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火力发电厂湿法脱硫废水深度惩罚工艺遴选琢磨

  北极星水经管网讯:摘要:石灰石-石膏法湿法脱硫是燃煤电厂主流的烟气脱硫本领。2015年《水污染防治活动准备》(简称“水十条”)宣告践诺,火电行业正在慢慢推进脱硫废水深度经管,最终完玉成厂废水零排放。差其它脱硫废水深度经管本领门道,对体系安闲、经济、牢固运转影响很大。目前燃煤电厂脱硫废水深度经管本领重要网罗脱硫废水的预经管软化本领、浓缩减量本领、蒸发结晶本领等,浓缩减量本领中网罗膜法浓缩以及热法浓缩等。脱硫废水本领门道选取应遵从安闲牢靠和经济性、一厂一策、协同性及无害化等总规矩。

  GB 13223-2011《火电厂大气污染物排放》法式宣告践诺,对二氧化硫排放提出了昭彰哀求。为知足境况珍爱哀求,燃煤汽锅烟气均须要实行脱硫经管。我国燃煤电厂主流的烟气脱硫本领是采用石灰石-石膏法湿法,据中电联统计,2017年当年新投运火电厂烟气脱硫机组容量约0.4亿千瓦;截至2017年闭,天下已投运火电厂烟气脱硫机组容量约9.2亿千瓦,占天下火电机组容量的83.6%,占天下煤电机组容量的93.9%。为防备脱硫装备腐化,担保石膏质料,脱硫吸取塔须要废除必然量脱硫废水。

  守旧脱硫废水经管工艺常采用氧化-中和-浸淀-絮凝-澄清经管工艺,配套装配次氯酸钠预氧化、Ca(OH)2中和、有机硫、FeClSO4絮凝、帮凝剂浸淀及亚硫酸钠还原等加药体系,经经管脱硫废水到达DL/T 997-2006《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质担任目标》后排放或用于干灰(渣)加湿及灰场喷洒降尘。

  2015年4月,国务院印发了《水污染防治活动准备》(简称“水十条”),提出到2020年,天下水境况质料获得阶段性改观,污染告急水体较大幅度削减,饮用水安闲保证水准络续晋升,地下水污染加剧趋向获得发端拦阻;哀求饱动轮回成长,荧惑废水深度经管回用;攻闭研发前瞻本领,整合科技资源,加快研发核心行业废水深度经管、工业高盐废水脱盐等本领;禁止燃煤电厂脱硫废水表排。DL/T 5046-2018《发电厂废水管理安排类型》昭彰原则:脱硫废水宜经管回用,当有零排放哀求时,应对脱硫废水实行深度经管。

  目前燃煤电厂脱硫废水深度经管本领重要网罗脱硫废水的预经管软化本领、浓缩减量本领、蒸发结晶本领等,浓缩减量本领中网罗膜法浓缩(RO、FO、ED等)以及热法浓缩(欺骗蒸汽浓缩、烟道余热浓缩等)。差其它深度经管工艺,其投资、运转安闲牢固性及本钱等差别很大,因而,有须要对火力发电厂湿法脱硫废水深度经管工艺实行筹议、考虑。

  脱硫废水深度经管工艺均能够了解为“预经管”、“浓缩”和“结晶”三个工艺段,后段工艺的特性断定了前端工艺的选取。关于正在“浓缩”段采用膜法浓缩的工艺,正在“预经管”段都须要对废水中的硬度实行彻底的软化经管。目前,软化经管工艺以守旧的化学加药软化澄清和管式微滤软化工艺行使较多。

  正在高效澄清器中投加混凝剂、絮凝剂、氢氧化钠、碳酸钠,消浸脱硫废水中的悬浮物、总硬度、二氧化硅和有机物等。采用NaOH-Na2CO3联结软化-混凝澄清-过滤的工艺流程如图1所示;

  脱硫废水经预浸池去除大个人悬浮杂质,正在源委高效澄清池投加混凝剂、絮凝剂、氢氧化钠、碳酸钠,使水中悬浮物、钙、镁等硬度因素酿成浸淀,再输送到管式微滤膜实行固液差别。管式膜滤本领是一种错流过滤、压力驱动的膜差别本领,可庖代守旧的加药、絮凝、浸淀经过,用于去除水中亚微米级和更大的悬浮固体颗粒。化学加药软化-管式微滤工艺流程如图2所示;

  遵照表1归纳对比,两种计划均能知足软化经管哀求。管式微滤计划占地面积幼、无需减少超滤体系,出水可直接知足后续膜浓缩体系运转哀求,但该计划存正在污堵危害,而且须要按期实行化学洗涤,出格发生酸碱洗涤废水,减少酸碱药剂用度。化学加药软化-高效澄清器计划为守旧成熟工艺,不出格发生二次废水,但占地面积相对较大。商讨到后续浓缩-固化经管工艺的贯串,因而需遵照脱硫废水经管体系的团体工艺实行预经管工艺的选取。

