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《燃煤電廠脫硫廢水零排放技術》鞏義石英砂濾料廠家學習轉載

《燃煤電廠脫硫廢水零排放技術》鞏義石英砂濾料廠家學習轉載

來源:http://www.conawayhvac.com     作者:chanpin315   日期:2020-07-27 21:20   熱度:
  1 脫硫廢水零排放技術

棋乐游APP   1.1 脫硫廢水的水質特點

  第四階梯的脫硫廢水在煙道內被濃縮,成分復雜,污染物濃度高,具有以下特點。

  1)高含鹽:溶解固體含量10000~40000mg/L,以SO42−,F−、Cl−、Mg2+和Ca2+為主;

  2)高濁度:懸浮物含量10000~30000mg/L,以飛灰、石膏晶粒、氟化鈣和酸不溶物為主;

  3)高硬度:鈣、鎂離子濃度高,易結垢;

  4)腐蝕性:氯含量20000mg/L左右,腐蝕性較強;

  5)重金屬:包含鉛、鉻、鎘、銅、鋅、錳和汞等,污染性強;

棋乐游APP   6)不穩定:發電廠負荷波動、季節、煤質對脫硫廢水成分影響大。

  脫硫廢水零排放工藝可以分為預處理單元、濃縮減量單元和固化單元。每個單元都有多種成熟技術可供比選。電廠可根據當地氣候條件,經濟預算,技術論證選取適合電廠本身的技術路線。

  1。2 預處理單元

  預處理過程是實現脫硫廢水零排放的第一步,用于去除廢水中的部分懸浮物及硬度、重金屬離子。脫硫廢水常規預處理:中和/反應/絮凝三聯箱+澄清池。深度預處理:碳酸鈉/氫氧化鈉澄清池或管式微濾、納濾、電驅動膜。常規預處理方法操作相對簡單,費用低,處理能力有限,預處理出水硬度及重金屬離子濃度大,對后續設備運行不利。深度預處理出水水質效果良好,減少后續設備結垢,但是用于去除硬度使用的碳酸鈉用量大,費用高,有工藝用價格便宜的硫酸鈉代替碳酸鈉去除硬度,可以有效降低費用成本。

  1.3 濃縮減量單元

  濃縮減量單元中的各種水處理技術現已應用廣泛,濃縮減量單元工藝的選取要依據固化單元可處理的水量。目前,脫硫處理方法主要是膜濃縮工藝。常用的膜濃縮處理方法包括反滲透、正滲透、電滲析和蒸餾法,其中反滲透技術應用最為廣泛。

  1。3。1 反滲透

  反滲透是自然滲透的逆過程。近幾十年來,該技術已經發展地較為成熟,并廣泛應用于純水和超純水制備,工業水、生活污水處理以及海水淡鹽水淡化領域。其缺點是廢水中雜質的沉積易導致膜污染,膜氧化后設備的處理能力降低,維護成本高。近年來,出現了幾種處理高鹽廢水的反滲透膜技術,如碟式反滲透(DTRO)技術,國電漢川電廠和華電包頭電廠正在應用此項技術。DTRO是一種特殊的反滲透形式,專門用于處理高鹽廢水,可以處理SDI值高達20的高污染水源,膜污染程度較輕。

  1.3.2 正滲透

  正滲透方法與反滲透原理相反,屬于膜分離過程。正滲透利用溶液不同的化學勢,使脫硫廢水中的水分子自發的通過膜進入汲取液。脫硫廢水在不需要外部壓力的情況下被濃縮。汲取液吸收水分后,再通過加熱將水分蒸發分離出來。正滲透法的回收率可達85%~90%。正滲透技術具有節能、產水量大和回收率高、不易污染、難結垢等優點。技術難點在于選擇具有高水通量、耐酸堿性和良好機械性能的滲透膜,以及如何選擇能夠產生更高滲透壓的汲取液。

  1。3。3 電滲析

  通過半透膜的選擇滲透性分離不同溶質顆粒(如離子)的方法稱為滲析。在電場作用下進行滲析時,溶液中帶電溶質顆粒(如離子)通過膜遷移的現象稱為電滲析。通過電滲析純化和分離物質的技術稱為電滲析法,這是20世紀50年代開發的新技術。它最初用于海水淡化,現已廣泛應用于化工、輕工、冶金、造紙和制藥等行業,特別是純凈水的制備和環保三廢的處理。電滲析技術對進水要求高,脫鹽率低,電滲析交換過程中產生的鈣鎂離子會堵塞交換膜,限制了電滲析的發展。具體聯系或參見更多相關技術文檔。

