沿海燃煤电厂脱硫废水零排方案对比分析

发表时间:2020/11/23   来源:《中国电业》2020年7月第19期   作者:蔡亦伟
[导读] 本文拟对常见脱硫废水零排放处理技术中,最末端技术与电解制氯工艺进行简要介绍
        蔡亦伟
        大唐国际雷州发电有限责任公司  524200

        摘要:本文拟对常见脱硫废水零排放处理技术中,最末端技术与电解制氯工艺进行简要介绍并展开对比分析,拟对脱硫废水处理方案的选择提供参考。
        关键词:脱硫废水处理 方案对比 零排放 电解制氯工艺

1.研究背景
        近年来随着国家对于工业水排放要求的逐渐提高,脱硫废水的零排放技术已经得到相关技术领域的重视,尤其是应用在燃煤电厂脱硫废水零排放技术的可靠性得到更多的关注。因为燃煤电厂耗水量大,且有大量的余热可供利用,是废水“零排放”的主要应用领域。燃煤电厂湿法脱硫废水与电厂其它系统所产生的废水差异较大,是燃煤电厂水系统内水质最复杂、污染最严重的水体。脱硫废水含有高浓度的悬浮物、高氯根、高含盐量、高浓度重金属,对环境污染性极强,因此脱硫废水零排放势在必行。
2 常见末端废水处理方案介绍
2.1多效蒸发结晶技术(MED)
        单效蒸发时,单位加热蒸汽消耗量大于1,即蒸发1kg水需消耗1kg以上的加热蒸汽。因此,对于蒸发量很大的蒸发过程,如果采用单效操作必然消耗大量的加热蒸汽,这在经济上是不合理的。鉴此,工业上多采用多效蒸发。多效蒸发中效数的排序是以生蒸汽进入的那一效作为第一效,第一效出来的二次蒸汽作为加热蒸汽进入第二效,依次类推。
 
        在多效蒸发中,为了保证每一效都有一定的传热推动力,各效的操作压强必须依次降低,相应地,各效的沸点和二次蒸汽压强依次降低。因此,只有当提供的新鲜加热蒸汽的压强较高和末效采用真空时,才能使多效蒸发得以实现。多效蒸发技术(MED)是将蒸汽热能进行循环并多次重复利用,以减少热能消耗,降低运行成本。加热后的盐水在多个串联的蒸发器中蒸发,利用前效蒸发产生的二次蒸汽,作为后效蒸发器热源,后效废水沸点温度和压力比前效低,效与效之间的热能再生利用可以重复多次。一般最多只做到四效,四效后蒸发效果就很差。
        通过多效蒸发后达到结晶程度的盐水进入结晶器产生晶体,通过分离器实现固液分离,淡水回收利用,固体盐外售。
2.2低温常压蒸发结晶技术(NED)
        NED技术是在一密闭环境内模拟这种自然降雨现象。当气体在设备内循环时,气流在蒸发室内加热并吸收水分,然后在冷凝室内凝结成纯水,产生类似自然降雨的现象。废水首先经过换热器被加热至一定温度(40℃~80℃),然后进入蒸发室,从蒸发室顶部喷洒而下,液滴表面的水份被蒸发形成水蒸汽,在风的作用下被移至冷凝系统,含有饱和水蒸气的热空气与冷凝系统内从顶部喷洒下来的冷水相遇,并重新凝结成水滴,产生净水送至系统外。经蒸发后废水浓度不断升高,并达到饱和,盐从溶液中析出形成固体颗粒,并通过固液分离器实现最终分离。采用热泵压缩机组在制备冷凝系统所需冷水的同时,将水中的热量转移用来加热原废水,实现了系统内部能量的循环利用。
 

2.3至电解制氯系统
        对于以海水作冷却水的海滨电厂,可考虑采用膜技术对脱硫废水进行浓缩减量,回收淡水的同时可将浓水回用于电解制氯系统,可以使重金属离子及其他一些污染物将直接被电解氧化还原成重金属或其他一些无害的或沉淀的物质得以去除。还可以利用废水中的CI-资源,达到低成本废水零排放的目的。
        
        
                


    
 

 图3 至电解制氯系统流程图
        
2.4 旁路烟道蒸发技术
        在空预器前后开设旁路烟道,即引入空预器前的高温烟气加热干燥脱硫废水的雾化液滴,冷却降温后的烟气重新回到空预器后的烟道中。此时引入的烟气温度较高,所需烟气量较少,并可以实现较大规模的废水处理能力。

        3. 固化阶段方案选择、设计及影响评估

综合上述,对各种蒸发结晶和烟气蒸发固化处理技术进一步比对,详见表

结束语
        对比上述主工艺方案及技术经济性对比可知,MED、NED、旁路烟道蒸发方案设备造价、运行成本较电解制氯方案偏高;电解制氯基建投资小,运作成本少,可以作为沿海电厂脱硫废水零排放项目的终端处理方案,为沿海电厂可预见的废水零排放工程建设打下基础。其在燃煤电厂脱硫废水处理方面的成果转化及技术引进正在得到越来越多专家的关注和期待。
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