CN112309507A - 一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法 - Google Patents
一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法，具体包括以下步骤：步骤一：测定Cl含量；步骤二：测定燃煤日用量、飞灰日产量、脱硫废水日产量和粉煤灰日产量；步骤三：测定燃煤中灰分含量；步骤四：计算各组分Cl占比；步骤五：计算粉煤灰的日产量系数；步骤六：建立烟气处理系统粉煤灰含量测算模型；本发明在测算过程中一定程度的对燃煤电厂工况条件进行了综合和简化，从而在煤质变化时，仅通过检测燃煤的Cl含量和灰分，即可提前预测粉煤灰氯含量，指导燃煤调配，控制氯源头输入，避免粉煤灰Cl超标。
Description
技术领域
本发明属于烟气处理领域，具体涉及一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法。
背景技术
石灰石—石膏湿法脱硫是世界上应用最多、技术最成熟的脱硫工艺，被广泛应用于燃煤烟气中的SO2治理。该工艺产生的脱硫废水，其pH为4-6，同时含有大量的悬浮物(石膏颗粒、SiO2、A1和Fe的氢氧化物)、氯离子和微量的重金属，如As、Cd、Cr、Hg等。脱硫废水含盐量和悬浮物均达到数万mg/L，是典型的高盐废水，直接排放将对环境造成严重危害，因而必须对其加以治理才能排放，而脱硫废水零排放是环境标准发展的必然趋势。
余热烟气蒸发工艺是实现脱硫废水零排放的主要技术路线之一，脱硫废水经过蒸发浓缩后析出大量杂盐，析出的含氯盐颗粒被携带进入静电除尘器，最终混入粉煤灰中，然而粉煤灰中氯离子含量升高会改变粉煤灰的品质，从而影响粉煤灰下游用户的产品生产。例如水泥生产行业中，氯离子过高将影响水泥的性能，同时行业标准对水泥中氯离子的最高含量有明确的要求。因此通过分析烟气处理系统氯平衡模型，检测系统中各物料氯含量，建立粉煤灰氯含量测算方法，准确预测粉煤灰含氯量，指导燃煤调配，控制氯源头输入，避免粉煤灰氯含量过高，具有重要的创新性和现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法，要解决现有技术脱硫废水零排放系统中，从源头测算粉煤灰氯含量的问题，以及简化测算方法，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法，其特征在于：
烟气处理系统中Cl的来源主要是燃煤，燃煤中Cl经燃烧后，以一定比例进入飞灰、脱硫废水、炉渣、脱硫石膏和净烟气，在废水零排放系统中，粉煤灰中Cl的来源主要是飞灰和脱硫废水，同时燃煤中的灰分经过燃烧后会有一部分转化为粉煤灰，根据物质守恒原理，通过检测燃煤烟气处理系统中各组分的Cl含量，即可建立粉煤灰中Cl含量的测算模型，具体包括以下步骤：
步骤一：测定Cl含量：测定同一工况下燃煤、飞灰和脱硫废水中的Cl含量，分别用C1、C2、C3表示，单位分别为μg/g、μg/g和mg/L；
步骤二：测定燃煤日用量、飞灰日产量、脱硫废水日产量和粉煤灰日产量：通过燃煤电厂监控系统收集燃煤日用量、飞灰日产量、脱硫废水日产量和粉煤灰日产量，分别用M1、M2、M3、M4表示，单位均为t/d；
步骤三：测定燃煤中灰分含量：燃煤中灰分含量百分比，用A表示；
步骤四：计算各组分Cl占比：计算飞灰中Cl含量占燃煤中Cl含量的比例K1=(C2×M2)/(C1×M1)，脱硫废水中Cl含量占燃煤中Cl含量的比例K2=(C3×M3)/(C1×M1)；
步骤五：计算粉煤灰的日产量系数：煤燃烧后产生的灰分，大部分会转化成为粉煤灰，所以粉煤灰的日产量系数K3=M4/(A×M1)；
步骤六：建立烟气处理系统粉煤灰含量测算模型：粉煤灰中氯含量百分比C4可由飞灰和脱硫废水中氯含量计算，粉煤灰日产量可由灰分产量计算，因此粉煤灰氯含量测算公式为：
C4=(C2×M2+C3×M3)/M4=(K1+K2)×(C1×M1)/K3×(A×M1)=[(K1+K2)×C1]/(K3×A)；
通过上述公式建立烟气处理系统粉煤灰含量测算模型，仅通过检测燃煤的Cl含量和灰分即可测算粉煤灰氯含量。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明在测算过程中一定程度的对燃煤电厂工况条件进行了综合和简化，在煤质变化时，仅通过检测燃煤的Cl含量和灰分，即可提前预测粉煤灰氯含量，避免粉煤灰Cl超标，可操作性强，成本极低，并且大大提高了燃煤电厂调配煤的效率，具有实际的应用推广价值。
