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燃煤电厂脱硫废水零排放现状分析

燃煤电厂脱硫废水零排放现状分析原标题:燃煤电厂脱硫废水零排放现状分析

导读:

燃煤电厂脱硫废水零排放现状分析 核心提示:燃煤电厂脱硫废水零排放分析的最新消息:摘要:本文概述了脱硫废水的水质特点和脱硫废水零排放处理技术;介绍了预处理单元、浓缩还原单元和...

燃煤电厂脱硫废水零排放现状分析 核心提示:燃煤电厂脱硫废水零排放分析的最新消息:摘要:本文概述了脱硫废水的水质特点和脱硫废水零排放处理技术;介绍了预处理单元、浓缩还原单元和固化单元的成熟技术。分析了燃煤电厂脱硫废水零排放成功应用的五个典型案例 文摘:综述了脱硫废水的水质特点和脱硫废水零排放的处理技术;介绍了预处理单元、浓缩还原单元和固化单元的成熟技术。分析了燃煤电厂脱硫废水零排放成功应用的五个典型案例 结果表明,各电厂应从自身实际出发,选择适合本企业的技术路线 美国电力研究中心对火力发电厂废水零排放的定义是:发电厂不向地表水排放任何形式的水,发电厂排出的所有水都被蒸汽或灰烬或炉渣固化。 ;2017年1月10日,生态环境部在《火力发电厂污染防治技术政策》中提出,脱硫废水应经过石灰处理、混凝、澄清和中和后回用,并鼓励采用蒸发干燥或蒸发结晶。实现脱硫废水零排放 火力发电厂消耗大量的水和废水 尤其是在北方地区,水资源短缺。燃煤电厂使用各种技术来再利用各种废水,并从源头上最大限度地减少废水产生量 各类废水可根据水质进行分类,无需处理或简单处理即可实现梯级回用,既降低了处理成本,又节约了水资源 燃煤电厂废水分为以下四个步骤 第一步:城市用水、地表水和工业用水;第二步:城市中水和部分回用中水的循环冷却水(工业废水和生活污水可处理);第三步:循环污水、中水、反渗透浓水、洗煤废水、渣水和脱硫工艺水;第四步:脱硫废水 其中,第四阶段剩余脱硫废水是实现燃煤电厂废水零排放的关键 1脱硫废水零排放技术1.1脱硫废水水质特点第四步脱硫废水集中在烟道内,成分复杂,污染物浓度高,具有以下特点 1)高含盐量:溶解固体含量为10,000 ~ 40,000毫克/升,含硫酸42毫克/升;,Fminusc减。、Mg2+和Ca2+;2)高浊度:悬浮物含量为10000 ~ 30000毫克/升,主要包括粉煤灰、石膏颗粒、氟化钙和酸不溶物;3)高硬度:钙、镁离子浓度高,易结垢;4)腐蚀性:氯含量约20000毫克/升,腐蚀性强;5)重金属:包括铅、铬、镉、铜、锌、锰和汞,污染严重;6)不稳定性:负荷波动、季节和电厂煤质对脱硫废水的组成有很大影响 脱硫废水零排放工艺可分为预处理单元、浓缩减量单元和固化单元 每个单元都有多种成熟技术可供选择 根据当地气候条件、经济预算和技术论证,电厂可以选择适合自身的技术路线 1.2预处理单元的预处理工艺是实现脱硫废水零排放的第一步,用于去除废水中的部分悬浮物、硬度和重金属离子 脱硫废水常规预处理:中和/反应/絮凝三重箱+澄清池 高级预处理:碳酸钠/氢氧化钠澄清器或管式微滤、纳滤和电驱动膜 常规预处理方法操作相对简单,成本低,处理能力有限,预处理后的出水硬度和重金属离子浓度高,不利于后续设备操作 深度预处理对出水水质的影响较好,减少了后续设备的结垢。然而,用于去除硬度的碳酸钠的量大且成本高。在一些工艺中,用价格低廉的硫酸钠代替碳酸钠去除硬度,可以有效降低成本 1.3浓缩和还原装置浓缩和还原装置中的各种水处理技术已被广泛使用,浓缩和还原装置的工艺选择应基于固化装置可处理的水量 目前,脱硫废水的处理方法主要是膜浓缩工艺 常用的膜浓缩处理方法包括反渗透、正渗透、电渗析和蒸馏,其中反渗透技术应用最广泛 1.3.1反渗透反渗透是自然渗透的逆向过程 近几十年来,该技术已发展得较为成熟,并广泛应用于纯水和超纯水的制备、工业用水和生活污水的处理以及海水淡化的脱盐 其缺点是废水中杂质的沉积容易导致膜污染,膜氧化后设备处理能力降低,维护成本高 近年来,反渗透膜处理高盐废水的技术有多种,如国电韩川电厂和华电包头电厂正在应用的DTRO技术 DTRO是反渗透的一种特殊形式,专门用于处理高盐废水。