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文檔簡介
燃煤電廠污染治理對策一、燃煤電廠污染治理概述
燃煤電廠作為重要的能源供應單元,在提供穩(wěn)定電力的同時,也帶來了空氣污染等環(huán)境問題。為減少污染物排放,保障生態(tài)環(huán)境安全,需采取系統(tǒng)性的治理措施。以下從煙氣治理、廢水處理及固體廢棄物管理等方面進行闡述。
二、煙氣污染物治理技術(shù)
燃煤電廠煙氣主要污染物包括二氧化硫(SO?)、氮氧化物(NOx)、煙塵等,需采用多級凈化技術(shù)。
(一)二氧化硫治理
1.石灰石-石膏濕法脫硫工藝
-原理:利用石灰石或生石灰與煙氣中的SO?反應生成石膏。
-關(guān)鍵參數(shù):脫硫效率可達95%以上,SO?入口濃度控制在2000-3000mg/m3。
-優(yōu)缺點:技術(shù)成熟、成本較低,但耗水量較大。
2.循環(huán)流化床脫硫工藝
-原理:在高溫(850-950℃)下,通過循環(huán)流化床反應去除SO?。
-關(guān)鍵參數(shù):脫硫效率80%-90%,適用于低硫煤。
(二)氮氧化物治理
1.選擇性催化還原(SCR)技術(shù)
-原理:在催化劑作用下,利用氨氣還原NOx生成N?和水。
-關(guān)鍵參數(shù):脫硝效率90%-95%,氨逃逸率控制在3mg/m3以下。
-注意事項:需選擇合適的催化劑(如V?O?/WO?/TiO?)。
2.選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)
-原理:在高溫區(qū)(1100-1300℃)直接用氨水還原NOx。
-適用場景:適用于鍋爐溫度較高的區(qū)域,脫硝效率60%-80%。
(三)煙塵治理
1.布袋除塵器
-工作原理:通過濾袋攔截粉塵,處理效率達99%以上。
-應用條件:適用于處理高溫、高濕煙氣。
2.電除塵器
-工作原理:利用高壓電場使粉塵荷電并收集。
-應用條件:適用于大規(guī)模煙氣處理,排放濃度≤30mg/m3。
三、廢水處理與回用
燃煤電廠廢水主要包括鍋爐補給水處理廢水、冷卻水系統(tǒng)排水及脫硫廢水。
(一)廢水處理工藝
1.鍋爐補給水處理
-步驟:混凝沉淀→過濾→軟化→除鹽。
-目標:水質(zhì)硬度≤0.03mmol/L,電導率≤10μS/cm。
2.脫硫廢水處理
-步驟:除硫→除鹽→殺菌→澄清。
-處理標準:懸浮物≤10mg/L,pH值6-9。
(二)廢水回用技術(shù)
-回用方向:冷卻水、沖渣水、綠化用水。
-回用率目標:實現(xiàn)80%以上廢水循環(huán)利用。
四、固體廢棄物管理
燃煤電廠固體廢棄物主要包括粉煤灰、脫硫石膏等,需進行資源化利用。
(一)粉煤灰綜合利用
1.應用領域:水泥摻料、混凝土添加劑、路基材料。
2.利用率目標:90%以上。
(二)脫硫石膏資源化
1.應用領域:制磚、石膏板、硫酸生產(chǎn)。
2.處理技術(shù):干排或濕排,濕排需進行脫水處理(含水率≤10%)。
五、智能化與優(yōu)化管理
為提升污染治理效率,可引入智能化監(jiān)控系統(tǒng)。
(一)關(guān)鍵措施
1.實時監(jiān)測:安裝SO?、NOx、粉塵在線監(jiān)測設備。
2.自動控制:通過DCS系統(tǒng)優(yōu)化燃燒和治理設備運行。
(二)效益分析
-燃油消耗降低5%-8%。
-避免超標排放罰款,年節(jié)省成本約200萬元。
**一、燃煤電廠污染治理概述**
燃煤電廠在能源結(jié)構(gòu)中仍占重要地位,其運行過程中產(chǎn)生的污染物對大氣環(huán)境、水環(huán)境及土壤環(huán)境均可能造成不利影響。為了最大限度地減輕環(huán)境影響,保障區(qū)域生態(tài)平衡,并滿足日益嚴格的環(huán)保標準,實施科學、系統(tǒng)、高效的污染治理對策至關(guān)重要。本部分旨在詳細闡述煙氣污染物、廢水及固體廢棄物的治理技術(shù)與管理措施,為電廠的綠色轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支持和管理參考。
**二、煙氣污染物治理技術(shù)**
燃煤電廠煙氣成分復雜,主要污染物包括二氧化硫(SO?)、氮氧化物(NOx)、煙塵、汞及其他重金屬化合物、揮發(fā)性有機物(VOCs)等。針對這些污染物,需采用針對性的治理技術(shù)組合,以實現(xiàn)達標排放和高效凈化。
(一)二氧化硫(SO?)治理
SO?主要由煤炭中硫分燃燒產(chǎn)生,具有強腐蝕性,是酸雨的主要成因之一。常用的脫硫技術(shù)分為濕法、干法、半干法等。
1.石灰石-石膏濕法脫硫工藝
-原理詳述:該工藝利用石灰石(主要成分為CaCO?)或生石灰(主要成分為CaO)作為脫硫劑,在吸收塔內(nèi)與煙氣充分接觸,SO?在水中溶解并與脫硫劑反應,最終生成石膏(主要成分為CaSO?·2H?O)?;瘜W主要反應式為:SO?+CaCO?→CaSO?+CO?;2CaSO?+O?→2CaSO?。
-關(guān)鍵設備與流程:
(1)煙氣預處理:去除飛灰,通常通過高效除塵器完成。
(2)溶液制備:將石灰石破碎、研磨后溶解于水形成石灰乳(CaCO?懸浮液或Ca(OH)?溶液)。
(3)吸收塔反應:煙氣從塔頂進入,與自下而上噴淋的脫硫劑溶液逆流接觸,完成SO?吸收。
(4)石膏脫水:吸收后的脫硫漿液經(jīng)濃縮、消化后,通過帶式過濾機、離心機或真空皮帶過濾機等設備脫水,得到石膏產(chǎn)品。
-工藝優(yōu)化要點:
(1)溶液循環(huán)率控制:根據(jù)SO?濃度和脫硫效率要求調(diào)整,過高會增加泵送負荷,過低則脫硫效率下降。
