電廠(chǎng)脫硫廢水蒸發(fā)結晶技術(shù)零排放處理工藝
日期: 2022-11-24
作者: 環(huán)諾
一、前言:電廠(chǎng)脫硫廢水“零排放”的新挑戰
國內外煙氣脫硫采用的成熟工藝中,石灰石-石膏濕法脫硫工藝在燃煤電廠(chǎng)中應用最為廣泛,該工藝占我國工業(yè)脫硫總量90%以上,具有技術(shù)成熟,脫硫效率高,運行可靠,負荷范圍廣,對煤種適應性好等優(yōu)點(diǎn)。但該工藝產(chǎn)生的脫硫廢水是電廠(chǎng)系統末端最難處理的廢水,其高懸浮物、高含鹽量以及含多種重金屬等特點(diǎn)使得即使經(jīng)過(guò)傳統工藝處理,該種廢水依然含鹽量高、具有腐蝕性,難以直接排放或并入市政污水,成為電廠(chǎng)實(shí)現脫硫廢水的“零排放”的新挑戰。
二、燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水的來(lái)源
從我國燃煤電廠(chǎng)運行的實(shí)際情況來(lái)看,鍋爐濕法脫硫產(chǎn)生的脫硫廢水主要源于脫硫塔排放廢水,其廢水排放量一般通過(guò)脫硫塔內控制Cl在漿液中的濃度指標來(lái)確定。采用FGD工藝脫除煙氣中SO2的同時(shí),HCl、HF等存在于煙氣中的酸性氣體也會(huì )被脫硫劑吸收并轉移至脫硫漿液中。由于脫硫漿液循環(huán)使用,即使HCl、HF等酸性氣體在煙氣中的濃度比SO2低很多,但隨著(zhù)脫硫系統的運行,漿液中Cl-和F-會(huì )濃度逐漸升高。漿液中的鋁與F-聯(lián)合,對石灰石溶解具有屏蔽作用,降低脫硫效率;漿液中的Ca2+與Cl-配成離子對CaCl2,影響吸收劑氫氧化鈣的溶解,Cl-濃度升高也將導致脫硫效率的降低和石膏品質(zhì)下降,同時(shí)對管道和系統具有一定的腐蝕性。為了系統運行穩定,保證脫硫效率和石膏的產(chǎn)品質(zhì)量,因此需排出部分漿液,一般控制漿液中Cl濃度小于20kg/m3。
三、燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水的特點(diǎn)
燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水的特點(diǎn)包括:(1)水質(zhì)不穩定。受燃煤品質(zhì)、石灰石品質(zhì)及脫硫系統的運行等因素影響,即使相同脫硫設備在不同時(shí)段水質(zhì)也可能存在較大差別。(2)水質(zhì)呈弱酸性。pH值一般在4-6.5。(3)懸浮物含量高。一般在10000~150000mg/L之間,主要成分包括灰分、惰性物質(zhì)和絮凝沉淀物等。(4)含鹽量高。溶解性總固體(TDS)一般在25000~60000mg/L之間,含量最高的陰、陽(yáng)離子分別是Cl-和Mg2+。其它陰陽(yáng)離子包括Ca2+、SO42-、F等離子。另外,還含有GB8978-1996《污水綜合排放標準》中規定的第一類(lèi)污染物和第二類(lèi)污染物。
四、脫硫廢水蒸發(fā)結晶技術(shù)處理工藝
MED蒸發(fā)技術(shù):MED是一種基于單效蒸發(fā)基礎上發(fā)展起來(lái)的蒸發(fā)技術(shù),該技術(shù)降低運行成本是通過(guò)多次重復利用蒸汽的熱能以減少消耗熱能實(shí)現的。MED系統一般包含多個(gè)蒸發(fā)器(即多效),在蒸發(fā)器中進(jìn)入的廢水和新鮮蒸汽發(fā)生換熱為第一效,產(chǎn)生二次蒸汽和濃縮液均進(jìn)入第二效蒸發(fā)器中繼續蒸發(fā)換熱。即后一效的蒸發(fā)熱源來(lái)自前一效產(chǎn)生的二次蒸汽,同時(shí)前一效產(chǎn)生的濃縮液將在后一效中繼續濃縮。為保證每一效的傳熱動(dòng)力,實(shí)現效與效之間多次熱能利用,各效的操作壓力須逐級降低,以使各效的二次蒸汽壓強與蒸汽沸點(diǎn)依次降低。最終,在各效加熱蒸汽的作用下高鹽廢水逐漸蒸發(fā)濃縮,進(jìn)入結晶器產(chǎn)生晶體鹽,并通過(guò)分離器實(shí)現固液分離。由于加熱蒸汽的溫度逐效降低,四效以后蒸發(fā)效果較差,所以一般多效蒸發(fā)器只做到四效。
MVR蒸發(fā)技術(shù):MVR技術(shù)是將廢水和蒸汽送入加熱器進(jìn)行換熱,廢水汽化產(chǎn)生二次蒸汽。經(jīng)氣液分離后的二次蒸汽送入壓縮機內被壓縮做功提高熱焓,后又返回至加熱器中加熱廢水,其產(chǎn)生的二次蒸汽將再次進(jìn)入壓縮機,以此類(lèi)推循環(huán)使用。廢水則隨著(zhù)濃度的不斷提高達到過(guò)飽和狀態(tài)直至鹽分析出,最終鹽和水通過(guò)固液分離后分別進(jìn)行回收利用。MVR工藝蒸發(fā)廢水所需熱能的主要來(lái)源于蒸汽冷凝釋放的熱能,在首次啟動(dòng)時(shí)需要外源蒸汽。正常運轉后僅消耗控制系統、蒸汽壓縮機和驅動(dòng)蒸發(fā)器內蒸汽、廢水、冷凝水流動(dòng)和循環(huán)水泵所需的電能,該工藝能夠實(shí)現脫硫廢水的零排放。
總結:隨國家環(huán)保標準的日益嚴格,燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水零排放將成為趨勢。根據脫硫廢水特點(diǎn)及各脫硫廢水處理工藝的優(yōu)點(diǎn)與不足,需合理選擇預處理、化學(xué)沉淀、濃縮減量、蒸發(fā)固化、煙氣蒸發(fā)結晶等工藝優(yōu)化處理路線(xiàn),以達到最優(yōu)處理成本和效果。蒸發(fā)單元是實(shí)現脫硫廢水零排放的關(guān)鍵單元,它是利用熱源對脫硫廢水進(jìn)行蒸發(fā),其中蒸發(fā)冷凝后的液體進(jìn)行回用,并資源化利用結晶出來(lái)的固化物。