它能处理SDI值高达20的高污染水源,膜污染程度轻 1.3.2正向渗透正向渗透法与反渗透原理相反,属于膜分离过程 正向渗透利用溶液的不同化学势,使脱硫废水中的水分子自发地通过膜进入提取液 脱硫废水无需外压浓缩 吸水后,水蒸发并通过加热分离 正渗透法的回收率可达85% ~ 90% 正渗透技术具有节能、产水量大、回收率高、不易污染和结垢等优点。 技术难点在于选择高水通量、耐酸碱、机械性能好的渗透膜,以及如何选择能产生较高渗透压的提取液 1.3.3电渗析通过半透膜的选择性渗透分离不同的溶质颗粒(如离子)称为透析 当在电场作用下进行透析时,溶液中带电的溶质粒子(如离子)通过膜迁移的现象称为电渗析 电渗析净化和分离物质的技术被称为电渗析,它是20世纪50年代发展起来的一种新技术 它最初用于海水淡化,现已广泛应用于化工、轻工、冶金、造纸和制药行业,尤其是纯水制备和环境三废处理 电渗析技术对进水要求高,脱盐率低。电渗析交换过程中产生的钙、镁离子会堵塞交换膜,限制了电渗析的发展 1.3.4蒸馏蒸馏法是利用工厂的热源与蒸馏装置中的脱硫废水进行热交换,使水经过蒸发和冷凝后可以回用,废水可以浓缩 蒸馏装置有多种类型,如多效蒸发器、水平喷雾蒸发器和垂直降膜蒸发器 蒸馏法回收率高,可回收废水的80% ~ 85%。该技术投资大、能耗高,因此必须特别注意高温下的结垢和腐蚀 蒸馏法的设备材料主要是钛,以防止腐蚀 1.4固化单元还原处理后的废水进行固化,主要包括蒸发结晶法、蒸发池法和尾气蒸发法 1.4.1多效强制循环蒸发系统(简称“强制循环蒸发系统”)多效蒸发技术(简称“多效蒸发技术”)可以反复利用蒸汽的热量进行热交换,从而降低热量消耗和成本 脱硫废水在蒸发器中被连续加热和蒸发。前一次蒸发产生的二次蒸汽作为后效蒸发器的热源,被热能反复加热,在结晶器中蒸发结晶,实现固液分离。这项技术比较成熟,但是能耗比较高 1.4.2蒸汽浓缩蒸发(MVR蒸发系统)MVR蒸发器是一种新型节能蒸发设备,主要用于制药行业。它采用低温低压蒸汽技术产生蒸汽,蒸汽加热脱硫废水分离出水。这是目前国际上先进的蒸发技术。 MVR蒸发结晶系统适用于高盐废水的浓缩和结晶 该技术充分利用了焓值,占地面积小,运行成本低,但投资大,设备成本高 1.4.3自然蒸发结晶蒸发池的原理与海盐干燥相似,夏季蒸发量可以接受,而北方地区冬季结冰,蒸发量为零,容易泄漏,污染周围环境 因此,蒸发池模型受场地和气候条件的限制,其可行性不强 湿排渣解决了类似的问题,但受水量和排渣状态的限制 1.4.4直接烟道蒸发法直接烟道蒸发法是将高盐脱硫废水转移到除尘器前的烟道中,雾化后的废水在高温烟道中快速蒸发,废水中的杂质、固体颗粒和灰分进入除尘器并被捕集 水蒸气被回收后进入脱硫系统利用 该系统充分利用电厂余热实现废水零排放,具有系统简化、投资少、用药量少、占地面积小空、操作维护简单等优点 缺点:废水处理量有限;它可能影响锅炉的热效率,并可能影响热负荷;雾化喷嘴容易被腐蚀和堵塞 目前,烟气直接蒸发技术在老机组改造中得到广泛应用 1.4.5外旁路烟道蒸发法外旁路烟道蒸发法采用高效节能的废水蒸发结晶器,高盐脱硫废水喷入结晶器,用双流体雾化喷嘴雾化 从空气体预热器和脱硝出口之间的烟道引入少量高温烟气,使雾化废水蒸发。产生的水蒸气和晶体颗粒随烟气进入低温前烟道,固体颗粒随飞灰一起被除尘器捕获 水蒸气进入脱硫系统并凝结成水,这间接补充了脱硫系统中使用的水 1.4.6旁路烟气余热蒸发浓缩方法,旁路烟气经除尘器后、脱硫塔前引出,烟气与脱硫废水在浓缩塔内直接换热接触,浓缩后的浆液通过压滤机进行固液分离 底部的渣水通过大流量循环泵连续循环浓缩,实现固液分离 该工艺的典型优点是利用烟气余热,脱硫废水不经预处理直接进入浓缩塔 1.4.7振膜主要由振膜组和使振膜组往复运动的振动机组成。 