附图说明
图1为本发明涉及的测算流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
烟气处理系统中Cl的来源主要是燃煤，燃煤中Cl经燃烧后，以一定比例进入飞灰、脱硫废水、炉渣、脱硫石膏和净烟气，在废水零排放系统中，粉煤灰中Cl的来源主要是飞灰和脱硫废水，同时燃煤中的灰分经过燃烧后会有一部分转化为粉煤灰，假设燃煤中Cl在锅炉燃烧条件下全部释放进入后续烟气处理系统；由于脱硫吸收剂石灰石和脱硫工艺水中的氯含量和用量较低，对系统Cl平衡影响较小，所以燃煤烟气系统中Cl离子的来源忽略了石灰石和工艺水；假设脱硫废水中的Cl全部进入粉煤灰，且对粉煤灰质量忽略不计；假设粉煤灰全部来源于燃煤的灰分，且除尘设备的除尘效率为100%；根据物质守恒原理的基础上，通过检测燃煤烟气处理系统中各组分的Cl含量，即可建立粉煤灰中Cl含量的测算模型，包括以下步骤：
步骤一：测定Cl含量：测定同一工况下燃煤、飞灰和脱硫废水中的Cl含量，分别用C1、C2、C3表示；
步骤二：测定燃煤日用量、飞灰日产量、脱硫废水日产量和粉煤灰日产量：通过燃煤电厂监控系统收集燃煤日用量、飞灰日产量、脱硫废水日产量和粉煤灰日产量，分别用M1、M2、M3、M4表示；
步骤三：测定燃煤中灰分含量：燃煤中灰分含量百分比，用A表示；
步骤四：计算各组分Cl占比：计算飞灰中Cl含量占燃煤中Cl含量的比例K1=(C2×M2)/(C1×M1)，脱硫废水中Cl含量占燃煤中Cl含量的比例K2=(C3×M3)/(C1×M1)；
步骤五：计算粉煤灰的日产量系数：煤燃烧后产生的灰分，大部分会转化成为粉煤灰，所以粉煤灰的日产量系数K3=M4/(A×M1)；
步骤六：建立烟气处理系统粉煤灰含量测算模型：粉煤灰中氯含量C4可由飞灰和脱硫废水中氯含量计算，粉煤灰日产量可由灰分产量计算，因此粉煤灰氯含量测算公式为：
C4=(C2×M2+C3×M3)/M4=(K1+K2)×(C1×M1)/K3×(A×M1)=[(K1+K2)×C1]/(K3×A)；
通过上述公式建立烟气处理系统粉煤灰含量测算模型，仅通过检测燃煤的Cl含量和灰分即可测算粉煤灰氯含量。
本发明所述一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法，其特征在于，烟气处理系统中Cl的来源主要是燃煤，燃煤中Cl经燃烧后，以一定比例进入飞灰、脱硫废水、炉渣、脱硫石膏和净烟气，而废水零排放系统中，粉煤灰中Cl的来源主要是飞灰和脱硫废水，同时燃煤中的灰分经过燃烧后会有一部分转化为粉煤灰，因此物质守恒原理的基础上，通过检测燃煤烟气处理系统中各组分的Cl含量，即可建立粉煤灰中Cl含量的测算模型，具体步骤如下：
a)测定同一工况下燃煤、飞灰和脱硫废水的Cl含量（分别用C1、C2、C3表示）；本步骤中，采用美国国家环境保护局推荐的M26A标准方法检测各类样品的Cl含量，得到C1=123.20 μg/g，C2=67.80 μg/g，C3=2515.40 mg/L；
b)通过燃煤电厂监控系统收集燃煤日用量、飞灰日产量、脱硫废水日产量和粉煤灰日产量（分别用M1、M2、M3、M4表示）；本步骤中，得到M1=7000 t/d，M2=1200 t/d，M3=260 t/d，M4=1195 t/d；
c)测定燃煤中灰分含量（A）；本步骤中，采用国标GB/T 212-2008《煤的工业分析方法》检测燃煤样品中灰分含量，得到A=18.38%；
d)计算飞灰中Cl含量占燃煤中Cl含量的比例K1=(C2×M2)/(C1×M1)，脱硫废水中Cl含量占燃煤中Cl含量的比例K2=(C3×M3)/(C1×M1)；本步骤中，得到K1=0.094，K2=0.758；
e)煤燃烧后产生的灰分，大部分会转化成为粉煤灰，所以粉煤灰的日产量系数K3=M4/(A×M1)；本步骤中，得到K3=0.929；
f)粉煤灰中氯含量（C4）是由飞灰和脱硫废水贡献的，粉煤灰日产量是由灰分贡献的，因此粉煤灰氯含量测算公式为：
C4=(C2×M2+C3×M3)/M4=(K1+K2)×(C1×M1)/K3×(A×M1)=[(K1+K2)×C1]/(K3×A)；
本步骤中，得到测算模型：粉煤灰氯含量（%）=0.061。
上述步骤中，假设燃煤中Cl在锅炉燃烧条件下全部释放进入后续烟气处理系统；由于脱硫吸收剂石灰石和脱硫工艺水中的氯含量和用量较低，对系统Cl平衡影响较小，所以燃煤烟气系统中Cl离子的来源忽略了石灰石和工艺水；假设脱硫废水中的Cl全部进入粉煤灰，且对粉煤灰质量忽略不计；假设粉煤灰全部来源于燃煤的灰分，且除尘设备的除尘效率为100%。
