燃煤電廠脫硫廢水零排放技術(shù)
當(dāng)前，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和社會進(jìn)步的不斷提高，生產(chǎn)生活與供電密切相關(guān)，電力行業(yè)在社會生產(chǎn)發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。我國火力發(fā)電廠數(shù)量眾多，燃煤電廠在生產(chǎn)電能的過程中會產(chǎn)生大量的二氧化硫，嚴(yán)重污染空氣質(zhì)量?，F(xiàn)在人們已經(jīng)足夠重視這個問題并采取了一系列可行的措施來解決它。濕法脫硫是一種常用的脫硫方法。雖然能有效緩解空氣污染問題，但也會導(dǎo)致一定的水污染。如果能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫廢水的零排放，可以大大提高電廠的社會效益，改善環(huán)境質(zhì)量。
1.燃煤電廠脫硫廢水的主要來源及特征
1.1脫硫廢水來源
目前國內(nèi)外燃煤電廠廣泛采用的脫硫技術(shù)是石灰石-石膏法。它的原理很簡單，既能有效去除二氧化硫氣體，又能有效控制控制液中顆粒的濃度。但是為了維持內(nèi)部的物質(zhì)平衡，不可避免的會排放一些廢水，也就是脫硫廢水，其中含有懸浮物、過飽和硫酸鹽、亞硫酸鹽、重金屬等污染物，很多都是國家在環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中提出的重要污染物。脫硫廢水對環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響，可見燃煤電廠脫硫廢水零排放是非常必要的。
1.2脫硫廢水的主要特征
第一，水質(zhì)不穩(wěn)定。脫硫廢水的水質(zhì)受石灰石純度、煤種、脫硫和氧化風(fēng)量等因素的影響，因此即使在同一脫硫裝置中的不同時間段，水質(zhì)也有很大差異。二是含鹽量比較高。在脫硫廢水中，含鹽量通常控制在10000~40000mg/L之間；第三，懸浮物含量比較高。脫硫廢水中，懸浮物的濃度和質(zhì)量受燃煤種類和脫硫運(yùn)行條件變化的影響，通常在6000~10000mg/L之間，電廠的脫硫廢水大部分可在2~3小時內(nèi)自然澄清，少量廢水難以長時間自然澄清。
2.燃煤電廠脫硫廢水的環(huán)保技術(shù)
2.1去除重金屬
發(fā)電廠的廢水不僅含有硫化物，還含有大量的重金屬，因此重金屬成為廢水處理的重點(diǎn)。在目前的技術(shù)手段中，廣泛使用的是堿性藥劑。這些堿性試劑可以與廢水中的重金屬結(jié)合，從而形成沉淀，從廢水中分離出來。同時，由于使用了堿性藥劑，在處理重金屬元素時，pH值會有很大的提高，可以消除很多氫氧化物。
2.2去除氟原子
氟原子的去除首先需要將廢水排入廢水池，加入適量的石灰，然后在混合池中反應(yīng)，再加入堿性劑，充分混合一段時間后，即可去除氟原子。
2.3絮凝物的處理
工業(yè)廢水的處理是綜合性的，需要采用的處理技術(shù)種類繁多。通常情況下，廢水中的重金屬元素和氟原子被去除后，應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行絮凝處理。投加絮凝藥劑的目的是使之前沉淀下來的重金屬物質(zhì)形成體積較大的沉淀顆粒，在處理池底部能夠充分混合，為污染物的去除帶來更好的條件。
3.燃煤電廠脫硫廢水的處理工藝
3.1多效蒸發(fā)結(jié)晶工藝
燃煤電廠一般會采用多效蒸發(fā)結(jié)晶工藝處理脫硫廢水。蒸發(fā)系統(tǒng)分為四個部分:預(yù)熱部分、熱回收部分、結(jié)晶部分和輔助系統(tǒng)。一般廢水排入統(tǒng)一容器，再放入水箱進(jìn)行熱交換，排出退熱氣體，保證水的零污染排放。在燃煤電廠中，石灰碳酸鈉軟化+MED蒸發(fā)濃縮+結(jié)晶的工藝是一種常見的工藝，即在預(yù)處理過程中徹底去除硬度離子，然后進(jìn)行澄清過濾處理，廢水經(jīng)多效蒸發(fā)儀濃縮后進(jìn)入結(jié)晶器制成結(jié)晶鹽。在這個過程中，硬度和重金屬離子結(jié)合去除，蒸發(fā)結(jié)晶裝置不會產(chǎn)生污垢。另外，由于脫硫廢水硬度高、堿度低，通常采用石灰和碳酸鈉對廢水進(jìn)行軟化，使軟化水經(jīng)過濾后進(jìn)入多效蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)處理后的廢水水質(zhì)可達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。
