目前我國燃煤電廠大多采用濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫(FGD),此法脫硫效率高,技術成熟。適用煤種廣,對鍋爐負荷變化的適應性強[3];吸收劑資源豐富;脫硫副產(chǎn)物(無水石膏)便于綜合利用。為防止脫硫系統(tǒng)的腐蝕,維持脫硫漿液中氯的濃度,會排出更多脫硫漿液,使脫硫廢水的排放量增加。
脫硫廢水pH在4.5-6.5,其中含有大量亞硝酸鹽、懸浮物、重金屬離子等,必須經(jīng)過處理后達標排放。目前應用廣泛的脫硫廢水處理工藝為化學沉淀法。該法設置單獨的廢水處理系統(tǒng),但這種方法也有很多的缺點,如系統(tǒng)龐大,運行維護費用高,導致能耗較高,且Cl-、F-沒有有效的去除,從而使處理后的廢水無法回收利用。
燃煤電廠脫硫廢水處理現(xiàn)狀及存在問題
由于燃煤煙氣中還有少量的F-和Cl-,進入脫硫塔后進入洗滌漿液,F(xiàn)-會和漿液中的Al絡合從而對石灰石的溶解產(chǎn)生掩蔽效應;而Cl-濃度過高會對吸收塔產(chǎn)生腐蝕,因此石灰石-石膏濕法煙氣脫硫過程中要排出一部分漿液作為脫硫廢水。
脫硫廢水水質(zhì)比較特殊,各工序排出的廢水水質(zhì)因電廠使用燃料、脫硫裝置類型、煤種等不同而異,但其中含有大量亞硝酸鹽、亞硫酸鹽、懸浮物、重金屬離子(如汞和硒)等,且pH較低,因此必須經(jīng)過處理后達標排放或回收利用。
脫硫廢水的污染物含量主要取決于煤燃燒的形式、靜電除塵器的除塵效率、補給水中的雜質(zhì)的種類、石灰石中重金屬和雜質(zhì)的成分及含量等,甚至石膏脫水所選用的設備對其成分也有影響??梢?,脫硫廢水的成分非常復雜,傳統(tǒng)處理方式的處理難度很大。
其處理過程中的過飽和、重金屬、懸浮物的去除和高達30000-60000mg/l的氯含量如何降低。若廢水中含有硒、硝酸鹽和有機物,在排放之前還要進行生物處理。這種處理方法能夠減少重金屬和懸浮物含量,酸度和需氧量,但是不能減少氯含量和總溶解固體(TDS)。隨著國家對汞等重金屬污染物的排放逐漸重視,傳統(tǒng)的生化處理方法已不再適用,急需新的廢水處理方法的出現(xiàn)。
新型廢水噴霧蒸發(fā)處理技術
綜合上述關于脫硫廢水及高含鹽水處理的研究,提出了一種脫硫廢水噴霧蒸發(fā)技術來實現(xiàn)電廠廢水零排放。將脫硫系統(tǒng)排出的廢水漿液與加壓空氣混合后,廢水經(jīng)霧化噴入空預器與除塵器之間煙道內(nèi),霧化液滴與高溫煙氣充分接觸,氣液兩相發(fā)生強烈熱交換后蒸發(fā),煙氣溫度降低至酸露點以上。廢水蒸發(fā)后所析出的金屬鹽、懸浮物等物質(zhì)隨煙氣進入后面的除塵系統(tǒng)中被脫除。
脫硫廢水蒸發(fā)技術的具體優(yōu)點:
(1)廢水蒸發(fā)相變促進PM2.5凝并,便于除塵器和FGD系統(tǒng)對PM2.5的捕捉及脫除;
(2)降低濕法煙氣脫硫吸收塔入口煙氣溫度,減少吸收塔脫硫水的蒸發(fā)水耗;
(3)省去了傳統(tǒng)脫硫廢水處理系統(tǒng),實現(xiàn)了廢水的零排放,節(jié)省了運行費用及藥品費等;
(4)由于煙氣溫度降低,煙氣比容降低,機組引風機做功減少,從而有效降低機組引風機功耗;
(5)除塵效率提高使進入吸收塔的粉塵含量大量降低,可有效改善脫硫石膏品質(zhì),也減少除霧器堵塞的幾率;
(6)由于脫硫后煙氣含水量大幅降低,脫硫后排放煙氣濕份下降,煙羽抬升高度升高,有利于污染物擴散,可減輕或消除煙囪周邊“石膏雨”現(xiàn)象。
未來電廠的廢水廢氣排放標準越來越嚴格和該技術在經(jīng)濟技術上的可行性,在未來蒸發(fā)處理將是一種被廣泛使用的方法,其帶來的水耗、電耗的降低、廢水零排放帶來的運行費用的節(jié)省必將產(chǎn)生極大的經(jīng)濟和環(huán)境效益,應加大這方面的研究力度并逐漸在現(xiàn)有燃煤電廠中推廣。