燃煤电厂脱硫的现状分析和防治对策

发表时间:2021/7/20   来源:《当代电力文化》2021年3月8期   作者:马磊
[导读] 电力的稳定供应离不开燃煤,而燃煤所释放的二氧化硫等有害物质又会大大污染环境,这与青山绿水相违背
         马磊
         河北大唐国际王滩发电有限责任公司,河北省 唐山市 063600
         摘要:电力的稳定供应离不开燃煤,而燃煤所释放的二氧化硫等有害物质又会大大污染环境,这与青山绿水相违背。因此在燃煤电场采用高效廉价的脱硫方式显得尤为重要,本文将简述我国现阶段燃煤电场脱硫现状,试给出相应的防治对策,期望对燃煤电厂脱硫工作有所帮助。
        【关键词】 燃煤电厂  脱硫  现状分析  防治对策
        随着我国经济发展越来越快,我国对电力的需求增长迅速,最直观的体现就是,我国耗煤量从二十世纪初的13亿吨,仅仅经过五年,便达到了21亿吨的一个天文数字,其中用来发电的煤炭消耗大约占我国煤炭消耗总量的50%以上。而二氧化硫排放量作为社会经济发展的一大重要指标,国家规定全国燃煤电厂所排放的二氧化硫总量必须控制在950万吨以下,这一数值相比之前的规定还下降了30%,可见燃煤电厂脱硫工作相当重要,这就使我国燃煤电厂在煤炭脱硫工作方面产生了很大的压力。在多年的发展过程中,我国在煤炭脱硫方面积累了相当丰富的经验,并且在新方式脱硫领域也取得了重大突破,但是在实际的燃煤电厂煤炭脱硫过程中,由于存在脱硫原料、脱硫价格等问题,我国煤炭脱硫工作仍推行缓慢。本文主要分析我国燃煤电场脱硫现状,研究我国燃煤电厂硫化物的排放趋势,针对现阶段存在的问题提出防治对策,为我国燃煤电厂煤炭脱硫提供一定的帮助。
1.煤炭发电厂脱硫废水分析
??????? 1.1废水产生的原因
??????? 脱硫技术是脱硫废水产生的根本原因。目前,燃煤电厂广泛采用传统的脱硫技术,即石灰石-石膏湿法脱硫技术。燃烧炉内二氧化硫处理过程中会产生大量的废水。
2.2脱硫废水特点
??????? 废水具有很强的腐蚀性,具有很高的盐度与硬度比,导致废水的腐蚀,破坏设备和环境;高含盐量导致脱硫工艺的应用减弱;废水硬度比高,容易固化,对设施造成严重破坏。此外,废水中还含有大量的各种重金属,容易产生二次污染。
??????? 2.煤炭发电厂脱硫废水零排放技术分析
2.1预处理技术
(1)蒸发结晶技术。在脱硫废水中加入碳酸钠、絮凝剂、有机硫等化学试剂,去除已固化的重金属、悬浮物等污染物。然后使用机械蒸汽或多效蒸发器固化和结晶,这时产生的凝结水可以循环使用,结晶盐可以单独处理。目前,我国一些燃煤电厂已经实现了该技术的应用,对预处理废物,水量为22/h,可以实现零排放的目标
(2)膜浓缩-蒸发结晶技术。在纯蒸发结晶工艺的基础上,采用正渗透和反渗透相结合的工艺进行处理。处理后的淡水部分可直接回收利用,其余部分可用机械蒸汽或多效蒸发器处理,结晶盐经冷凝水回收利用后分别处理。与上述工艺相比,该技术结合了下文所述的浓缩工艺,该工艺更为成熟,具有广阔的应用前景,同时实现零排放,降低投资成本。
2.2浓缩技术详解
??????? (1)蒸发技术。蒸发技术广泛应用于污染物零排放系统中。目前,燃煤电厂主要采用机械蒸汽,而蒸发技术是电厂的首选技术。蒸发运行会消耗大量热能,蒸汽从高温逐渐变成低温,低温环节是再次使用蒸汽的环节,这大大提高了蒸发技术应用的经济性。与机械蒸汽相比,多效蒸发器能有效增加蒸发运行过程中产生的能量,进而提高经济性。多效蒸发器的节能效果与有效数成正比,但效果大于五效后有缓慢增加的趋势,最佳有效数为二效或三效。机械蒸汽与传热温差呈正相关关系,节能效果比多效蒸发器高出十倍以上。
??????? (2)正向渗透技术。正渗透法处理含盐量高的废水具有较高的处理效果。采用半渗透膜,借助于渗透压差的两侧,含盐量较高,水自动有选择地扩散,形成较高的盐水岩心,流入萃取侧。萃取液由氨、二氧化碳等组成,溶于水可促使其产生大量的驱动力(35kpa) ,使水分子扩散出半透膜。

