燃煤电厂湿法脱硫废水零排放处理工艺

燃煤电厂湿法脱硫废水零排放处理工艺

窦伟欣

中煤能源新疆煤电化有限公司  新疆昌吉州   831100

摘要：燃煤电厂在国家的现代化建设中有着举足轻重的地位，也是整个国家的支柱工业。燃煤电厂的生产工作，可以有效地解决人民的日常生产和生活所需的电能。由于环境保护和节约能源的概念的提出，煤炭发电厂的环境污染问题得到了政府的高度重视，而在当前的形势下，燃煤电厂企业的生产工作中存在着大量的资源浪费和废物的处置问题需要改进。

关键词：燃煤电厂；现代化建设；资源浪费；湿法脱硫；废水零排放

引言：煤炭和火电作为国民经济的支柱产业，在我国的现代化建设中起着重要作用。火力发电厂的正常生产和运营，对我国的经济发展与进步起到了巨大的促进作用。燃煤发电过程中产生的各种污染物，如废水、废气等，其中典型的就是脱硫废水。化学沉降法是目前我国广泛使用的一种工艺，它具有较高的含盐率，若不进行及时的处理，极易产生二次污染。采用零排放的湿法脱硫废水，既节能又环保，又能有效地解决以上问题。

1.燃煤电厂脱硫废水的来源

根据国内的燃煤电厂的生产实践可以看出，目前使用的最多的就是石灰石-石膏湿法，这是一种使用时间较长的方法，而且它的效率也更高，因此，它的使用范围很广。一般来说，燃煤电厂的脱硫废水，都是从脱硫塔里排出来的，而且在脱硫的时候，因为煤炭和石灰的溶解，还有大量的废气和悬浮物，都会对空气中的水分造成很大的影响。污水中含有大量的亚硝酸盐、硫酸盐等重金属，这是一种非常严重的污染物质，所以燃煤发电厂要想降低污染物的排放量，就必须要进行更好的处理，尽量减少有害物质的产生。

2.燃煤电厂脱硫废水的主要特征

2.1成分复杂性

在脱硫废水中，水质具有很大的波动性。由于废水本身的组成特性，煤炭如果没有充分的燃烧，就会产生大量的烟气，如果污染物质进入污水中，会引起废水本身的化学组成变化和迁移，从而引起SO4-、Ca2+、 Na+、 CI等物质之间的交互作用，从而使废水的质量变化更加复杂。

2.2含盐量偏高

从实际的生产形式和具体的生产内容来看，不难看出，电厂脱硫废水中的实际含盐量整体较高的。同时，燃煤发电厂的发电状况对含氮浓度的影响也是很大的，多数情况下，随着发电量的增加，脱硫废水中的含盐量也会增加。

2.3悬浮物总含量偏高

石灰石-石膏湿法是我国大多数燃煤发电厂在处理脱硫废水中使用的主要工艺。在此项技术投入使用后，会形成大量的石灰石粉末，如果这些石灰石直接进入废水中，就会导致污水中的悬浮物质浓度升高，根据以往的研究，最严重的情况是，在脱硫废水中，悬浮物质的总量是50,000毫克/升。如果这些问题在很长一段时间内得不到解决，就会给燃煤发电企业带来许多困难，难以实现可持续发展的远大目标。

3.脱硫废水处理现状

化学积淀法是我国许多燃煤发电厂处理脱硫废水的常用技术，它的目的是将脱硫废水中的杂质和重金属成分进行氧化、沉积、调和、凝聚等过程，化学沉淀技术的优点是操作流程简单，原料来源广泛，技术含量低，资金投入额度少，经济效益明显等。但是，它在实际运用中也存在着一定的缺陷，如：辅助应用、相关设备设置繁多，涉及面广，前期投资建设费用高。在化学沉淀过程中，由于在预处理过程中，通过废水旋流器和石膏旋流器进行了两级浓缩分离，其中的悬浮物颗粒很小，沉降性能也很差，为了增强它的沉降性能，一般都会在絮凝箱中加入硫氯化铁（FeCISO4)，加入助凝剂后加入到絮凝箱的出水管中，通过混合产生的活性絮体，可以将水中的细小的金属氧化物吸收，使水和悬浮物分离。最后，将水集中到出水槽，加入适当的盐水调节 pH，使其达到标准后排出。采用化学沉淀法对脱硫废水进行了处理，虽然能够有效地将悬浊液中的杂质和各种重金属元素引入到污水中，但对工艺的控制要求很高，且不能彻底去除SO4-和CI-，不利于后续的脱硫废水的回收和循环利用。

