论火力发电厂脱硫废水处理方式的改进

论火力发电厂脱硫废水处理方式的改进

张文博  ,陈长伟

陕西长青能源化工有限公司，陕西 宝鸡 721400

摘要：我国是煤炭资源丰富的国家，随着科学的进步，社会的发展，市场对各行各业的要求不断增加，火力发电在发电行业占比超70%，大多数燃煤电厂采用石灰石脱硫湿法工艺对烟气脱硫，随着国家环保要求严格，脱硫废水含有重金属离子引起人们的重视，我国脱硫废水零排放技术路线多样化发展，常规脱硫废水排放系统具有工程投资大、运维费用高等特点。国内电站脱硫废水处理系统采用调节pH，投加有机硫，浓缩澄清后产水用于干灰拌湿。常规工艺易发生管路堵塞，导致出水水质超标。为实现火电厂脱硫废水处理，寻找先进的处理工艺，推广应用先进技术，减轻运行劳动程度。针对火电厂脱硫废水处理方式等进行分析，提出应用于或电厂脱硫废水处理新工艺。

关键词：火电厂；脱硫废水处理；处理技术工艺

引言

我国是多煤少油国家，煤炭在我国石化能源结构中占比76%，随着我国经济快速发展，我国煤炭生产消费加快，煤炭生产总量超过世界一半以上，煤炭消耗迅速增加为我国经济发展带来能源动力，同时带来严重环保问题。我国工业SO2排放90%来自燃煤，国家采取指标限制等环保政策，但每天排放量很大。近几年，东部地区雾霾天气严重，对农作物和人体健康等方面造成巨大损害。成为制约我国和社会可持续发展的重要因素。随着人们生活水平提高，对SO2排放治理非常迫切。绿色发电成为发电厂未来发电的战略方向，大部分火电厂烟气脱硫采用炉外大湿法，去除烟气中的二氧化硫，脱硫中产生废水，由于悬浮物和溶解固形物超标，脱硫废水处理是火电厂工业废水处理的难题，如何选择合理处理工艺优化技术措施，使处理废水达到重复利用目的，是发电企业面临的重要问题。

1.火力发电厂脱硫废水产生的根源及水质特点

废水来源：石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术由于具有脱硫效率高、技术成熟、设备布置紧凑和对水质变化适应性强等优点，已成为我国当前电厂烟气脱硫的主流处理工艺。在湿法烟气脱硫工艺中，由于烟气中的F和Cl的溶解，会使浆液中2种离子浓度逐渐升高，一方面，F与浆液中的铝联合，对石灰石溶解产生屏蔽作用，从而影响脱硫效率；另一方面，浆液中Cl浓度升高也会影响脱硫效率和石膏品质，同时还会引起管道腐蚀。为了维持系统稳定运行、保证石膏产品质量和保证脱硫效率，需要控制浆液中Cl浓度，一般要求低于20g/L，因此需排出部分浆液。对于3台135MW的锅炉，一般脱硫废水产生量为8-10m3/h。废水水质特点：脱硫废水的水质受煤种、脱硫系统的运行控制参数等影响很大，其特点如下：

（1）多数电厂脱硫废水中悬浮物、BOD5、硫酸盐、CODCr、PH值等超过排放标准值；脱硫废水中的污染物超标现象非常普遍，超标频率较高的有氟化物、硫化物、总汞和总镉，其次是总镍和总锌，超标数量最多得是总汞和总镉，其次是氟化物和硫化物。

（2）脱硫废水中CODCr检测超标主要是由于废水中亚硫酸盐和亚铁离子等还原性物质造成的。同时，废水中的氯离子也是关键因素之一。

（3）脱硫废水中的CL含量占到10000-20000mg/L左右。

（4）脱硫废水中主要的阳离子为Ca2+和Mg2+离子，分别占到脱硫废水中阳离子总量的30%和60%左右，主要阴离子为SO42-和Cl-，分别占到阴离子总量的55%和40%左右。

2传统脱硫废水处理技术

当前火电厂脱硫废水处理应用广泛的是化学混凝沉淀法，三联箱法处理工艺流程是将脱硫废水引入三联箱，在中和箱投加石灰乳等，形成固体沉降物在硫酸氯化铁下在沉降箱完成固液沉降分离，未处理完的重金属清液自流入絮凝箱，在PAC作用下将微小SS等污染物形成絮凝物，进行固液分离后在氧化箱投加氯酸钠处理，清水达标排放送往指定位置综合回用。预澄清池分离污泥通过输送泵送往石膏皮带脱水机，污泥定期排往污泥收集池，通过输送泵送往压滤机脱水后无害化处理。少量收集池上清液返回三联箱进水口处理。传统工艺中投加水处理剂7种以上，包括碳酸钠、PAM、次氯酸钠等。大部分处理剂需配制成水剂，部分处理剂有毒性，需配备药剂，部分药剂配置困难。三联箱处理工艺需同步增加配置独立加药系统，设备较多，运行成本高，处理效果差。核心设备占地面积约30㎡。具有工艺复杂，设备布置复杂等特点，难以达到预期效果。

