火力发电厂烟气脱硫废水处理及系统工艺设计 5页

1082第四届全国火力发电技术学术年会论文火力发电厂烟气脱硫废水处理及系统工艺设计吴刚(西南电力设计院，四川成都610021)的脱硫废水处理系统也将广泛应用。因此，对脱硫摘要:阐述了湿式石灰石洗涤烟气脱硫工艺及排出废水的水质特点，综合分析了火力发电厂中脱硫废水的处理方法，介废水处理系统进行深入研究，掌握脱硫废水处理的绍了我国一电厂脱硫废水处理系统的设计、工艺过程以及设系统及其设计是非常重要的。备布置，并结合目前国内形势提出对脱硫废水处理系统设计2烟气脱硫工艺简介的要求以及如何与火力发电厂的其他废水处理设备的结合利用.烟气脱硫方法可以分为再生法和非再生法。再生法是利用可以回收的液相或固相吸附剂吸附烟气关键词:脱硫废水水质废水处理设计中的二氧化硫，因为吸附剂可以再生，所以再生法1前言的特点是工艺过程中不消耗碱性反应剂。非再生法随着我国火电装机容量的增加，火电厂S02排是采用碱性反应剂或含碱性物质的反应剂，在与二放量也同步增长，S02是大气的重要污染源之一，氧化硫反应后最终生成脱硫产物，因此非再生法要已对自然环境、建筑物和人类健康等方面造成了巨消耗大量的碱性反应剂。湿式石灰石洗涤烟气脱硫大的经济损失。迄今，我国每年燃烧约三亿吨平均工艺就是属于非再生法，这种方法的特点是针对需含硫率0.8%的煤炭用于电力生产，由于燃煤火电厂要脱除的二氧化硫的量，加入化学当量的或过量的没有配备相应的脱硫装置，所排放的二氧化硫给全碱性脱硫剂并产生某种最终产物，将这些最终产物国相当多的地区带来了严重的空气污染，特别是燃进行堆放处理或综合利用。湿式石灰石烟气脱硫工用高硫煤(大于2.5%)的西南地区，这些地区的人艺具体如下:口稠密，地理、气象条件不利于大气扩散。因此S02以水溶液或悬浮物为基础的湿式石灰石烟气的排放污染已经成为制约火电建设的重要因素，燃脱硫方法主要利用了二氧化硫在水中有良好的溶解煤电厂进行烟气脱硫成为电厂生存的一个重要环性和可以引起连锁化学反应这一特点。气相二氧化节。1996年国家环保局和国家技术监督局颁发了硫分子接触到液滴时，便会迅速进入液相。为防止《火电厂大气污染排放标准》(GB13223-96)，对水相饱和，引起吸收过程中止，需将溶解的二氧化1997年1月以后批准的新建火电厂提出严格的S02硫用化学反应方式固着，使气相和液相间失去平衡。排放限值。随着社会的进步、科技的发展，今后对为此有两种途径:S02排放限值将更加严格。一将PH值提高到>5.4，以形成亚硫酸盐。在众多烟气脱硫工艺中，湿式石灰石洗涤工艺一加氧氧化为硫酸盐。因利用廉价的石灰或石灰石作为吸收剂来吸收烟气在上述两种情况下，均需要添加石灰或石灰石中的S02生成CaS03，所以该方法是火力发电厂中中和生成的亚硫酸或硫酸。由此而生成的盐可以是应用最为普遍的烟气脱硫工艺，也是目前唯一大规半水亚硫酸盐(CaS03'1/2H20)或二水硫酸盐模商业运行的脱硫方式，该方法具有脱硫效率高，(Cas氏-2H20),吸收剂利用率高，对煤种适应性好，工艺成熟，运烟气脱硫过程分为以下步骤:行可靠性高等优势，但因其工艺系统的要求，该方.吸收过程法要产生一定量的脱硫废水，由此带来的脱硫废水S02+H2O(吸收)-S02-H20-H2SO3，(释处理问题也成为火力发电厂设计中一个新的部分。放)H'十HS03=.2H'+S03随着我国火电厂S02排放治理工作的深入，越.生成亚硫酸盐(添加CaS03)来越多的大型燃煤电厂配备了烟气脱硫装置，相应H`+HS03+CaS03-(pH>4.5)n第四届全国火力发电技术学术年会论文1083CaS03'1/2H20+1/2珑O+C023脱硫废水的产生和水质特点.