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摘 要：本文归纳了国内燃煤电厂环保设计中常采取的污染物治理措施, 对环保专业人员在设计中结合技术规程和环保标准, 完善治理措施具有指导作用。
关键词：电厂 烟气污染 环保设计
一、烟气污染治理措施
燃煤电厂大气污染物主要为烟气中的烟尘( PM10 以计) 、SO2 及NOx 。
1.烟尘的控制
《火电厂大气污染物排放标准GB13223 》2003 自2004 年1 月1 日起实施, 其中对第3时段新建、扩建、改建的电厂所排放烟尘提出更严格的控制, 为能达到该标准的要求, 目前在工程设计中主要采用: 安装高效静电除尘器或布袋除尘器等, 以满足3 时段对烟尘排放浓度的控制要求。而对于1、2 时段的电厂进行除尘设备改造时, 要根据场地、除尘效率等因地制宜地选择安装除尘器。
2. SO2 的控制
目前国内烟气脱硫方法很多, 选用何种脱硫方案, 需根据项目的具体情况来定。
2.1对老厂改、扩建工程, 因场地紧张,因此, 必须选择一种占地面积小、技术经济合理集除尘脱硫一体化的烟气脱硫工艺, 达到既可除尘, 又可脱硫的目的。目前半干法烟气脱硫技术中成熟的有除尘脱硫一体化烟气脱硫工艺( NID) 和循环流化床烟气脱硫( CFB/RCFB) 工艺, 该工艺将烟气除尘和脱硫过程紧密结合在一起, 技术先进、系统简单、设备少、反应器结构紧凑、占地面积小、除尘脱硫效率较高( 脱硫效率可達90% 以上) 、设备投资低、运行成本低。
2.2对新建的大型电厂一般优先考虑采用石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺, 该法是目前世界上燃煤电厂烟气脱硫工艺中应用最广泛的一种脱硫技术, 其工艺技术最为成熟、运行可靠、脱硫效率高( 95%) , 同时还可以除去一部分烟尘( 其除尘效率可达50~75%) , 而且稳定、煤种及含硫量变化适应性广, 脱硫副产品- 石膏还可以进行综合利用。
3.NOx 的控制
目前主要是在锅炉燃烧中采用低氮燃烧技术。对于煤粉锅炉主要采用低氮燃烧器; 对于采用循环流化床锅炉, 由于可将炉内的燃烧温度控制在800~900 的范围内, 保证稳定和高效的燃烧, 大大降低了NOx 的形成和生成量。根据《火电厂大气污染物排放标准GB13223-2003 》第4.2.3 条规定, 第3 时段火力发电锅炉须预留脱硝设备的空间。
目前火电厂烟气脱硝技术应用在我国刚刚起步, 应用和设计经验均处于探索阶段, 而对于大气环境要求较严地区( 如珠江三角洲) 以及300MW 或600MW 机组, 除经国家环保总局批准要同步安装脱硝设备的项目外, 否则, 均要在设计时预留脱硝设备的空间。目前设计中暂考虑选用选择性催化还原脱硝工艺( SCR)或按其要求预留脱硝装置空间。
二、废水治理及回收利用
火力发电厂需要排放的废水主要有灰水、循环冷却水系统排污水、化学废水、含煤废水、含油废水、脱硫废水、生活污水等。
1.灰水
近年来, 新建电厂在除灰系统设计时均采用气力除灰方式, 因此, 不存在有灰水的排放问题。而对于现有采用水力除灰系统的电厂,必须改造或设计有灰水回收系统, 其灰水在灰场经过自然澄清后, 经过灰水回收管道打回到厂内, 重复用于冲灰, 做到灰水不外排。
2.循环水冷却排水
在水资源丰富的地区, 如临近大江、大湖、沿海的电厂, 大都采用直流供水方式, 这样将会产生大量的温排水, 设计中一般采取多级跌水消能降温的方式将其排入受纳水体, 温排水一般不会对受纳水体造成热污染。有条件的地方可利用其进行尾水发电或进行鱼类的养殖。在水资源贫乏地区或原水水质中含盐量较高的地区, 常采用二次循环供水系统。为了提高重复用水率, 在冷却水中加入低剂量的稳定剂, 以实现高浓缩倍率下循环冷却水系统无腐蚀、低结垢, 降低排污率。此排污水可回收用于除灰系统的冲灰等, 而不直接排入受纳水体。
