DE2914145A1 - Verfahren zur verringerung des brauchwasserbedarfs und abwasseranfalls von thermischen kraftwerken - Google Patents
Verfahren zur verringerung des brauchwasserbedarfs und abwasseranfalls von thermischen kraftwerkenInfo
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Description
und Ab\vai;seranfüIIg vüj
Die Erfindung betrifft pin Verfahren für dia Auf bereiti^ng von
Zusatzwasser für die Kühlwasser- und Dav.ipf kreisläufe sowie
des auf al 3. end en Abwassers eines thermischen Kraftwerk.*·; mit
Kondensationsturbinen, Uaßkü^ltürjr.nr· und gegebenenf all ε einer
Eaucbgasentschwefelungsanlaje und Haß-Ascheentschlackuiigf bei
dem das Abschiammv/aSöOr de;.. Iiuhlv:uzr-'::reislauf π in einer Umkehrosmoseanlage
enLüalzt vvird und ein Teil dee Permeato zurück
j η den Kühlturmkrcislauf urid ein Tei.'i des Permaats in einer
Scin.?.<';..'r;G·. geiei cet v:srden, ·
Das erforderliche Z-usatzvrpssr.r für ■_ he rmi cc ho Kraftv;c.rke mit
nasser Rückkühlung, das nahv-Kii ausschließlich dem Oberflächenv/asser
entnoinr.rsn v.7irdf nmii n-.-.-chanxr.<..i.\ un-J c)'.:-;;ri.sch aufbereitet
werden, damit es sov.Ohi den Betrieb;.-Grf.orde.;iiisse.ti als auch
den Auflagen hinsichtlich dex Vorfluterbelastur.g beim Viiedereinleiten
der Äbv;asserniengen entspricht.
In de3: Informationsbrochure der Rheinisch Westfälischen
Elektrizitätswerke Aktiencjes;ellschs.ft, E κ son '''jiraftv-'-rk Neurath"
ist ein Braunkohlekraftv;er3' beschrieben, bei dem das benötigte
Rohwasser in Sainaielbecksn aufgenomritc^ und einer Eiitkarbonisierungsanlage
zugepurapt vird. Aus dieser .Anlage findet die
Versorgung des Kühlwassernctzes mit Zusatzv;asser statt. Ein
Teilstrorn des entkarbonir.iei-ten Weös^l-s wird zur Volientsalzungsanlage
gepumpt und dient nach Durchlauf von Kies-, Kationen-,
Anionen- und Mischb;:ttfiltorn cils Σ-usatzwasBor für dan DampfkreisJ
auf der Blöcke, Eine Koridensc-.taurbsroitungstUilage ist
vorhanden, die nicht verv:endunc,rjv>-ürdiges Koi.densat aus den
Blöcken sarmnelt, entsalzt und mit dc-ri ent.^α."ί "ten ZusatKH'asser
aus der VoI lent Salbung den KonO;!?nrc;t.-Vorr.jtsbehältern der Blöcke
Speisev:ar;ser zur Verfiigu-g rtelj.t.
030041/0507
"■■■· BAD ORIGINAL
Nachteilig bei einen derartigen Kraftwerk ist es, daß groj'U:
Mengen unterschiedlich irat gelösten Salzen und ungelösten
Feststoffen, halor/cote Abv;.:;sper anfallen, die zum übnrwiegen-den
Teil in entsprechenden getrennten /üjv;asseraufbereitungsanlagen
gereinige und dann einem Vor flute): f meistens einem
Oberfl ächenwasser zugeführt werden.
Bei einem thermischen Kraftwerk ra.it Kreislaufkühlung (Naßkühlturra)
und Ravichga sent Schwefelung müssen folgende unterschiedlich
belastete Abwässer aufbereitet und abgeleitet
1 . Abwasser aus der Abschlämmung des Kühlkreislaufs
mit hohem Salzgehalt, zeitweise feiern Chlor und absetzbaren Stoffen.
2. Regenerate aus der Kesselspeisewasseraufbereitung
(Vollentsalzung und Kondensataufbereitung) mit hohen SaJ y, gehalt en, Überschüssen an Säure oder Lauge.
