燃煤锅炉烟气湿法脱硫废水中重金属及钙镁离子沉淀规律研究

燃煤锅炉烟气湿法脱硫废水中的重金属及钙镁等离子危害较大,开展其沉淀去除规律的研究有利于废水中有用元素的资源化回收和废水的回用。采用碱液沉淀法对脱硫废水进行分级处理,对沉淀产物采用SEM-EDS等手段进行表征。结果表明,采用氢氧化钙作为沉淀剂可以实现去除重金属、回收镁资源及去除氟化物和降低废水硬度等多种目标。在去除重金属离子的过程中,当脱硫废水pH值为9.0~9.5时,废水中的重金属离子可得到有效去除且达到污水排放标准,镁离子几乎没有损失,钙增加率也较低,仅为4.6%以下;将废水pH值调整为9.5~9.7可有效回收废水中的镁元素,镁的回收率在62%以上,回收效果较好。在碱性条件下,向废水中投加Na_(2)CO_(3)可有效降低废水中的钙离子和残留的镁离子,实现废水降硬的目标。不同pH值下沉淀物的SEM-EDS能谱显示,对脱硫废水进行梯级pH处理可以达到分级去除重金属污染物和回收镁元素的目标。通过对脱硫废水中重金属及钙镁结垢离子的沉淀规律研究,实现了废水的分质分盐有用成分的资源化回用,避免了产生杂盐危废造成二次污染的可能,达到了脱硫废水的零排放的目标。

脱硫废水预处理系统运行性能分析与优化

为逐步实现脱硫废水零排放处理目标,广东某电厂建设投运一套脱硫废水预处理工艺系统,该系统采用“双碱软化+管式超滤”处理工艺,处理后废水可直接进入后续全厂废水零排处理系统。对脱硫废水预处理系统运行性能进行监测分析,结果显示:双碱软化工艺参数控制较差,主要表现为pH控制不稳定和纯碱加药量不合理,管式超滤浓缩倍率远远不够。通过双碱法软化参数优化试验,结果表明:pH在10.90以上、纯碱加药比达1.1时,出水水质即可满足后续全厂废水零排处理系统进水要求。通过物料平衡分析,管式超滤工艺单元中进水流量、排泥流量和产水流量依次应为9 m^(3)/h、2 m^(3)/h、7 m^(3)/h,可以最大限度地提高浓缩倍率。经过运行性能监测分析和优化研究,提高了脱硫废水预处理系统运行效率,降低了运行成本。

采用自主研发的在线前处理系统同时分析脱硫废水中阴阳离子

电厂专用的全自动脱硫废水分析仪可以实现对超高浓度脱硫废水的自动化前处理以及分析,样品通过自动二步稀释,并与双系统离子色谱仪联用,对脱硫废水中的阴、阳离子同时进行检测。脱硫废水中阳离子主要有Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+,阴离子主要有F-、Cl-、NO3-、SO42-。本研究对仪器相关参数进行了验证,测试结果为,4种阴离子和5种阳离子的混合标准溶液在其线性关系内相关系数均大于0.999;4种阴离子的峰高和峰面积重复性RSD小于2.29%,5种阳离子的峰高和峰面积重复性RSD小于1.78%,实际样品中4种加标阴离子回收率在93.5%~100.2%之间;5种阳离子加标回收率在95.4%~103.8%之间。结果证明,该系统大大提高了分析效率,节省了人工成本,填补了市场空白。

烟气余热蒸发处理锅炉脱硫废水技术的开发及应用

针对炼化企业污水“近零”排放难以消纳高盐高氨氮脱硫废水的问题,研发利用锅炉烟气余热在烟道直接蒸发脱硫废水的流态模型,开展废水液滴粒径、雾化角度、烟速、烟温等变量对液滴完全蒸发时间、蒸发距离的数值模拟研究和小试实验,完成烟道蒸发室的工业结构设计,并经过2个阶段的废水工业化试运行,验证了该技术的合理性和可行性。对试运行过程中出现的问题进行了客观的分析评价,提出了必要的整改措施,开创了脱硫废水低成本、低能耗环保处理的新途径。

化学团聚耦合低温省煤器强化除尘协同脱硫废水零排放试验研究

煤燃烧产生的细颗粒物和烟气脱硫产生的脱硫废水是燃煤电厂污染治理的难点。该文提出一种化学团聚耦合低温省煤器强化除尘协同脱硫废水零排放的处理工艺。将加入团聚剂的工艺水或脱硫废水通过双流体雾化喷入低温省煤器前烟道,细颗粒物在化学团聚剂液桥力的作用下发生团聚长大,沿程水分蒸发后,液桥力转化为固桥力形成大的团聚体,耦合低温省煤器促进静电除尘器对细颗粒物的脱除效率。示范试验结果表明,运行化学团聚可使粉尘排放浓度降低63.1%,168 h内平均粉尘排放浓度为2.66 mg/m^(3);基于运行数据优化了团聚剂喷量与低温省煤器循环水量;连续运行脱硫废水对强化除尘效果没有明显影响,实现了超低排放以及脱硫废水零排放。

