CN107739122A - 零排放循环利用火力发电厂脱硫废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废水处理技术领域,涉及一种零排放循环利用火力发电厂脱硫废水的方法。本发明所述一种零排放循环利用火力发电厂脱硫废水的方法:(1)在待处理火力发电厂脱硫废水出水处设置带加碱管道和pH表的pH调整槽、沉淀槽、蒸发器;(2)将脱硫废水注入pH调整槽生成重金属的氢氧化物沉淀;(3)注入沉淀槽生成金属难溶盐沉淀;(4)注入蒸发器分三阶段实施蒸发浓缩得含盐3~5‰冷凝水用作补给水。本发明所述方法具有以下效果:1)可蒸发电厂脱硫废水80~90%水分,所得冷凝水可全部回收用于补给;以2×600MW燃煤发电机组为例一年则省25万元;2)用汽可取锅炉排气无需成本;3)减少了脱硫废水的污染,总体效益提高1.5倍以上,同时副产品可作化工原料。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域,涉及一种零排放循环利用火力发电厂脱硫废水的方法。
背景技术
目前各种烟气脱硫工艺中,石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺以其技术成熟,适应煤种广,脱硫效率高的优点,在实际工程应用率高达85%以上。由于这种工艺产生的脱硫废水含大量可溶性盐类、固体悬浮物和重金属离子以及高浓度氯离子(Cl-)、高浓度氟离子(F-)有害污染物,不能直接排放,需要经过处理达到国家环境保护排放标准才能排放。
而已知的火电厂湿法烟气脱硫废水的处理方法是采用中和、絮凝、沉淀等化学方法进行,只能除去重金属离子和固体悬浮物,对高浓度的Cl-却无排除能力,这就限制了火力发电厂脱硫废水的利用途径。也有部分火电厂采用将脱硫废水通过管道注入烟道进行蒸发的处理方法,但这种方法的缺陷十分明显,脱硫废水喷入烟气后对烟道系统造成了严重的腐蚀。因此,已知的上述方法偏重处理忽略利用而不可取,这样一来,一种既能有效利用火力发电厂脱硫废水,又能使这种废水实现零排放的无污染循环利用方法亟待开发。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,针对现有技术的缺陷,提供一种零排放循环利用火力发电厂脱硫废水的方法,使用该方法可使火力发电厂的脱硫废水不仅可以实现零排放循环利用,其水质还可满足国家环境保护排放标准。
本发明的技术方案是,上述所提供的零排放循环利用火力发电厂脱硫废水的方法是为如下步骤:
(1)在待处理火力发电厂的脱硫废水出水处依次设置一个带有加碱管道和pH(法文“potentiel d'hydrogène”的缩写,中文译文为“酸碱值”。)表的pH调整槽、带有加碱管道的沉淀槽、蒸发器,将所述pH调整槽的输出端与所述沉淀槽的输入端贯通连接,所述沉淀槽的输出端与所述蒸发器的输入端贯通连接。使所述待处理的火力发电厂的脱硫废水可依次注入pH调整槽、沉淀槽及蒸发器;所述pH调整槽的加碱管道和pH表分别与该pH调整槽贯通连接。所述pH调整槽的加碱药管内盛有氢氧化钠(NaOH)质量浓度为1.5~3%的碱液,所述沉淀槽所带加碱管道由其下端径向插装在沉淀槽槽体中部,该加碱管道所加药剂为2.0~4.0%质量浓度硫酸钠(Na2SO4)溶液。所述pH调整槽的槽体内与所述沉淀槽的槽体内还分别安装有搅拌器;