(2)噴淋系統(tǒng)設計:確保霧滴粒徑適宜,與煙氣接觸面積最大化。
(3)pH值監(jiān)測與調(diào)節(jié):維持吸收液pH值在最佳范圍(通常4.5-5.5),保證吸收效率。
-適用范圍:適用于大型燃煤電廠,是目前應用最廣泛的濕法脫硫技術(shù)。
-性能指標:脫硫效率通??煞€(wěn)定在95%以上,SO?排放濃度可控制在200mg/m3以下(根據(jù)地區(qū)標準)。
2.循環(huán)流化床脫硫(CFB-DS)工藝
-原理詳述:在高溫(850-950℃)流化狀態(tài)下,利用石灰粉、循環(huán)灰或白云石等作為脫硫劑,與煙氣中的SO?反應生成亞硫酸鈣,亞硫酸鈣再與煙氣中的氧氣反應生成硫酸鈣(石膏)。此過程同時伴隨著燃燒,可實現(xiàn)脫硫與燃燒一體化。
-關(guān)鍵設備與流程:
(1)布風板與流化風:通過底部布風板均勻分布空氣,使固體物料(脫硫劑和燃料)處于流化狀態(tài)。
(2)燃燒與脫硫區(qū):高溫煙氣與流化的脫硫劑在此區(qū)域混合反應。
(3)分離器:利用慣性、重力或旋風分離等原理,將固體顆粒(脫硫劑、未反應物)從煙氣中分離出來。
(4)循環(huán)系統(tǒng):分離下來的固體顆粒通過回料裝置返回燃燒/脫硫區(qū),實現(xiàn)循環(huán)利用。
-工藝特點:
(1)脫硫效率:通常在80%-90%,對低硫煤效果較好。
(2)燃料適應性:可處理高灰分、高硫分煤,甚至劣質(zhì)煤。
(3)運行靈活:負荷調(diào)節(jié)范圍寬,啟動快。
-注意事項:對設備材質(zhì)要求較高,需耐高溫高壓;運行過程中需防止結(jié)塊和磨損問題。
3.海水脫硫工藝
-原理詳述:利用海水作為脫硫劑,通過噴淋、吸收塔等方式使海水與煙氣接觸,SO?溶于海水并與水反應生成亞硫酸氫鈉和亞硫酸鈉,隨后轉(zhuǎn)化為石膏或硫酸鈣沉淀析出。
-優(yōu)點:脫硫劑來源廣泛且免費,工藝簡單。
-缺點:受海水資源分布限制,可能對海洋環(huán)境產(chǎn)生影響(如增加海水鹽度、可能析出重金屬),需考慮腐蝕問題。
-適用條件:靠近海邊的電廠。
(二)氮氧化物(NOx)治理
NOx是光化學煙霧和酸雨的另一重要前體物,主要在高溫燃燒過程中生成。常用治理技術(shù)包括選擇性催化還原(SCR)、選擇性非催化還原(SNCR)、燃燒后脫硝等。
1.選擇性催化還原(SCR)技術(shù)
-原理詳述:在特定溫度區(qū)間(通常300-400℃)和催化劑存在下,利用還原劑(通常是氨氣NH?或尿素)選擇性地將煙氣中的NOx還原為無害的氮氣(N?)和水(H?O)。化學主要反應式為:4NO+4NH?+O?→4N?+6H?O或6NO+6NH?→5N?+3H?O。
-關(guān)鍵組成與操作:
(1)催化劑:核心部件,常用TiO?基載體負載V?O?、WO?等活性組分。需考慮催化劑的活性、選擇性、穩(wěn)定性、抗中毒能力(如SO?、As、P等)。
(2)催化器結(jié)構(gòu):通常為多孔板或蜂窩狀結(jié)構(gòu),提供大比表面積。安裝位置需根據(jù)鍋爐煙氣溫度分布選擇(如煙氣溫度最低且穩(wěn)定的區(qū)域)。
(3)還原劑噴射系統(tǒng):精確控制氨氣的噴射位置(通常在催化劑入口前)和噴射量。噴射方式有噴氨格柵(AIG)、預留噴氨孔等。
(4)氨逃逸控制:過量噴氨會導致未反應氨氣(NH?)直接排放,形成二次污染。需通過在線監(jiān)測NOx和NH?濃度,精確控制噴氨量,使出口NH?/NOx摩爾比維持在最佳范圍(通常為1:1至1.6:1)。
-優(yōu)缺點:
(1)優(yōu)點:脫硝效率高(可達90%-95%),NOx轉(zhuǎn)化率選擇性高,對鍋爐運行影響小。
(2)缺點:需額外消耗還原劑(氨),存在氨逃逸和硫酸氫銨(ABS)形成風險,催化劑成本高且需定期維護更換。
-適用范圍:適用于大型燃煤電廠鍋爐,是目前主流的NOx治理技術(shù)。
2.選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)
-原理詳述:直接向高溫煙氣(通常1100-1300℃)中噴入還原劑(通常是氨水或尿素溶液),在高溫下NOx與還原劑反應生成N?和水。
-化學主要反應式:6NO+4NH?→5N?+6H?O或4NO+2NH?+O?→4N?+3H?O。
-關(guān)鍵操作與設計:
(1)噴氨點選擇:需根據(jù)鍋爐內(nèi)溫度分布圖,選擇在溫度最高且能停留足夠時間的區(qū)域進行噴氨,通常設置在燃燒器區(qū)域或分隔屏后。
(2)還原劑噴射與霧化:采用合適的噴氨裝置(如旋流噴氨器、平流噴氨器)確保還原劑均勻霧化并與煙氣良好混合。
(3)溫度控制:SNCR脫硝效率對溫度非常敏感,需確保噴氨點溫度在最佳反應區(qū)間。
-優(yōu)缺點:
(1)優(yōu)點:投資成本和運行成本通常低于SCR,無催化劑,不易產(chǎn)生ABS問題。
(2)缺點:脫硝效率相對較低(通常60%-80%),對溫度窗口要求嚴格,可能對鍋爐金屬產(chǎn)生高溫腐蝕,氨逃逸控制難度較大。
-適用范圍:常用于大型鍋爐,有時可與SCR聯(lián)合使用(SNCR+SCR)以提高整體脫硝效率并降低氨耗。
3.燃燒優(yōu)化脫硝
-原理:通過改進燃燒方式,降低NOx生成量。
-主要措施:
(1)低氮燃燒器:設計特殊形狀的燃燒器,使燃料在爐內(nèi)分級燃燒,降低峰值溫度和氧氣濃度,從而減少NOx生成。
(2)空氣分級燃燒:在爐膛不同區(qū)域進行空氣量調(diào)節(jié),形成富燃料區(qū)或貧氧區(qū),抑制NOx生成。
(3)燃料分級燃燒:在燃燒過程中后期加入部分燃料,使后續(xù)燃燒處于缺氧狀態(tài),還原已生成的NOx。