即使废水的含盐量达到150000mg/l,也能达到同样的效果。萃取液经稀释、蒸发、分解后得到溶质,回收萃取所需能量小于蒸发潜热。分解后,经冷凝处理回收氨和二氧化碳,再重复上述过程。在回收氨和二氧化碳之后,剩下的水相对纯净。正渗透技术的应用优势在于其能耗低、操作简单、安全可靠、反渗透技术和正渗透技术等运行原理。
??????? (3)结晶技术。结晶器是采用结晶技术操作的必备设备,结晶器可以操作普通的蒸发器。废水处理的核心部分是循环结,结晶系统,结晶器中含有闪蒸器,管壳式换热器通过循环管连接。系统中的循环泵将废水输送到热交换器进行热交换,循环结晶。进入结晶器的废水与系统中原有的浓盐浆混合后,由加热器加热。废水再次进入闪蒸槽,发生闪蒸蒸发,废水中的盐料结晶。从热交换器流出的盐浆会从闪蒸槽的中间切向进入闪蒸槽,产生涡流,最终产生一个大的闪蒸面。蒸汽在罐内积聚,此时除雾分离设备起作用,使其进入压缩机。蒸汽经过压缩机后,压缩温度上升,然后进入换热器壳侧进行冷凝,使盐浆蒸发,冷凝液流入冷凝机组,在罐内。总之,含盐量高的废水在进入闪蒸槽之前会不断出现,经过加热,水分蒸发,含盐物质逐渐饱和和沉淀,然后达到净化的效果,达到零排放。
2.2烟道蒸发技术
(1)直喷式烟道蒸发技术。利用该技术,废水直接进入烟道,需要在预热器和除尘器之间安装喷嘴,废水通过喷嘴直接雾化。雾化液在高温作用下迅速蒸发,排气时随烟气排放,废水中的污染物随粉煤灰一起排放,实现废水零污染排放。该技术处理的废水量相对较低,烟道系统容易发生腐蚀、堵塞等问题,而且喷嘴位置对蒸发效果影响较大,对烟道安装位置要求较高,采用低温电除尘技术进一步降低了烟道中的可用余热,减少了废水的蒸发量
(2)旁路烟道蒸发技术。采用该技术的原理与采用上述烟气蒸发技术相同,不同之处在于高温烟气需要旁路提取,而不是干线提取。具体地说,在蒸发设备、脱硫废水预处理后进入系统并雾化,雾化水蒸气蒸发的烟气,在这个时候,废水盐因素也会不断沉淀和坚持烟道蒸汽的灰尘,然后旁路运输到集尘器,最后进入脱硫系统,凝结,并添加脱硫过程自来水,然后实现零排放。根据选型,蒸发器的类型,包括双流体喷嘴式、旋转喷雾式两种。与第一种烟气蒸发技术相比,该设备破坏性较小,可有效避免烟气的腐蚀和堵塞。
3 燃煤电厂脱硫废水零排放技术发展展望
??????? 通过对零排放脱硫废水技术应用效果的回顾,不难发现目前该技术的应用存在以下障碍: 一是预处理成本高,经济成本高; 二是富集技术不完善,易受影响; 三是富集技术成本高,抑制了其推广应用。四是烟气蒸发技术存在结垢、堵塞隐患; 五是结晶盐回收困难、处理成本高。
??????? 未来该技术发展的关键是有效解决上述问题,如下:一是降低预处理技术的消耗,开发高效絮凝剂及其体系;二是提高浓缩过程运行中的浓缩速率和降低能耗,利用新材料和开发新技术,如空气蒸馏浓缩技术;第三,进一步完善烟气蒸汽技术,提高技术应用的可靠性,分析防腐防垢方法,优化烟气蒸发设备;第四,发展使用结晶盐的多种方法,例如,制作玻璃砖;第五,开发新工艺,降低盐结晶成本。此外,还应从以下两个方面进行优化:一方面,标准化的设备的研究和开发,集成的自动化、智能、信息和其他技术,提高设备的综合性能,构建模块化的处理单元,并不断提高预处理,另一方面,它是探索使用脱硫废水为例,使用它的水源氯生产单位和渣挖泥船单位。
??????? 综上所述,本文以燃煤电厂为对象,探讨了实现脱硫废水零排放的相关技术,并结合脱硫废水的特点,有效地利用了这些技术,详细分析了各种技术的优缺点。随着电厂规模的不断扩大,国民经济的发展,传统的污水处理技术已经不能满足零排放的需要,因此有必要加大力度,解决零排放技术的不足,提高污水处理效率。
??????? 参考文献:
??????? [1]王焕伟,治卿,张文耀,柳丽平.燃煤电厂脱硫废水零排放现状分析[J].环境保护科学,2020,46(03):85-88.
??????? [2]赵舒然,韩小渠,张丹,刘继平.燃煤电厂脱硫废水热法零排放技术热成本分析[J].中国电力,2020,53(07):184-188+196.
??????? [3]李宏远.燃煤电厂脱硫废水零排放治理技术路线分析与选择[J].煤炭工程,2019,51(11):80-85.
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