在一定压力下,脱硫废水从入口流向浓缩液口,脱硫废水通过膜组捕捉盐分,收集水分 膜表面的往复振动在膜表面上产生强大的剪切力,这使得盐难以保留在膜表面上,从而避免膜表面上的结垢 优点:不需要预处理过程来去除硬度 缺点:隔膜短期内不结垢,长期运行可能存在结垢风险;清洗频率高(系统中应考虑备用设备);长时间运行下膜元件的使用寿命 2典型案例介绍2.1;预处理+反渗透+正渗透+蒸发结晶;浙江某电厂脱硫废水处理系统采用污水分离分级处理工艺流程。处理工艺主要包括混凝-澄清-过滤-软化预处理单元、膜浓缩单元和蒸发结晶单元,其中膜浓缩单元采用正渗透技术 污水来自脱硫处理后的废水和混床再生排水 项目建设投资约6000万元,占地约3000m2,运营成本高,废水处理能力为26.4 m3/h。 进水的化学需氧量;100毫克/升,Ca2+、Mg2+浓度在1000 ~ 3000毫克/升,TDS在20 ~ 25克/升 这是中国首个采用正渗透技术的废水零排放项目。正渗透技术因其技术能耗低、分离效果好、膜污染小而被采用 2.2;预处理+四效多级蒸发+结晶;该工艺被广东某电厂采用;预处理+四效多级蒸发+结晶;该工艺采用多效蒸发技术,热源取自电厂蒸汽 项目占地面积约3000m2,投资9750万元,运营成本高,废水处理能力20 m3/h。 这项技术相对成熟 2.3直接烟道蒸发工艺内蒙古某电厂采用直接烟道蒸发工艺,脱硫废水处理能力为17m3/h。烟道蒸发技术具有吨水运行成本低、不影响锅炉效率、工程占地面积小、建设周期短、设备维护简单等独特优势。 该过程可能存在诸如喷嘴堵塞、烟道结垢和腐蚀等问题。 2.4旁路烟气蒸发技术河南某热电厂采用预处理+双膜法+旁路烟气蒸发技术 脱硫废水处理能力为20m3/h,旁路烟道蒸发技术逐步应用于废水零排放工程,充分利用电厂热源 本工程占地面积小,可充分利用旁路烟道之间的空空间,投资小 优点:自动化程度高,操作简单,维护方便,消耗低,效率高;旁路烟道设有进出口隔离门,可与电厂主体隔离,不影响电厂的日常运行 2.5;纳滤+反渗透+盘式反渗透+蒸发结晶;包头某电厂脱硫废水零排放工程采用的工艺:纳滤+反渗透+盘式反渗透+蒸发结晶;工艺,设计最大水处理能力为120m3/h,专门用于处理高盐废水。废水来源于脱硫废水约30m3/h,反渗透浓水和中水废水约90 m3/h。 高盐混合废水中钙离子、镁离子和硫酸根离子的浓度分别为1735.78、1193.88和6161.22毫克/升。用纳滤膜分离废水中的氯化钠和硫酸钠,最后用机械蒸汽再压缩蒸发结晶工艺回收混合盐。 2.6经济运行分析不同企业的经济运行分析,见表1 表1典型案例经济分析浙江省某电厂浓缩还原工艺采用正渗透技术,有效节约了运行成本;广东某电厂采用的技术路线投资大、占地面积大、运行成本高,但技术成熟可靠;内蒙古某电厂采用的直接烟道蒸发工艺因投资少、占地面积小、运行成本低而受到市场青睐,但该工艺处理的废水量较小;河南某热电厂投资小,运行成本低,增加了废水浓缩和减量过程,但最终废水处理量小;包头某电厂投资大,但废水处理量大,蒸发结晶的各种盐纯度高 3结果与讨论1)近年来,脱硫废水零排放技术发展迅速,种类繁多,但没有一条技术路线在市场上占据主导地位 2)从应用实例分析,广东某电厂采用的技术虽然相对成熟,但投资大,运行成本高,废水处理能力为20 m3/h;包头某电厂工艺废水处理能力可达120m3/h,专门用于处理高盐废水,废水处理能力强,但投资大;内蒙古某电厂采用直接烟道蒸发工艺,投资少、占地面积小、运行成本低,废水处理能力为17 m3/h,各电厂应根据自身实际选择技术路线 免责声明:本文转载的目的是为了传递更多信息 如果来源标记不正确或侵犯了您的合法权益,请联系本网站并提供所有权证明,我们将及时更正和删除。谢谢你 使用微信;扫除。添加函数;;
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