  1。3。4 蒸餾法

棋乐游APP   蒸餾法是利用廠內熱源,在蒸餾裝置內與脫硫廢水進行熱交換,使水蒸發冷凝后再利用,廢水濃縮。蒸餾裝置有多種類型,如多效蒸發器、臥式噴淋蒸發器和立式降膜蒸發器等多種型式。蒸餾法回收率較高,能回收80%~85%的廢水,該技術投資大,能耗高,必須特別注意高溫下的結垢和腐蝕。蒸餾法的設備材質多采用鈦材,防止腐蝕。

  1.4 固化單元

棋乐游APP   減量處理后的廢水進行固化處理,主要包括蒸發結晶法、蒸發塘及尾部煙氣蒸發法。

  1。4。1 多效強制循環蒸發系統(強制循環MED)

  多效蒸發技術(MED)可多次重復使用蒸汽的熱量進行熱交換,以減少熱能消耗并降低成本。脫硫廢水在蒸發器中串聯加熱蒸發,前效蒸發產生的二次蒸汽作為后效蒸發器的熱源,重復利用熱能加熱,在結晶器內蒸發結晶實現固液分離,此技術比較成熟,但是能耗比較高。

  1.4.2 蒸汽濃縮蒸發(MVR蒸發系統)

  MVR蒸發器是一種新型節能蒸發設備,主要用于制藥行業,采用低溫與低壓汽蒸技術產生蒸汽,蒸汽將脫硫廢水加熱后使水分離出來,是目前國際先進的蒸發技術。MVR蒸發結晶系統適用于高鹽廢水的濃縮和結晶。該技術充分利用熱焓值,占地面積小,運行成本低,但是投資大,設備造價高。

棋乐游APP   1。4。3 自然蒸發結晶

  蒸發塘的原理類似于海鹽的曬制,夏天蒸發量尚可,北方地區冬天結冰,蒸發量為零,容易泄露,污染周圍環境。因此蒸發塘模式受場地、氣候條件等限制,可實施性不強。類似的做法有通過濕排渣解決,但是受水量影響、排渣現狀限制。

  1.4.4 直接煙道蒸發法

  直接煙道蒸發法是將高鹽脫硫廢水轉移到除塵器前煙道中,霧化的廢水在高溫煙道中迅速蒸發,廢水中的雜質、固體顆粒和灰分進入除塵器被捕獲。水蒸汽被回收再進入脫硫系統利用。該系統充分利用發電廠的余熱來實現廢水的零排放,優點:系統簡化,投資少,藥耗少,占用空間小,操作檢修簡單。缺點:處理廢水量有限;對鍋爐的熱效率可能有影響,可能影響熱負荷;霧化噴嘴容易被腐蝕堵塞。目前,煙道直接蒸發技術較多的應用在改造舊機組。

  1。4。5 外置旁路煙道蒸發法

  外置旁路煙道蒸發法采用廢水高效節能蒸發結晶器,高鹽脫硫廢水噴入結晶器,用雙流體霧化噴嘴霧化。從空氣預熱器和脫硝出口之間的煙道引入少量高溫煙氣,以蒸發霧化廢水,產生的水蒸氣和晶體顆粒與煙氣一起進入低溫前煙道,固體顆粒隨飛灰被除塵器捕獲。水蒸汽進入脫硫系統并冷凝成水,間接補充脫硫系統用水。

  1。4。6 旁路煙氣余熱蒸發濃縮法

棋乐游APP   在除塵器之后脫硫塔之前引出旁路煙氣,煙氣與脫硫廢水在濃縮塔內直接換熱接觸,濃漿液通過壓濾機進行固液分離。底部的渣水通過大流量循環泵不斷循環濃縮,實現固液分離。該工藝的典型優點是利用了煙氣余熱,脫硫廢水無需預處理直接進入濃縮塔。

  1.4.7 振動膜法

棋乐游APP   振動膜主要由膜組和使膜組往復運動的振動機組成。在一定壓力下,脫硫廢水從入口處流到濃液口,脫硫廢水通過膜組捕獲鹽分,水分被收集。膜表面的往復振動在膜表面上產生強烈的剪切力,鹽難以留在膜表面,避免了膜表面結垢。優點:不需要預處理過程去除硬度。缺點:振動膜短時間不結垢,長時間運行可能存在結垢風險;清洗頻率高(系統應考慮備用設備);膜元件在長時間運行下的使用壽命。