  高压反分泌是一种以压力差为推进力,从溶液平差别出溶剂的膜差别本领。反分泌膜组件是反分泌单位中最苛重的部件。盛开式反分泌膜组件纠合了盛开式通道和卷式膜组件两方面安排的上风,拥有狭隘且盛开的通道,造胜了其它遍及反分泌膜组件的差错,使得流体动力学职能大大优化,很大水准上削减了其它反分泌膜组件中常见的污染和结垢题目;

  碟管式反分泌是反分泌的一种花式,是特意用来经管高浓度污水的膜组件,其造胜了大凡反分泌体系正在经管渗滤液时容易窒碍的差错,使体系特别牢固、运转用度更低,拥有避免物理窒碍、耐受极高压力等特性;

  电渗析是欺骗离子互换膜对阴、阳离子的选取透过职能,正在表加直流电场的效用下,使阴、阳离子定向迁徙透过选取性离子互换膜,从而使电解质离子从溶液平差别出来的经过。电渗析装备通俗采用贵金属涂敷复合原料举动电极,抗腐化性强,电极操纵寿命长期,而且安排采用耐污染型离子互换复合膜,拥有较强的耐氧化、耐酸碱、抗腐化、抗水解的才气,不易窒碍,抗污染性强,膜的操纵寿命长期,况且因为采用频仍倒极的运转形式,可有用管理电渗析装备浓差极化的题目,装备自愿化水准高,运转特别牢固牢靠;

  三种膜法浓缩工艺均须要实行软化预经管,运转本钱和投资用度均相对较高,且占地面积大。个中高压反分泌工艺行使较为遍及,正在火电厂行使案例较多,本领成熟度高,可是其浓缩才气有限,浓水含盐量最高或许到达9%足下;碟管式反分泌投资用度较高,牢靠性较高;电渗析工艺本领成熟,正在化工行业行使较为遍及,其可正在常压条目下完成高倍率浓缩,浓水含盐量可达15%以上。

  热法浓缩减量工艺的道理是欺骗表部热源加热废水使其浓缩减量,同时通过投加或欺骗废水中的固体颗粒举动晶种,完成废水浓缩的同时到达抗御结垢的方针。目前,热法蒸发浓缩工艺重要网罗MVR立式降膜蒸发工艺、烟气余热闪蒸工艺以及低温烟气余热蒸发浓缩工艺等。

  因为废水的性情,含有必然量的结垢物质,为防备蒸发浓缩经过中正在降膜管上结垢,采用晶种法防垢,晶种法的道理基于物质浸淀析出时会偏向于吸附正在机闭较相似的物质上。若正在经管液中参加必然量的晶种举动晶核,则经管液正在浓缩后有物质析出浸淀时,会选取附着正在晶核上,而非管壁上。

  该工艺对进水水质哀求特地广泛,因而预经管单位无需树立过滤器。蒸发器机闭安排中要为晶种滋长供给足够的停滞岁月,通过液膜厚度担任防备干壁,担任晶种浓度防备结垢或窒碍;

  烟气余热闪蒸体系浓缩道理是欺骗物质的沸点随压力的消浸而消浸的性情,当高压高温流体源委减压,使其沸点消浸,进入闪蒸罐时,流体温度高于该压力下的沸点,会正在闪蒸罐中赶速欣喜汽化,并实行两相差别。正在闪蒸经过中不须要热量的参加。烟气余热闪蒸体系工艺流程参如图4所示。

  通俗源委三效闪蒸浓缩,浓缩倍率最高可到达90%,而且正在线%自愿可调,浓缩后浓液进入后续固化经管装备。浓缩闪蒸经过中发生的水蒸汽源委凝固后可接纳至接纳水箱用作脱硫废水工艺水或其它用处补水;

  低温烟气余热蒸发浓缩工艺重要树立废水经管浓缩塔,欺骗电除尘与脱硫塔之间的高温烟气的热量蒸发脱硫废水,到达废热欺骗及脱硫废水低本钱减量的方针。低温烟气余热蒸发浓缩工艺流程如图5所示;

  通过对比阐述可知,上述三种浓缩工艺门道均能够到达脱硫废水减量方针,各式浓缩工艺均有其优差错。因而,全部热法浓缩工艺可遵照电厂实质园地、可用热源以及各工艺工程行使希望情形进一步阐述比选。

  从表4比较可知,守旧的膜法工艺相对成熟牢靠,运转案例较多,可是其预经管哀求苛峻,导致药剂投加量大、运转用度较高;热法浓缩工艺投资相对较高,运转案例相对较少,装备折旧高,可是其无需预经管、浓缩倍率较高,运转用度、保卫费均较低。