3.化学酸、碱废水
工业废水处理站主要处理电厂产生的各项化学废水, 通常废水处理系统将根据不同废水的特点, 通常采用曝气、中和、氧化、凝聚澄清等手段, 除去各项有害物质, 达到排放标准后回收利用或排放。
4.含油污水
随着电厂机组容量的增大, 含油污水水量的增加, 以及国家排放标准对工业废水排放的要求越来越高, 必须对含油污水的处理引起重视, 采取合理可行的处理措施, 使其达标排放或处理合格后进行回收利用。可参见《火力发电厂废水治理设计技术规程( DL/ T 5046 - 95)》中第5.3.2 条推荐的两种处理工艺。
5.煤场喷洒及输煤栈桥冲洗用水
对于煤场喷洒及输煤栈桥冲洗用水, 一般可考虑将全厂的含煤废水由单独的排水系统汇集至含煤废水处理站, 经含煤废水设施的水处理合格后, 重复利用于煤场喷洒及输煤栈桥冲洗, 可避免含煤废水外排污染环境。
6.生活污水
在有条件的地方可考虑进入城市市政污水处理系统统一处理, 否则需要进行单独处理。国内电厂一般对生活污水在厂内单独设置生活污水处理站, 对其进行二级生物处理后的出水或排放或再用于冲灰、杂用等场合。
为了节约用水, 使生活污水得以再重复利用, 目前在工程设计中大多选用自净式生活污水净化装置, 其主要处理手段是采用传统的接触氧化法经过改进与上流式活性污泥床相结合的一种新工艺, 这种工艺既能适用于CODCR和BOD5 质量浓度高的生活污水, 又能适用于CODCR 和BOD5 质量浓度低的生活污水, 去除率高, 处理后的生活污水水质均能满足GB8978-96《污水综合排放标准》中的一级标准。
7.复用水系统
由于生活污水、含油污水经各自的污水处理系统处理后, 其出水水质中细菌含量等指标仍达不到杂用水水质标准, 需对这部分水进行再处理, 设计中通常再设置1~2 组复用水处理设备, 并联运行。污水经复用水深度处理后进入复用水池, 再由复用水泵升压进入复用水系统重复利用。
关键词：电厂 烟气污染 环保设计
一、烟气污染治理措施
燃煤电厂大气污染物主要为烟气中的烟尘( PM10 以计) 、SO2 及NOx 。
1.烟尘的控制
《火电厂大气污染物排放标准GB13223 》2003 自2004 年1 月1 日起实施, 其中对第3时段新建、扩建、改建的电厂所排放烟尘提出更严格的控制, 为能达到该标准的要求, 目前在工程设计中主要采用: 安装高效静电除尘器或布袋除尘器等, 以满足3 时段对烟尘排放浓度的控制要求。而对于1、2 时段的电厂进行除尘设备改造时, 要根据场地、除尘效率等因地制宜地选择安装除尘器。
2. SO2 的控制
目前国内烟气脱硫方法很多, 选用何种脱硫方案, 需根据项目的具体情况来定。
2.1对老厂改、扩建工程, 因场地紧张,因此, 必须选择一种占地面积小、技术经济合理集除尘脱硫一体化的烟气脱硫工艺, 达到既可除尘, 又可脱硫的目的。目前半干法烟气脱硫技术中成熟的有除尘脱硫一体化烟气脱硫工艺( NID) 和循环流化床烟气脱硫( CFB/RCFB) 工艺, 该工艺将烟气除尘和脱硫过程紧密结合在一起, 技术先进、系统简单、设备少、反应器结构紧凑、占地面积小、除尘脱硫效率较高( 脱硫效率可達90% 以上) 、设备投资低、运行成本低。
2.2对新建的大型电厂一般优先考虑采用石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺, 该法是目前世界上燃煤电厂烟气脱硫工艺中应用最广泛的一种脱硫技术, 其工艺技术最为成熟、运行可靠、脱硫效率高( 95%) , 同时还可以除去一部分烟尘( 其除尘效率可达50~75%) , 而且稳定、煤种及含硫量变化适应性广, 脱硫副产品- 石膏还可以进行综合利用。