(2)将所述脱硫废水注入步骤(1)所设pH调整槽,通过该pH调整槽所带加碱管道将1~3%质量浓度氢氧化钠(NaOH)溶液注入该pH调整槽,观察该pH调整槽所带pH表,通过观察pH表指示的pH值调节注入pH调整槽中的1~3%质量浓度氢氧化钠(NaOH)的量,将pH调整槽内所盛脱硫废水的pH值控制在8.5~9.5之间,使脱硫废水中除重金属离子二价铅离子(Pb2+)和二价汞离子(Hg2+)之外的物质均可生成重金属的氢氧化物沉淀,其中钙离子(Ca2+)和氟离子(F-)均生成氟化钙(CaF2)沉淀;
(3)将经过步骤(2)处理的脱硫废水注入步骤(1)所设沉淀槽,通过该沉淀槽所带加碱管道将2.0~4.0%质量浓度硫酸钠(Na2SO4)溶液注入该沉淀槽槽,观察该沉淀槽所带pH表,通过观察pH表指示的pH值调节注入沉淀槽中的2.0~4.0%质量浓度硫酸钠(Na2SO4)溶液的量,将沉淀槽内所盛经过步骤(2)处理的脱硫废水的pH值控制在10.0~11.5之间,使经过步骤(2)处理的脱硫废水中剩余的二价铅离子(Pb2+)生成硫化铅(PbS)的金属难溶盐沉淀,使经过步骤(2)处理的脱硫废水中剩余的二价汞离子(Hg2+)生成硫化汞(HgS)的金属难溶盐沉淀;
(4)经过步骤(3)处理后出水含有高浓度的氯离子(Cl-)、硫酸根离子(SO4 2-)、钠离子(Na+),其中硫酸根离子(SO4 2-)接近10000mg/L,氯离子(Cl-)接近12000~20000mg/L,使用常规方法,依据所述脱硫废水含盐沸点升高数及脱硫废水蒸发沸点升高数确定蒸发器的工艺数据。将经过步骤(3)处理的脱硫废水注入步骤(1)所设蒸发器分下述三个阶段实施蒸发浓缩,即利用硫酸钠(Na2SO4)的溶解度随温度升高而降低,氯化钠(NaCl)的溶解度随温度升高而升高的特点,将氯化钠和硫酸钠从所述脱硫废水中通三阶段蒸发浓缩分离出来。第一阶段,控制温度为98~100℃,用时80~140分钟;第二阶段,控制温度为74~78℃,用时60~120分钟;第三阶段,控制温度为50~54℃,用时120~180分钟,得蒸发浓缩产生的含盐3~5‰冷凝水,所得该冷凝水即可直接用作锅炉补给水或发电厂循环水补给水。
上述步骤(2)生成的重金属盐氢氧化物沉淀可作为添加剂掺和混凝土制作空心砖。上述步骤(3)生成的重金属盐硫化铅沉淀和重金属盐硫化汞沉淀亦可作为添加剂掺和混凝土制作空心砖。经步骤(4)分离出的盐分氯化钠和硫酸钠均可作为化工原料使用。
本发明的有益效果是:
1)节水;本装置的蒸发器可以蒸发掉火力发电厂的脱硫废水80~90%的水分,所得冷凝水可全部回收用于补给水。谨以2×600MW燃煤发电机组为例,脱硫工艺水耗量Q1=109t/h,其中Cl-(氯离子)=300mg/L,满负荷烟气量Q2=2153000m3/h,烟气中HCl(氯化氢)=80mg/m3,控制浆液Cl--=10000mg/L,则脱硫废水产生量为17m3/h,以目前每吨补给水2元计算,一年可以节省23.8~26.8万元;
2)节能;蒸发器用汽可取自汽轮机乏汽及锅炉排气,无需成本;
3)高效;用汽轮机的乏汽及锅炉的排气,处理了难以处理的脱硫废水问题,减少了脱硫废水对自然水体的污染,总体效益可提高1.5倍以上,同时,脱硫废水处理产生的副产品氯化钠和硫酸钠可作为化工原料销售。