-特點:作為源頭控制措施,可降低對末端治理技術(shù)的依賴,但可能影響鍋爐效率或燃燒穩(wěn)定性。
(三)煙塵治理
煙塵不僅影響能見度,還可能攜帶重金屬和堿性物質(zhì),對環(huán)境造成復合影響。主要治理設備是除塵器。
1.布袋除塵器(Baghouse)
-工作原理:利用濾袋(通常由聚丙烯、玻璃纖維等材料制成)的過濾作用,將煙氣中的固體顆粒物(煙塵)阻留在濾袋表面,干凈煙氣通過濾袋排出。顆粒物主要通過慣性碰撞、攔截、擴散和重力沉降等方式被捕集。
-關(guān)鍵組件與運行:
(1)濾袋與袋籠:濾袋是核心過濾元件,袋籠提供支撐結(jié)構(gòu)。
(2)清灰系統(tǒng):防止濾袋堵塞,保證透氣性。常用清灰方式有脈沖噴吹、反吹風等。脈沖噴吹通過高壓氣流瞬間沖擊濾袋,使附著顆粒物脫落。
(3)除塵器本體:包括灰斗、進風口、出風口、噴吹系統(tǒng)等。
-性能指標:處理風量大,除塵效率高(通??蛇_99.5%以上),對細微顆粒物捕集效果好。適用溫度范圍較窄(一般<200℃,特殊材質(zhì)可處理更高溫度煙氣)。
-應用:廣泛應用于各種規(guī)模的燃煤電廠,特別是對排放要求嚴格的場合。
2.電除塵器(ElectrostaticPrecipitator,ESP)
-工作原理:利用高壓電場使煙氣中的顆粒物荷電,然后在電場力作用下,顆粒物向oppositelycharged極板運動并被收集,最后通過振打裝置將極板上的積灰清除。
-關(guān)鍵組件與運行:
(1)放電極:使煙氣中的顆粒物荷電。常用形式有線狀、板狀、針狀等。
(2)收集極(極板):顆粒物在此極板上沉積。通常為陰極,表面有芒刺以增加收塵面積。
(3)高壓電源:提供驅(qū)動電場的電能。
(4)振打系統(tǒng):清除極板上的積灰。
(5)控制系統(tǒng):監(jiān)測電壓、電流、電流平衡等,保證穩(wěn)定運行。
-性能指標:處理風量巨大,可處理高溫、高濕、含塵濃度高的煙氣,壓力損失小。除塵效率高(可達99.9%),對粉塵比電阻敏感。
-應用:是大型燃煤電廠中最主要的除塵設備,尤其適用于處理大流量煙氣。
3.布袋除塵器與電除塵器的選擇:通常根據(jù)煙氣流量、溫度、濕度、粉塵濃度、粉塵性質(zhì)(粒徑分布、比電阻)、排放要求和經(jīng)濟性等因素綜合確定。
(四)汞及其他重金屬、VOCs治理
燃煤煙氣中可能含有汞(Hg)、砷(As)、鉛(Pb)、鎘(Cd)等重金屬以及苯并[a]芘等揮發(fā)性有機物(VOCs),它們具有高毒性和持久性。治理技術(shù)相對復雜且仍在發(fā)展中。
1.汞治理技術(shù):
-吸附法:利用活性炭、分子篩、氧化鋁基吸附劑等材料吸附煙氣中的汞。需考慮吸附劑壽命、再生性能及二次污染問題。
-催化氧化法:在催化劑作用下,將元素態(tài)汞(Hg?)氧化為易被捕集的氧化態(tài)汞(Hg2?),然后通過濕法脫硫(WFGD)或電除塵器等設備去除。選擇性氧化是研究熱點。
-脫硫脫硝協(xié)同控制:某些SCR或SNCR催化劑對汞也有一定的吸附或氧化作用。
2.重金屬與VOCs治理:
-通常采用濕法洗滌或低溫氧化等技術(shù),結(jié)合活性炭吸附等進行綜合控制。
-需根據(jù)具體污染物種類和濃度選擇合適的工藝組合。
**三、廢水處理與回用**
燃煤電廠產(chǎn)生的廢水類型多樣,成分復雜,若處理不當會對水環(huán)境造成污染。廢水處理的目標是去除其中的污染物,達到排放標準或?qū)崿F(xiàn)資源化回用。
(一)廢水來源與分類
1.鍋爐補給水處理廢水:主要用于制備除鹽水,處理過程包括預除鹽(混凝沉淀、過濾)、軟化(離子交換)、除鹽(反滲透、電除鹽)等,產(chǎn)生的廢樹脂、廢酸堿等需要妥善處理。
2.冷卻水系統(tǒng)排水:主要為循環(huán)冷卻水的排污水,含鹽量高,COD濃度相對較低。若采用直流冷卻,則無此項廢水。
3.鍋爐沖灰廢水:燃煤鍋爐排出的粉煤灰水,含大量懸浮物(煤灰)、可溶性鹽類等。
4.脫硫廢水:濕法脫硫過程產(chǎn)生的廢水,主要污染物為硫酸鹽、亞硫酸鹽、氯化物、懸浮物,pH值通常較低。
5.鍋爐酸洗廢水:鍋爐化學清洗過程中產(chǎn)生的廢水,含酸、堿、表面活性劑、金屬離子等。
6.油場、地坑廢水:含油廢水。
(二)廢水處理工藝
1.鍋爐補給水處理廢水處理:
-主要處理對象:廢樹脂、酸再生廢液、堿再生廢液。
-處理方法:
(1)廢酸堿中和:將高濃度酸或堿廢水進行中和處理,回收部分酸堿。
(2)固體物分離:通過沉淀、氣浮等方法去除懸浮物。
(3)脫鹽處理:對于含鹽量較高的廢液,可采用膜分離(如反滲透)或離子交換等技術(shù)進行深度處理。
2.冷卻水系統(tǒng)排水處理(若需處理):
-主要處理對象:高鹽度廢水。
-處理方法:
(1)反滲透(RO):可有效去除水中的鹽分和大部分有機物,是常用的深度處理技術(shù)。
(2)電除鹽(EDI):結(jié)合離子交換和電滲析原理,可制備高純水,但投資和運行成本較高。
3.鍋爐沖灰廢水處理:
-主要處理對象:懸浮物、鹽分。
-處理方法:
(1)混凝沉淀/氣?。杭尤牖炷齽ㄈ鏟AC、PFS)和絮凝劑,使煤灰顆粒聚集成團并沉降或上浮。
(2)過濾:去除沉淀后的殘余懸浮物。
(3)脫水:將濃縮后的煤泥進行脫水,便于綜合利用或處置。
4.脫硫廢水處理:
-主要處理對象:高鹽分、高硫酸鹽、低pH、懸浮物。
-標準處理工藝(“四段式”是典型代表):
(1)除硫段:去除大部分SO?,通常采用亞硫酸鈉氧化法或石灰乳中和法。
(2)除鹽段:去除部分氯離子和硫酸根離子,降低總?cè)芙夤腆w(TDS),常用反滲透(RO)技術(shù)。
(3)除重金屬段:去除殘留的重金屬離子(如As3?,Cd2?,Pb2?,Hg2?等),常用離子交換、吸附法。
(4)殺菌與除余氨段:殺滅廢水中的細菌和病毒,去除過量氨氮,常用臭氧氧化、紫外線消毒、硝化/反硝化等。