  2 典型案例介紹

  2。1 “預處理+反滲透+正滲透+蒸發結晶”技術工藝

  浙江某電廠對電廠脫硫廢水處理系統采取清污分流、分類處理,處理工藝主要包括混凝-澄清-過濾-軟化預處理單元、膜濃縮單元和蒸發結晶單元,其中膜濃縮單元采用正滲透技術。污水來源于脫硫處理后廢水和混床再生排水。項目建設投資約6000萬元,占地面積約3000m2,運營成本高,廢水處理量26。4m3/h。來水化學需氧量(COD)≤100mg/L,Ca2+、Mg2+濃度在1000~3000mg/L,TDS在20~25g/L左右。這是國內首個運用正滲透技術的廢水零排放項目,正滲透因其具有技術能耗低、分離效果好和膜污染性低被采用。

  2。2 “預處理+四效多級蒸發+結晶”工藝

  廣東某電廠采用“預處理+四效多級蒸發+結晶”工藝,采用多效蒸發技術,熱源取自電廠的蒸汽。項目占地面積約3000m2,投資9750萬元,運營成本高,廢水處理量20m3/h。該技術相對成熟。

  2.3 直接煙道蒸發工藝

  內蒙古某電廠采用直接煙道蒸發工藝,脫硫廢水處理量為17m3/h,煙道蒸發技術的噸水運行費用低、不影響鍋爐效率,項目占地面積小、建設周期短以及設備維護簡單等方面都有其獨特的優勢。該工藝可能存在噴嘴堵塞,煙道結垢腐蝕等問題。

  2.4 旁路煙道蒸發技術

  河南某熱電廠采用預處理+雙膜法+旁路煙氣蒸發技術。脫硫廢水處理量為20m3/h,旁路煙道蒸發技術逐步應用于廢水零排放工程,充分利用電廠的熱源。項目占地面積小,可以充分利用旁路煙道之間的空間,投資小。優點:自動化程度高,操作簡便,維護方便,低耗高效;旁通煙道設有入口和出口隔離門,隔離門可與發電廠主體隔離,不會影響發電廠的日常運行。

  2.5 “納濾+反滲透+碟式反滲透+蒸發結晶”工藝

  包頭某電廠脫硫廢水零排放工程采用“納濾+反滲透+碟式反滲透+蒸發結晶”工藝,設計最大處理水量120m3/h,專門處理高鹽廢水,污水來源于脫硫廢水約30m3/h,反滲透濃水、再生水廢水約90m3/h。高鹽混合廢水鈣離子濃度約1735.78mg/L,鎂離子濃度約1193.88mg/L,硫酸根濃度約為6161.22mg/L,先通過納濾膜將廢水中氯化鈉和硫酸鈉分離,并采用機械蒸汽再壓縮蒸發結晶工藝最終實現混鹽的資源化回收。

  2.6 經濟運行分析

  不同企業經濟運行情況分析,見表1。

 

棋乐游APP   表1典型案例經濟性分析

  浙江某電廠濃縮減量過程采用了正滲透技術,有效地節約了運行成本;廣東某電廠采用的技術路線投資金額、占地面積大,運行成本高,但該技術成熟可靠;內蒙古某電廠采用的直接煙道蒸發工藝投資金額少,占地面積小,運行成本低,目前備受市場青睞,但是該工藝處理末端廢水量較小;河南某熱電廠投資小,運行成本低,增加了廢水濃縮減量過程,但末端廢水處理水量較小;包頭某電廠工藝路線投資金額大,但廢水處理量大,蒸發結晶的各類鹽純度較高。

棋乐游APP   3 結果與討論

  1)近年來,脫硫廢水零排放技術發展迅速,種類多樣,但是還沒有占據市場主導地位的技術路線出現。

  2)從應用實例分析看,廣東某電廠采用的技術雖然相對成熟,但投資大,運行成本高,廢水處理量20m3/h;包頭某電廠采用的工藝廢水處理量可達120m3/h,專門處理高鹽廢水,廢水處理能力強,但投資大;內蒙古某電廠采用直接煙道蒸發工藝投資小,占地面積小,運行成本低,廢水處理量17m3/h,各電廠要從自身實際出發,選取適合本廠的技術路線。(來源:環境保護科學)

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