隨著廢水治理技術的進步和污染控制標準的提高,原來只需簡單處理即可排放或者回用的濕法脫硫廢水目前被要求實現“零排放”。當前,有成熟案例的濕法脫硫廢水零排放技術主要是蒸發結晶法和煙道處理法。
蒸發結晶法
蒸發結晶法是在前級預處理后,增加濃縮和蒸發工藝處理,濃縮工藝可以采用正滲透法或者反滲透法,蒸發工藝可以采用熱源蒸發,也可以采用冷源蒸發。該技術最大問題在于投資高、能耗高、蒸發器結垢和系統腐蝕,當前單位脫硫廢水投資預計在300-500萬元/t。巨額投資給當前盈利普遍較差的煤電企業造成巨大負擔。同時,高能耗和高檢修維護成本使得電力企業即使建設了廢水零排放裝置,也盡量避免或者減少設備投用。以廣東某電廠為例,為了減少脫硫廢水零排放裝置的進水量,電廠提高了濕法脫硫系統漿液循環倍率,減少污水排放量。但是由此造成漿液中氯離子濃度居高,又帶來系統腐蝕和石膏結晶不理想等等問題。另外,廢鹽作為危險固廢,出路依然是個問題。
煙道蒸發處理法
煙道蒸發處理法是在前級預處理后,將濃縮后或者未經濃縮的脫硫廢水直接噴入除塵器前級煙道,利用煙氣余熱將水分完全蒸發,廢水中顆粒物混入煙氣飛灰中。相對于蒸發結晶法來說,煙道蒸發處理法無需額外的能耗,同時沒有單獨的廢鹽產生。少量鹽份的增加對于粉煤灰綜合利用的品質不會有大的影響。同時廢水蒸發對煙氣起到調質的作用,提高細微顆粒物凝并效果,改善顆粒物表面比電阻,提高收塵效率。但是煙道蒸發處理法熱源依賴于鍋爐煙氣,對于鍋爐煙氣流量、流速和溫度等工況因素的穩定性要求非常高。在工況波動較大時,容易造成水分蒸發不完全,造成煙道及下游設備積灰、結垢、堵塞和腐蝕問題。對于當前新建機組換熱器效率高、排煙溫度低或者配套有低溫省煤器或MGGH的機組來說,幾乎沒有煙道蒸發處理的場地空間和溫度空間,因此該技術應用受到很大的現實制約。另外,由于廢水中大量的外添加物質(主要是鹽類)混入到粉煤灰中,增加了粉煤灰的粘性,飛灰流動性變差,對于除塵系統的安全運行是個隱患。
針對脫硫廢水難以零排放處理的問題,業內學者和專家一直在積極地展開研究和探索。福建龍凈干法團隊認為,脫硫零排放問題作為煙氣污染治理工藝中的重要一環,應該放入到煙氣治理工藝路線中整體考量,正本溯源,從廢水產生的源頭實現零廢水產生。
自2013年以來,福建龍凈干法團隊基于一體化協同治理的思想,開發出無廢水產生的新型干式超低排放技術(簡稱:DSC-M)。該技術采用流化床干法脫硫塔,塔內只需少量噴水降溫,全流程為干態,不僅可以實現多種污染物在一個裝置系統中同時治理,而且不產生廢水和腐蝕問題,是真正的一體化技術。
無廢水產生的DSC-M
DSC-M技術目前已經在華電永安電廠2×300MW機組、神華福能雁石電廠2×300MW機組、山西國金2×350MW機組、山西國峰2×350MW機組、神華河曲2×350MW機組、廣州石化2×100MW機組、華能白山2×300MW機組和華能匯流河2×55MW機組等30個超低排放項目上成功應用,實現NOX≤50mg/Nm3,SO2≤35mg/Nm3,粉塵≤5mg/Nm3,同時SO3≤5mg/Nm3,Hg≤3ug/Nm3,零廢水。
DSC-M干式超低排放工藝在投資和運營成本上遠低于傳統的以石灰石-石膏濕法脫硫工藝為核心的煙氣治理工藝。根據華電永安電廠及神華福能雁石電廠等超低排放項目投資估算對比,僅脫硫廢水零排放一項就節約投資近一億元。
另外,DSC-M干式超低排放技術對工藝水質要求不高,可以采用工業中水或者部分含鹽廢水。因此,對于西部富煤缺水地區來說,直接將煤電企業廢水用于煙氣治理中,不僅可以節約用水,而且可以實現全廠廢水零排放。目前,可以采用含鹽廢水作為工藝水的新型煙氣治理技術已經在內蒙古君正能源化工公司2×330MW機組、內蒙古榮信化工3×50MW機組、新疆天山鋁業10×350MW機組等等項目上成功應用。
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