3.NOx 的控制
目前主要是在锅炉燃烧中采用低氮燃烧技术。对于煤粉锅炉主要采用低氮燃烧器; 对于采用循环流化床锅炉, 由于可将炉内的燃烧温度控制在800~900 的范围内, 保证稳定和高效的燃烧, 大大降低了NOx 的形成和生成量。根据《火电厂大气污染物排放标准GB13223-2003 》第4.2.3 条规定, 第3 时段火力发电锅炉须预留脱硝设备的空间。
目前火电厂烟气脱硝技术应用在我国刚刚起步, 应用和设计经验均处于探索阶段, 而对于大气环境要求较严地区( 如珠江三角洲) 以及300MW 或600MW 机组, 除经国家环保总局批准要同步安装脱硝设备的项目外, 否则, 均要在设计时预留脱硝设备的空间。目前设计中暂考虑选用选择性催化还原脱硝工艺( SCR)或按其要求预留脱硝装置空间。
二、废水治理及回收利用
火力发电厂需要排放的废水主要有灰水、循环冷却水系统排污水、化学废水、含煤废水、含油废水、脱硫废水、生活污水等。
1.灰水
近年来, 新建电厂在除灰系统设计时均采用气力除灰方式, 因此, 不存在有灰水的排放问题。而对于现有采用水力除灰系统的电厂,必须改造或设计有灰水回收系统, 其灰水在灰场经过自然澄清后, 经过灰水回收管道打回到厂内, 重复用于冲灰, 做到灰水不外排。
2.循环水冷却排水
在水资源丰富的地区, 如临近大江、大湖、沿海的电厂, 大都采用直流供水方式, 这样将会产生大量的温排水, 设计中一般采取多级跌水消能降温的方式将其排入受纳水体, 温排水一般不会对受纳水体造成热污染。有条件的地方可利用其进行尾水发电或进行鱼类的养殖。在水资源贫乏地区或原水水质中含盐量较高的地区, 常采用二次循环供水系统。为了提高重复用水率, 在冷却水中加入低剂量的稳定剂, 以实现高浓缩倍率下循环冷却水系统无腐蚀、低结垢, 降低排污率。此排污水可回收用于除灰系统的冲灰等, 而不直接排入受纳水体。
3.化学酸、碱废水
工业废水处理站主要处理电厂产生的各项化学废水, 通常废水处理系统将根据不同废水的特点, 通常采用曝气、中和、氧化、凝聚澄清等手段, 除去各项有害物质, 达到排放标准后回收利用或排放。
4.含油污水
随着电厂机组容量的增大, 含油污水水量的增加, 以及国家排放标准对工业废水排放的要求越来越高, 必须对含油污水的处理引起重视, 采取合理可行的处理措施, 使其达标排放或处理合格后进行回收利用。可参见《火力发电厂废水治理设计技术规程( DL/ T 5046 - 95)》中第5.3.2 条推荐的两种处理工艺。
5.煤场喷洒及输煤栈桥冲洗用水
对于煤场喷洒及输煤栈桥冲洗用水, 一般可考虑将全厂的含煤废水由单独的排水系统汇集至含煤废水处理站, 经含煤废水设施的水处理合格后, 重复利用于煤场喷洒及输煤栈桥冲洗, 可避免含煤废水外排污染环境。
6.生活污水
在有条件的地方可考虑进入城市市政污水处理系统统一处理, 否则需要进行单独处理。国内电厂一般对生活污水在厂内单独设置生活污水处理站, 对其进行二级生物处理后的出水或排放或再用于冲灰、杂用等场合。
为了节约用水, 使生活污水得以再重复利用, 目前在工程设计中大多选用自净式生活污水净化装置, 其主要处理手段是采用传统的接触氧化法经过改进与上流式活性污泥床相结合的一种新工艺, 这种工艺既能适用于CODCR和BOD5 质量浓度高的生活污水, 又能适用于CODCR 和BOD5 质量浓度低的生活污水, 去除率高, 处理后的生活污水水质均能满足GB8978-96《污水综合排放标准》中的一级标准。
7.复用水系统
由于生活污水、含油污水经各自的污水处理系统处理后, 其出水水质中细菌含量等指标仍达不到杂用水水质标准, 需对这部分水进行再处理, 设计中通常再设置1~2 组复用水处理设备, 并联运行。污水经复用水深度处理后进入复用水池, 再由复用水泵升压进入复用水系统重复利用。