较大。就电厂数据统计得知,电厂废水中含盐量在每升三万毫克上,这与其他废水相比已经是非常可观的一个数值;最后,脱硫废水的硬度比较高,非常容易结垢。工业脱硫废水中含有大量的游离状态的钙离子和镁离子,它们非常的不稳定,尤其是对温度比较敏感,当温度上升时,这些钙镁离子就会产生结晶,也就是结垢。同时,这些高含量的钙镁离子使得脱硫废水具有较强地硬度,它们会对电厂设备以及脱硫设备都会产生严重的损害。

二、脱硫废水处理工艺

1、去除重金属。要想去除重金属必须要使用碱性试剂,这些碱性试剂会把废水中的许多重金属化学元素生成沉淀,这样就可以去除重金属。在去除重金属的同时,还能提升废水中的pH 值。一些溶解困难的氢氧化物会在pH8.0-9.0 的时候被一些重金属离子生成出来。

2、中和废水。首先要将脱硫废水排到混合池中,之后在将石灰和碱性化学药剂放入。通过混合池水的酸碱调和,就能去除里面的氟原子。

3、絮凝处理。做完以上两个步骤之后,还要向混合池里放入一定量的絮凝剂。这些絮凝剂可以让一些重金属沉淀形成较大的沉淀,这样容易向混合池的底部沉积。通过这个步骤就能去除脱硫废水中的悬浮物,而且更容易过滤。

4、分离澄清。当混合池里形成许多的大型颗粒并且沉积到底部的时候,我们可以对其进行分离澄清。首先要准备压滤机,并且要用压滤机压滤固垢,这样就完成了固体和液体的分离。

接着,要把这些固垢向外运送出去。同时,脱硫废水池里会有一些已经过滤后的水,在将这些水流经澄清器四周的出口,这样,这些干净水就会流向净水箱。最后,要对这些干净水进行检测,检测的标准按照悬浮物的检测表来进行。如果不符合标准,则要重复上面的步骤,直至符合标准。目前,我国的燃煤电厂都会采用上述加药混凝沉淀处理后直接排水。但是这些水还是会对环境产生危害。这些出水中含有大量溶解性盐类,会造成土地碱化并且会影响水体质量,对一些生活在水里的鱼类和微生物都会产生影响。因此,燃煤电厂迫切需要掌握脱硫废水的零排放工艺,同时对自我进行省级改造。

三、脱硫废水零排放处理技术

1、一级混凝沉淀。首先要将脱硫废水的工艺流程确定出来,明确脱硫废水排放的标准,明确脱硫废水的水质等问题。一般来说,在混合池里进行酸碱中和之后,会形成很多的沉淀。但这是远远不够的,所以接下来的废水就流入了絮凝箱。絮凝剂会将微粒物凝结成非常大的颗粒物,之后,被处理过的水就开始流入澄清器。最后,要将液体和气体进行分离,压滤它们,接着把过滤的水重复上面的步骤,将形成的固垢处理掉。

2、二级混凝沉淀。二级混凝沉淀需要直接处理结垢容易形成的物质系统,这是为了在脱硫废水的过程中能保证有着长期的深度处理。首先,要在中和箱里加入一些化学元素,接着将处理过的水流入二级澄清器里,这样,就可以有效的分离液体和固体。最后,要调整水的pH 值,可以使用盐酸进行调整,将pH 值控制在9.8-1.08 之间。

四、脱硫废水零排放处理方法

1、多功效结晶蒸发。在进行脱硫废水的预处理之后,要进行多功效结晶蒸发。多功效蒸发系统分为四部分:热输入单元、热回收单元、结晶单元、附属系统单元。因为预先处理之后的脱硫废水还保留着较高的温度,接着就会进入多功效蒸发系统。在向岩浆桶倒入之前,要看渐热是否完成。之后,要利用盐浆器向盐旋流器进行运送,这时就会对大颗粒的盐结晶进行旋流,之后进入离心机,通过离心机分离出盐结晶体,最后输送到干燥床上进行干燥。将盐浆进行蒸发浓缩,将最后干燥好的盐结晶运输出去。

2、机械蒸汽再压缩技术。机械蒸汽再压缩技术指的是MVR 蒸发结晶工艺,它的工艺流程是这样的:首先脱硫废水进行预处理之后。用MVR 立式降膜蒸发,之后会形成FC 结晶,最后进行离心脱水。机械整齐再压缩技术也是近年来开始引进的,国内采用的是卧式喷淋水平管膜蒸发器。但卧式喷淋水平管膜蒸发器不适合处理脱硫废水,主要原因:首先,卧式喷淋水平管膜蒸发器要想形成好的水膜,需要采用大阻力的喷头,但是这种方式很难均匀配水,并且很难防止无机盐在水平热管上结垢。其次,使用卧式蒸发器必须保证水的流速很低,只有这样才能在加热管的外面形成水膜。如果,水的流速控制不好,就容易在水平管上结垢。一些国际上废水排放技术领先的公司采用的是立式降膜蒸发器。这种技术目前发展相对来说比较成熟,而且有诸多优点。它的工作原理是通过软化去除钙、镁离子,同时要加入阻垢剂,这样可以防止结垢。接着要用脱气器脱离空气和溶解的二氧化碳。之后,废水在蒸发器里进行蒸发。除了蒸发系统外,还包括结晶系统。这种技术没有统一的标准。技术的应用主要靠经验,不过这也是一种有效的脱硫废水零排放的工艺。

虽然我国的电力行业近年来取得了飞速发展,各种新型的发电形式也在不断地被应用。但是从整个电力行业的布局来看,仍旧是以煤炭为主的火电厂才是我国的主要发电形式,且在这个过程中,总是不可避免的产生一些污染。而燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺探讨是为解决上述过程中产生的污染问题,希望本文能为相关领域的研究人员提供一些帮助。