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燃煤锅炉脱硫废水零排放工艺线路探究

2019-09-26 14:37:42
1脱硫废水零排放现状概述
当今社会对于保护生态环境意识逐步加强,燃煤锅炉的烟气污染物排放标准越来越严格,当前大部分燃煤锅炉采用了技术成熟的烟气湿法脱硫下艺。其中“石灰石一石膏湿法脱硫”下艺又占大多数,该脱硫系统产生的脱硫废水因含盐量较高,致使这部分脱硫废水无法达标外排,而且,因为脱硫废水中含有大量的氯离子和其他污染物,也无法回收到其他系统中进行循环利用。如何处置和利用脱硫后水质复杂的废水,已成为当前脱硫系统运行中的的难题。
2脱硫废水的水质特点
(1)燃煤锅炉石灰石石膏法脱硫下艺中使用了大量的熟石灰,脱硫后水中溶解有大量的硫酸根离子、氯离子和悬浮物,是高盐、高氯、高浓度的废水,而且经脱硫后的废水多为pH值在4一6.5之间弱酸性的水质。
(2)脱硫废水中的污染物成分十分复杂,其中的多种污染物是一类污染物,严格控制。
(3)水质变化波动较大。燃煤品种的变化、脱硫下艺与运行的状况、烟气粉尘含量、脱硫剂的质量、脱硝系统氨逃逸、原水水质等等多种因素都会影响水质。
3脱硫废水的常规处理工艺
现有常规处理脱硫废水方式一般采用添加化学试剂和机械方法联合处理,沉淀并分离出大多数的污染物,达标后再循环利用或直接排放。常规处理虽然可以去除废水中的悬浮物和部分有害物质,出水水质达到一般标准,但难以去除水中的盐、氯离子等,而且废水中还可能有常规处理下艺难以去除硝酸盐、有机物、重金属等成分,外排仍会对水体造成污染。
4传统的回用途径
(1)用于煤场喷洒。常规处理废水喷洒后留在煤中的氯离子不仅会加快锅炉尾部的腐蚀,含氯烟气在脱硫脱硝时,还会污染原水水质,从而影响脱硫效率,致使脱硫运行出现问题,而且废水中的盐还会在高温炉膛内结焦,影响锅炉运行。同时,对煤场喷洒废水,如煤场不做处理,还会下渗造成地下水污染。
(2)对于部分锅炉使用水力冲灰或湿式除渣,冲洗水可使用常规处理后的脱硫废水,但用水量较少,有大量废水得不到利用,而且水质成分太过复杂,会引起设备及管道结垢、堵塞等问题而影响锅炉系统的运行;还会改变灰渣的品质,影响其后续综合利用。
5脱硫废水零排放技术
脱硫废水零排放是指锅炉脱硫系统不直接向外部环境排放液态形式的废水,而是以水汽的形式蒸发到大气环境中,或是在灰和渣中固化少量的水分。这也就是说,的废水零排放应是将所有需要排放的废水以水蒸气或固体的形式排放,而没有任何液体形式的排放。由此可见,脱硫废水零排放技术可能以蒸发技术为主。目前,行业内燃煤锅炉脱硫废水零排放处理下艺主要有以下几种。
5.1蒸发工艺
蒸发下艺作为锅炉脱硫废水零排放常规处置方法之一,其原理简单概括为:脱硫废水遇高温或经加热使其蒸发,废水中的水分经蒸发和冷凝后再回收利用,废水中的盐分等物质随着蒸发的持续较终结晶析出,转化为固体盐再进行处理。
但蒸发脱硫废水需要消耗较多的热量,能耗高。当前阶段,多效蒸发下艺或机械式蒸汽再压缩下艺是用来提高蒸发蒸汽利用效率,传热条件,减少热量消耗的方法。
