燃煤電廠FGD系統(tǒng)脫硫廢水零排放工藝應(yīng)用現(xiàn)狀研究

李繼熟

【摘 ?要】當(dāng)前各燃煤電廠比較常用的處理方法是將電廠運(yùn)行產(chǎn)生的工業(yè)廢水、循環(huán)水以及排污水等排入脫硫系統(tǒng)之中，再對(duì)脫硫系統(tǒng)排出的廢水進(jìn)行二次處理，最終實(shí)現(xiàn)廢水零排放。本文綜合查找多方資料，配合實(shí)際調(diào)研，將對(duì)燃煤電廠常采用的幾種脫硫廢水零排放的工藝應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】脫硫廢水;零排放工藝;應(yīng)用現(xiàn)狀

引言

脫硫廢水，在燃煤電廠中一般指的是從FGD系統(tǒng)中吸收塔內(nèi)排出的包含多種雜質(zhì)（例如懸浮物、硫酸鹽、過(guò)飽和亞硫酸鹽和其他重金屬）的排放廢水。在這廢水中有好多雜質(zhì)都是我國(guó)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中必須嚴(yán)格把控的第一類污染物。燃煤電廠對(duì)于這種脫硫廢水的處理，傳統(tǒng)常規(guī)的工藝是按照中和--絮凝--沉降--澄清順序進(jìn)行處理，這一整套的處理過(guò)后排除水可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，而且整個(gè)系統(tǒng)仍然正常運(yùn)行。此時(shí)的排除水中已經(jīng)充分降低了脫硫廢水的渾濁、重金屬大量減少、水的硬度有所降低，但是其中的含鹽量仍然很高。

一、脫硫廢水多效蒸發(fā)結(jié)晶工藝（以金堂電廠2×600MW機(jī)組為例）

（一）工藝原理：該機(jī)組利用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫，其中蒸汽多效蒸發(fā)裝置為單獨(dú)的裝置。工藝流程為脫硫廢水先流過(guò)三聯(lián)箱和初級(jí)澄清器，進(jìn)行一次處理，再流過(guò)二級(jí)反應(yīng)器（此時(shí)在反應(yīng)器中加入了純堿將廢水軟化），進(jìn)入二級(jí)澄清器和過(guò)濾器，最后流進(jìn)多效蒸發(fā)器中進(jìn)行潔凈處理。處理后的水可以直接回廠重新利用。該工藝流程如下圖1。

（二）多效蒸發(fā)結(jié)晶工藝應(yīng)用狀況

根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，多效蒸發(fā)裝置處理脫硫廢水的成本約為50元/噸，其運(yùn)行狀況相對(duì)良好。但是該技術(shù)也存在些許問(wèn)題，例如會(huì)產(chǎn)生固體廢棄物;蒸發(fā)器連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間尚未明確，對(duì)其防腐等問(wèn)題的考慮尚不周全，需要時(shí)間的考驗(yàn);結(jié)晶鹽可作為工業(yè)鹽使用，但無(wú)法保證絕對(duì)安全。

二、機(jī)械閃蒸壓縮法（MVC）

（一）工作原理：在蒸汽壓縮機(jī)中對(duì)蒸汽進(jìn)行壓縮使之產(chǎn)生二次蒸汽，利用二次蒸汽足夠的熱量和溫度，使其作為充足熱源對(duì)脫硫廢水進(jìn)行蒸發(fā)。這種壓縮法不需要提供外在的蒸汽，僅靠整個(gè)系統(tǒng)自身的循環(huán)就可以實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)和濃縮的目的。該技術(shù)是通過(guò)可編程邏輯控制系統(tǒng)和組態(tài)軟件等進(jìn)行系統(tǒng)溫度、壓力、馬達(dá)轉(zhuǎn)速等因素的準(zhǔn)確控制，以維持蒸發(fā)器的穩(wěn)定、高效工作。因?yàn)樵撨^(guò)程是對(duì)二次蒸汽這種自身熱量的充分利用，而壓縮機(jī)則只需提供相對(duì)少量的能源，就可以使整個(gè)系統(tǒng)對(duì)蒸發(fā)能量的需求量得到滿足。相比于傳統(tǒng)常規(guī)的蒸發(fā)器，使用MVC蒸發(fā)器可以節(jié)省近三分之二左右的能源，整個(gè)系統(tǒng)的占地面積也可以減少一半以上。下圖2是MVC蒸發(fā)器的工藝流程圖。

（二）MVC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

在對(duì)脫硫廢水進(jìn)行處理的最后環(huán)節(jié)是有蒸餾水出水和濃液出水的，一般在這個(gè)時(shí)候都會(huì)進(jìn)行能量回收來(lái)保證將熱量的消耗程度降到最低。在此環(huán)節(jié)經(jīng)處理排出的蒸餾水，其純度能夠達(dá)到90%或者以上。而且這套系統(tǒng)還有另一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)，整套系統(tǒng)屬于全封閉式的系統(tǒng)，這樣能夠確保熱量只在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)，從而使不必要的能耗達(dá)到最低。