电絮凝处理脱硫废水及其用于反渗透预处理的研究

为了研究电絮凝法对脱硫废水的处理效果及其作为反渗透预处理技术的作用,利用铁铝阳极电絮凝法对脱硫废水进行预处理,探讨工艺条件对电絮凝效果的影响,然后用反渗透法进一步处理出水,对比研究有无电絮凝时反渗透的膜性能,对絮凝体和阴极沉积物进行表征实验以分析电絮凝预处理脱硫废水的机理。结果表明:使用铁铝阳极可在短时间内实现较好的去除效果,最佳条件:反应时间为60 min、初始pH为8、电流密度为8 mA/cm^(2),污染物通过氧化、还原和絮凝反应被去除,在反渗透前进行电絮凝预处理,膜通量稳定在36.4 L/(m^(2)·h),Zn^(2+)、Pb^(2+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)、Cl^(-)总去除率分别为99.5%、99.3%、95.3%、91.0%、80.2%。电絮凝对脱硫废水有较好的净化效果,作为反渗透的预处理步骤能有效减少膜污染,提高出水质量。

膜蒸馏处理脱硫废水过程中污染物组成、分布及形成机理

研究了聚偏氟乙烯(PVDF)膜膜蒸馏处理脱硫废水过程中污染物对膜通量的影响,并确定处理过程中不同时期造成通量变化的先驱污染物和主导污染物。流速对污染物的分布起主导作用。采用三维单相计算流体力学(CFD)方法来评估膜模块系统中的流动状态,并通过SEM、X射线能谱仪(SEM-EDS)、FTIR分析不同污染时期污染物在膜表面水平方向和垂直方向上的分布、组成和结构。研究发现,膜通量的变化主要分为2个阶段:缓慢下降阶段和快速下降阶段,两阶段截然不同的通量变化归因于主导污染物的差异。有机污染物是前期导致通量缓慢下降时的先驱性污染物,矿物结垢是后期通量急速下降的主导因素。有机污染物主要包括腐殖酸和富里酸,在膜蒸馏过程中通过与膜表面的疏水-疏水相互作用首先沉积在膜表面造成通量的缓慢下降;矿物污染物主要是硫酸钙,随着进料液的浓缩,在液体中成核结晶,在膜表面快速生长导致通量的快速降低。

基于混合模型的脱硫废水旁路蒸发系统能耗特性

脱硫废水旁路蒸发系统抽取部分空预器入口热烟气会使锅炉效率降低、煤耗增加。为了实现对抽取热烟气造成能耗增加的精准预测,提出了一种机理模型与人工神经网络有机结合的混合模型预测方法。采集广东某660MW电厂的运行数据作为样本,以空气预热器进口的风温、空气的流量、抽取烟气量、抽取烟气温度、锅炉负荷以及给煤量6个参数作为输入,建立了用于预测经过空气预热器空气换热量的BP神经网络模型,对不同隐含层结构进行模拟计算,分析比较确定了网络的最优结构是6-9-1,最终模型的决定系数R^(2)是0.99478,预测模型的相对误差在1%附近波动,整体预测效果较好。在此基础上结合机理模型,针对机组负荷波动及抽取烟气量波动的典型工况进行了能耗预测,获得了旁路蒸发系统能耗的定性规律。

脱硫废水高温旁路干燥塔蒸发系统仿真研究

针对某燃煤电厂脱硫废水高温旁路干燥塔,采用流体计算动力学软件中离散相模型,进行了脱硫废水喷雾蒸发过程仿真及影响因素分析。研究结果表明,相比单喷嘴布置和四喷嘴布置,三喷嘴布置可以获得更佳的脱硫废水喷雾蒸发效果。提高烟气温度和烟气流速均有利于喷雾液滴的蒸发,但不是温度越高越好,也不是流速越快越好。将烟气用量对锅炉效率的影响纳入考虑,在等量脱硫废水条件下进行了高温旁路干燥塔蒸发系统的三因素优化仿真分析。研究结果表明,雾化粒径不超过80μm时,旁路干燥塔蒸发系统最佳工艺条件为烟气速度7~10 m/s和烟气温度600~623 K。