具体实施方式
实施例1。
(1)在待处理火力发电厂的脱硫废水出水处依次设置一个带有加碱管道和pH表的pH调整槽、带有加碱管道的沉淀槽、蒸发器。所述带有加碱管道和pH表的pH调整槽,其槽体采用市售8mm厚碳钢板材裁制,容积30m3,该pH调整槽所带加碱管道采用市售直径为20mm的PVC加药管,将该管插入pH调整槽槽体中下部;该pH调整槽所带pH表采用市售美国产polymetron 9135型pH表。所述沉淀槽其槽体亦8mm厚碳钢板材裁制作,容积40m3,该沉淀槽所带加碱管道亦采用市售直径为20mm的PVC加药管,将该管径向插入沉淀槽槽体中部;所述蒸发器采用市售中国产mvr-10型单体多效降膜蒸发器,该蒸发器可根据产品所需浓度的不同采取分段蒸发方式加以实现。将上述pH调整槽的输出端与沉淀槽的输入端贯通连接,沉淀槽的输出端与蒸发器的输入端贯通连接。使待处理火力发电厂的脱硫废水可依次注入pH调整槽、沉淀槽及蒸发器;所述pH调整槽的加碱药管和pH表分别与该pH调整槽贯通连接。所述pH调整槽的加碱药管内盛有氢氧化钠(NaOH)质量浓度为1.5~3%的碱液,所述沉淀槽所带加碱管道由其下端径向插装在沉淀槽槽体中部,该加碱管道所加药剂为2.0~4.0%质量浓度硫酸钠(Na2SO4)溶液。所述pH调整槽的槽体内与所述沉淀槽的槽体内分别安装有搅拌器,该搅拌器均采用市售中国产NF-01型搅拌器,功率1kw;
(2)将所述脱硫废水注入步骤(1)所设pH调整槽,通过该pH调整槽所带加碱管道将1~3%质量浓度氢氧化钠(NaOH)溶液注入该pH调整槽,观察该pH调整槽所带pH表,通过观察pH表指示的pH值调节注入pH调整槽中的1~3%质量浓度氢氧化钠(NaOH)的量,将pH调整槽内所盛脱硫废水的pH值控制在8.5~9.5之间,使脱硫废水中除重金属离子二价铅离子(Pb2+)和二价汞离子(Hg2+)之外的物质均可生成重金属的氢氧化物沉淀,其中钙离子(Ca2+)和氟离子(F-)均生成氟化钙(CaF2)沉淀;
(3)将经过步骤(2)处理的脱硫废水注入步骤(1)所设沉淀槽,通过该沉淀槽所带加碱管道将2.0~4.0%质量浓度硫酸钠(Na2SO4)溶液注入该沉淀槽槽,观察该沉淀槽所带pH表,通过观察pH表指示的pH值调节注入沉淀槽中的2.0~4.0%质量浓度硫酸钠(Na2SO4)溶液的量,将沉淀槽内所盛经过步骤(2)处理的脱硫废水的pH值控制在10.0~11.5之间,使经过步骤(2)处理的脱硫废水中剩余的二价铅离子(Pb2+)生成硫化铅(PbS)的金属难溶盐沉淀,使经过步骤(2)处理的脱硫废水中剩余的二价汞离子(Hg2+)生成硫化汞(HgS)的金属难溶盐沉淀;
(4)使用常规方法,依据所述脱硫废水含盐沸点升高数及脱硫废水蒸发沸点升高数确定蒸发器的工艺数据。将经过步骤(3)处理的脱硫废水注入步骤(1)所设蒸发器分下述三个阶段实施蒸发浓缩。第一阶段,控制温度为98~100℃,用时80分钟;第二阶段,控制温度为74~78℃,用时60分钟;第三阶段,控制温度为50~54℃,用时120分钟,得蒸发浓缩产生的含盐3~5‰冷凝水,所得该冷凝水即可直接用作锅炉补给水或发电厂循环水补给水。
实施例2。
步骤(1)~(3)同实施例1;