-目標水質(zhì):處理后水質(zhì)需滿足回用標準(如用于沖灰、沖渣、綠化、市政雜用)或排放標準(如《污水綜合排放標準》GB8978,具體需根據(jù)地區(qū)要求)。
5.鍋爐酸洗廢水處理:
-主要處理對象:酸/堿、金屬離子(Fe2?,Cu2?,Zn2?等)、表面活性劑。
-處理方法:中和(酸廢水用堿,堿廢水用酸)、沉淀(去除金屬氫氧化物)、離子交換、反滲透等組合工藝。
6.油場、地坑廢水處理:
-主要處理對象:油類。
-處理方法:隔油池、氣浮、混凝沉淀等物理方法去除浮油,再進行后續(xù)水質(zhì)處理。
(三)廢水回用技術(shù)
提高廢水回用率是節(jié)約水資源、減少排放的重要途徑。燃煤電廠可行的回用途徑包括:
1.沖灰、沖渣:利用脫硫廢水、鍋爐沖灰廢水等進行爐底渣和粉煤灰的輸送和覆蓋。
2.冷卻水補充:經(jīng)深度處理(如反滲透)后的脫硫廢水可用于補充循環(huán)冷卻水系統(tǒng)(需確保水質(zhì)穩(wěn)定)。
3.綠化灌溉:處理達標的廢水可用于廠區(qū)或周邊的綠化澆灌。
4.市政雜用:處理達標的廢水可作為廠區(qū)道路沖洗、車輛清洗等市政雜用水。
5.土壤灌溉:在特定條件下,經(jīng)嚴格處理和監(jiān)測后可用于土壤改良。
-回用技術(shù)要求:回用前需根據(jù)回用用途對水質(zhì)進行針對性處理,并建立完善的監(jiān)測和管理制度。
-目標:力爭實現(xiàn)廢水“零排放”(除蒸發(fā)損失外,所有廢水均實現(xiàn)回用或處理達標排放),但這通常需要較高的投資和復雜的工藝。
**四、固體廢棄物管理**
燃煤電廠產(chǎn)生的固體廢棄物主要包括粉煤灰、爐底渣(鋼渣)、脫硫石膏等,若處置不當會造成資源浪費和環(huán)境污染。應積極推行資源化利用。
(一)粉煤灰綜合利用
粉煤灰是燃煤鍋爐排出的主要固體廢棄物,其主要成分為SiO?、Al?O?、Fe?O?、CaO等,具有膠凝性。利用途徑廣泛:
1.水泥摻合料:作為水泥生產(chǎn)過程中的混合材,可替代部分硅酸鹽水泥,降低水泥熟料消耗和成本,提高水泥性能。摻量通常為15%-30%。
2.混凝土摻合料:直接添加到混凝土攪拌中,改善混凝土的和易性、后期強度、抗?jié)B性、耐久性等。常用摻量為15%-25%。
3.回填材料:用于礦井回填、地面沉降區(qū)回填、筑路路基等。
4.建筑材料:生產(chǎn)粉煤灰磚、砌塊、加氣混凝土、陶粒、水泥刨花板等。
5.農(nóng)業(yè)應用:改良土壤(如酸性土壤)、制作肥料、用于土壤改良劑等。
6.工業(yè)原料:提取氧化鋁、漂珠、微珠、鐵精粉等有價組分。
-質(zhì)量要求:用于水泥、混凝土等用途時,需滿足相應國家標準(如GB/T1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》)對細度、燒失量、活性指數(shù)、含水量、有害物質(zhì)含量等的要求。
-利用率目標:根據(jù)資源稟賦和市場需求,力爭實現(xiàn)粉煤灰資源化利用率達到90%以上。
(二)爐底渣(鋼渣)綜合利用
爐底渣(通常指干式排渣)主要成分與粉煤灰類似,但因形成溫度和成分略有差異。綜合利用途徑:
1.筑路材料:作為路基、路堤填料,或摻入水泥制成穩(wěn)定土路面基層。
2.建筑材料:生產(chǎn)渣磚、砌塊、路緣石、水泥摻合料等。
3.回填材料:用于礦井回填、廢石場覆蓋等。
4.制磚:與粉煤灰混合或單獨用于生產(chǎn)加氣混凝土砌塊等。
-質(zhì)量要求:用于道路或建筑材料時,需控制其粒徑、含水量、強度指標等。
-特點:相比粉煤灰,爐底渣的應用范圍相對較窄,部分性質(zhì)可能影響其利用價值。
(三)脫硫石膏綜合利用
脫硫石膏是濕法脫硫過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品,其主要成分為二水硫酸鈣(CaSO?·2H?O)。其綜合利用是固體廢棄物資源化利用的重要方向:
1.制造石膏板:生產(chǎn)建筑用紙面石膏板、裝飾石膏板、石膏砌塊等,是主要的利用途徑。要求脫硫石膏中氟、氯、硫化物等有害雜質(zhì)含量低。
2.生產(chǎn)水泥緩凝劑:利用脫硫石膏作為生產(chǎn)硅酸鹽水泥的緩凝劑,可提高水泥的可泵性。
3.制備硫酸:通過煅燒脫硫石膏生成二水硫酸鈣半水石膏,再與二氧化硫反應生產(chǎn)硫酸。
4.制藥、食品添加劑:經(jīng)過嚴格提純的脫硫石膏可作為瀉藥(硫酸鎂原料)或食品添加劑(E516)。
5.土壤改良劑:改善土壤結(jié)構(gòu),提供鈣質(zhì)。
6.其他:生產(chǎn)石膏粉、石膏涂料、模型材料等。
-質(zhì)量要求:用于石膏板、水泥緩凝劑等高附加值產(chǎn)品時,對脫硫石膏的純度、細度、顆粒形態(tài)等有較高要求。需控制SO?含量、燒失量、細度、氟氯含量等指標。
-存在問題:部分地區(qū)脫硫石膏產(chǎn)量遠超市場需求,存在堆積壓力。需拓展更多應用途徑,并加強運輸和儲存管理,防止二次污染。
-利用率目標:受市場需求和運輸成本影響,利用率在不同地區(qū)差異較大,但應積極推動其高值化利用,力爭提高利用率至70%以上。
**五、智能化與優(yōu)化管理**
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,將智能化技術(shù)應用于燃煤電廠污染治理過程,可以顯著提升治理效率、降低運行成本、實現(xiàn)精細化管理和預警。
(一)關(guān)鍵措施與技術(shù)應用
1.建立一體化環(huán)保監(jiān)測與控制系統(tǒng):
