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石灰石-石膏烟气脱硫废水零排放技术

2017-01-11 12:38:49 来源:

子的浓水室,出水称为浓水。

反渗透技术所需设备少,操作简便,投资、运行能耗适中,是国内应用最为广泛的浓缩技术。 废水深度处理零排放技术

蒸发结晶工艺

经过预处理和减量化处理的废水进入蒸发结晶处理系统,实现“水回用、盐分离”。为了真正实现脱硫废水的零排放,根据国际上废水处理项目的经验,可采用多效蒸发或MVC蒸发浓缩+MED蒸发结晶工艺技术两种方案。

多效蒸发技术以电厂蒸汽为热源,利用溶液在不同压力下沸点不同的物理属性,把高压蒸发出来的蒸汽作为下一级低压状态下溶液的热源,以此类推实现蒸汽潜热的多次利用。

MVC+MED利用机械压缩机或热泵把水蒸发所产生的二次蒸汽压缩、升压、升温,再作为加热进水的热源。

多效结晶系统的特点是技术成熟,国内有较长的使用经验,但缺点是对系统进水的水质要求非常高,运行费用很高;而MVC+MED系统对结垢型水质适应性强,结垢易于处理,便于运行监控;多效结晶系统运行费用大于MVC+MED系统。根据国内几个示范项目的运行业绩来看,运行成本高是制约蒸发结晶技术进一步推广的重要原因。

脱硫废水

图1MVC蒸发浓缩工艺流程图

烟道喷雾技术

烟道喷雾技术是将脱硫废水雾化后喷入空气预热器(APH)和电除尘器(ESP)间的烟道,利用热烟气使废水完全蒸发,废水中的污染物转化为结晶物或盐类等固体,随烟气中的飞灰一起被电除尘器收集下来,从而除去污染物,实现废水的零排放。

喷雾蒸发技术在食品、化工等领域应用广泛,但在废水处理中应用较少。烟道喷雾技术的优势是投资成本和运行成本低,但由于空预器后的烟气温度低,要求较长的蒸发时间,而在实际工程收到布置条件限制,会造成水蒸发不完全,影响下游静电除尘器的正常运行,危害机组正常运行;

同时烟道喷雾会对除尘前的烟道和除尘器本体造成一定的腐蚀;另外,脱硫废水中存在较多的氯根和镁离子,在烟道喷雾过程中,会形成氯化镁盐类,而氯化镁眼泪在110度的条件下会发生分解,因此造成氯离子再次进入脱硫系统,长期运行会导致脱硫系统的氯根维持在较高水平,无法实现真正的脱硫废水降低氯根的目的。

根据现有的试验结果,采用烟道喷雾技术时,除尘器收集的粉尘中含有较多的氯化钠盐类,镁离子浓度极低,这也验证了前述氯化镁分解的过程,因此脱硫废水直接烟道喷雾技术,存在较多的问题,需要进一步解决。

烟气余热浓缩制盐技术

烟气余热浓缩制盐工艺流程如图3所示,其利用烟气的余热作为热源,在浓缩塔内实现脱硫废水的减量浓缩过程,之后通过固液分离装置分离出高Cl-、低PH值的清液,通过加药调质后形成一定浓度的氯化钙溶液,利用二次风作为干燥热源,生成高附加值的氯化钙颗粒,实现脱硫废水资源的综合利用。

脱硫废水

烟气余热浓缩制盐技术最大的特点是脱硫废水无需预处理,直接利用烟气余热进行浓缩,不需要添加药剂,大大节省了运行费用,而且工艺简单、设备少、占地小、维护量小、运行费用低。同时最终生成的副产品主要为高附加值的氯化钙固体,目前市场处于紧缺状态,价格原高于常规的氯化钠工业盐。与前述现有技术路线相比,烟气余热浓缩制盐技术有如下优势:

1)在锅炉烟气余热利用(低温省煤器)与脱硫塔之间的烟道上设置,故对低温省煤器效率无影响;

2)单独设置浓缩塔增压风机来克服系统阻力,故对引风机系统无影响;

3)降低脱硫塔入口烟温,间接节省脱硫系统水耗;

4)除调质系统需要加药外,不需额外的运行成本,与现有脱硫系统高度耦合,运行成本极低,是蒸发结晶工艺、膜处理等技术的三分之一。

5)采用加药调质的方式,在高PH的状态下,实现镁离子、硫酸根等离子的固化和沉淀过程,可以获得高纯度的氯化钙产品,最终产品市场紧缺且价格高,真正实现了脱硫废水的零排放和资源化处理。

2015年5月,首座处理量为1.5t/h脱硫废水烟气余热浓缩制盐工艺装置在国电成都金堂电厂建成并投运,图4所示为中试装置全貌。目前已经完成了烟气余热浓缩减量示范工程,实现了脱硫废水的浓缩和固液分离,滤液的PH值约0.2~0.5,Cl-含量约150000~200000mg/L,通过加药调质,可以制成纯度较高的盐类,具有较多的附加值。相比蒸发结晶技术,该技术的运行成本极低,是蒸发结晶技术运行成本的1/3。

脱硫废水

金堂电厂脱硫废水烟气余热浓缩制盐中试装置全貌

总结

湿法脱硫系统的废水排放问题是实现火力发电厂废水零排放的关键。目前脱硫废水零排放技术路线主要有蒸发结晶工艺、烟道喷雾技术和烟气余热浓缩制盐技术。本文对这三类技术及其预处理技术进行了综述,三类技术路线的比较总结见表1。

脱硫废水

综上所述,烟气余热浓缩制盐技术工艺简单、成本低,不造成二次污染,运行成本低,同时与现有脱硫系统高度耦合,可以降低脱硫系统的氯根含量和水耗,同时可以最终生成的高附加值的副产品,真正实现了脱硫废水的零排放和资源化处理,建议在行业内大力推广。

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