電廠脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)零排放處理工藝
日期: 2022-11-24
作者: 環(huán)諾
一、前言：電廠脫硫廢水“零排放”的新挑戰(zhàn)
國內(nèi)外煙氣脫硫采用的成熟工藝中，石灰石-石膏濕法脫硫工藝在燃煤電廠中應用最為廣泛，該工藝占我國工業(yè)脫硫總量90%以上，具有技術(shù)成熟，脫硫效率高，運行可靠，負荷范圍廣，對煤種適應性好等優(yōu)點。但該工藝產(chǎn)生的脫硫廢水是電廠系統(tǒng)末端最難處理的廢水，其高懸浮物、高含鹽量以及含多種重金屬等特點使得即使經(jīng)過傳統(tǒng)工藝處理，該種廢水依然含鹽量高、具有腐蝕性，難以直接排放或并入市政污水，成為電廠實現(xiàn)脫硫廢水的“零排放”的新挑戰(zhàn)。
二、燃煤電廠脫硫廢水的來源
從我國燃煤電廠運行的實際情況來看，鍋爐濕法脫硫產(chǎn)生的脫硫廢水主要源于脫硫塔排放廢水，其廢水排放量一般通過脫硫塔內(nèi)控制Cl在漿液中的濃度指標來確定。采用FGD工藝脫除煙氣中SO2的同時，HCl、HF等存在于煙氣中的酸性氣體也會被脫硫劑吸收并轉(zhuǎn)移至脫硫漿液中。由于脫硫漿液循環(huán)使用，即使HCl、HF等酸性氣體在煙氣中的濃度比SO2低很多，但隨著脫硫系統(tǒng)的運行，漿液中Cl-和F-會濃度逐漸升高。漿液中的鋁與F-聯(lián)合，對石灰石溶解具有屏蔽作用，降低脫硫效率;漿液中的Ca2+與Cl-配成離子對CaCl2，影響吸收劑氫氧化鈣的溶解，Cl-濃度升高也將導致脫硫效率的降低和石膏品質(zhì)下降，同時對管道和系統(tǒng)具有一定的腐蝕性。為了系統(tǒng)運行穩(wěn)定，保證脫硫效率和石膏的產(chǎn)品質(zhì)量，因此需排出部分漿液，一般控制漿液中Cl濃度小于20kg/m3。
三、燃煤電廠脫硫廢水的特點
燃煤電廠脫硫廢水的特點包括：(1)水質(zhì)不穩(wěn)定。受燃煤品質(zhì)、石灰石品質(zhì)及脫硫系統(tǒng)的運行等因素影響，即使相同脫硫設備在不同時段水質(zhì)也可能存在較大差別。(2)水質(zhì)呈弱酸性。pH值一般在4-6.5。(3)懸浮物含量高。一般在10000~150000mg/L之間，主要成分包括灰分、惰性物質(zhì)和絮凝沉淀物等。(4)含鹽量高。溶解性總固體(TDS)一般在25000~60000mg/L之間，含量最高的陰、陽離子分別是Cl-和Mg2+。其它陰陽離子包括Ca2+、SO42-、F等離子。另外，還含有GB8978-1996《污水綜合排放標準》中規(guī)定的第一類污染物和第二類污染物。
四、脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)處理工藝
MED蒸發(fā)技術(shù)：MED是一種基于單效蒸發(fā)基礎上發(fā)展起來的蒸發(fā)技術(shù)，該技術(shù)降低運行成本是通過多次重復利用蒸汽的熱能以減少消耗熱能實現(xiàn)的。MED系統(tǒng)一般包含多個蒸發(fā)器(即多效)，在蒸發(fā)器中進入的廢水和新鮮蒸汽發(fā)生換熱為第一效，產(chǎn)生二次蒸汽和濃縮液均進入第二效蒸發(fā)器中繼續(xù)蒸發(fā)換熱。即后一效的蒸發(fā)熱源來自前一效產(chǎn)生的二次蒸汽，同時前一效產(chǎn)生的濃縮液將在后一效中繼續(xù)濃縮。為保證每一效的傳熱動力，實現(xiàn)效與效之間多次熱能利用，各效的操作壓力須逐級降低，以使各效的二次蒸汽壓強與蒸汽沸點依次降低。最終，在各效加熱蒸汽的作用下高鹽廢水逐漸蒸發(fā)濃縮，進入結(jié)晶器產(chǎn)生晶體鹽，并通過分離器實現(xiàn)固液分離。由于加熱蒸汽的溫度逐效降低，四效以后蒸發(fā)效果較差，所以一般多效蒸發(fā)器只做到四效。
MVR蒸發(fā)技術(shù)：MVR技術(shù)是將廢水和蒸汽送入加熱器進行換熱，廢水汽化產(chǎn)生二次蒸汽。經(jīng)氣液分離后的二次蒸汽送入壓縮機內(nèi)被壓縮做功提高熱焓，后又返回至加熱器中加熱廢水，其產(chǎn)生的二次蒸汽將再次進入壓縮機，以此類推循環(huán)使用。廢水則隨著濃度的不斷提高達到過飽和狀態(tài)直至鹽分析出，最終鹽和水通過固液分離后分別進行回收利用。MVR工藝蒸發(fā)廢水所需熱能的主要來源于蒸汽冷凝釋放的熱能，在首次啟動時需要外源蒸汽。正常運轉(zhuǎn)后僅消耗控制系統(tǒng)、蒸汽壓縮機和驅(qū)動蒸發(fā)器內(nèi)蒸汽、廢水、冷凝水流動和循環(huán)水泵所需的電能，該工藝能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫廢水的零排放。
總結(jié)：隨國家環(huán)保標準的日益嚴格，燃煤電廠脫硫廢水零排放將成為趨勢。根據(jù)脫硫廢水特點及各脫硫廢水處理工藝的優(yōu)點與不足，需合理選擇預處理、化學沉淀、濃縮減量、蒸發(fā)固化、煙氣蒸發(fā)結(jié)晶等工藝優(yōu)化處理路線，以達到最優(yōu)處理成本和效果。蒸發(fā)單元是實現(xiàn)脫硫廢水零排放的關鍵單元，它是利用熱源對脫硫廢水進行蒸發(fā)，其中蒸發(fā)冷凝后的液體進行回用，并資源化利用結(jié)晶出來的固化物。
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