为验证本发明方法的应用效果，随机选取某燃煤电厂正常运行时段进行采样和检测，根据本发明方法的实施步骤，得到粉煤灰氯含量测算值，同时对粉煤灰进行采样和检测，得到粉煤灰氯含量实测值，将测算值与实测值进行比较。结果表明实测值0.064%与本发明测算值0.061%相近，表明本发明通过检测燃煤中Cl含量和灰分测算粉煤灰中Cl含量的可行性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法，其特征在于：
具体包括以下步骤：
步骤一：测定Cl含量：
步骤二：测定燃煤日用量、飞灰日产量、脱硫废水日产量和粉煤灰日产量；
步骤三：测定燃煤中灰分含量；
步骤四：计算各组分Cl占比；
步骤五：计算粉煤灰的日产量系数；
步骤六：建立烟气处理系统粉煤灰含量计算模型，仅通过检测燃煤的Cl含量和灰分即可计算粉煤灰氯含量。
2.如权利要求1所述的一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：测定同一工况下燃煤、飞灰和脱硫废水中的Cl含量，分别用C1、C2、C3表示。
3.如权利要2所述的一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法，其特征在于，同一工况下燃煤、飞灰和脱硫废水中的Cl含量单位分别为μg/g、μg/g和mg/L。
4.如权利要求3所述的一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：通过燃煤电厂监控系统收集燃煤日用量、飞灰日产量、脱硫废水日产量和粉煤灰日产量，分别用M1、M2、M3、M4表示，单位均为t/d。
5.如权利要求4所述的一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法，其特征在于：所述步骤三中燃煤中灰分含量百分比，用A表示。
6.如权利要求5所述的一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法，其特征在于：所述步骤四具体包括，计算飞灰中Cl含量占燃煤中Cl含量的比例K1=(C2×M2)/(C1×M1)。
7.如权利要求6所述的一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法，其特征在于：所述步骤四具体包括，脱硫废水中Cl含量占燃煤中Cl含量的比例K2=(C3×M3)/(C1×M1)。
8.如权利要求7所述的一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法，其特征在于：所述步骤五具体包括：煤燃烧后产生的灰分，大部分会转化成为粉煤灰，所以粉煤灰的日产量系数K3=M4/(A×M1)。
9.如权利要求8所述的一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法，其特征在于：所述步骤六中，粉煤灰中氯含量百分比C4可由飞灰和脱硫废水中氯含量计算，粉煤灰日产量可由灰分产量计算。
10.如权利要9所述的一种脱硫废水零排放系统中粉煤灰氯含量的测算方法，其特征在于：粉煤灰氯含量估算公式为：
C4=(C2×M2+C3×M3)/M4=(K1+K2)×(C1×M1)/K3×(A×M1)=[(K1+K2)×C1]/(K3×A)。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 100039 room 911, 1 building, 16 West Fourth Ring Road, Haidian District, Beijing. Applicant after: Guoneng Longyuan environmental protection Co.,Ltd. Address before: 100039 room 911, 1 building, 16 West Fourth Ring Road, Haidian District, Beijing. Applicant before: BEIJING GUODIAN LONGYUAN ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information |