-部署高精度、自動化的煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS),實時監(jiān)測SO?、NOx、顆粒物、汞、O?、CO等參數(shù),確保數(shù)據(jù)準確可靠。
-利用DCS(集散控制系統(tǒng))或FCS(現(xiàn)場總線控制系統(tǒng))對鍋爐燃燒、脫硫、脫硝、除塵等環(huán)保設備進行集中監(jiān)控和聯(lián)動控制。
2.實施基于模型的優(yōu)化控制:
-開發(fā)或應用先進的燃燒優(yōu)化模型、脫硫脫硝協(xié)同控制模型,根據(jù)實時煙氣參數(shù)、煤質(zhì)變化、環(huán)保約束等,自動優(yōu)化燃燒工況和治理劑(氨、石灰石等)的投加量。
-目標:在滿足環(huán)保要求的前提下,盡可能降低治理成本(如氨耗、石灰石耗)和能耗。
3.引入大數(shù)據(jù)與人工智能分析:
-收集并分析長期運行數(shù)據(jù)、煤質(zhì)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等,利用大數(shù)據(jù)分析識別治理過程中的瓶頸問題,預測設備故障,優(yōu)化運行策略。
-應用AI算法進行故障診斷、性能評估、智能調(diào)度,提升管理決策水平。
4.加強設備預測性維護:
-利用傳感器技術(shù)(如振動、溫度、壓力傳感器)和預測性維護算法,實時監(jiān)測環(huán)保設備(如風機、泵、袋式除塵器濾袋、SCR催化劑)的運行狀態(tài),提前預警潛在故障,安排維護計劃,減少非計劃停機。
5.建設環(huán)保管理信息平臺:
-整合環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、維護數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)等,構(gòu)建可視化、智能化的環(huán)保管理平臺,為管理人員提供全面的數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。
(二)效益分析
1.提高治理效率與穩(wěn)定性:實時監(jiān)控和智能控制可確保各治理系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行,污染物排放連續(xù)達標。
2.降低運行成本:
-優(yōu)化治理劑投加量,減少氨、石灰石、催化劑等消耗。
-通過燃燒優(yōu)化降低煤耗。
-預測性維護減少設備維修費用和停機損失。
-綜合計算,智能化管理可望降低整體環(huán)保運行成本5%-15%。
3.提升管理水平:實現(xiàn)環(huán)保數(shù)據(jù)的數(shù)字化、透明化,便于管理、分析和追溯,提高管理效率和決策科學性。
4.增強合規(guī)性:自動化的監(jiān)測和記錄系統(tǒng)有助于滿足環(huán)保監(jiān)管要求,避免因數(shù)據(jù)缺失或超標排放帶來的風險。
5.促進節(jié)能減排:通過燃燒優(yōu)化和過程控制,協(xié)同實現(xiàn)降碳、降耗、減排目標。
一、燃煤電廠污染治理概述
燃煤電廠作為重要的能源供應單元,在提供穩(wěn)定電力的同時,也帶來了空氣污染等環(huán)境問題。為減少污染物排放,保障生態(tài)環(huán)境安全,需采取系統(tǒng)性的治理措施。以下從煙氣治理、廢水處理及固體廢棄物管理等方面進行闡述。
二、煙氣污染物治理技術(shù)
燃煤電廠煙氣主要污染物包括二氧化硫(SO?)、氮氧化物(NOx)、煙塵等,需采用多級凈化技術(shù)。
(一)二氧化硫治理
1.石灰石-石膏濕法脫硫工藝
-原理:利用石灰石或生石灰與煙氣中的SO?反應生成石膏。
-關(guān)鍵參數(shù):脫硫效率可達95%以上,SO?入口濃度控制在2000-3000mg/m3。
-優(yōu)缺點:技術(shù)成熟、成本較低,但耗水量較大。
2.循環(huán)流化床脫硫工藝
-原理:在高溫(850-950℃)下,通過循環(huán)流化床反應去除SO?。
-關(guān)鍵參數(shù):脫硫效率80%-90%,適用于低硫煤。
(二)氮氧化物治理
1.選擇性催化還原(SCR)技術(shù)
-原理:在催化劑作用下,利用氨氣還原NOx生成N?和水。
-關(guān)鍵參數(shù):脫硝效率90%-95%,氨逃逸率控制在3mg/m3以下。
-注意事項:需選擇合適的催化劑(如V?O?/WO?/TiO?)。
2.選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)
-原理:在高溫區(qū)(1100-1300℃)直接用氨水還原NOx。
-適用場景:適用于鍋爐溫度較高的區(qū)域,脫硝效率60%-80%。
(三)煙塵治理
1.布袋除塵器
-工作原理:通過濾袋攔截粉塵,處理效率達99%以上。
-應用條件:適用于處理高溫、高濕煙氣。
2.電除塵器
-工作原理:利用高壓電場使粉塵荷電并收集。
-應用條件:適用于大規(guī)模煙氣處理,排放濃度≤30mg/m3。
三、廢水處理與回用
燃煤電廠廢水主要包括鍋爐補給水處理廢水、冷卻水系統(tǒng)排水及脫硫廢水。
(一)廢水處理工藝
1.鍋爐補給水處理
-步驟:混凝沉淀→過濾→軟化→除鹽。
-目標:水質(zhì)硬度≤0.03mmol/L,電導率≤10μS/cm。
2.脫硫廢水處理
-步驟:除硫→除鹽→殺菌→澄清。
-處理標準:懸浮物≤10mg/L,pH值6-9。
(二)廢水回用技術(shù)
-回用方向:冷卻水、沖渣水、綠化用水。
-回用率目標:實現(xiàn)80%以上廢水循環(huán)利用。
四、固體廢棄物管理
燃煤電廠固體廢棄物主要包括粉煤灰、脫硫石膏等,需進行資源化利用。