氧化为硫酸钙(生成石膏)3.1脱硫废水的来源H2SO3+1/202-H2SO4+CaSO3.1/2H20在湿式石灰石洗涤烟气脱硫工艺中，一般控制CaSO4.2H20+C02吸收液中氛离子含量低于20000mg几，但烟气中抓经过消化的石灰在水中有较好的溶解性，而石化物的溶解会提高脱硫吸收液中氯离子的浓度，氯灰石的溶解性就比较差。所以为了转化石灰或石灰离子浓度的增高带来两个不利的影响:一方面降低石，就需要一种酸性环境促使石灰或石灰石发生二了吸收液PH值，从而引起脱硫率的下降和硫酸钙次溶解。释放的钙离子，以及吸收S02后生成的亚结垢倾向的增大:另一方面氛离子浓度过高将影响硫酸盐离子或硫酸盐离子，在水相形成过饱和溶液，石膏的品质。因此必须从脱硫工艺系统中排出一定因亚硫酸钙和硫酸钙是不易溶解或溶解性较差的盐量的废水来维持吸收液中氯离子的平衡，这部分废类，所以此时会有亚硫酸钙和硫酸钙结晶析出。经水就是脱硫废水。脱硫系统排放的废水一般来自水过完全氧化后的最终产物仅为硫酸钙即二水石膏。力旋流器的溢流水，同时也包括清洗系统、皮带过所有的石灰石脱硫工艺，除形成石膏产品外，均会滤机的滤液等废水。产生废水。目前国内己投运的湿式石灰石洗涤烟气脱硫3.2脱硫废水水质特点装置有路瑛电厂一期烟气脱硫装置、太原第一热电从脱硫工艺系统中排出的脱硫废水的PH在弱厂烟气脱硫试验装置、黄岛发电厂烟气脱硫试验装酸范围(5-6)，所以许多重金属仍有良好的溶解性。置、南京下关电厂烟气脱硫装置、杭州半山发电厂、脱硫废水的水量和水质，与脱硫工艺系统、烟气成北京一热烟气脱硫装置等，而且根据目前的新建电分、灰及吸收剂等多种因数有关。表1为国内某电厂的情况看，基本上都采用湿式石灰石洗涤烟气脱厂的脱硫废水水质。硫工艺。表1今考的脱硫废水水质kW)工温度7(C)PH密度-一-一一一一一---~一一--$f/坛浮物含盐t303压印4-61.007900-12700'156S100,30-100200(旧C4Q75229A0L0i*10翻钙铬竺鱼住11302161刃0j.Z3540t1$0锌_210根据《污水综合排放标准》GB8978-88中规定理后的水质满足国家规定的废水排放标准。的污染物最高允许排放限值要求可以看出，脱硫废对于以上三种脱硫废水的处理方法都有不同水的超标项目为PH值、悬浮物、汞等重金属元素，的应用条件，第一种方法适用于石膏副产品完全抛以及砷、氟等非金属元素。此外，钙、镁、氛离子、弃，不综合利用的湿式石灰石洗涤烟气脱硫工艺系硫酸根、亚硫酸根、碳酸根、铝、铁等含量也较高。统。这种方法在我国路瑛电厂中采用。第二种方法其中，汞、砷、铅、镍等均为我国严格限制排放，因条件限制在国内很少采用。第三种方法适用于对属于对人体、环境产生长远不利影响的第一类污染石青副产品进行脱水处理的湿式石灰石洗涤烟气脱物，必须经处理合格后才能排放或回收利用。硫工艺系统，产生的废水必须设置处理系统。目前4脱硫废水处理方法国内的北京第一热电厂、杭州半山电厂等电厂的脱硫装置的脱硫废水都设置单独的处理系统进行处理根据脱硫废水的水质特点和电厂的实际情况，后排放或回收利用。脱硫废水的处理方法综合起来主要有如下三种:①根据目前火力发电建设的形势看，为了石膏的将脱硫废水与经浓缩的副产品石青混合后排至电厂综合利用，提高火力发电厂的经济性，很多新建的灰场堆放。②将脱硫废水在ESP(电气除尘器)和工程都要求将石青进行综合利用，因此，脱硫废水空气预热器之间的烟道中完全蒸发，所含固态物与处理也将被普遍采用。飞灰一起收集处置。③设置脱硫废水处理系统，处n1094第四届全国火力发电技术学术年会论文5脱硫废水处理系统工艺设计理系统。