论文部分内容阅读
摘 要：我国燃煤发电排放的大气污染物主要包括二氧化硫、氮氧化物和烟尘，随着火电厂大气污染物排放标准的不断严格，已经实现了有效控制。我国燃煤电厂脱硫二氧化硫主要是采用石灰石湿法脱硫，在实际运行中脱硫废水已经成为废水处理当中最复杂、难度最大的一类 。随着环保形势的日益严格，以及《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》（国发[2015]17 号）的发布与执行，燃煤电厂脱硫废水零排放也逐渐成为关注重点。本文重点分析了燃煤电厂脱硫废水零排放的相关可行技术，在此基础上提出进一步优化完善脱硫废水处理的技术措施。
关键词：燃煤电厂；水处理；脱硫废水；零排放技术
1燃煤电厂脱硫废水主要来源及特性
1.1脱硫废水来源
现在，在国内和国外燃煤电厂应用最为广泛的脱硫技术就是石灰石-石膏方式，其原理非常简单，可以有效脱除二氧化硫气体，并且还能对控制液体当中的颗粒浓度进行有效控制。但是为了维持内部的物质平衡，必然产生一些废水的排放，即脱硫废水，脱硫废水中的Ca2+、Mg2+、SO42-、cl-具有很高的浓度，同时还含有一定量的COD，重金属等，其中很多的物质都是国家在环保标准中重要提出要处理的污染物，脱硫废水对环境造成了严重的影响，由此可见对于燃煤电厂的脱硫废水零排放十分必要。
1.2 脱硫废水主要特性
第一，水源质量不稳定。脱硫废水水质受到石灰石纯度、煤种类以及脱硫氧化风量等因素的影响，所以即使在同一脱硫装置中不同的时间段内水质也存在很大的差异；第二，含盐量比较高。在脱硫废水中，通常含盐量控制在10000～40000 mg/L之间；第三，悬浮物质含量比较高。在脱硫废水中，悬浮物的浓度质量受到燃煤种类的变化和脱硫运行工作状况的影响，通常在15000～30000mg/L之间，并且绝大部分的电厂脱硫废水能够在2～3小时之内自然的澄清，还有一少部分的废水在很长一段时间内很难自然澄清。
2燃煤电厂脱硫废水的处理工艺
2.1多效蒸发和结晶的工艺
一般，燃煤电厂处理脱硫废水都会采用多效蒸发和结晶的工艺。其中蒸发的系统分为四个部分即预热部分、热能回收部分、结晶部分、附属系统。一般都是将废水排入到统一的器皿中，随后放入热交换的水箱中，排放退热的气体，保证水的零污染排放。在燃煤电厂中，石灰碳酸钠软化+MED蒸发浓缩+结晶工艺是一种经常见到的工艺，就是在进行预处理过程中彻底的清除硬度离子，之后再通过澄清和过滤的方式进行处理，还要采用多效蒸发仪器对废水进行浓缩，最后进入结晶器中制作结晶盐。该工艺是把硬度和重金属离子联合在一起进行清除，蒸发结晶装置不会产生污垢。除此之外，由于脱硫废水的硬度比较高，碱度非常低，因此通常情况下对废水进行软化处理时会选择石灰和碳酸钠两种相结合的方式，这样经过软化之后的水资源过滤之后进入到多效蒸发系统，废水经过蒸发处理之后水质能够达到回用标准。
2.2机械蒸汽再压缩处理工艺
目前，虽然卧式喷淋水平管膜蒸发器得到了广泛应用，但是在脱硫废水处理的时候不适应，主要是因为其需要使用阻力比较大的喷头，如果水流速度没有得到有效控制在水平管道上就非常容易结垢。目前，废水排放技术领先的公司都是采用立式降膜蒸发器，立式降膜蒸发器与卧式蒸发器相较，前者的发展已经比较成熟，在使用过程中要优于卧式蒸发器，该技术包括蒸发系统和结晶系统，是当前比较有效的一种处理脱硫废水的方法。这一技术的工作原理是指在对钙和镁离子进行软化和去除的同时，添加适量防止污水结垢的阻垢剂，之后采用脱气仪器将空气和溶解的CO2去除，并且在蒸发器中将废水蒸发掉，该技术没有统一的标准，技术的应用主要靠经验的积累。
2.3新型废水喷雾蒸发处理