(一)粉煤灰綜合利用
1.應用領域:水泥摻料、混凝土添加劑、路基材料。
2.利用率目標:90%以上。
(二)脫硫石膏資源化
1.應用領域:制磚、石膏板、硫酸生產(chǎn)。
2.處理技術(shù):干排或濕排,濕排需進行脫水處理(含水率≤10%)。
五、智能化與優(yōu)化管理
為提升污染治理效率,可引入智能化監(jiān)控系統(tǒng)。
(一)關(guān)鍵措施
1.實時監(jiān)測:安裝SO?、NOx、粉塵在線監(jiān)測設備。
2.自動控制:通過DCS系統(tǒng)優(yōu)化燃燒和治理設備運行。
(二)效益分析
-燃油消耗降低5%-8%。
-避免超標排放罰款,年節(jié)省成本約200萬元。
**一、燃煤電廠污染治理概述**
燃煤電廠在能源結(jié)構(gòu)中仍占重要地位,其運行過程中產(chǎn)生的污染物對大氣環(huán)境、水環(huán)境及土壤環(huán)境均可能造成不利影響。為了最大限度地減輕環(huán)境影響,保障區(qū)域生態(tài)平衡,并滿足日益嚴格的環(huán)保標準,實施科學、系統(tǒng)、高效的污染治理對策至關(guān)重要。本部分旨在詳細闡述煙氣污染物、廢水及固體廢棄物的治理技術(shù)與管理措施,為電廠的綠色轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支持和管理參考。
**二、煙氣污染物治理技術(shù)**
燃煤電廠煙氣成分復雜,主要污染物包括二氧化硫(SO?)、氮氧化物(NOx)、煙塵、汞及其他重金屬化合物、揮發(fā)性有機物(VOCs)等。針對這些污染物,需采用針對性的治理技術(shù)組合,以實現(xiàn)達標排放和高效凈化。
(一)二氧化硫(SO?)治理
SO?主要由煤炭中硫分燃燒產(chǎn)生,具有強腐蝕性,是酸雨的主要成因之一。常用的脫硫技術(shù)分為濕法、干法、半干法等。
1.石灰石-石膏濕法脫硫工藝
-原理詳述:該工藝利用石灰石(主要成分為CaCO?)或生石灰(主要成分為CaO)作為脫硫劑,在吸收塔內(nèi)與煙氣充分接觸,SO?在水中溶解并與脫硫劑反應,最終生成石膏(主要成分為CaSO?·2H?O)?;瘜W主要反應式為:SO?+CaCO?→CaSO?+CO?;2CaSO?+O?→2CaSO?。
-關(guān)鍵設備與流程:
(1)煙氣預處理:去除飛灰,通常通過高效除塵器完成。
(2)溶液制備:將石灰石破碎、研磨后溶解于水形成石灰乳(CaCO?懸浮液或Ca(OH)?溶液)。
(3)吸收塔反應:煙氣從塔頂進入,與自下而上噴淋的脫硫劑溶液逆流接觸,完成SO?吸收。
(4)石膏脫水:吸收后的脫硫漿液經(jīng)濃縮、消化后,通過帶式過濾機、離心機或真空皮帶過濾機等設備脫水,得到石膏產(chǎn)品。
-工藝優(yōu)化要點:
(1)溶液循環(huán)率控制:根據(jù)SO?濃度和脫硫效率要求調(diào)整,過高會增加泵送負荷,過低則脫硫效率下降。
(2)噴淋系統(tǒng)設計:確保霧滴粒徑適宜,與煙氣接觸面積最大化。
(3)pH值監(jiān)測與調(diào)節(jié):維持吸收液pH值在最佳范圍(通常4.5-5.5),保證吸收效率。
-適用范圍:適用于大型燃煤電廠,是目前應用最廣泛的濕法脫硫技術(shù)。
-性能指標:脫硫效率通??煞€(wěn)定在95%以上,SO?排放濃度可控制在200mg/m3以下(根據(jù)地區(qū)標準)。
2.循環(huán)流化床脫硫(CFB-DS)工藝
-原理詳述:在高溫(850-950℃)流化狀態(tài)下,利用石灰粉、循環(huán)灰或白云石等作為脫硫劑,與煙氣中的SO?反應生成亞硫酸鈣,亞硫酸鈣再與煙氣中的氧氣反應生成硫酸鈣(石膏)。此過程同時伴隨著燃燒,可實現(xiàn)脫硫與燃燒一體化。
-關(guān)鍵設備與流程:
(1)布風板與流化風:通過底部布風板均勻分布空氣,使固體物料(脫硫劑和燃料)處于流化狀態(tài)。
(2)燃燒與脫硫區(qū):高溫煙氣與流化的脫硫劑在此區(qū)域混合反應。
(3)分離器:利用慣性、重力或旋風分離等原理,將固體顆粒(脫硫劑、未反應物)從煙氣中分離出來。
(4)循環(huán)系統(tǒng):分離下來的固體顆粒通過回料裝置返回燃燒/脫硫區(qū),實現(xiàn)循環(huán)利用。
-工藝特點:
(1)脫硫效率:通常在80%-90%,對低硫煤效果較好。
(2)燃料適應性:可處理高灰分、高硫分煤,甚至劣質(zhì)煤。
(3)運行靈活:負荷調(diào)節(jié)范圍寬,啟動快。
-注意事項:對設備材質(zhì)要求較高,需耐高溫高壓;運行過程中需防止結(jié)塊和磨損問題。
3.海水脫硫工藝
-原理詳述:利用海水作為脫硫劑,通過噴淋、吸收塔等方式使海水與煙氣接觸,SO?溶于海水并與水反應生成亞硫酸氫鈉和亞硫酸鈉,隨后轉(zhuǎn)化為石膏或硫酸鈣沉淀析出。
-優(yōu)點:脫硫劑來源廣泛且免費,工藝簡單。
-缺點:受海水資源分布限制,可能對海洋環(huán)境產(chǎn)生影響(如增加海水鹽度、可能析出重金屬),需考慮腐蝕問題。
-適用條件:靠近海邊的電廠。
(二)氮氧化物(NOx)治理
NOx是光化學煙霧和酸雨的另一重要前體物,主要在高溫燃燒過程中生成。常用治理技術(shù)包括選擇性催化還原(SCR)、選擇性非催化還原(SNCR)、燃燒后脫硝等。
1.選擇性催化還原(SCR)技術(shù)
-原理詳述:在特定溫度區(qū)間(通常300-400℃)和催化劑存在下,利用還原劑(通常是氨氣NH?或尿素)選擇性地將煙氣中的NOx還原為無害的氮氣(N?)和水(H?O)?;瘜W主要反應式為:4NO+4NH?+O?→4N?+6H?O或6NO+6NH?→5N?+3H?O。
