摘要:我国是煤炭大国,含有丰富的煤炭资源,但同时消耗的煤炭资源也非常多,我国有大量的人口,也需要大量的电力支持,而我国新能源发电像核能发电、风力发电、太阳能发电的发电量远远不能够满足社会发展的需要,所以发电还是需要燃烧煤炭发电,而且占有大部分比例。我国主要靠燃煤发电,随之而来的是烧燃煤带来的一些危害。燃烧煤炭过程中产生的烟雾中含有大量的有害气体如二氧化硫、一氧化碳等,危害环境。其中有害物质以二氧化硫为主,还有一些含有硫化物的残渣废料,也需要排放,如果没有达标,将对我国的生态环境造成重大破坏。过量的二氧化硫排放到空气中将引发酸雨、特大雾霾等极端天气情况。现在对含硫物质的净化都是采用湿式脱硫法来处理,这种方法存在很大弊端,不能完全将废水中的硫脱离干净,实现零排放。为了保护我们赖以生存的社会环境,我们应加大对污染物的管理力度,加强脱硫技术的更新改造,保护生态环境。
关键词:燃煤电厂;脱硫废水;零排放;工艺
引言
火力发电一直是我国电厂发电的主要方式,对于保障国民经济发展具有重要意义。火力发电动力来源是煤炭资源,但是在煤炭燃烧脱硫过程中会产生包含大量污染性因子的废水,严重破坏了环境。分析废水零排放技术有利于从本质上解决燃煤电厂废水排放问题,对电厂未来发展具有深远影响。
1脱硫废水进行脱硫的必要性
造成环境污染的原因有多种,脱硫废水对环境的污染占有很大比例。现在全球性的环境污染问题越来越严重,所以要求人们保护环境,提倡绿色的可持续发展的生产方式。煤炭火力发电是我国主要的发电方式之一,在燃烧煤炭的同时,环境也在遭受着破坏,燃煤烟气中含有硫化物,可能造成酸雨等环境问题。为了适应国家的生产需求和对环境的保护,我们必须进行脱硫废水的技术升级改造,使脱硫废水的排放达到零污染排放。
2脱硫废水的主要来源
湿法脱硫工艺采用液态吸收剂来吸收烟气中二氧化硫和其他污染组分,主要包括钠碱法、氨法、石灰石-石膏法等。与其他方法相比,石灰石-石膏法因操作简单、稳定性好、脱硫效率高、技术成熟等优点成为目前国内外燃煤电厂最主流的脱硫技术。该方法往往将石灰石浆液与燃煤机组产生的烟气直接接触并发生反应,使得烟气中的SO2、Cl2、粉尘等污染物迁移转化到浆液中,形成石灰石浆液废水,这也是脱硫废水的主要来源。另外,因石灰浆液的浓度很大,容易产生结垢,设备运行一段时间就会发生堵塞现象,因此设备运行中需要用清水不断冲洗,从而产生部分脱硫废水。
3脱硫废水零排放技术
3.1多功能结晶蒸发
在废水进行固液分离的预处理后,再对留下的液体做多功效结晶处理。多功效蒸发处理一般分为四个步骤:热力输入系统、热力回收系统、结晶处理、其他的附属设备。预处理后的混合液还具有较高的温度,将这些处理好的混合液放入到多功能蒸发单元之中,渐热完成后,将混合液倒入高温桶中。随后,利用盐浆器向盐旋转逆流器中输送,这个时候,结晶出来的大颗粒盐晶体进行逆流旋转,再进入离心机,通过离心机的离心力进行对盐晶体的分离,再将分离出来的晶体放到高温干燥床上进行干燥。最后将干燥好的盐晶体输送到指定位置处理。
3.2正渗透技术