脱硫废水低温烟气余热浓缩过程中组分变化及腐蚀风险

脱硫废水浓缩减量有利于降低旁路高温烟气蒸发工艺煤耗,但针对脱硫废水浓缩过程中的组分变化及腐蚀风险鲜有报道。利用低温烟气余热浓缩平台研究了脱硫废水浓缩过程中水质变化,并采用粒度分析仪及微观形貌表征手段分析了浓缩期间固体析出特征,并使用年腐蚀速率表征了不同金属材料在浓缩废水中的腐蚀风险。结果表明:随浓缩进行废水电导率持续增加,最高可达45 mS/cm,其pH最低可下降至1~2;浓缩过程中多数离子浓度呈线性增长趋势,但受结晶析出和共存离子影响,Ca^(2+)和SO_(4)^(2-)浓度存在波动;浓缩期间析出颗粒存在团聚现象,分布逐渐从单峰分布转变为双峰分布,峰值粒径从12μm上升至75μm;金属材料腐蚀速率与废水浓缩倍率及环境温度相关,当浓缩倍率为4.5倍,水浴温度40℃时,304不锈钢在浓缩脱硫废水中腐蚀速率(0.127 mm/a)低于20#碳钢(1.211 mm/a),耐腐蚀性能更好。

渗透汽化用于脱硫废水浓缩减量的实验研究

探讨了渗透汽化工艺用于脱硫废水浓缩减量的可行性与工艺优势。结果表明,膜渗透通量最高可达13.8 L/(m^(2)·h),水回收率超70%时膜渗透通量达7.4 L/(m^(2)·h),渗透汽化出水水质稳定,出水电导率<50μS/cm,COD<20 mg/L。同时考察了阻垢剂对膜污染的抑制效果,在50%水回收率之前,阻垢剂的使用使得平均膜渗透通量提升22.5%。

660MW超超临界燃煤机组脱硫废水雾化蒸发零排系统运行对锅炉热效率的影响

脱硫废水是燃煤电厂在生产运行中产生的污染物,为了保护生态环境,需对其进行净化处理。热烟气蒸干技术因系统稳定、效率高被广泛用于脱硫废水处理,部分电厂采用旋转雾化蒸发技术实现脱硫废水零排放。为评估该蒸干系统对锅炉热效率以及空气预热器性能的影响,以660 MW超超临界燃煤机组为研究对象开展现场实验,在400 MW蒸干系统投运和退出工况、660 MW蒸干系统投运工况下测量锅炉排烟温度以及烟气成分,对入炉煤、飞灰、炉渣、脱硫废水进行化验分析。通过反平衡热效率计算方法得到各工况的热效率,并根据冷端综合温度与空预器性能修正计算结果评价各工况下空预器性能。结果表明,400 MW负荷下,退出蒸干系统时热效率为95.11%,投运蒸干系统时热效率为95.08%,系统投运降低了0.03%的锅炉热效率;400 MW负荷下系统处理废水流量为4.72 m^(3)/h,660 MW负荷下系统处理废水流量为6.93 m^(3)/h,高负荷下投运系统可以抽取更少的烟气来处理更多脱硫废水,投运系统更为有利;系统投运后灰渣的含碳量发生变化,这表明蒸干系统运行会对锅炉燃烧产生影响;系统投运期间空预器冷端综合温度较低,运行时需要注意空预器压差,避免发生空预器堵塞危害机组安全运行。

基于反应工程法的脱硫废水液滴蒸发特性数值研究

采用数值模拟方法研究了干燥塔进口烟气温度、进口烟气流量、塔径对某燃煤电厂脱硫废水旋转喷雾蒸发设备中液滴蒸发特性的影响。为完善液滴蒸发传热传质模型,使用反应工程法(REA)中的液滴表观活化能函数描述液滴的传热传质过程,并将其编译到离散相计算过程中。结果表明:提高进口烟气温度与进口烟气流量,可缩短液滴的蒸发停留时间和竖直蒸发距离;增大干燥塔塔径可延长高温烟气在塔内的停留时间,增大旋流强度,进而加快液滴的换热蒸发过程。

脱硫废水浓缩液旋转喷雾蒸发及其产物特性研究

在旋转喷雾蒸发中试平台上开展了脱硫废水浓缩液喷雾蒸发试验研究,分析了不同工况、不同浓缩倍率的废水雾化液滴群蒸发特性,并对蒸发产物进行了微观形貌、组分的表征及吸湿性测试。结果表明:在相同入口烟气条件下(360℃温度、500 m^(3)/h体积流量),随着废水浓缩倍率增加,塔内平均温度略微提升,塔出口水汽体积分数降低,当气液比大于9500 m^(3)/m^(3)时,旋转喷雾蒸发工艺对不同浓缩倍率的脱硫废水具有良好的适应性,均能保证产物含水率低于2%;低浓缩倍率的脱硫废水蒸发产物盐分占比较小,吸湿性较弱,但高浓缩倍率废水蒸发产物中的结晶盐含量显著增加,具有较强的吸湿性。