  旁道烟道干燥本领,亦是正在喷雾蒸发(Spray Drying)本领根源上成长起来的。喷雾蒸发是流化本领用于液态物料干燥的本事。它是将液态物料浓缩至适宜的密度后,使雾化成渺幼雾滴,与必然流速的热气流实行热互换,使水分赶速蒸发,物料干燥成粉末状或颗粒状的本事。

  旁道烟道干燥本领是欺骗电站汽锅烟气余热,把脱硫废水喷入稀少树立的热烟气蒸发器中实行雾化干燥,正在完成电厂废水零表排同时,能够大大消浸蒸发投资运转用度、避免守旧烟道喷雾干燥本领结垢、窒碍等,是一种新型牢靠的废水固化本领。旁道烟道干燥本领流程如图6所示。

  旁道烟气蒸发本领能够正在高效经管电厂脱硫废水的同时,提升除尘成果,削减脱硫水耗,兼具节能、节水、环保三方面的效益。

  雾化效坦爽接干系到旁道烟道干燥体系的安闲牢固运转,而喷嘴是焦点部件。常例的雾化喷嘴网罗双流体喷嘴及扭转式喷嘴,两种喷嘴雾化形式均能知足旁道烟道干燥体系雾化哀求,全部工程践诺中可遵照现场需求实行雾化形式的选取。两种喷嘴雾化形式对比参如表5所示;

  烟道喷雾蒸发工艺将脱硫废水用废水泵送至除尘器前主烟道,采用雾化喷嘴喷射,雾化后的脱硫废水喷入烟道,欺骗烟气热量赶速正在烟道中蒸发,废水中的杂质以固体物质的花式和飞灰一同随烟气进入除尘装备,颗粒物被逮捕下来随灰一同表排。主烟道干燥工艺流程参如图7所示。

  多效蒸发本领是将蒸汽的热能实行轮回并多次反复欺骗,以削减热能损耗,消浸本钱。加热后的废水正在多个串联的蒸发器中蒸发,欺骗前效蒸发发生的二次蒸汽,举动后效蒸发器的热源,后效中水的沸点温度和压力比前效低,效与效之间的热能再生欺骗能够反复多次。四效蒸发器工艺流程如图8所示。通过多效蒸发后到达结晶水准的盐水进入结晶器发生晶体,通过差别器完成固液差别,淡水接纳欺骗,固体盐表售;

  蒸汽板滞再压缩本领是指将蒸发器蒸发发生的底本须要冷却水冷凝的二次蒸汽,经压缩机压缩后,提升压力和饱和温度,减少热焓,再送入蒸发器举动热源,取代新奇蒸汽轮回欺骗,二次蒸汽的潜热得以充塞欺骗,同时还省去了二次蒸汽冷却水体系,俭仆大批冷却水,从而到达节能和消浸运转本钱的方针。蒸汽板滞再压缩蒸发器流程如图9所示。

  由表6可见,三种工艺计划均能知足终局废水固化经管哀求。蒸发结晶拥有投资及运转本钱均较高,发生的结晶盐现阶段难以处理特性;与守旧的蒸发结晶工艺比拟,烟道干燥工艺拥有投资和运转本钱大幅消浸、无结晶盐固废发生的长处。但旁道烟气蒸发体系存正在矫健性不高的差错,当汽锅负荷较低时,抽取的烟度量消浸,旁道蒸发经管量相应降落;其它直接蒸发抽取高温烟气,其煤耗本钱高。因而,为了消浸运转本钱,可通过浓缩减量消浸废水总量,同时归纳欺骗电厂低温烟气或者其他废热源举动蒸发烧源,对终末浓缩减量的脱硫废水实行旁道烟气蒸发,进一步消浸煤耗。

  (1)脱硫废水深度经管本领门道选取应遵从安闲牢靠及经济性规矩,遵从因地、因煤、因炉造宜一厂一策规矩,遵从环保协同性规矩及脱硫废水经管产品无害化规矩;

  (2)脱硫废水深度经管本领门道选取必然要纠合现行的国度功令、规则及本地的环保计谋,遵照项目境况影响讲演书批复及排污许可证哀求总体商讨,并适度预测国度及本地环保计谋走向;

  (3)脱硫废水深度经管工艺能够了解为“预经管+浓缩+结晶”三个工艺段,每个工艺段都有差其它经管本事,每种经管本事均有己方的优差错,脱硫废水深度经管本领门道真实定,须要遵照脱硫废水水质并经充塞调研确定;

  (4)脱硫废水深度经管采用烟道干燥固化工艺,商讨到汽锅负荷及运转本钱,脱硫废水须要商讨浓缩减量经管;

  (5)脱硫废水采用“余热闪蒸浓缩减量+旁道烟道干燥”举动脱硫废水深度经管是对比好的本领门道,拥有占地及装备投资少、运转本钱低、体系运转牢固及自愿化水准上等长处。