3新型脱硫废水处理技术

火电厂废水零排放技术包括蒸发结晶法和烟道蒸发法。蒸发结晶法是废水处理中采用蒸发结晶对废水浓缩处理，废水进入蒸发结晶系统，可以形成冷凝水。技术采用工艺有机械蒸气再压缩，多级闪蒸工艺等。结晶工艺有工晶冷冻与闪蒸罐结晶，结晶盐处理后达标进行二次利用。蒸发结晶优势是操作简单，缺点是实际操作中易产生管路结垢。

3.1蒸发结晶法

蒸发结晶法指的是在脱硫废水处理过程中，采用蒸发结晶装置对废水进行浓缩处理的方法。在经过处理之后，脱硫废水会进入到蒸发结晶系统中，然后利用这种装置，采用热法分盐的原理来处理脱硫废水，使得废水中的盐可以结晶，还可以形成冷凝水。当前，这项技术采用的工艺主要有机械蒸汽再压缩、多效蒸发、多级闪蒸工艺和蒸发塘等；结晶的工艺有共晶冷冻结晶和闪蒸罐结晶。结晶盐在处理过后需要达到工业盐标准，才可以进行二次利用。而蒸发结晶法的优势在与操作简单，回收的水质也比较好。但是在实际的操作中，也容易产生管路结垢，消耗能量比较多这些缺点。

3.2烟道蒸发法

烟道蒸发工艺是一种比较新型的脱硫废水处理技术，指的是在烟道内对脱硫废水进行喷雾蒸发，这项技术在应用过程中，还需要应用喷雾干燥技术以及烟气除尘技术。在实际应用过程中，在锅炉尾部和烟气除尘器之间可以设置雾化喷嘴，脱硫废水可以经过雾化，然后利用高温的烟气瞬间蒸发，再跟烟气一起进入除尘系统。这种方法有别于传统的处理方法，对于水量要求不高，对于石膏的使用量也非常少，使得脱硫废水处理的成本大大降低。烟道蒸发法在处理脱硫废水过程中需要的面积比较小，投资的成本比较低，消耗的能量非常小，可以适用于大型或者小型的火电厂，前景非常可观。烟道蒸发工艺是新型脱硫废水处理技术，在烟道中对脱硫废水喷雾蒸发，技术应用中需用喷雾干燥技术，在锅炉尾部可设置雾化喷嘴，利用高温烟道瞬间蒸发，不同于传统处理方法，对石膏使用量较少，降低脱硫废水处理成本。烟道蒸发法处理脱硫废水中需要面积小，消耗能量低，适用于大小型火电厂。缺点是处理废水后存在蒸发不完全，烟道蒸发工艺处理脱硫废水中对烟气流速等要求较高，可能对脱硫废水处理产生影响。然而也有一定的缺陷，在处理废水后存在着蒸发不完全，可能产生结垢，造成一定的腐蚀等。烟道蒸发工艺在处理脱硫废水过程中，对于烟气的温度、流速以及废水的流速要求比较高，这些因素可能对脱硫废水处理的结果产生一定的影响。烟道蒸发工艺为处理脱硫废水提供了一种新的选择。

结语

总而言之，随着国家各项环保政策的不断出台，如何合 理对电厂脱硫废水进行处理，将逐渐成为各发电企业首要解 决的问题，随着国家环保政策的出台，如何处理脱硫废水成为发电企业首要解决的问题。国内电站脱硫废水处理系统通常加入石灰，有机硫等药品，采用三联箱工艺，澄清池排泥经脱水机制成泥饼外运。三联箱，污泥脱水机等设备易发生泥渣堵塞，造成大量废水外排。采用高效复合絮凝剂处理脱硫废水符合国家环保政策要求，节约投资初期成本，可推广应用。我国脱硫废水零排放技术应用中存在很多问题，主要是需要较高运行费用，存在技术不成熟问题。火电厂要实现废水零排放，要结合实际比较相关方法，对产生结晶盐进行妥善处理。

参考文献

[1]郭远建.火力发电厂脱硫废水处理方式的改进与探讨[J].当代化工研究,2020(09):109-110.

[2]李金传.一种新型火电厂脱硫废水处理系统设计与研究[D].北京:华北电力大学,2018.

[3]杨东月.燃煤电厂烟气综合净化技术研究[D].北京:华北电力大学,2015.