电化学法深度处理电厂脱硫废水

本文介绍了一种用于处理电厂脱硫废水的电聚浮+电解联合工艺深度,实现废水中SS、COD和氯离子的有效去除。通过线性伏安扫描法探究了电厂脱硫废水中亚硫酸根和氯离子在β-PbO_(2)电极表面的反应机理和相关动力学参数,以此验证了β-PbO_(2)是良好的亚硫酸盐电催化氧化和电产活性氯的材料。实验室自制方形连续推流式电解槽,分为电聚浮段和电解段。电沉积法自制钛基β-PbO_(2)网状电极为电解阳极。若以《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T 997-20006)COD排放标准为处理终点,3.5 V电解电压下某电厂脱硫废水处理能耗仅为10.78 kWh·m^(–3)。电解电压为4.0 V时,电解槽运行300 min可去除废水中的绝大多数的COD和氯离子,二者去除率分别为91.43%和92.98%。验证了工艺路线的技术可行性和经济可行性。

燃煤电厂脱硫废水零排放技术研究进展

石灰石湿法脱硫技术广泛应用于燃煤电厂烟气脱硫中,该技术在运行中会产生含有高盐和重金属的脱硫废水。目前脱硫废水普遍采用三联箱处理,该工艺存在药剂投加量大、污泥产生量多,以及部分指标达标困难等问题,且废水经处理后的出水含盐量高,直接排放容易引起二次污染。从脱硫废水零排放预处理技术、减量化技术和终端处理技术3个方面,对各种脱硫废水零排放处理技术的原理、优缺点和实际应用情况进行了综述,并对同类型技术的工艺参数进行了比较,为寻找一种更加专业、高效的脱硫废水处理方法提供了有价值的参考。

低温低压脱硫废水蒸发物性模拟研究

根据谱尼-脱硫废水水质分析,电厂脱硫废水中盐的主要种类为含Na^(+)、Mg^(2+)的氯盐,主要不溶物为CaCO_(3)。利用Aspen Plus软件对低温低压脱硫废水的蒸发特性进行数值模拟,结果显示,脱硫废水的泡点温度随着溶液含盐量的增大而升高;在相同的泡点温度下,NaCl溶液的质量分数要大于MgCl_(2)溶液以及两者的混合盐溶液的质量分数;随着溶液含盐量的增大,沸点升高值呈逐渐上升趋势;随着温度的升高,蒸汽压呈逐渐上升趋势;而随着溶液中盐浓度的升高蒸汽压呈下降趋势,均小于纯水蒸汽压,且温度越高与纯水在相应温度下的蒸汽压相差越多。数值模拟结果和文献中试验数据进行对比,结果显示,NaCl溶液模拟值与文献值基本相符,MgCl_(2)和NaCl混合盐溶液蒸汽压模拟计算值曲线在从文献中查找到的纯MgCl_(2)和纯NaCl溶液的曲线之间,证明此模拟方法拟合程度较高,可为实际应用提供指导。

脱硫废水全自动稀释仪的设计

该系统针对火电厂超高浓度脱硫废水中阴阳离子的测定设计,满足工厂检测的需求。通过实验并根据样品的特点,提出采用二步稀释的方案,第一步固定稀释,然后测定样品的电导值,根据电导值自动计算第二步稀释倍数,从而将高达数万μS/cm的样品,稀释到100~200μS/cm满足离子色谱仪检测的要求。同时该稀释仪能自动完成阴阳离子标准曲线溶液的在线制备,供离子色谱分析。这将大大降低人工成本,提高检测的可靠性和工作效率。

脱硫废水引入自平衡湿式除渣系统的设计应用与运行情况

将脱硫废水引入湿式除渣系统进行综合处理,使脱硫废水排放得到合理解决。本文通过两个脱硫废水接入刮板捞渣机渣水系统的案例调研,分析了脱硫废水引入湿式除渣系统的可行性。并以此为基础在某工程设计中进行了推广应用,据调研发现其投产一年多后运行情况良好,各项指标符合要求,证明脱硫废水引入湿式除渣系统是完全可行的。

HSRO■技术在脱硫废水零排放中的设计及应用

介绍了HSRO■(高盐反渗透)的技术特点。内蒙古境内某火力发电厂脱硫废水零排放一期项目工程工艺流程膜浓缩工段成功设计并应用了HSRO装置,该装置运行稳定可靠,整体回收率高于90%,最终反渗透产水可作为生产用水直接回用。该技术不仅在脱硫废水领域成功得到了工程验证,也为高矿化度矿井水、煤化工浓盐水等浓盐水领域工艺选择提供了参考。