正渗透技术具有高效处理废水高含盐量的效果。采用半透膜,借助两侧的渗透压力差,含有较高盐物质的水会自动且具有选择的以高盐水为核心向外扩散,并流入提取液侧。提取液由氨、二氧化碳等组成,将其溶解于水中能够促使其生成大量驱动力(35kPa),进而使水分子扩散出半透膜,废水含盐量纵使达到150000mg/L也具有同等效果。将提取液稀释再进行蒸发分解能够获得其溶质,进而实现循环利用,提取其溶质所需能量相比于蒸发潜热更低。分解之后氨、二氧化碳经由冷凝处理予以回收再次重复上述工序。回收氨、二氧化碳后所剩余的水物质较为纯净。正渗透技术的应用优势在于其耗能低,操作简单,安全可靠,反渗透技术与正渗透技术运行原理相似。
3.3烟气蒸发零排放处理技术
烟气蒸发零排放处理技术是将脱硫废水雾化喷入烟道,雾化的废水与热烟气充分接触蒸发,从而实现脱硫废水的零排放。根据脱硫废水的烟气蒸发类型,可分为直接烟道蒸发和旁路烟道蒸发
3.4直接烟道蒸发法
直接烟道蒸发法是将高盐脱硫废水转移到除尘器前烟道中,雾化的废水在高温烟道中迅速蒸发,废水中的杂质、固体颗粒和灰分进入除尘器被捕获。水蒸汽被回收再进入脱硫系统利用。该系统充分利用发电厂的余热来实现废水的零排放,优点:系统简化,投资少,药耗少,占用空间小,操作检修简单。缺点:处理废水量有限;对锅炉的热效率可能有影响,可能影响热负荷;雾化喷嘴容易被腐蚀堵塞。目前,烟道直接蒸发技术较多的应用在改造旧机组。
3.5脱硫废水浓缩减量技术
经过预处理后的脱硫废水水中悬浮物、胶体、Ca2+、Mg2+等结垢因子的含量已经降至后续设备安全运行的控制范围内,但是脱硫废水的TDS含量依旧维持在25000~30000mg/L。为了降低后期固化处理成本,需要对此时的脱硫废水进行浓缩处理,实现减量化。膜浓缩处理技术因投资成本相对低廉、技术可靠性较高、操作简单等优点,在脱硫废水的浓缩处理阶段广泛应用,根据工作原理不同,分为正渗透法(FO)、反渗透法(RO)和电渗析法(ED)。
3.6尾水固化技术
尾水固化是将经预处理、浓缩减量后的浓水进行干燥处理,实现水与溶解盐的分离,最终实现脱硫废水零排放。尾水固化技术主要分为蒸发结晶制盐和烟道蒸发。蒸发结晶制盐技术,包括多效蒸发(MED)、机械蒸汽再压缩(MVR)和热力蒸汽再压缩(TVR);烟道蒸发技术分为直接烟道蒸发和高温旁路蒸发两种,高温蒸发工质可以用热二次风,也可以用高温烟气。
3.7旁路烟道蒸发技术
运用该技术的原理与运用上述烟道蒸发技术的原理相同,区别在于需要把高温度的烟气从旁路引出,而非从主路引出。具体而言,在该蒸发设备内,脱硫废水经过预处理后进入系统进而被雾化,雾化的水汽被烟气蒸发,此时,废水中的盐性因子也会不断析出,附着在烟道蒸汽中的粉尘上,再经由旁路被输送到除尘器中,最后进入脱硫系统中冷凝,并补充脱硫工艺运行用水,进而达到零排放。根据所选择的蒸发器类型,具体包括双流体喷嘴式、旋转喷雾式两种。该技术对操作、安全均较为简单,相比于第一种烟道蒸发技术对设备的破坏性小,在实现零排放的同时能够有效避免烟道腐蚀、堵塞等问题。
结束语
如今,我国火力发电厂对脱硫废水的处理还是使用比较常规的处理方式,此方式虽然简单,但做不到脱硫废水的零排放标准。随着全国环境的恶化,还有我国着重推进可持续发展,我们必须要推动科技改造,从而实现脱硫废水危害物质的零排放。这样不仅响应了国家号召,也保护了我国美好的生活环境。
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