多效蒸发技术是指将各效蒸发器串联运行的蒸发方法之一。在多效蒸发下艺中,将二次蒸汽当作加热蒸汽源,引人下一效蒸发器,以此类推,从而能够多次利用蒸汽热能,大大提高热能的利用效率。机械蒸汽再压缩技术是以少量的电能驱动,来重新利用大量的低压蒸汽,将二次蒸汽经过逆流洗涤和机械再压缩,使二次蒸汽的清洁度及热能得以提高,从而循环重复利用,达到提效、环保的目的。
随着废水处理技术的不断升级和下艺的完善改进,蒸发下艺中的多效蒸发下艺和机械式蒸汽再压缩下艺了广泛推广,以其、操作简便、预处理简单的优点,已广泛应用于多个领域的废水处理中。
但由于蒸发法对结晶盐的纯度要求高、系统能耗高、系统可靠性差、设备易结垢、前期投资大、运行成本高的缺点,在程度上限制了它的应用。
5.2烟道处理法
5.2.1预处理+蒸发浓缩+烟道蒸发
该下艺主要是指将经过预处理和浓缩后的脱硫废水经喷嘴雾化后喷人除尘器之前的烟道,利用烟气的高温来蒸发废水水分,使废水中的悬浮物和盐类物质结晶析出为细小固体颗粒,与烟气中的粉尘混合通过除尘器时被捕捉收集下来,脱除废水中的污染物质,实现脱硫废水的零扫下放。
该技术所需的设施少,投资运行成本低,设备检修维护容易;运行操作简单,固体污染物处置方便;而且实践证明还能够提高除尘器的下作效率。但在实践运行中,烟道蒸发技术也有一些还未解决的难题。
(1)处理能力低,不能完全满足零排放要求。
(2)设计不当会造成烟道积灰、结垢严重,堵塞,清理困难。
(3)水质成分变化大,影响锅炉烟气后续脱硫脱石肖处理。
(4)喷嘴容易堵塞,危害锅炉的正常运行。
(5)废水雾化后会导致烟温偏低,一般除尘器前的烟道长度较短,导致蒸发不,使粉尘和废水污染物堆积、结垢,甚至腐蚀烟道。
5.2.2预处理+蒸发浓缩+高温烟气蒸发
和烟道蒸发相比,高温烟气蒸发是另外接人了旁路烟道或者蒸发塔作为废水蒸发的场所。该下艺的蒸发热源来自锅炉除尘器前的高温烟气,锅炉出来的高温烟气进人旁路烟道或蒸发塔中,经预处理和蒸发浓缩后的脱硫废水经喷雾雾化后与高温烟气充分接触,使脱硫废水以快的速度完全蒸发。蒸发后的烟气携带废水蒸发形成的细小颗粒物与烟气粉尘一起进人除尘器被捕捉收集,从而实现脱硫废水的零排放。
高温烟气蒸发的优点及不足。
(1)改造简单,而且对原有系统影响比较小。
(2)脱硫废水经过前期预处理和蒸发浓缩后,在旁路烟道或者蒸发塔蒸发,可避免烟道的贴壁、结垢、堵塞,对锅炉空预器、除尘器、脱硫等系统无重大负面影响,确保锅炉的正常运行。
(3)增加排出烟气的湿度,能够提高除尘的下作效率和除尘效果。
(4)蒸发的水分随烟气进人脱硫系统,可明显降低脱硫下艺的水耗,节约用水。
(5)能够实现和确保系统稳定运行,无需单独处置固体产物,固体产物进人粉煤灰综合利用,解决了蒸发结晶难以处理的困扰,节省了人下及处理设施。
(6)目前在烟道蒸发前还需要对脱硫废水进行预处理和蒸发浓缩,需要大量成本投人,而且对后续的脱硫、脱硝影响还需继续验证,对粉煤灰综合利用的影响也不明确。
除了以上几种零排放下艺线路之外,还有脱硫废水与飞灰技术有机结合技术、建立人下湿地、蒸汽浓缩技术等多种技术线路,但任何一种脱硫废水零排放下艺都有其优点与不足及适用的范围,在确定下艺路线前,应钊一对当前锅炉的实际情况,在确保锅炉正常运行的前提下进行详细深人的,找出较合适、较经济、较节能技术路线。