3. Abwasser aus der Rauchgasentschwefelung mit hohen
Salzgehalten und hoher Konzentration an Feststoffen.
4» Abwasser oder Schlamm aus der Zusetzwasseraufbereitung für den Küblturmkreis3.auf:
a) bei Entkarbonisierung mit Ionenaustausch, Abwasser
mit hohem Salzgehalt und Säureüberschuß,
b) bei Entkarbonisierung mit Kalk alkalisch reagierender Schlamm, je nach Entwässerungsverfahren mit Feststoffgehalten
zwischen 2 0 und 7 0 %.
5. Filterspülwasser aus der Kesselspeisewasseraufbereitung und/oder Vorreinigungsanlagen der Zusatzspeieewasseraufbereitung,
sowie eventuell aus Teiistromfiltrationsanlagen
des Kühlkreislaufs mit hohem Gehalt an absetzbaren Stoffen.
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(ο
6, Abwaj^or nuc rk.r Anckckü.1IuHQ mit vorhalt^:! .-!r.-J-'Oig
liohcn Salzerei j."!.I Iren und absot^lx^'cn Stoffen.
Dc-neben fallen zeitweise in größeren AVst^iidoO L'::.·.·! anas-- und
Kessslr.:pülv;asser bei Revisionen jiiit .höheren GeIi1-:] i-.cn an Feststoff
bestandteilen sowie chemisch belastete Abwosspr (sauer
oder alkalisch) auf Kesseldruckprüf arigen, Beizvorgiingen usv.
an. Im Vergleich zu den Abwäsborraengen aus den obr-'tiger.r.nnten
Anfall stellen sind difi Mangen dieser disiccntinuiorlich enfrJ.--lendon
Abv.'/isser so gerinc;, daß sie hier vernr.chl'isric/t werden
sollen.
Bei alkcxlischtr Pahrenswoise eni-..bali;ei:. die Spü.l- und Fegcrierationsabvvasscr
der Konden sa tauf bereitung san lage: iVmuuniuro und
Hydrazin in unterschiedlichen jMnngen.
Stand der Technik bei der Aufbereitung dieser Ahv/assrerteil-ströjne
ist:
a) bsi Vorhandensein von Gaure oder Laugeüber ε-chüssen
die Neutralisation in entsprechend groß ber,iesse:ien
Speicher- und Neutralisatiorisbeckon und Jvbieitung
des neutralisierten Abwassers, wobei normalerweise bei der Neutralisation entstehende abfiltrierbare
Stoffe nicht entfernt werden;
bj bei Vorhandensein von absetzbaren Stoffen, die Sedimentation
in entsprechenden Absetzbecken. Ableitung des Klarwassers und direkte Deponie des anfallenden
Schlammes oder Deponie nach Entwässerung mit maschinell
en Schlammentwässerungseinrichtungen;
c) Abwässer mit hohen Salzgehalten. Soweit diese Abwasser
weder Säure noch Lauge im Überschuß oder absetzbare Stoffe enthalt em, werden sie direkt abgeleitet;
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ORIGINAL
2914U5
d) ammonium- und hydrazinhaltige Abwässer. Auch hier
erfolgt zur Seit noch keine Reduzierung des Geheilts
an den genannten Inhaltsstoffen.
Den Hauptanteil des Gesamtabwassers bildet das AbseJü-anunwasser
des KübJLturmkreislaufs, der durch die von der Eindickung irrt
Kreislauf her erzeugten hohen Chlonrid-, Sulfat- und Gesamt-Salzgehalt
charakterisiert ist.
Eine verfahrenstechnische Lösung zur Reduzierung des Kühlwasser-bedarfs
eines thermischen Kraftwerks mit nasser Rückkühlung ist durch den Aufsatz "Senkung des Kühlwasserbedarfs durch umgekehrte
Osmose", Wärme Band 8 0, Heft 6 (1974) Seite 116 bis 119 bekannt
geworden. Bei diesem bekannten Verfahren wird eingedicktes üixilaufwasser
(Abschlammwasser) entzogen und durch eine Umkehrosmoseanlage
gefördert, entsalzt und das Permeat dem Kühlturmkreislauf zurückgeführt. Als Folge des Recycling des Permeats
mit reduziertem Salzgehalt wird der Salzgehalt des Mischwassers
aus Permeat und aufbereitetem Wasser aus der Zusatzwasserteilaufbereitung dementsprechend reduziert, d.h. der Salzgehalt des
Zusatzwassers gesenkt. Ferner kann der Kesselspeisewasser-Ziufbereitungsanlage
ein Teil des Permeats als vorentsalztes Wasser zugeführt werden.
