污水处理技术工艺

废水“零排放”下燃煤电厂脱硫

发布日期:2019-05-15 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

1 脱硫废水水量的确定

脱硫废水由于其固体含量高、重金属离子含量高、含盐量高、水质复杂,已成为废水处理的重点和难点。传统的“中和-絮凝-沉淀”工艺可以处理以脱硫废水和酸碱再生废水为代表的高盐(盐度>2000mg/L)中的固体悬浮物和重金属离子,但对降低其盐度没有明显效果,仍难以满足常规工艺后的新排放标准;盐度小于2000mg/L的废水可用作废水。脱硫工艺水、循环水、灰渣系统水等不需要排放,即在某些地区,燃煤电厂排水中含盐量的要求间接满足废水的“零排放”。

1.1控制氯化物含量

一般来说,脱硫废水的量可以根据脱硫浆液中氯离子的质量浓度来确定。根据DL/T5196-2016“火电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统设计规范”,脱硫吸收塔浆体内氯离子质量浓度不超过2000 mg/L设计。与吸收塔浆液接触部位的防腐能力应根据氯离子质量浓度不超过400000 mg/L进行设计,但在实际操作中,控制脱硫浆液中氯离子浓度需要考虑煤质、液质、石膏质量等因素。脱硫浆液中的氯离子主要来源于燃煤烟气中氯的溶解和脱硫工艺水的携带。

1.1.1煤的燃烧质量

燃煤烟气中的氯主要来自煤中的氯和灰中携带的NaCl,KCl和CaCl2形成的HCl。化学反应方程是

我国煤中氯的质量分数普遍较低,一般在0.01%至0.20%之间,平均为0.02%。大部分在0.05%以下,少数在0.05%到0.15%之间。煤灰含量越高,煤中氯含量越高。以一台300MW机组为例,该机组每小时燃烧120吨煤。假定燃煤含氯量为我国煤炭含氯量的平均值(即0.02%),且燃煤含氯量完全进入煤浆,由脱硫废水排放,脱硫废水排放的含氯量应为24kg/h,在该条件下,燃煤含氯量应为0.02%。e脱硫废水量控制在5t/h(300MW机组正常排放的脱硫废水量),燃煤携带的氯离子贡献量约4800mg/l,在实际应用中,需要根据煤质(氯含量、灰含量)进行调整。)机组运行等因素。

1.1.2 工艺水

石灰石石膏湿法脱硫工艺需要消耗大量工艺水,脱硫系统中的工艺水与烟气热交换和连续蒸发,工艺水溶液氯化物也不断浓缩。因此,工艺水的输送也是脱硫泥浆中氯的重要来源。调查结果显示,600mw单位的脱硫系统中蒸发水和石膏结晶水的总量约为100t/h,可视为纯水(无氯)。当脱硫用量控制在10/h时,脱硫浆液中的氯化物浓度是脱硫过程的11倍(110/10=11)。根据氯离子在脱硫过程中的浓度,可以计算出氯在脱硫过程中对氯在脱硫泥浆(废水)中质量分数的贡献。例如,脱硫过程中氯离子的质量浓度为1000mg/l,脱硫过程中氯对脱硫泥浆(废水)中氯的贡献约为11,000mg/l。

脱硫系统中脱硫工艺水浓度比的计算是以脱硫系统的水平衡数据为基础的,它与脱硫系统的运行状况和烟气参数密切相关,因此在计算中有必要综合考虑实际情况。

1.2控制泥浆发泡

在湿法脱硫系统运行期间,浆料的发泡也是影响浆料质量和脱硫效率的重要因素。

脱硫吸收塔正常运行时,氧化空气经氧化风机吹入脱硫吸收塔,亚硫酸钙氧化为硫酸钙。在此过程中,氧化空气在搅拌器和喷射料浆的作用下进入液相,在液体表面形成气泡。当浆液粘度较大时,粘滞力阻碍液体膜中的液体流动,泡沫相对稳定,形成泡沫层。随着脱硫浆液的循环,浆液不断吸收烟气中的表面活性剂、粉尘、重金属离子、油滴等杂质,使表面与内溶液的表面张力差增大。当局部液膜变薄时,暴露出表面张力较大的液体,在液位处形成张力梯度。张力较小的液体将移动到该点,以防止进一步变薄。因此,该液体膜具有很强的稳定性,并且泡沫保持很长时间。

