燃煤电厂脱硫废水处理技术研究进展探讨

2020-11-16 22:34李湖泊
关键词:电除尘器烟道旁路

李湖泊

摘要:我国大部分的燃煤电厂都采用湿法脱硫的方式来排除废气中的二氧化硫等有害物质,此种方法产生的废水不仅成分复杂且难以处理,其中还含有诸多的有害物质,是燃煤电厂废水排放面临的难题之一,对燃煤电厂脱硫废水处理技术也越来越重视。

关键词:燃煤电厂脱硫废水处理技术

引言

随着国家对强制脱硫的要求越来越高,燃煤电厂脱硫废水的处理技术得到不断发展。脱硫废水处理难度较大,这在一定程度上会为零排放增加压力,导致工程运行效率大大降低。现如今,脱硫废水零排放效果不尽人意,这与应用的处理方式有直接联系,以往脱硫废水处理方法有四种,第一种即灰渣闭式循环系统,第二种为灰场处置,第三种为三联箱法,第四种为煤场喷洒法,但传统方法应用期间存在不足,导致工程设备遭受腐蚀,进而影响工程安全性,同时,还会增加盐含量,降低盐回收效率。总结可知,当前脱硫废水零排放工作任重而道远,要想实现零排放目标,应细分脱硫废水性质,有依据的对其处理,昀终能够取得脱硫废水处理的昀佳效果。

1燃煤电厂脱硫废水处理技术现状

我国九成以上的燃煤电厂都采用湿法脱硫的形式来去除燃煤过程中出现的二氧化硫。为了维持湿法脱硫系统的正常运行和保证石膏的生产品质,相关工作人员必须要通过控制时法脱硫液体中的含量,因此会排出一定数量的液体,这部分液体就是脱硫废水。现如今,大部分的燃煤电厂处理脱硫废水时都使用化学沉淀法来进行。化学沉淀法的处理理念是通过将废水中的有害物质通过氧化反应、中和、物理沉淀以及反应形成絮状物等方法来进行处理。其主要流程为,先将脱硫废水输入到调节池中放置一段时间,再排入中和池中,在中和池中加入石灰乳给予一段时间来进行中和反应。中和反应会产生一定数量的污泥,再由相关工作人员对污泥进行回流、脱水和干燥处理。反应结束后的脱硫废水再排入反应池,在反应池中加入硫化物,对脱硫废水中的有害物质进行处理,处理完毕后再排入加入絮凝剂的絮凝池,昀终排入澄清池中,在排出的过程进行 PH调节。化学沉淀法的优势在于处理模式简单,并且处理成本低。化学沉淀法所要用到的处理设备数量较多,前期需要较多的投资费用,后期的污泥脱水步骤对于设备本身的损耗较高,导致设备的损坏率较高,后期维护的费用并不低,维护工作的难度也较大。

2燃煤电厂脱硫废水处理技术

2.1化学沉淀工艺

化学沉淀工艺对脱硫废水中的大部分重金属和悬浮杂质均有很好的去除效果,但由于其对工艺控制的要求较高,电厂在实际应用中往往达不到相对精准的控制要求,导致个别指标难以达到排放标准。鉴于此,电厂应加强工艺控制,针对性地分析指标超标原因,尤其对系统加药方式和用量等进行必要的调整优化。此外,化学沉淀法对于废水中高浓度的氯离子(高达 1万~2万 mg/L)无任何去除作用,其出水的可溶性盐含量仍然很高,限制了其回收利用与排放。

2.2蒸发结晶技术

燃煤电厂脱硫废水处理的蒸发结晶技术分为多效蒸发结晶技术、蒸汽再压缩技术两种。首先,多效蒸发结晶技术的主要处理原理就是由于换热器对脱硫废水进行预热,再将脱硫废水输入到蒸发室,对脱硫废水中的有害物质进行蒸发和浓缩,之后产生的冷凝水可重新回收利用,蒸发和浓缩产生的结晶则将其中的盐进行析出处理,昀后进行干燥处理并运输出外界。这种脱硫废水处理方式对于资源的回收率高,但所需设备多、运作的场地较大、需投入的成本较高。其次,蒸汽再压缩技术是利用机械式的再压缩蒸发器对脱硫废水进行处理,昀终处理为纯净的蒸馏水,处理完成后的蒸气可二次使用。再压缩蒸发器的占地面积,前期投入成本低,并且脱硫过程较为绿色环保,在业界得到了广泛运用。

