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燃煤電廠脫硫廢水零排放系統

瀏覽:1? 時間:2022-05-10 08:11:32

  隨著我國環保政策的不斷完善和水資源的嚴重缺乏,脫硫廢水的深度處理以及廢水中水分回收對節約水資源具有重要意義。三種熱法濃縮工藝:生蒸汽驅動的多效蒸發系統(MEE-S),低溫煙氣驅動的多效蒸發系統(MEE-G);單級機械蒸汽再壓縮系統(MVR-S)和耦合MVR的多效蒸發系統(MEE-MVR)。
  在發電行業,燃煤發電仍占70%以上,濕法煙氣脫硫技術因脫硫效率較高、反應速度快、脫硫劑利用率高等優勢成為我國燃煤電廠煙氣脫硫的主流工藝(90%以上)。
  隨著石灰石-石膏濕法脫硫技術的日臻成熟與完善,2006年,國家發改委頒布《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制標準(DL/T997-2006)》,標準中要求脫硫廢水必須經適當處理達標后才能外排。
  即使經過了傳統處理,脫硫廢水依然具有高含鹽量、高腐蝕性等特征,無論直接排放還是并入市政污水廠都會對環境造成不利的影響。隨著“十三五”以來國家環保政策的不斷趨嚴,尤其是“水十條”的出臺,使脫硫廢水零排放成為必然趨勢。
  目前國內燃煤電廠脫硫廢水零排放受到越來越多的關注,市場增量巨大,應用案例非常多,但是達到設計預期,長時間運行的零排放案例卻偏少,2009年以來,真正建成脫硫廢水零排放系統并投入運行的僅有廣東河源電廠、三水恒益電廠、湖州長興電廠、焦作萬方電廠、國電成都金堂電廠、國電漢川電廠、國投北疆電廠等,且在實際運行中都存在著不同程度的問題。

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  而大多數電廠還處在觀望狀態,特別是老機組的改造工程。還有部分環保公司與一些集團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。
  與幾年前電力行業的超低排放改造的“如火如荼”不同,脫硫廢水“零排放”進程稍顯緩慢。近年來,脫硫廢水的零排放技術(ZLD)成為了研究熱點。ZLD是指:電廠不向地面水域排放廢水,大部分水分回收利用,少量廢水進入固體廢物或固化在灰渣中。根據國內外已有的脫硫廢水零排放工藝,可將ZLD可分解為三個關鍵環節:預處理,濃縮減量,轉移或固化。從廢水零排放系統的經濟性和能耗上來看,濃縮減量環節是關鍵。
  目前國內已投入工業化應用的濃縮減量技術主要采用熱法濃縮。按照加熱方式不同,可分為:多效蒸發結晶和機械蒸汽再壓縮技術(MVR)等。廣東河源電廠2×600MW超臨界燃煤機組,脫硫廢水采用2級預處理+四效蒸發結晶系統處理。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超臨界機組,脫硫廢水處理采用兩級臥式機械蒸汽壓縮蒸發技術+2級臥式多效蒸發技術工藝。蒸汽消耗0.3t/t廢水;電耗:30kWh/t廢水。如何降低傳統熱法濃縮環節的能耗,是脫硫廢水零排放技術發展需要解決的重要問題之一。
  研究結果表明熱法濃縮干燥工藝噸水運營成本低,更加適用于燃煤電廠脫硫廢水零排放工程。毛彥霞采用MVR對脫硫廢水進行了中試實驗,試驗結果表明:MVR處理廢水效果較好,產水能力較高,其出水水質可以達到一級除鹽水的標準,脫鹽率可以達到99%以上,出水率可達80%。Dahmardeh等基于Aspen Plus軟件,設計并優化分析了一種基于多效蒸發-MVR耦合蒸發結晶系統,討論了給定濃縮比下,關鍵參數對蒸發結晶系統性能和成本的影響。
  盡管目前針對燃煤電廠脫硫廢水零排放工藝路線的討論較多,但是在同一基準上,定量對比不同脫硫廢水熱法零排放系統的能耗和經濟性的研究,并不多見。
  脫硫廢水零排放處理系統主要分為預處理單元、濃縮減量單元和結晶分鹽單元。針對不同的濃縮減量技術,假設預處理單元和結晶分鹽單元都相同。脫硫廢水經過預處理后,廢水中主要的無機離子為Na+、Cl-和SO42-,占溶解性總固體的比例通常大于90%。直接經蒸發濃縮處理后得到混合雜鹽。結晶雜鹽遇水易溶解,且通常含有有機物甚至重金屬,屬于固體廢棄物。因此在蒸發結晶過程中實現分鹽,可以提高結晶鹽的資源化效率,降低綜合處理成本。分鹽結晶實質是利用NaCl、Na2SO4等物質濃度及溶解度差異,在蒸發過程中控制合適的運行溫度和濃縮倍數來實現鹽的分離。


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