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燃煤電廠脫硫廢水零排放系統(tǒng)

瀏覽:1? 時(shí)間:2022-05-10 08:11:32

  隨著我國(guó)環(huán)保政策的不斷完善和水資源的嚴(yán)重缺乏,脫硫廢水的深度處理以及廢水中水分回收對(duì)節(jié)約水資源具有重要意義。三種熱法濃縮工藝:生蒸汽驅(qū)動(dòng)的多效蒸發(fā)系統(tǒng)(MEE-S),低溫?zé)煔怛?qū)動(dòng)的多效蒸發(fā)系統(tǒng)(MEE-G);單級(jí)機(jī)械蒸汽再壓縮系統(tǒng)(MVR-S)和耦合MVR的多效蒸發(fā)系統(tǒng)(MEE-MVR)。
  在發(fā)電行業(yè),燃煤發(fā)電仍占70%以上,濕法煙氣脫硫技術(shù)因脫硫效率較高、反應(yīng)速度快、脫硫劑利用率高等優(yōu)勢(shì)成為我國(guó)燃煤電廠煙氣脫硫的主流工藝(90%以上)。
  隨著石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)的日臻成熟與完善,2006年,國(guó)家發(fā)改委頒布《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)(DL/T997-2006)》,標(biāo)準(zhǔn)中要求脫硫廢水必須經(jīng)適當(dāng)處理達(dá)標(biāo)后才能外排。
  即使經(jīng)過(guò)了傳統(tǒng)處理,脫硫廢水依然具有高含鹽量、高腐蝕性等特征,無(wú)論直接排放還是并入市政污水廠都會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利的影響。隨著“十三五”以來(lái)國(guó)家環(huán)保政策的不斷趨嚴(yán),尤其是“水十條”的出臺(tái),使脫硫廢水零排放成為必然趨勢(shì)。
  目前國(guó)內(nèi)燃煤電廠脫硫廢水零排放受到越來(lái)越多的關(guān)注,市場(chǎng)增量巨大,應(yīng)用案例非常多,但是達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的零排放案例卻偏少,2009年以來(lái),真正建成脫硫廢水零排放系統(tǒng)并投入運(yùn)行的僅有廣東河源電廠、三水恒益電廠、湖州長(zhǎng)興電廠、焦作萬(wàn)方電廠、國(guó)電成都金堂電廠、國(guó)電漢川電廠、國(guó)投北疆電廠等,且在實(shí)際運(yùn)行中都存在著不同程度的問題。

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  而大多數(shù)電廠還處在觀望狀態(tài),特別是老機(jī)組的改造工程。還有部分環(huán)保公司與一些集團(tuán)公司或科研單位合作,以老電廠為依托正在做各種工藝路線的中試試驗(yàn)。
  與幾年前電力行業(yè)的超低排放改造的“如火如荼”不同,脫硫廢水“零排放”進(jìn)程稍顯緩慢。近年來(lái),脫硫廢水的零排放技術(shù)(ZLD)成為了研究熱點(diǎn)。ZLD是指:電廠不向地面水域排放廢水,大部分水分回收利用,少量廢水進(jìn)入固體廢物或固化在灰渣中。根據(jù)國(guó)內(nèi)外已有的脫硫廢水零排放工藝,可將ZLD可分解為三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié):預(yù)處理,濃縮減量,轉(zhuǎn)移或固化。從廢水零排放系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和能耗上來(lái)看,濃縮減量環(huán)節(jié)是關(guān)鍵。
  目前國(guó)內(nèi)已投入工業(yè)化應(yīng)用的濃縮減量技術(shù)主要采用熱法濃縮。按照加熱方式不同,可分為:多效蒸發(fā)結(jié)晶和機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)(MVR)等。廣東河源電廠2×600MW超臨界燃煤機(jī)組,脫硫廢水采用2級(jí)預(yù)處理+四效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)處理。蒸汽消耗0.28-0.35t/t廢水,電耗30kWh/t廢水。廣東三水恒益電廠2×600MW超臨界機(jī)組,脫硫廢水處理采用兩級(jí)臥式機(jī)械蒸汽壓縮蒸發(fā)技術(shù)+2級(jí)臥式多效蒸發(fā)技術(shù)工藝。蒸汽消耗0.3t/t廢水;電耗:30kWh/t廢水。如何降低傳統(tǒng)熱法濃縮環(huán)節(jié)的能耗,是脫硫廢水零排放技術(shù)發(fā)展需要解決的重要問題之一。
  研究結(jié)果表明熱法濃縮干燥工藝噸水運(yùn)營(yíng)成本低,更加適用于燃煤電廠脫硫廢水零排放工程。毛彥霞采用MVR對(duì)脫硫廢水進(jìn)行了中試實(shí)驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:MVR處理廢水效果較好,產(chǎn)水能力較高,其出水水質(zhì)可以達(dá)到一級(jí)除鹽水的標(biāo)準(zhǔn),脫鹽率可以達(dá)到99%以上,出水率可達(dá)80%。Dahmardeh等基于Aspen Plus軟件,設(shè)計(jì)并優(yōu)化分析了一種基于多效蒸發(fā)-MVR耦合蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng),討論了給定濃縮比下,關(guān)鍵參數(shù)對(duì)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)性能和成本的影響。
  盡管目前針對(duì)燃煤電廠脫硫廢水零排放工藝路線的討論較多,但是在同一基準(zhǔn)上,定量對(duì)比不同脫硫廢水熱法零排放系統(tǒng)的能耗和經(jīng)濟(jì)性的研究,并不多見。
  脫硫廢水零排放處理系統(tǒng)主要分為預(yù)處理單元、濃縮減量單元和結(jié)晶分鹽單元。針對(duì)不同的濃縮減量技術(shù),假設(shè)預(yù)處理單元和結(jié)晶分鹽單元都相同。脫硫廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后,廢水中主要的無(wú)機(jī)離子為Na+、Cl-和SO42-,占溶解性總固體的比例通常大于90%。直接經(jīng)蒸發(fā)濃縮處理后得到混合雜鹽。結(jié)晶雜鹽遇水易溶解,且通常含有有機(jī)物甚至重金屬,屬于固體廢棄物。因此在蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程中實(shí)現(xiàn)分鹽,可以提高結(jié)晶鹽的資源化效率,降低綜合處理成本。分鹽結(jié)晶實(shí)質(zhì)是利用NaCl、Na2SO4等物質(zhì)濃度及溶解度差異,在蒸發(fā)過(guò)程中控制合適的運(yùn)行溫度和濃縮倍數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)鹽的分離。


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