-關(guān)鍵組成與操作:
(1)催化劑:核心部件,常用TiO?基載體負載V?O?、WO?等活性組分。需考慮催化劑的活性、選擇性、穩(wěn)定性、抗中毒能力(如SO?、As、P等)。
(2)催化器結(jié)構(gòu):通常為多孔板或蜂窩狀結(jié)構(gòu),提供大比表面積。安裝位置需根據(jù)鍋爐煙氣溫度分布選擇(如煙氣溫度最低且穩(wěn)定的區(qū)域)。
(3)還原劑噴射系統(tǒng):精確控制氨氣的噴射位置(通常在催化劑入口前)和噴射量。噴射方式有噴氨格柵(AIG)、預留噴氨孔等。
(4)氨逃逸控制:過量噴氨會導致未反應氨氣(NH?)直接排放,形成二次污染。需通過在線監(jiān)測NOx和NH?濃度,精確控制噴氨量,使出口NH?/NOx摩爾比維持在最佳范圍(通常為1:1至1.6:1)。
-優(yōu)缺點:
(1)優(yōu)點:脫硝效率高(可達90%-95%),NOx轉(zhuǎn)化率選擇性高,對鍋爐運行影響小。
(2)缺點:需額外消耗還原劑(氨),存在氨逃逸和硫酸氫銨(ABS)形成風險,催化劑成本高且需定期維護更換。
-適用范圍:適用于大型燃煤電廠鍋爐,是目前主流的NOx治理技術(shù)。
2.選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)
-原理詳述:直接向高溫煙氣(通常1100-1300℃)中噴入還原劑(通常是氨水或尿素溶液),在高溫下NOx與還原劑反應生成N?和水。
-化學主要反應式:6NO+4NH?→5N?+6H?O或4NO+2NH?+O?→4N?+3H?O。
-關(guān)鍵操作與設計:
(1)噴氨點選擇:需根據(jù)鍋爐內(nèi)溫度分布圖,選擇在溫度最高且能停留足夠時間的區(qū)域進行噴氨,通常設置在燃燒器區(qū)域或分隔屏后。
(2)還原劑噴射與霧化:采用合適的噴氨裝置(如旋流噴氨器、平流噴氨器)確保還原劑均勻霧化并與煙氣良好混合。
(3)溫度控制:SNCR脫硝效率對溫度非常敏感,需確保噴氨點溫度在最佳反應區(qū)間。
-優(yōu)缺點:
(1)優(yōu)點:投資成本和運行成本通常低于SCR,無催化劑,不易產(chǎn)生ABS問題。
(2)缺點:脫硝效率相對較低(通常60%-80%),對溫度窗口要求嚴格,可能對鍋爐金屬產(chǎn)生高溫腐蝕,氨逃逸控制難度較大。
-適用范圍:常用于大型鍋爐,有時可與SCR聯(lián)合使用(SNCR+SCR)以提高整體脫硝效率并降低氨耗。
3.燃燒優(yōu)化脫硝
-原理:通過改進燃燒方式,降低NOx生成量。
-主要措施:
(1)低氮燃燒器:設計特殊形狀的燃燒器,使燃料在爐內(nèi)分級燃燒,降低峰值溫度和氧氣濃度,從而減少NOx生成。
(2)空氣分級燃燒:在爐膛不同區(qū)域進行空氣量調(diào)節(jié),形成富燃料區(qū)或貧氧區(qū),抑制NOx生成。
(3)燃料分級燃燒:在燃燒過程中后期加入部分燃料,使后續(xù)燃燒處于缺氧狀態(tài),還原已生成的NOx。
-特點:作為源頭控制措施,可降低對末端治理技術(shù)的依賴,但可能影響鍋爐效率或燃燒穩(wěn)定性。
(三)煙塵治理
煙塵不僅影響能見度,還可能攜帶重金屬和堿性物質(zhì),對環(huán)境造成復合影響。主要治理設備是除塵器。
1.布袋除塵器(Baghouse)
-工作原理:利用濾袋(通常由聚丙烯、玻璃纖維等材料制成)的過濾作用,將煙氣中的固體顆粒物(煙塵)阻留在濾袋表面,干凈煙氣通過濾袋排出。顆粒物主要通過慣性碰撞、攔截、擴散和重力沉降等方式被捕集。
-關(guān)鍵組件與運行:
(1)濾袋與袋籠:濾袋是核心過濾元件,袋籠提供支撐結(jié)構(gòu)。
(2)清灰系統(tǒng):防止濾袋堵塞,保證透氣性。常用清灰方式有脈沖噴吹、反吹風等。脈沖噴吹通過高壓氣流瞬間沖擊濾袋,使附著顆粒物脫落。
(3)除塵器本體:包括灰斗、進風口、出風口、噴吹系統(tǒng)等。
-性能指標:處理風量大,除塵效率高(通??蛇_99.5%以上),對細微顆粒物捕集效果好。適用溫度范圍較窄(一般<200℃,特殊材質(zhì)可處理更高溫度煙氣)。
-應用:廣泛應用于各種規(guī)模的燃煤電廠,特別是對排放要求嚴格的場合。
2.電除塵器(ElectrostaticPrecipitator,ESP)
-工作原理:利用高壓電場使煙氣中的顆粒物荷電,然后在電場力作用下,顆粒物向oppositelycharged極板運動并被收集,最后通過振打裝置將極板上的積灰清除。
-關(guān)鍵組件與運行:
(1)放電極:使煙氣中的顆粒物荷電。常用形式有線狀、板狀、針狀等。
(2)收集極(極板):顆粒物在此極板上沉積。通常為陰極,表面有芒刺以增加收塵面積。
(3)高壓電源:提供驅(qū)動電場的電能。
(4)振打系統(tǒng):清除極板上的積灰。
(5)控制系統(tǒng):監(jiān)測電壓、電流、電流平衡等,保證穩(wěn)定運行。
-性能指標:處理風量巨大,可處理高溫、高濕、含塵濃度高的煙氣,壓力損失小。除塵效率高(可達99.9%),對粉塵比電阻敏感。
-應用:是大型燃煤電廠中最主要的除塵設備,尤其適用于處理大流量煙氣。
3.布袋除塵器與電除塵器的選擇:通常根據(jù)煙氣流量、溫度、濕度、粉塵濃度、粉塵性質(zhì)(粒徑分布、比電阻)、排放要求和經(jīng)濟性等因素綜合確定。
(四)汞及其他重金屬、VOCs治理
燃煤煙氣中可能含有汞(Hg)、砷(As)、鉛(Pb)、鎘(Cd)等重金屬以及苯并[a]芘等揮發(fā)性有機物(VOCs),它們具有高毒性和持久性。治理技術(shù)相對復雜且仍在發(fā)展中。
1.汞治理技術(shù):
-吸附法:利用活性炭、分子篩、氧化鋁基吸附劑等材料吸附煙氣中的汞。需考慮吸附劑壽命、再生性能及二次污染問題。