由相應(yīng)的調(diào)研數(shù)據(jù)了解到，該套系統(tǒng)處理脫硫污水時(shí)消耗的電量為25度/噸。同時(shí)MVC技術(shù)使用的是全自動(dòng)模式，管道的外部薄膜可以自行蒸發(fā)。此外，污水處理后的積垢也較易清理，對(duì)清洗劑的消耗車本約為10塊錢/噸。

（三）VC技術(shù)的適用范圍

MVC技術(shù)廣泛應(yīng)用于燃煤電廠的脫硫廢水零排放工藝中，同時(shí)對(duì)于其他一些難處理的廢水，比如滲濾液這樣的高鹽高有機(jī)物廢水、制藥廢水等高濃度有機(jī)廢水、或者電鍍廢水。

三、煙道噴霧蒸發(fā)工藝（以焦作萬(wàn)方電廠2×350MW機(jī)組為例）

（一）工藝流程介紹

該機(jī)組采用的是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫[1]，但是其在脫硫廢水的處理方法中，不同于傳統(tǒng)三聯(lián)箱進(jìn)行加藥的方法，而是對(duì)廢水進(jìn)行電絮凝之后，流入初級(jí)反應(yīng)池（加石灰乳進(jìn)行沉淀），然后流進(jìn)二級(jí)反應(yīng)池（加熟石灰、純堿進(jìn)行澄清處理），流出之后加弱酸進(jìn)行PH調(diào)節(jié)，最后進(jìn)行膜濃縮和煙氣余熱蒸發(fā)處理。

此工藝過(guò)程中的重點(diǎn)是廢水的電絮凝反應(yīng)以及二級(jí)反應(yīng)池中的處理，通過(guò)雙膜濃縮和煙氣蒸發(fā)最終實(shí)現(xiàn)了零排放[2]。如下圖3。

（二）該技術(shù)的特點(diǎn)

該設(shè)備的整體工藝系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)營(yíng)相對(duì)安全穩(wěn)定，但是處理脫硫廢水的量尚未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

1.技術(shù)特點(diǎn)：煙道噴霧技術(shù)系統(tǒng)相對(duì)較為簡(jiǎn)單[3]，因此從設(shè)計(jì)--施工--投入使用這一過(guò)程的投資金額相對(duì)較少;同時(shí)在這一處理廢水技術(shù)使用過(guò)程中沒(méi)有采用三聯(lián)箱工藝，這將整體設(shè)備的占地面積大大縮小;此外在二級(jí)沉淀池中使用的藥劑量較少，這樣就有效避免了傳統(tǒng)工藝中產(chǎn)生大量泥餅的問(wèn)題，同時(shí)也降低了工藝過(guò)程中的運(yùn)行成本。

2.該技術(shù)存在的問(wèn)題：為了讓脫硫廢水充分汽化，在空預(yù)器和除塵器之間有很長(zhǎng)的一段距離（大于八米），這一硬性條件在我國(guó)很多燃煤電廠中都無(wú)法實(shí)現(xiàn);處理廢水蒸汽的溫度不得低于120攝氏度，需要將煙道噴口安裝在空預(yù)器之前，該方案尚未研究出來(lái);從二級(jí)反應(yīng)池開始的氯離子就發(fā)生遷移，目前尚未分析出這對(duì)除塵器的正常使用有無(wú)影響[4];電絮凝中要密切關(guān)注廢水酸性，過(guò)大就會(huì)對(duì)極板造成腐蝕。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)幾種脫硫廢水零排放工藝流程的介紹，發(fā)現(xiàn)其各有特點(diǎn)，因此在各個(gè)燃煤電廠選擇和使用這種工藝時(shí)，一定充分結(jié)合電廠自身的實(shí)際情況，嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，制定出適合本企業(yè)使用的技術(shù)，以及脫硫廢水零排放的工藝方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]周洋，許穎.燃煤電廠FGD系統(tǒng)脫硫廢水零排放工藝應(yīng)用現(xiàn)狀研究[J].廣東化工，2016，43（11）：140-142.

[2]胡石，丁紹峰，樊兆世.燃煤電廠脫硫廢水零排放工藝研究[J].潔凈煤技術(shù)，2015（2）：129-133.

[3]邢鐵輝，熊斌，楊宏斌.淺談燃煤電廠脫硫廢水零排放處理工藝[J].電站系統(tǒng)工程，2012（6）：73-74.

[4]郜瑞瑩，林建中.燃煤電廠脫硫廢水零排放工藝路線研究[J].南方能源建設(shè)，2018（12）：146-147.

（作者單位：山東省核工業(yè)二七三地質(zhì)大隊(duì)）