我国某新建电厂装机容量4x600MW燃煤机5.1脱硫废水处理系统组，脱硫装置采用湿式石灰石洗涤烟气脱硫工艺系(1)工艺流程统，产生的脱硫废水设置一套处理系统，处理合格脱硫装置的废水连续排至废水处理装置，并采后回收利用。用以下处理步骤单流程连续处理:Ca(OH):加药中针对脱硫废水pH值低、悬浮物含量高和重金和系统;Ca(OH)2、有机硫加药系统;FeCIS04,聚属超标的特点，脱硫废水处理的系统包括三个分系合电解质加药沉淀系统。原则性流程如下:统:①脱硫废水处理系统;②加药系统:③污泥处脱硫废水箱妇。回收利用诊机。。。诊饼。cq堆场蕊a。==a1l液箱。。。中和箱(2)工艺描述电解质)，以产生易于沉降的大絮凝颗粒。由于水烟气脱硫设备产生的弱酸性废水通过管路流质、水1M,pH值、絮凝剂用量、搅拌强度和时间等入中和箱，加入石灰浆使废水的pH值提高到9.5最佳条件。10.3。在此pH值范围适于沉淀大多数重金属，而流入浓缩池的废水和固体物质的混合物通过且，采用石灰作为中和剂时，对废水中的杂质有絮降低混合物的流动速度，而使废水中的固体物质在凝作用，还可以与废水中的氟反应生成CaF2沉淀，浓缩池的较低部分沉降下来，澄清的废水从浓缩池与砷反应生成Ca3(ASO3)2,Ca3(AS04)2沉淀，将他上部流出，经溢流槽在无压力的条件下流入出水箱们去除。中。污泥经污泥泵送至压滤机脱水，污泥脱水后形并非所有的重金属都可通过与石灰浆作用形成滤饼用卡车送至堆放场地，压滤机排出的滤液收成氢氧化物的形式很好地沉淀出来，如锡和汞。为集到滤液箱中用泵返回至中和箱重新进行处理。此，需在反应室中按比例加入重金属沉淀剂有机(3)加药系统硫。加药系统包括聚合电解质加药系统;有机硫化从废水中沉淀出来的氢氧化物、化合物及其它物加药系统;FeCIS仇加药系统:盐酸加药系统及固形物，极细地分散在体系中，难于沉降。为了改石灰浆加药系统。所有药品均由计量泵定量加入到善絮凝行为，需向絮凝箱中按比例加入絮凝剂相应加药点。根据己经运行的脱硫废水处理系统估FeCIS04<废水一经流出絮凝箱，即加入助凝剂(聚算的加药量如下，具体的加药量需经试验确定。都是影响絮凝的因数，所以应根据试验确定絮凝的衰2各种药品的加入f药品名称石灰浆有机硫斑合电解质浓度/(%)加药且/(mg几)150001650%050.10%0在工艺描述中己经明确了石灰浆、有机硫、以降低pH值至9.0以下满足排放标准:②一部分盐FeCIO4,聚合电解质的用途，另外盐酸在系统中有酸用于在线的pH电极的化学清洗。为了清洁pH值三种用途:①一部分盐酸加入出水箱中的废水中，测量电极，化学清洗装置以时间控制方式产生n第四届全国火力发电技术学术年会论文10953%-5%稀酸，并供至测量点。③一部分盐酸用于板6脱硫废水处理系统设计与火力发电厂其他框压滤机的清洗，板框压滤机必须按预先设定的间废水处理系统的结合隔时间用盐酸清洗，用于此目的的盐酸经喷射器稀脱硫废水为火力发电厂中新增的一种工业废释到3%-5%后送至板框压滤机。水，脱硫废水是否能进入全厂的集中废水处理系统(4)系统运行及工艺控制与其他废水混合后一并处理是设计院和电厂极为脱硫废水处理系统控制为程序控制，主要的系关心的一个问题。经过大量的调查和分析，结合国统运行及工艺控制要求如下:外火力发电厂对脱硫废水处理的经验和我国环保1)石灰浆按pH值和流量的比例加入废水中，部门的规定，我们对此问题进行了详细的专题研有机硫、FeCIS认、聚合电解质按流量的比例加入究，认为:脱硫废水可以根据工程情况部分利用火废水中，所有药品由计量泵自动加入。力发电厂的集中废水处理系统中的一些设施。