烟道蒸发是一种比较新型的废水喷雾蒸发处理技术，主要是把脱硫废水中的泵输送到灰尘清除仪器前的烟道，然后再通过利用压缩空气在烟道内部雾化烟道，再将雾化之后的废水快速的蒸发掉；做好此工作之后废水中的固体物，包括重金属、杂质以及各种类型的金属盐等，将其与灰尘一起进入到电灰尘处理器中，并且被电极捕捉；最后随着灰尘一起向外部排出去，
3一体化技术应用和发展
各项工艺之间存在很大差异，而且使用技术也有所不同。虽然CuO吸附法脱硫脱硝技术相对比较成熟，但由于很多工业都是传统工业，在使用中对温度和稳定等有很高的条件，使得该技术的应用受到很大制约。但就长期发展来看，由于燃煤电厂对这些技术的使用中造成一些负面影响，所以还需对这项技术进行改进，让其一体化的发展更加符合燃煤电厂的需求和社会发展的需求。
4燃煤电厂零排放技术经济、环境效益
4.1燃煤电厂零排放技术经济效益
在國家环保政策的强势推进下，我国燃煤电厂超低排放技术获得了快速的发展，各燃煤电厂也不遗余力加大了对超低排改造技术的攻关力度，引进了大量的脱硫、脱销、除尘等主流设备和技术，这些设备和技术的投入势必会增加燃煤电厂的运营成本。如媒体报道数据显示，如山西大唐国际运城发电分公司1#机组超低排放改造单位运行成本大致增加0.0176元/（kW·h），山西漳泽电力蒲州发电分公司单位运行成本增加0.00754元/（kW·h）等，但是，其却能有效降低燃煤电厂废物排放对我国大气及生态环境造成的污染，因此是值得的。
4.2燃煤电厂零排放技术环境效益
以山西大唐国际运城发电有限责任公司1#机组超低排放改造为例，据运城市环境统计数据库数据显示，2015年1#机组年均排放浓度为：二氧化硫107.4mg/m3，氮氧化物60.57mg/m3，烟尘22.82mg/m3，改造后监测排放浓度分别为：二氧化硫21mg/m3，氮氧化物36mg/m3，烟尘3.23mg/m3。可见，施行超低排放技术改造后，各项污染物排放浓度均大幅下降，说明改造技术有利于燃煤电厂的污染减排。运城市2015年二氧化硫排放量为13.4297万吨，氮氧化物排放量为9.5587万吨，烟尘排放量为7.4526万吨。其中，单机30万兆瓦以上机组二氧化硫排放量为1.4626万吨，氮氧化物排放量为1.6358万吨，烟尘排放量为0.1923万吨。实施超低排改造后，二氧化硫排放量下降至0.4521万吨，下降69.1%；氮氧化物排放量下降至0.7991万吨，下降51.1%；烟尘排放量下降至0.0585 万吨，下降69.4%，说明超低排放减排效益显著，这对于保障我国环境稳定、长久运行具有重要的作用。
结语：
在我国社会经济的发展中，烟气排放对环境造成很大污染，我国对烟气排放中脱硫脱硝一体化技术的研究更为迫切。目前，对脱硫脱硝一体化技术的研究还处于起步阶段，我国在对其进行选择的时候，要根据自身需求，合理选择技术，让其在燃煤电厂烟气排放净化中发挥重要作用。同时，一体化技术也是当下比较流行的技术，让烟气对环境的污染降到最低，促进我国的可持续发展。
参考文献：
[1]唐志军. 探究燃煤电厂烟气脱硫脱硝一体化技术发展趋势[J].资源节约与环保，2016（2）：17-18.
[2]吕宏强.燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术研究进展[J].科技与企业，2016（6）：204-204.
[3]王志强.关于燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术研究[J].工业设计，2016（3）：141-142.
[4]杨宝红.新形势下火电厂节水减排工作特点及关键[J].热力发电，2016，45（9）：95-99.