3.2機(jī)械蒸汽再壓縮處理工藝
目前水平噴淋水平管薄膜蒸發(fā)器雖然已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是并不適合脫硫廢水的處理，主要是需要使用阻力比較大的噴嘴，而且在水平管上如果不能有效控制水的流速，非常容易結(jié)垢。目前廢水排放技術(shù)領(lǐng)先的公司都采用立式降膜蒸發(fā)器。與臥式蒸發(fā)器相比，立式降膜蒸發(fā)器的發(fā)展相對成熟，在使用上優(yōu)于臥式蒸發(fā)器。該技術(shù)包括蒸發(fā)系統(tǒng)和結(jié)晶系統(tǒng)，是目前處理脫硫廢水的有效方法。該技術(shù)的工作原理是在軟化去除鈣鎂離子的同時，加入適當(dāng)?shù)淖韫竸┓乐刮鬯Y(jié)垢，然后通過脫氣器去除空氣和溶解的CO2，廢水在蒸發(fā)器中蒸發(fā)。這項(xiàng)技術(shù)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用主要靠經(jīng)驗(yàn)的積累。
3.3新型廢水噴霧蒸發(fā)處理
煙道蒸發(fā)是一種比較新的廢水噴霧蒸發(fā)處理技術(shù)，主要是將脫硫廢水中的泵輸送到除塵儀表前的煙道中，然后利用壓縮空氣將煙道內(nèi)的煙道霧化，再將霧化后的廢水快速蒸發(fā)。做好這項(xiàng)工作后，廢水中的固體，包括重金屬、雜質(zhì)和各種類型的金屬鹽，與粉塵一起進(jìn)入電除塵器，被電極捕獲。然后隨粉塵排出室外，如圖1所示，是一種新型廢水噴霧蒸發(fā)處理工藝示意圖。
4.燃煤電廠脫硫廢水零排放的應(yīng)用實(shí)踐分析
在燃煤電廠的脫硫工藝中，采用石灰石和石膏法相結(jié)合的脫硫工藝處理煙氣中的SO2氣體。工藝步驟如下:首先將石灰石在設(shè)備中加工成粉末，粉末吸水制成石灰石漿液，作為脫硫劑備用；同時，脫硫劑在泵的作用下注入塔頂，底部在引風(fēng)機(jī)的作用下進(jìn)入鍋爐煙氣。在氣液逆流過程中，脫硫劑吸收煙氣中的SO2。在吸收SO2之前，為了使煙氣和漿液充分接觸，應(yīng)催促增加的空氣噴嘴向吸收塔內(nèi)連續(xù)注入空氣，然后溶解在水中的SO2將由HSO3-氧化成H+和SO4-。在酸性的作用下，漿液會溶解生成鈣離子。當(dāng)Ca2+與SO4-接觸時，會產(chǎn)生CaSO4沉淀，然后將產(chǎn)生的物質(zhì)用作建筑材料。其次，漿液接觸的煙氣經(jīng)過吸收塔后，水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)，然后對下游煙氣系統(tǒng)進(jìn)行加熱，這樣溫度上升后會被抽空，煙氣中的硫也可以被脫除利用。表1顯示了該燃煤電廠廢水處理后的水質(zhì)檢測結(jié)果。
根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過廢水處理后，廢水的質(zhì)量得到了顯著的改善。
(1)本燃煤電廠用煤多為低硫煤，廢水處理前pH值在6.5-7.4之間，廢水呈弱酸性，不能直接排放；處理后的廢水呈中性。
(2)從實(shí)踐分析可以看出，采用物理和化學(xué)方法處理廢水，可以很好地去除廢水中存在的污染物，處理后的廢水基本可以滿足電廠用水的水質(zhì)要求，還可以保證回用，既節(jié)約了用水量，又提高了經(jīng)濟(jì)效益。
5.結(jié)論
綜上所述，目前我國電力生產(chǎn)方式雖然大力發(fā)展了風(fēng)電、水電、核電，但火力發(fā)電仍將是主要的發(fā)電工藝，但火力發(fā)電產(chǎn)生的廢氣、廢水污染也會在一定程度上限制電力行業(yè)的發(fā)展。這就要求我們對這一問題給予足夠的重視，努力實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放，這就需要對處理工藝進(jìn)行進(jìn)一步的研究。(來源:青島捷能電力設(shè)計(jì)有限公司)
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