脱硫泥浆的发泡对脱硫系统的影响不同:在启动或事故状态下,如果机组未完全燃烧,一些表面活性杂质会进入吸收塔,可能导致泥浆气泡甚至石灰石“盲”,引起浆液中毒,影响脱硫效率。当脱硫吸收塔的浆液气泡量较大时,吸收塔的实际液位较低,导致石膏氧化时间不足,亚硫酸盐含量高,也会导致脱硫效率降低。如果脱硫系统装有增压风扇,如果浆液泡严重,可能会导致部分浆液溢出进入增压风扇。如果情况严重,会导致叶片断裂,影响整个脱硫系统的安全运行。

研究表明,浆液中SO_4~(2-)、As、Cr、Pb、Ni的含量与浆体的发泡度和浆体中重金属的总量呈正相关,其中SO_4~(2-)、As、Cr、Pb、Ni的含量与浆体发泡度呈正相关。增加脱硫废水的排放量是控制浆液起泡的有效手段。在实际应用中,为了控制脱硫废水的排放,可以通过添加消泡剂来控制浆液发泡,以保证脱硫系统的稳定运行。

1.3石膏的质量控制

石膏中氯离子的质量浓度通常是石膏销售和综合利用的重要指标。 JC / T2074-2011“中华人民共和国建筑材料工业烟气脱硫石膏标准”定义了石膏中的氯离子:中氯离子浓度不超过100 mg / kg;二次石膏中氯离子的质量浓度不超过200 mg / kg;三级石膏中氯离子浓度不超过400毫克/千克。研究表明,石膏中高浓度的氯离子会大大降低石膏的脱水性能。此外,浆料中较高浓度的氯离子倾向于导致石膏结晶度的降低和强度降低,这严重影响脱硫石膏的性能。控制脱硫石膏中的氯离子有两种主要方法:

(1)脱硫浆中氯离子的质量浓度应控制在一定范围内。

(2)脱硫真空带脱水机的石膏清洗工艺,通过控制石膏冲洗水中的氯离子浓度,增加真空带脱水器的冲洗面积,可以降低石膏中的氯离子质量浓度。后者的效果相对有限,需要增加脱硫废水的排放,以保证脱硫氯化石膏的质量浓度达到要求。

减少脱硫废水排放的2条途径

在实际运行中,通过优化装置的运行方式和调整脱硫系统的操作工艺参数,可以尽可能地保持脱硫浆液的质量,从而减少脱硫废水的排放。

(1)在机组启动和停机过程中,控制输入油量,提高燃烧效率,避免不完全燃烧,减少进入脱硫系统的油滴含量,减少浆液的发泡量。

(2)尽可能提高脱硫补充工艺水的水质。循环水作为脱硫工艺用水时,循环水系统应尽量减少含杀菌剂的表面活性剂的使用,减少脱硫浆液的起泡溢出。

(三)提高除尘系统的除尘效率,减少粉尘颗粒进入脱硫吸收塔的数量,避免由于微小固体颗粒在泡沫表面粘连而使泡沫稳定。

(4)严格控制脱硫石灰石的质量,降低杂质含量(如控制MgO的质量分数<2%),提高脱硫浆液的质量。

(5)扩大脱硫石膏脱水系统的容量,尽可能提高石膏冲洗水的水质,提高石膏冲洗效果。

(6)在确保氧化效果的前提下,减少氧化空气的量,防止残留空气从氧化区底部以气泡的形式溢出到浆料表面,从而形成气泡。增加吸收塔浆料的泡沫。

(7)消泡剂用量适当。

3 结论

脱硫废水排放的测定是一个系统的论证过程,需要从多个方面加以考虑和论证。在实际操作中,需要从整体上综合考虑,在保证脱硫系统安全稳定运行的前提下,尽量减少脱硫废水的排放。通常可以使用消泡剂来调节浆液的质量,减少浆液和脱硫废水的排放。

此外,还建议对脱硫系统入口烟气中氯的含量进行测定,并准确测定烟气携带的氯对浆液中氯离子含量的贡献。

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