Bei diesem bekannten Verfahren werden die Maßnahmen zur Abwassersanierung
und Verringerung der Frischwasserkosten auf den Kühlkreislauf und zum Teil auf die Kesselspeisewasser-Aufbareitung
beschränkt«.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für die Aufbereitung von Zusatzwasser für die Kühlwasser-· und Dampfkreisläufe sowie
des anfallenden Abwassers zu schaffen, wobei eine Wassereinsparung, eine Verringerung des Aufbereitungsaufwandes (sowohl
bezüglich des Verbrauchs an Chemikalien als auch der Anlagen-
Q30054t/0507
..BAD ORIGINAL
) und durch eine Verminderung der Emissionen auch eine
gerung der Ur.iv;;;.ltbej.s.stung durch den Kraftworksbetrieb
erreicht v,To"(5cn.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Konzentrat einer
für die Küh.lturm-Zusatzwaε*sei;-Aufbereitung eingesetzten Uiukehroeinoseanlage
ra.it Abschlairunwapcer des Kühl turrakr einlaufs
vermischt, über einen Tvärmetauscher geleitet und in einer Umkehrosmoseanlage
entsalzt wird, wobei das erhaltene Konzentrat
an einer weiteren Uinkehrosrriosoanlage behandelt, deren Kons eintrat in einer m.i ΐ D<->mpf aus dem Dampf kreislauf beheizten Verdampfungsstufe
erwelrmt und deinach das Konzentrat dieser St1Jfe
in einer Stabil.-· sieruiigsstufe aufbereitet wird, wobei sich
Feststoff bildet.
Ferner wird das Gemisch aus dem Konzentrat der Umkehrosmoseanlage
der Kühlturmzusatzv.'asser-Aufbereitungnanlage und des
Abschlammv/assers des Kühlturrnkreislaufs mittels Kondensat der
Verdampfuiigsstufe in einem Wärmetauscher erwärmt und dieses
dann zusammen mit dem Pe.rmeat der UmkehrosraoKeanlage der Konzentratbehandlimg
aus der Kühlturmkreislauf-Abschlamnwasserbehandlung
ganz oder teiiv.'eise in einer konventionell oder kontinuierlich
betriebenen Mischbett-Kes sei speisewasser--Auf foereitancisanlage
behandelt und das Permeat der ümkehrosraoseanlage
der Kühlturmkreislauf-Abschlammwasserbehandlung wird ganz oder
teilweise zurück in den Kühlturmkreislauf geleitet.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird das aus der Kesselspeisewasser-Aufbereitungsanlage
anfallende Abwasser in eine Hyärazin-Entgiftungsanlage geleitet und danach in einem
Ammoniurnkonaentrierungssystem behandelt, wobei sich eine konzentrierte
ammoniakhaltige Lösung bildet, die zur Kesselspeise-W3sser-Aufbereitungsa:iläge
zurückgeführt wird, während das behandelte Abwasser einer Schwermetali-Entfernungsanlage züge-
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leitet und schließlich 6ein Verdampfer i;u-jO.cührt vrirrl« [«s Lehanaelte
Abwp-sser aus der Schv;ennctallcm:.i"cirnung wird wahlweise
mit einer weiteren Umkehroiimo.seani^ge behandelt, das
Perjuecit daraus der Kessel speiseAvvicser-Auibereitungöcmicige v.nd
das Konzentrat darn Verdampfer zugeleitet.