建议:2)为了促进反应和加速中和箱、沉淀箱中絮(1)脱硫废水经中和、沉淀、絮凝后可送至凝粒子的形成，中和箱中需加入从澄清浓缩池中抽集中废水处理车间的经常性废水处理系统处理，但出的少量恒定量的接触泥浆。必须在集中废水处理系统设计时考虑这部分容量。3)监测废水pH值的测量电极安装在沉降箱(2)脱硫废水处理系统产生的污泥可以与集中，它需要用3%-5%的盐酸定时清洗。中废水处理系统的污泥处理系统合用。但根据水质4)对浓缩池的泥浆高度由污泥高度计进行监情况，脱硫废水的悬浮物的含量很高，在机组容量测。当超过设定范围时，多余的泥浆经泵送入板框大或机组台数增多时脱硫废水量增大，污泥量增式压滤机中脱水。大，如果合用污泥处理系统，会造成设备选择不合5)出水池安装有pH值测量装置，如果所测的理，所以在工程中应通过计算确定合用污泥处理系pH值在范围内，输送至排水口。如果超过了pH值统是否合理。上限，需另加浓盐酸调节pH值至设定范围。如果(3)脱硫废水处理系统中加入的药品种类是相反，pH值低于下限，需将废水返回中和箱中进借鉴国外工程选择的，目前国内还未对处理脱硫废行再处理。水的药品进行试验研究，所以建议脱硫废水处理系6)在出水管路上设浊度监测，如果浊度超出统中使用的药品(除盐酸外)单独设置加药装置或上限，即中止向排水口排放，废水返回中和箱中进通过试验确定是否可以合用。行再处理。(4)根据工程情况可将脱硫废水处理车间布(5)设备布置置到集中废水处理车间，以方便运行管理和设备公用。脱硫废水处理设备布置在单独的脱硫废水处理车间内，为节省占地、减少转移废水的泵的数量7结束语和各种药品的运输、装卸设施等，脱硫废水处理系随着火力发电厂的建设力度的加大或环保要统一般采用立体三层布置，地面上两层、地下一层。求的提高，火力发电厂烟气排放中的S02治理工作主流程采用重力自流方式。也将更加深入，湿式石灰石洗涤烟气工艺将在火力地下层布置石灰浆制备箱、石灰浆循环泵、盐发电厂中广泛采用，因此脱硫废水处理系统也将在酸贮存箱及盐酸计量泵等，以便于石灰浆和盐酸的火力发电厂中大量使用。上述的脱硫废水处理系统装卸。零米层室外布置浓缩池、出水箱等，室内布已经在我院的工程中实施或行将实施。置各种加药装置和逮液箱等。第二层布置中和箱、脱硫废水中的主要污染物为悬浮物、F.微量沉降箱、絮凝箱(可以将三个箱体合为一个箱体)重金属，其中，汞、砷、铅、镍等均为我国严格限和压滤机及其配套设施，压溥机布置在第二层以便制排放，属于对人体、环境产生长远不利影响的第于滤饼的运输。同时在设备布置时候考虑脱硫废水一类污染物，必须经处理合格后才能排放。对脱硫处理车间的配电室和控制室。废水采用处理方式是最为广泛的处理措施。脱硫废n1086第四届全国火力发电技术学术年会论文水的处理原理主要靠化学反应沉淀有害物质。在设的基础。计脱硫废水处理系统时应根据工程情况结合全厂集参考文献中废水处理系统进行设计。由于在国内脱硫废水处理还处在摸索研究阶川陈继录等，加幸大姗煤电厂水污染防治技术，电力环境保护，1995(打段，在今后的工程中还要吸收借鉴国外处理技术，[2]Gostomczyk,M.A;GrochulskaSegal,EM;M.M.Disposalofwastewater希望通过进一步研究国内己运行的处理系统和一些fromfluegasdesu印hurization(PGD).WaterScienceandTechnology,试验工作来完善脱硫废水处理系统，为今后火力发V24n7Sep25-27.19891991,p207-215电厂脱硫废水处理系统的安全、可靠运行打下坚实[31管一明w煤电厂烟气脱硫废水处理电力环保技术，1998(3)