[5]胡石，丁绍峰，樊兆世.燃煤电厂脱硫废水零排放工艺研究[J].洁净煤技术，2015，21（2）：129-133.
[6]张广文，孙墨杰，张蒲漩.燃煤火力电厂脱硫废水零排放可行性研究[J].东北电力大学学报，2014，34（5）：87-91.
关键词：燃煤电厂；水处理；脱硫废水；零排放技术
1燃煤电厂脱硫废水主要来源及特性
1.1脱硫废水来源
现在，在国内和国外燃煤电厂应用最为广泛的脱硫技术就是石灰石-石膏方式，其原理非常简单，可以有效脱除二氧化硫气体，并且还能对控制液体当中的颗粒浓度进行有效控制。但是为了维持内部的物质平衡，必然产生一些废水的排放，即脱硫废水，脱硫废水中的Ca2+、Mg2+、SO42-、cl-具有很高的浓度，同时还含有一定量的COD，重金属等，其中很多的物质都是国家在环保标准中重要提出要处理的污染物，脱硫废水对环境造成了严重的影响，由此可见对于燃煤电厂的脱硫废水零排放十分必要。
1.2 脱硫废水主要特性
第一，水源质量不稳定。脱硫废水水质受到石灰石纯度、煤种类以及脱硫氧化风量等因素的影响，所以即使在同一脱硫装置中不同的时间段内水质也存在很大的差异；第二，含盐量比较高。在脱硫废水中，通常含盐量控制在10000～40000 mg/L之间；第三，悬浮物质含量比较高。在脱硫废水中，悬浮物的浓度质量受到燃煤种类的变化和脱硫运行工作状况的影响，通常在15000～30000mg/L之间，并且绝大部分的电厂脱硫废水能够在2～3小时之内自然的澄清，还有一少部分的废水在很长一段时间内很难自然澄清。
2燃煤电厂脱硫废水的处理工艺
2.1多效蒸发和结晶的工艺
一般，燃煤电厂处理脱硫废水都会采用多效蒸发和结晶的工艺。其中蒸发的系统分为四个部分即预热部分、热能回收部分、结晶部分、附属系统。一般都是将废水排入到统一的器皿中，随后放入热交换的水箱中，排放退热的气体，保证水的零污染排放。在燃煤电厂中，石灰碳酸钠软化+MED蒸发浓缩+结晶工艺是一种经常见到的工艺，就是在进行预处理过程中彻底的清除硬度离子，之后再通过澄清和过滤的方式进行处理，还要采用多效蒸发仪器对废水进行浓缩，最后进入结晶器中制作结晶盐。该工艺是把硬度和重金属离子联合在一起进行清除，蒸发结晶装置不会产生污垢。除此之外，由于脱硫废水的硬度比较高，碱度非常低，因此通常情况下对废水进行软化处理时会选择石灰和碳酸钠两种相结合的方式，这样经过软化之后的水资源过滤之后进入到多效蒸发系统，废水经过蒸发处理之后水质能够达到回用标准。
2.2机械蒸汽再压缩处理工艺
目前，虽然卧式喷淋水平管膜蒸发器得到了广泛应用，但是在脱硫废水处理的时候不适应，主要是因为其需要使用阻力比较大的喷头，如果水流速度没有得到有效控制在水平管道上就非常容易结垢。目前，废水排放技术领先的公司都是采用立式降膜蒸发器，立式降膜蒸发器与卧式蒸发器相较，前者的发展已经比较成熟，在使用过程中要优于卧式蒸发器，该技术包括蒸发系统和结晶系统，是当前比较有效的一种处理脱硫废水的方法。这一技术的工作原理是指在对钙和镁离子进行软化和去除的同时，添加适量防止污水结垢的阻垢剂，之后采用脱气仪器将空气和溶解的CO2去除，并且在蒸发器中将废水蒸发掉，该技术没有统一的标准，技术的应用主要靠经验的积累。
2.3新型废水喷雾蒸发处理
烟道蒸发是一种比较新型的废水喷雾蒸发处理技术，主要是把脱硫废水中的泵输送到灰尘清除仪器前的烟道，然后再通过利用压缩空气在烟道内部雾化烟道，再将雾化之后的废水快速的蒸发掉；做好此工作之后废水中的固体物，包括重金属、杂质以及各种类型的金属盐等，将其与灰尘一起进入到电灰尘处理器中，并且被电极捕捉；最后随着灰尘一起向外部排出去，