4.燃煤电厂湿法脱硫废水的零排放处理技术

4.1蒸发法

蒸发法处理脱硫废水的工艺原则是：经过高温的加热，达到了废水的沸点，沸腾、蒸发，形成蒸汽，然后将蒸汽冷却，再将其转化为水资源。在上述工艺过程中，由于高温、脱水等原因，脱硫废水中的一些杂质会逐渐从液体转化为水蒸气，从而为后续的回收和处理提供了有利的条件。与其它几种零排放技术相比，蒸发技术具有更强的可操作性、更强的实用性、操作流程简单、能耗低等特点，是一种高效的污水处理技术。

4.2强制循环蒸发

实践中，一次汽化后的湿法脱硫废水很难实现零排放，由原液浓缩至结晶的过程是一个漫长的过程，若仅采用一次蒸发，不但会降低其蒸发速率，还会对整个流程产生负面影响，故在实践中推荐采用强制循环蒸发技术。在实践中，一般采用多个蒸发装置进行串联，使脱硫废水的浓缩、减量、结晶等过程达到零排放。为了充分发挥强制循环蒸发技术的优越性，提出了通过软化工艺来减少或防止Ca2+和Mg2+对蒸发器的结构造成的损害。

4.3降膜机械式蒸发

与上述所述的湿法脱硫废水一同进入蒸发器进行蒸发的工艺不同，降膜机械蒸发是通过喷洒设备将污水以水膜的形式扩散至加热管的表面。虽然理论上，采用这种蒸发技术，其耗能远小于强制循环蒸发，但是喷淋密度、喷淋量、喷淋速度与烟气在加热炉表面的蒸发速度保持一致，这样才能取得最好的蒸发效果，而不会产生大量的污物聚集在加热炉表面，同时又可以防止热管的空载问题，从而达到最佳的蒸发效果。由于湿法烟气脱硫废水与加热管道有直接的接触，因此需要在实际应用中合理应用。

4.4低温烟气蒸发

美国于上个世纪90年代提出了这一技术，它采用雾化技术将脱硫废水喷雾成极细的水珠，然后将其喷射除尘器和空气预热器的烟道中，再利用烟道的余热对废水进行加热，使其发生汽化，从而使废水中的细小固体粒子被吸入烟尘中，由除尘器捕获。目前，在工艺实施过程中，为了保证废水的完全挥发，必须选择合适的喷嘴。机械喷雾喷头由于喷雾液滴尺寸较大，消耗的蒸发时间较长，容易对烟管和除尘器产生腐蚀；空气雾化喷嘴的出料粒径偏小，能够很好的达到气化的目的，满足了现代火力发电厂的技术需求。在此之前，国内已经有不少学者进行了大量的数值模拟和试验，他们发现，在60微米的微粒雾化后，可以在烟气中迅速汽化，而且烟气温度比酸露点还要高，从而避免了腐蚀式除尘器的腐蚀。低温烟气蒸发技术：（1）系统结构简单紧凑，维护工作量小，有利于提高生产效率；（2）该系统占用空间小，在小机组和老机组升级改造方面具有很强的适应性；其不利之处是：（1）烟气温度较低，在产生大量废水时，会造成出力不足；（2）烟气在恶劣的工作条件下，易受侵蚀，缩短了使用寿命；（3）雾化喷头易堵塞，对含氮浓度的要求很高。

4.5膜分离技术

在湿法脱硫废水处理过程中，有些物质具有回收利用的价值，比如水资源、盐分、重金属离子等，可以在一定程度上应用到工业生产中，从而降低企业的消耗，提高经济效益。膜分离技术是目前最常见的一种技术，它可以将废水中的杂质和废水进行有效的分离，并帮助技术人员高效的完成废水的处理。微滤、超滤、反渗透等都是膜分离技术中常用的一种，它们所面临的分离目标直径也不同。例如，微滤膜的截留范围为0.1~10μ m，而超滤膜对胶体、大分子等具有很好的拦截能力。在实际应用中，如果采用较小的纳滤膜，则可以将1~3 nm的微粒分子捕获并去除，从而减少脱硫废水中的盐含量，从而为污水零排放奠定基础。

结束语

当前，在燃煤发电厂运行过程中，产生的废水和废渣也越来越多。为实现湿法脱硫废水的零排放，更好地保护生态环境，政府应加大对脱硫废水零排放的研究力度，并在一定程度上加大政府的扶持力度，从而达到提高我国污水处理水平的目的。

参考文献

[1]洪启钗. 煤电厂湿法脱硫废水零排放处理工艺研究[J]. 化工设计通讯, 2022, 48(2):3.