-催化氧化法:在催化劑作用下,將元素態(tài)汞(Hg?)氧化為易被捕集的氧化態(tài)汞(Hg2?),然后通過濕法脫硫(WFGD)或電除塵器等設備去除。選擇性氧化是研究熱點。
-脫硫脫硝協(xié)同控制:某些SCR或SNCR催化劑對汞也有一定的吸附或氧化作用。
2.重金屬與VOCs治理:
-通常采用濕法洗滌或低溫氧化等技術(shù),結(jié)合活性炭吸附等進行綜合控制。
-需根據(jù)具體污染物種類和濃度選擇合適的工藝組合。
**三、廢水處理與回用**
燃煤電廠產(chǎn)生的廢水類型多樣,成分復雜,若處理不當會對水環(huán)境造成污染。廢水處理的目標是去除其中的污染物,達到排放標準或?qū)崿F(xiàn)資源化回用。
(一)廢水來源與分類
1.鍋爐補給水處理廢水:主要用于制備除鹽水,處理過程包括預除鹽(混凝沉淀、過濾)、軟化(離子交換)、除鹽(反滲透、電除鹽)等,產(chǎn)生的廢樹脂、廢酸堿等需要妥善處理。
2.冷卻水系統(tǒng)排水:主要為循環(huán)冷卻水的排污水,含鹽量高,COD濃度相對較低。若采用直流冷卻,則無此項廢水。
3.鍋爐沖灰廢水:燃煤鍋爐排出的粉煤灰水,含大量懸浮物(煤灰)、可溶性鹽類等。
4.脫硫廢水:濕法脫硫過程產(chǎn)生的廢水,主要污染物為硫酸鹽、亞硫酸鹽、氯化物、懸浮物,pH值通常較低。
5.鍋爐酸洗廢水:鍋爐化學清洗過程中產(chǎn)生的廢水,含酸、堿、表面活性劑、金屬離子等。
6.油場、地坑廢水:含油廢水。
(二)廢水處理工藝
1.鍋爐補給水處理廢水處理:
-主要處理對象:廢樹脂、酸再生廢液、堿再生廢液。
-處理方法:
(1)廢酸堿中和:將高濃度酸或堿廢水進行中和處理,回收部分酸堿。
(2)固體物分離:通過沉淀、氣浮等方法去除懸浮物。
(3)脫鹽處理:對于含鹽量較高的廢液,可采用膜分離(如反滲透)或離子交換等技術(shù)進行深度處理。
2.冷卻水系統(tǒng)排水處理(若需處理):
-主要處理對象:高鹽度廢水。
-處理方法:
(1)反滲透(RO):可有效去除水中的鹽分和大部分有機物,是常用的深度處理技術(shù)。
(2)電除鹽(EDI):結(jié)合離子交換和電滲析原理,可制備高純水,但投資和運行成本較高。
3.鍋爐沖灰廢水處理:
-主要處理對象:懸浮物、鹽分。
-處理方法:
(1)混凝沉淀/氣?。杭尤牖炷齽ㄈ鏟AC、PFS)和絮凝劑,使煤灰顆粒聚集成團并沉降或上浮。
(2)過濾:去除沉淀后的殘余懸浮物。
(3)脫水:將濃縮后的煤泥進行脫水,便于綜合利用或處置。
4.脫硫廢水處理:
-主要處理對象:高鹽分、高硫酸鹽、低pH、懸浮物。
-標準處理工藝(“四段式”是典型代表):
(1)除硫段:去除大部分SO?,通常采用亞硫酸鈉氧化法或石灰乳中和法。
(2)除鹽段:去除部分氯離子和硫酸根離子,降低總?cè)芙夤腆w(TDS),常用反滲透(RO)技術(shù)。
(3)除重金屬段:去除殘留的重金屬離子(如As3?,Cd2?,Pb2?,Hg2?等),常用離子交換、吸附法。
(4)殺菌與除余氨段:殺滅廢水中的細菌和病毒,去除過量氨氮,常用臭氧氧化、紫外線消毒、硝化/反硝化等。
-目標水質(zhì):處理后水質(zhì)需滿足回用標準(如用于沖灰、沖渣、綠化、市政雜用)或排放標準(如《污水綜合排放標準》GB8978,具體需根據(jù)地區(qū)要求)。
5.鍋爐酸洗廢水處理:
-主要處理對象:酸/堿、金屬離子(Fe2?,Cu2?,Zn2?等)、表面活性劑。
-處理方法:中和(酸廢水用堿,堿廢水用酸)、沉淀(去除金屬氫氧化物)、離子交換、反滲透等組合工藝。
6.油場、地坑廢水處理:
-主要處理對象:油類。
-處理方法:隔油池、氣浮、混凝沉淀等物理方法去除浮油,再進行后續(xù)水質(zhì)處理。
(三)廢水回用技術(shù)
提高廢水回用率是節(jié)約水資源、減少排放的重要途徑。燃煤電廠可行的回用途徑包括:
1.沖灰、沖渣:利用脫硫廢水、鍋爐沖灰廢水等進行爐底渣和粉煤灰的輸送和覆蓋。
2.冷卻水補充:經(jīng)深度處理(如反滲透)后的脫硫廢水可用于補充循環(huán)冷卻水系統(tǒng)(需確保水質(zhì)穩(wěn)定)。
3.綠化灌溉:處理達標的廢水可用于廠區(qū)或周邊的綠化澆灌。
4.市政雜用:處理達標的廢水可作為廠區(qū)道路沖洗、車輛清洗等市政雜用水。
5.土壤灌溉:在特定條件下,經(jīng)嚴格處理和監(jiān)測后可用于土壤改良。
-回用技術(shù)要求:回用前需根據(jù)回用用途對水質(zhì)進行針對性處理,并建立完善的監(jiān)測和管理制度。
-目標:力爭實現(xiàn)廢水“零排放”(除蒸發(fā)損失外,所有廢水均實現(xiàn)回用或處理達標排放),但這通常需要較高的投資和復雜的工藝。
**四、固體廢棄物管理**
燃煤電廠產(chǎn)生的固體廢棄物主要包括粉煤灰、爐底渣(鋼渣)、脫硫石膏等,若處置不當會造成資源浪費和環(huán)境污染。應積極推行資源化利用。
(一)粉煤灰綜合利用
粉煤灰是燃煤鍋爐排出的主要固體廢棄物,其主要成分為SiO?、Al?O?、Fe?O?、CaO等,具有膠凝性。利用途徑廣泛:
1.水泥摻合料:作為水泥生產(chǎn)過程中的混合材,可替代部分硅酸鹽水泥,降低水泥熟料消耗和成本,提高水泥性能。摻量通常為15%-30%。
2.混凝土摻合料:直接添加到混凝土攪拌中,改善混凝土的和易性、后期強度、抗?jié)B性、耐久性等。常用摻量為15%-25%。
3.回填材料:用于礦井回填、地面沉降區(qū)回填、筑路路基等。
4.建筑材料:生產(chǎn)粉煤灰磚、砌塊、加氣混凝土、陶粒、水泥刨花板等。
5.農(nóng)業(yè)應用:改良土壤(如酸性土壤)、制作肥料、用于土壤改良劑等。
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