(4)使用常规方法,依据所述脱硫废水含盐沸点升高数及脱硫废水蒸发沸点升高数确定蒸发器的工艺数据。将经过步骤(3)处理的脱硫废水注入步骤(1)所设蒸发器分下述三个阶段实施蒸发浓缩。第一阶段,控制温度为98~100℃,用时140分钟;第二阶段,控制温度为74~78℃,用时120分钟;第三阶段,控制温度为50~54℃,用时180分钟,得蒸发浓缩产生的含盐3~5‰冷凝水,所得该冷凝水即可直接用作锅炉补给水或发电厂循环水补给水。
Claims (1)
1.一种零排放循环利用火力发电厂脱硫废水的方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:
(1)在待处理火力发电厂的脱硫废水出水处依次设置一个带有加碱管道和pH表的pH调整槽、带有加碱管道的沉淀槽和蒸发器,将pH调整槽的输出端与沉淀槽的输入端贯通连接,沉淀槽的输出端与蒸发器的输入端贯通连接,使所述待处理的火力发电厂的脱硫废水可依次注入pH调整槽、沉淀槽及蒸发器;所述pH调整槽的加碱药管和pH表分别与该pH调整槽贯通连接;所述pH调整槽的加碱药管内盛有氢氧化钠(NaOH)质量浓度为1.5~3%的碱液,所述沉淀槽所带加碱管道由其下端径向插装在沉淀槽槽体中部,该加碱管道所加药剂为2.0~4.0%质量浓度硫酸钠(Na2SO4)溶液;所述pH调整槽的槽体内与所述沉淀槽的槽体内分别安装有搅拌器;
(2)将所述脱硫废水注入步骤(1)所设pH调整槽,通过该pH调整槽所带加碱管道将1~3%质量浓度氢氧化钠(NaOH)溶液注入该pH调整槽,观察该pH调整槽所带pH表,通过观察pH表指示的pH值调节注入pH调整槽中的1~3%质量浓度氢氧化钠(NaOH)的量,将pH调整槽内所盛脱硫废水的pH值控制在8.5~9.5之间,使脱硫废水中除重金属离子二价铅离子(Pb2+)和二价汞离子(Hg2+)之外的物质均可生成重金属的氢氧化物沉淀,其中钙离子(Ca2+)和氟离子(F-)均生成氟化钙(CaF2)沉淀;
(3)将经过步骤(2)处理的脱硫废水注入步骤(1)所设沉淀槽,通过该沉淀槽所带加碱管道将2.0~4.0%质量浓度硫酸钠(Na2SO4)溶液注入该沉淀槽槽,观察该沉淀槽所带pH表,通过观察pH表指示的pH值调节注入沉淀槽中的2.0~4.0%质量浓度硫酸钠(Na2SO4)溶液的量,将沉淀槽内所盛经过步骤(2)处理的脱硫废水的pH值控制在10.0~11.5之间,使经过步骤(2)处理的脱硫废水中剩余的二价铅离子(Pb2+)生成硫化铅(PbS)的金属难溶盐沉淀,使经过步骤(2)处理的脱硫废水中剩余的二价汞离子(Hg2+)生成硫化汞(HgS)的金属难溶盐沉淀;
(4)使用常规方法,依据所述脱硫废水含盐沸点升高数及脱硫废水蒸发沸点升高数确定蒸发器的工艺数据;将经过步骤(3)处理的脱硫废水注入步骤(1)所设蒸发器分下述三个阶段实施蒸发浓缩;第一阶段,控制温度为98~100℃,用时80~140分钟;第二阶段,控制温度为74~78℃,用时60~120分钟;第三阶段,控制温度为50~54℃,用时120~180分钟,得蒸发浓缩产生的含盐3~5‰冷凝水,所得该冷凝水即可直接用作锅炉补给水或发电厂循环水补给水。
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