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0530-6291333廢水“零排放”下燃煤電廠脫硫廢水量的確定
? ??脫硫廢水量的確定不僅關(guān)系到超低排放煙氣處理系統(tǒng)的運(yùn)行,而且直接影響脫硫廢水處理工藝的選擇、投資和運(yùn)行成本。脫硫廢水量的確定需要考慮夜間脫硫漿液中氯離子含量、石膏質(zhì)量控制、脫硫工藝用水水質(zhì)、機(jī)組運(yùn)行煤質(zhì)和煙氣溫度等諸多因素。分析對影響脫硫廢水量的因素進(jìn)行了深入研究,并提出了降低脫硫廢水量的措施。
關(guān)鍵詞:脫硫廢水;水量的確定;氯離子;泥漿質(zhì)量;超低排放
0 引言
隨著燃煤電廠煙氣治理超低排放改造工程的推進(jìn),對煙氣中SO2排放濃度的要求越來越嚴(yán)格,對石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生了重要影響。為了保證濕法脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定和達(dá)標(biāo)運(yùn)行,必須更加嚴(yán)格地控制脫硫漿液的質(zhì)量,導(dǎo)致一些電廠濕法脫硫系統(tǒng)排放的脫硫廢水量增加。同時,國務(wù)院于2015年4月正式發(fā)布《水污染防治行動計劃》,對各類污水和廢水的處理和排放提出了更高的要求。一些地方政府也相繼頒布了地方標(biāo)準(zhǔn),對外部廢水的含鹽量提出了嚴(yán)格要求。河北省頒布的DB13/831-2006 《氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)》提高了廢水排放中氯離子的限值(350毫克/升)。根據(jù)DB37/599-2006 《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》和DB37/676-2007 《山東省半島流域水污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn),從2016年1月1日起,外排水總含鹽量限值為1600mg/L,以城市中水或循環(huán)水為主要水源的企業(yè)限值為2000mg/L;北京市2013年頒布的DB11/307—2013 《水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,排入地表水體的水污染物中可溶性固形物總量不超過1600毫克/升。根據(jù)近年來實施的國內(nèi)國外燃煤電廠廢水“零排放”改造項目,脫硫廢水的“零排放”處理占項目總投資的比重較大,直接關(guān)系到項目的投資和運(yùn)營成本脫硫廢水量不僅要保證脫硫系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行達(dá)標(biāo),還要盡可能減少廢水排放。降低污水處理系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用。降低脫硫廢水的合理排放對降低廢水“零排放”改造系統(tǒng)的投資和運(yùn)行成本具有重要意義。
1 脫硫廢水水量的確定
1.1 氯離子含量控制
1.1.1 燃煤煤質(zhì)
1.1.2 工藝水
1.2 漿液起泡的控制
1.3 石膏品質(zhì)的控制
石灰石-石膏濕法脫硫工藝需要消耗大量的工藝用水。工藝用水與脫硫系統(tǒng)中的煙氣進(jìn)行熱交換,并持續(xù)蒸發(fā)。工藝水中溶解狀態(tài)的氯化物也持續(xù)濃縮。因此,工藝水的攜帶也是脫硫漿液中氯的重要來源。調(diào)查結(jié)果表明,600兆瓦機(jī)組脫硫系統(tǒng)中蒸發(fā)水和石膏結(jié)晶水的總量約為100噸/小時,這種配水可視為純水(不含氯元素)。當(dāng)脫硫廢水量控制在10t/h時,脫硫漿液中氯離子的質(zhì)量濃度相當(dāng)于脫硫工藝水濃度的11倍(110/10=11)。根據(jù)脫硫工藝水中氯離子的質(zhì)量濃度,可以粗略計算出脫硫工藝水中攜帶的氯元素對脫硫漿液(廢水)中氯元素質(zhì)量濃度的貢獻(xiàn)值。例如,脫硫工藝水中氯離子的質(zhì)量濃度為1000毫克/升,脫硫工藝水中氯元素對脫硫漿液(廢水)中氯元素的貢獻(xiàn)值約為11000毫克/升.