3一体化技术应用和发展
各项工艺之间存在很大差异，而且使用技术也有所不同。虽然CuO吸附法脱硫脱硝技术相对比较成熟，但由于很多工业都是传统工业，在使用中对温度和稳定等有很高的条件，使得该技术的应用受到很大制约。但就长期发展来看，由于燃煤电厂对这些技术的使用中造成一些负面影响，所以还需对这项技术进行改进，让其一体化的发展更加符合燃煤电厂的需求和社会发展的需求。
4燃煤电厂零排放技术经济、环境效益
4.1燃煤电厂零排放技术经济效益
在國家环保政策的强势推进下，我国燃煤电厂超低排放技术获得了快速的发展，各燃煤电厂也不遗余力加大了对超低排改造技术的攻关力度，引进了大量的脱硫、脱销、除尘等主流设备和技术，这些设备和技术的投入势必会增加燃煤电厂的运营成本。如媒体报道数据显示，如山西大唐国际运城发电分公司1#机组超低排放改造单位运行成本大致增加0.0176元/（kW·h），山西漳泽电力蒲州发电分公司单位运行成本增加0.00754元/（kW·h）等，但是，其却能有效降低燃煤电厂废物排放对我国大气及生态环境造成的污染，因此是值得的。
4.2燃煤电厂零排放技术环境效益
以山西大唐国际运城发电有限责任公司1#机组超低排放改造为例，据运城市环境统计数据库数据显示，2015年1#机组年均排放浓度为：二氧化硫107.4mg/m3，氮氧化物60.57mg/m3，烟尘22.82mg/m3，改造后监测排放浓度分别为：二氧化硫21mg/m3，氮氧化物36mg/m3，烟尘3.23mg/m3。可见，施行超低排放技术改造后，各项污染物排放浓度均大幅下降，说明改造技术有利于燃煤电厂的污染减排。运城市2015年二氧化硫排放量为13.4297万吨，氮氧化物排放量为9.5587万吨，烟尘排放量为7.4526万吨。其中，单机30万兆瓦以上机组二氧化硫排放量为1.4626万吨，氮氧化物排放量为1.6358万吨，烟尘排放量为0.1923万吨。实施超低排改造后，二氧化硫排放量下降至0.4521万吨，下降69.1%；氮氧化物排放量下降至0.7991万吨，下降51.1%；烟尘排放量下降至0.0585 万吨，下降69.4%，说明超低排放减排效益显著，这对于保障我国环境稳定、长久运行具有重要的作用。
结语：
在我国社会经济的发展中，烟气排放对环境造成很大污染，我国对烟气排放中脱硫脱硝一体化技术的研究更为迫切。目前，对脱硫脱硝一体化技术的研究还处于起步阶段，我国在对其进行选择的时候，要根据自身需求，合理选择技术，让其在燃煤电厂烟气排放净化中发挥重要作用。同时，一体化技术也是当下比较流行的技术，让烟气对环境的污染降到最低，促进我国的可持续发展。
参考文献：
[1]唐志军. 探究燃煤电厂烟气脱硫脱硝一体化技术发展趋势[J].资源节约与环保，2016（2）：17-18.
[2]吕宏强.燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术研究进展[J].科技与企业，2016（6）：204-204.
[3]王志强.关于燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术研究[J].工业设计，2016（3）：141-142.
[4]杨宝红.新形势下火电厂节水减排工作特点及关键[J].热力发电，2016，45（9）：95-99.
[5]胡石，丁绍峰，樊兆世.燃煤电厂脱硫废水零排放工艺研究[J].洁净煤技术，2015，21（2）：129-133.
[6]张广文，孙墨杰，张蒲漩.燃煤火力电厂脱硫废水零排放可行性研究[J].东北电力大学学报，2014，34（5）：87-91.