浅谈电厂脱硫废水处理系统应用分析

发表时间:2021/1/7   来源:《当代电力文化》2020年第22期   作者:王传义
[导读] 现代社会发展对电力依赖大,需求连年增长,只有做好电力生产与输送,才能让电能供应满足实际需求
        王传义
        新疆华电高昌热电有限公司   新疆吐鲁番  838000
        摘要:现代社会发展对电力依赖大,需求连年增长,只有做好电力生产与输送,才能让电能供应满足实际需求。电厂在电力生产过程中,近年来一直在致力于运用清洁能源发电,这个方面有一些成就,但是不得不说是当前发电依然以燃烧煤为主。过程中会产生脱硫废水,如果不能对其进行妥善处理,就会造成环境污染。本文围绕这个展开讨论,介绍电厂脱硫废水处理原理基础上,对于脱硫废水处理技术实际应用进行分析和探讨,仅供参考。
        关键词:电厂;脱硫废水处理;应用分析
        现在是一个电力化时代,保证电能充足供应,是确保社会有序运行的关键。电厂承担着为社会生产电能的重要责任,发展过程中虽然也在不断进行技术改革,致力于促进电能生产清洁化。但是从目前电厂的电力生产情况看,依然是以燃煤为主,过程中污染比较大,同时会产生大量的有害物质,其中就包括脱硫废水。这种废水对环境会造成很大伤害,所以需要对其进行有效处理,才能最大程度控制电厂生产作业中环境污染,促进可持续发展。
1、脱硫废水的主要来源和特征
        脱硫废水中含有多种杂质,其中主要来源是烟气、过量的脱硫剂和工艺用水等。由于煤炭中有很多种不同的元素,如重金属等物质,在高温下这些不同类型的重金属元素或离子会在火力发电厂的炉子中生成多种无机化合物,其中的绝大多数物质都会随着烟气不断进入到相关设备中,被吸收浆液快速吸收溶解。在吸收浆液中,各种杂质会不断进行再度浓缩融合,导致排出的脱硫废水的杂质含量不断升高。
        而脱硫废水的水质主要特征是:脱硫废水主要呈软酸性;其中的重金属离子浓度或离子含量会不断升高;废水中的悬浮物浓度持续上升以及脱硫废水中的阴离子浓度偏高等。相关企业可以通过对脱硫废水的水质特征和火力发电厂的运营状况,脱硫废水的系统主要是由废水工艺的处理、污泥的相关脱水处理和化学加药系统三部分组成。废水工艺处理系统的组成包括曝气池、三联箱和清水池等;污泥处理系统则是由污泥提升泵和循环泵等组成;化学加药的系统是由石灰乳制造和加药系统组成。
2、脱硫废水处理工艺情况分析
        (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。
3、脱硫废水处理工艺
        3.1三联箱工艺
        目前,“絮凝—沉淀—中和”三联箱技术是国内脱硫废水处理应用最多的一种工艺技术。脱硫废水经加碱(氢氧化钠或氢氧化钙)中和后,再加入有机硫、硫酸氯化铁等絮凝剂以及助凝剂等药品将脱硫废水中的悬浮物及重金属沉淀去除。沉淀的污泥经脱水处理后运至渣场进行综合处理,处理出水则经pH调节后进行排放。
        三联箱技术是国内普遍采用的脱硫废水处理工艺,废水含固量大成为制约该工艺发展的重要因素,不仅导致设备故障率高,运行稳定性差,而且需要添加大量药剂,增加运行成本。此外,三联箱工艺不能去除废水中高浓度的氯离子,处理出水难以直接回用,只能外排,因此难以实现脱硫废水的零排放。虽然在目前的环保政策及法规要求下可以实现达标排放,但随着环保政策的日益严格,该工艺具有一定的政策风险。
        3.2蒸汽机械再压缩技术原理
        来自蒸发器的浓盐水进入结晶器进料罐,经蒸汽加热后进入结晶器。结晶器的闪蒸罐通过循环管连接1台管壳式换热器,罐内浓盐水由循环泵送至换热器进行加热,然后返回闪蒸罐,发生闪蒸。在加热和闪蒸过程中,水蒸发出来,浓盐水变成过饱和状态,盐分析出,逐渐在闪蒸罐内形成混盐晶体。部分浓盐水从循环管道上排至离心机进行液固分离,离心母液返回结晶器,固体废物进行填埋处置。
        对于利用蒸汽作为热能的多效蒸发技术,蒸发1kg水需要热能2.32MJ,而采用机械压缩蒸发技术时,蒸发1kg水仅需0.12MJ或更少的热能,即单一的机械压缩蒸发器的效率,理论上相当于20效的多效蒸发系统。当增加多效蒸发器的效数时,虽然可以提高效率,但增加了设备的投资和操作的复杂性。MVR工艺只在首次启动时需要外源蒸汽,正常运转后,仅需提供驱动蒸发器内废水、蒸汽、冷凝水循环和流动的水泵、蒸汽压缩机和控制系统所需要的电能,而废水蒸发所需的热能主要由蒸汽冷凝时释放的热能来提供。该技术虽然能够实现脱硫废水的零排放,但也存在不足之处,如系统较复杂、投资运行成本高、占地面积大等。此外,系统对进水要求较高,需要配套建设脱硫废水的预处理系统,去除脱硫废水中的固体悬浮物及钙镁离子等。
        3.3烟道蒸发技术是将预处理后的废水通过雾化喷嘴喷射于锅炉尾部烟道,烟道内烟气产生的热量能够迅速将废水液滴蒸发,蒸发后剩余的固体杂质随烟气一起进入电除尘器被电极捕捉,按照选择的烟道蒸发器不同分为主烟道蒸发技术和旁路烟道蒸发技术。该技术工艺流程简单,无需额外提供能量,极大地降低了运行成本。同时通过向烟道内引入废水,能够有效地提高进入烟气湿度,降低烟气中灰尘颗粒的比电阻,提高除尘效率,具有很高的节能环保价值。而实际运行中,由于脱硫废水直接喷入烟道内,导致废水中盐渍析出并沉积在烟道底部,同时废水中Cl-以无机盐和HCl形式存在,造成烟道堵塞和设备腐蚀现象。此外为了防止烟气湿度过大造成除尘器电极腐蚀和烟道温度过低等问题,往往对废水蒸发过程控制要求很高,确保废水在进入除尘电极前被完全蒸发。
4、结束语
        目前,我国的燃煤厂大部分仍然采用常规的废水排放处理工艺,还不能做到脱硫废水零排放。随着可持续发展道路的推进,必须要创新脱硫废水零排放工艺,建设更加环保,更加清洁的燃煤电厂。这样,不仅是对环境的保护,而且还会产生巨大的经济效益。
参考文献:
[1]张广文,孙墨杰,张蒲璇,等.燃煤火力电厂脱硫废水零排放可行性研究[J].东北电力大学学报,2014,05(07):87-91.
[2]胡石,丁绍峰,樊兆世.燃煤电厂脱硫废水零排放工艺研究[J].洁净煤技术,2015,02(08):129-133.
[3]袁彬.燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺[J].山东工业技术,2014,17(12):54-55.
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