脫硫系統(tǒng)中脫硫工藝水濃度倍數(shù)的計算是基于脫硫系統(tǒng)的水平衡數(shù)據(jù),這與脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行條件和煙氣參數(shù)密切相關(guān)。計算時需要綜合考慮實際情況。在
2 降低脫硫廢水排放的途徑
濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過程中,漿液起泡也是影響漿液質(zhì)量和脫硫效率的重要因素。
脫硫吸收塔正常運(yùn)行時,氧化空氣通過氧化風(fēng)機(jī)吹入脫硫吸收塔,將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。在此過程中,在攪拌器和噴霧漿料的作用下,氧化空氣進(jìn)入液相內(nèi)部并在液面上形成氣泡。當(dāng)漿料的粘度較大時,粘滯力將極大地阻礙液膜中的液體流動,并且泡沫將相對穩(wěn)定以形成泡沫層。隨著脫硫漿液的循環(huán),漿液不斷吸收煙氣中的表面活性劑、粉塵、重金屬離子、油滴等雜質(zhì),表面與內(nèi)層溶液之間的表面張力差增大。當(dāng)局部液膜變薄時,內(nèi)層表面張力較高的液體暴露出來,在液面形成張力梯度,周圍張力較低的液體會移動到防止其進(jìn)一步變薄的位置,因此液膜穩(wěn)定性更強(qiáng),泡沫持續(xù)時間更長。
脫硫漿液發(fā)泡會對脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的影響。例如,在事故狀態(tài)下機(jī)組啟動或燃燒不充分,一些具有表面活性的雜質(zhì)進(jìn)入吸收塔,可能導(dǎo)致漿液氣泡甚至石灰石“堵塞”,導(dǎo)致漿液中毒,從而影響脫硫效率。脫硫吸收塔內(nèi)漿液氣泡量大時,吸收塔內(nèi)實際液位低,導(dǎo)致石膏氧化時間不足,亞硫酸鹽含量高,脫硫效率也達(dá)到降低;如果脫硫系統(tǒng)裝有增壓風(fēng)機(jī),嚴(yán)重的漿液氣泡會導(dǎo)致部分漿液溢流到增壓風(fēng)機(jī)中,嚴(yán)重的漿液氣泡會導(dǎo)致葉片斷裂,影響整個脫硫系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
一些研究表明,漿液中SO42 -、砷、鉻、鉛和鎳的含量與漿液的起泡程度和漿液中重金屬的總量呈正相關(guān)。增加脫硫廢水排放量是控制漿液起泡的有效手段。在實際運(yùn)行中,為了控制脫硫廢水的排放,可以通過添加消泡劑等手段控制漿液發(fā)泡,以保證脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
3 結(jié)論
石膏中氯離子的質(zhì)量濃度通常是石膏銷售和綜合利用的重要因素。JC/T 2074-2011 《火力發(fā)電廠石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程》將:一級石膏中氯離子的質(zhì)量濃度限制在不超過100毫克/千克。二次石膏中氯離子的質(zhì)量濃度不得超過200毫克/千克;質(zhì)量濃度
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(2)盡可能增加脫硫補(bǔ)充工藝水水質(zhì)。當(dāng)循環(huán)水用作脫硫工藝用水時,循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)盡量少使用含有表面活性劑性質(zhì)的殺菌劑,以減少脫硫漿液的泡沫溢出。
(3)提高除塵系統(tǒng)的除塵效率,減少進(jìn)入脫硫吸收塔的塵粒數(shù)量,避免因微小固體顆粒附著在泡沫表面而提高泡沫穩(wěn)定性。
(4)嚴(yán)格控制脫硫石灰石的質(zhì)量,通過控制雜質(zhì)含量降低(如氧化鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)<2%)來提高脫硫漿液的質(zhì)量。
(5)脫硫石膏脫水系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)建和改造,以改善石膏沖洗水水質(zhì),盡可能提高石膏沖洗效果。
(6)在保證氧化效果的前提下,減少氧化空氣量,防止過量空氣以氣泡的形式從氧化區(qū)底部溢出到漿液表面,導(dǎo)致吸收塔漿液泡沫增加。
(7)適當(dāng)添加消泡劑。
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脫硫廢水排放量的測定是一個系統(tǒng)的論證過程,需要從各個方面進(jìn)行考慮和論證。在實際運(yùn)行中,需要將整個裝置作為一個整體來考慮,在保證脫硫系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下,盡可能減少脫硫廢水排放量。一般來說,泥漿的質(zhì)量可以通過使用消泡劑來調(diào)節(jié),以減少泥漿和脫硫廢水的排放。
此外,建議測量脫硫系統(tǒng)入口煙氣中含有氯元素,并準(zhǔn)確測量煙氣中攜帶的氯元素對漿液中氯離子含量的貢獻(xiàn)。
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