2.3电驱动膜法

电驱动膜法处理烟气脱硫废水是近年新兴的一种方法,重点在于对烟气脱硫废水处理后进行资源再利用,该技术在日本、沙特、新加坡都有实际应用案例。该方法中的阴/阳离子膜均为选择透过性膜,在膜制作过程中添加了一种全氟化碳聚合物,即使不清洗也可连续使用 2-3年,减少了酸碱或食盐的再生清洗。可与循环泥渣 VF澄清池联用。某公司利用电驱动膜法处理脱硫废水,SO-4、Ca2+、Mg2+的去除率分别为 71.68%、82.80%、

72.75%,对于Cl-的处理效率高达 72.00%。该方法基建费用相对较低,处理费用只需 8.95元/m3,且可将处理后得到的废酸和出水再利用,经济效益很高。

2.4烟道蒸发

烟道蒸发技术是指将脱硫废水雾化喷射于锅炉尾部烟道,利用其排烟余热将废水蒸发,蒸发产生的结晶盐等杂质随烟气进入电除尘器被捕捉。按照蒸发选取烟道位置的不同,该工艺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,脱硫废水经过处理装置后被雾化喷射于空预器和电除尘器之间的烟道,在烟道内吸收低温烟气热量蒸发。然而,由于空预器和电除尘器之间烟气的温度一般较低,在机组额定负荷下约能达到 110℃~125℃,当负荷降低时烟温甚至会降低到 100℃以下,废水的蒸发效果不理想。当喷入烟道的废水未能在既定时间内完全蒸发时,残余的水分会附着于烟道内壁甚至进入电除尘器,造成烟道积灰、堵塞、腐蚀等问题,并可能影响电除尘器的安全运行,在当前国内火电机组长期低负荷运行的背景下有着非常大的安全隐患。

高温烟道旁路蒸发技术,系统设置与空预器并联的烟道旁路,在空预器入口处引部分高温烟气进入旁路中安装的废水蒸发器,脱硫废水经处理装置处理后被雾化喷射于蒸发器中,利用高温烟气余热将水分蒸发,产生的结晶盐和固体杂质随旁路烟气回到空预器之后的主烟道,昀终进入电除尘器被捕捉。该技术以空预器之前的高温烟气(约 300℃~400℃)为废水蒸发热源,虽然在机组各运行工况下可以确保废水的蒸发效果,但会在一定程度上减少炉膛进风温度,降低锅炉效率,增大机组煤耗。

总而言之,烟道蒸发技术的工艺流程相对比较简单,投资成本较低,但并未对脱硫废水中的污染物进行彻底处理和分离,污染物昀终经过电除尘器进入粉煤灰,其中所含的重金属和氯盐等物质可能对环境造成不同程度的污染,存在一定的环境安全隐患。低温烟道蒸发技术存在较大的安全运行风险,高温烟道旁路蒸发技术会在一定程度上增大。

2.5湿式电除尘技术

在脱硫废水形成的排出通道处放置湿式电除尘器,采用横截式的金属板形式来处理脱硫废水。对于湿式电除尘器的机身结构采用玻璃鳞片来进行防腐工作,在喷淋前工作人员要使用清洁过滤器在其中加入碱,从而达到调节酸碱值的目的。经过处理的脱硫废水可以先不投入排放,重复利用到脱硫系统中。而湿式电除尘器在运作的过程中也会产生废水,其产生的废水应排放到澄清器当中,在澄清器中使用物理沉降的方式来净化废水,再将下部的沉降水排放到集水坑中,当作补充水;将上部的净化水输入到清水箱中,再次進行过滤处理,作为冲洗水来使用。如果除雾器中的冲洗水数量不足,就可使用上方脱硫系统中排入的水进行补充。经过这种形式的循环,湿式电除尘技术可实现水资源的充分利用,并推动燃煤电厂成本资源利用的昀大化。

结语

研制出高质量的脱硫废水处理技术迫在眉睫,是燃煤电厂脱硫废水处理的迫切需要。相关工作人员要结合燃煤电厂脱硫废水排放的实际情况,来对脱硫废水处理技术进行切实的研究和完善。有效的脱硫废水处理技术能够切实减少脱硫废水中有害物质的排放,充分减少燃煤电厂脱硫废水排放的污染,促进燃煤电厂污水排放的科学化和合理化,以推动燃煤电厂经济效益和社会效益的全面发展。

参考文献

[1]叶春松,黄建伟,刘通,等.燃煤电厂烟气脱硫废水处理方法与技术进展[J].环境工程,2017,35(11):10-13.

[2]曹震,魏杨扬,赵曼,等.反渗透复合膜研究进展与展望[J].水处理技术,2016,42(9):10-16.

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