目前我国燃煤电厂大多采用湿式石灰石-石膏法烟气脱硫(FGD),此法脱硫效率高,技术成熟。适用煤种广,对锅炉负荷变化的适应性强[3];吸收剂资源丰富;脱硫副产物(无水石膏)便于综合利用。为防止脱硫系统的腐蚀,维持脱硫浆液中氯的浓度,会排出更多脱硫浆液,使脱硫废水的排放量增加。
脱硫废水pH在4.5-6.5,其中含有大量亚硝酸盐、悬浮物、重金属离子等,必须经过处理后达标排放。目前应用广泛的脱硫废水处理工艺为化学沉淀法。该法设置单独的废水处理系统,但这种方法也有很多的缺点,如系统庞大,运行维护费用高,导致能耗较高,且Cl-、F-没有有效的去除,从而使处理后的废水无法回收利用。
燃煤电厂脱硫废水处理现状及存在问题
由于燃煤烟气中还有少量的F-和Cl-,进入脱硫塔后进入洗涤浆液,F-会和浆液中的Al络合从而对石灰石的溶解产生掩蔽效应;而Cl-浓度过高会对吸收塔产生腐蚀,因此石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程中要排出一部分浆液作为脱硫废水。
脱硫废水水质比较特殊,各工序排出的废水水质因电厂使用燃料、脱硫装置类型、煤种等不同而异,但其中含有大量亚硝酸盐、亚硫酸盐、悬浮物、重金属离子(如汞和硒)等,且pH较低,因此必须经过处理后达标排放或回收利用。
脱硫废水的污染物含量主要取决于煤燃烧的形式、静电除尘器的除尘效率、补给水中的杂质的种类、石灰石中重金属和杂质的成分及含量等,甚至石膏脱水所选用的设备对其成分也有影响。可见,脱硫废水的成分非常复杂,传统处理方式的处理难度很大。
其处理过程中的过饱和、重金属、悬浮物的去除和高达30000-60000mg/l的氯含量如何降低。若废水中含有硒、硝酸盐和有机物,在排放之前还要进行生物处理。这种处理方法能够减少重金属和悬浮物含量,酸度和需氧量,但是不能减少氯含量和总溶解固体(TDS)。随着国家对汞等重金属污染物的排放逐渐重视,传统的生化处理方法已不再适用,急需新的废水处理方法的出现。
新型废水喷雾蒸发处理技术
综合上述关于脱硫废水及高含盐水处理的研究,提出了一种脱硫废水喷雾蒸发技术来实现电厂废水零排放。将脱硫系统排出的废水浆液与加压空气混合后,废水经雾化喷入空预器与除尘器之间烟道内,雾化液滴与高温烟气充分接触,气液两相发生强烈热交换后蒸发,烟气温度降低至酸露点以上。废水蒸发后所析出的金属盐、悬浮物等物质随烟气进入后面的除尘系统中被脱除。
脱硫废水蒸发技术的具体优点:
(1)废水蒸发相变促进PM2.5凝并,便于除尘器和FGD系统对PM2.5的捕捉及脱除;
(2)降低湿法烟气脱硫吸收塔入口烟气温度,减少吸收塔脱硫水的蒸发水耗;
(3)省去了传统脱硫废水处理系统,实现了废水的零排放,节省了运行费用及药品费等;
(4)由于烟气温度降低,烟气比容降低,机组引风机做功减少,从而有效降低机组引风机功耗;
(5)除尘效率提高使进入吸收塔的粉尘含量大量降低,可有效改善脱硫石膏品质,也减少除雾器堵塞的几率;
(6)由于脱硫后烟气含水量大幅降低,脱硫后排放烟气湿份下降,烟羽抬升高度升高,有利于污染物扩散,可减轻或消除烟囱周边“石膏雨”现象。
未来电厂的废水废气排放标准越来越严格和该技术在经济技术上的可行性,在未来蒸发处理将是一种被广泛使用的方法,其带来的水耗、电耗的降低、废水零排放带来的运行费用的节省必将产生极大的经济和环境效益,应加大这方面的研究力度并逐渐在现有燃煤电厂中推广。