Der Schlamm aus der Sedimentations stuf e der Rauchgasentschwefelungsanlage
wird nach der Erfindung mit einem Teilstrom des Wassers der Kühlturm-Zusatswasseraufbereituncr gewaschen,
das ablaufende Wa.ochwasr.Gr über eine Enthärtungsanlage
in eine Ujn]>eh>:os;noseai").lage geleitet und deren Permcat mit dom
Teil. Strom der- Wassers der Kühlturm-Zvt sat-uva sserauf bereit uj'ig
vereinigt und gemeinsam zu der Zentrifuge der Sediriontationsstufe
surückgeführt, während das Regenerat der Enthärtungsanlage
wahlweise zusammen rr.it dem Konzentrat der nachgesclialtcten
Umkehro.smoseanlage dem Verdampfer zugeführt oder der Ent härtung sanleige
zu deren Regeneration rückgeführt wird. Erfindungsgemäß
wird das Konzentrat der Umkehrosmoseanlage einer weiteren Um-kehrosmoseanlags
zugeführt, dessen Konzentrat im Verdampf ei: weiter konzentriert und das Permeat der Umkehrosir.oseanlcige zusätzlich
zur Zentrifuge der Sedirrientationsstufe zurückgeführt,
Schließlich wird nach der Erfindung das ablaufende Kühlwasser das Naß-Ascheentschlackers mit dem Spülwasser der Keeselspeisewasser~Aufbereitungsanlage
vermischt und zusammen in einer Rohv.-iisser-Reinicjungsanlcige oder einer separaten Flockungs- und
Sedimentationsstufe behandelt.
Durch den Einsatz einer Umkehresmoseanlage zur Entsalzung des
Zusatzwassers für den Kühlturmkreislauf wird der Gesamtsalzgehalt und der Gehalt an Chlorid und Sulfat des zur Verfügung
stehenden Rohwassers auf ein Zehntel des ursprünglichen Wertes reduziert. Da sich die Abschlamiuenae aus den Inhaltsstoffen des
- 7
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Kü3iv\ is,, je r s und dr-ni Limit dieser Inhaltn.stof i.'e irr. Kühl kr ■·;■:' sX:vaf
und den Verdampfungsver.Iu3ten des Kühlturms nach der Gl^icha^g
Λ = V χ
berechnet,· wobei
A = Abf'chlapuaenge (t/h)
V = Verdampfungsvorluste (t/h) S = Konaentration ZusntzrasGer (g/t)
S1 = Liinitkonz. Kreislauf (g/t)
und durch diese Maßnahme eine wesentliche Verringerimg der Absohlanuncnge
dem bisheirigen Stand der Technik gecc-üüber f erreicht
wird.
Bei dem erfindungsgeir.äßen Verfahren ist es möglich, auf mehrstufige
Vollentsalr/,ung,sanlagcn für die Kesselspeisewaeser-Auf■-bereitung
su verzichten, und eine Anlage, die noiinalerweice für
die Kondensatentsalzung verwendet wird, einzusetzen, da der Zulauf
der Kesselspeisewasser--Auf ber ei tung sanlage nur aus folgenden
salzarmen Wasserteilströmen besteht:
a) Permeat aus der Umkeh.ro cmosean la ge zur Behandlung des
Konzentrats aus der Kühlturmkreislauf-Abschlaramwasserbehandlung.
b) Permeat aus der der Umkehrosmose nach Pos* a) nachgeschalteten Uiakehrosmoseanlage.
c) Kondensat aus der Verdampfungsstufe, das zur Aufkonzentrierung
hoclasalzhaltiger Abwasserströme eingesetzt ist, bestehend auss
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BAD -ORIGINAL
29UU5 14
1) Konzentrat aus eier Umkehi csinoseanlage zur Behandlung
des Konzentrats axis der Kühlturmkrej.slö.uf-Ab&chlaiirawa
s Serbehandlung
2) Abwasser aus der ijclwermetallentferdung
3) Regenerat aus der Enthärtungsanlage des Rauebgasent™
schwefelung-Abwassersystems wah.lwei.ve zusaniraün mit
dem Konzentrat der nachgeschalteten ümkehrosinoseanlage.
Ferner kann durch die Äufwärnmng des Zulaufs zur Umkehrosmoseanlage
für die Abschlaramv.'a.sserb&handlung deren Perraeatleistung
wesentlich verbessert werden.
Eine Einsparung an Chemikalien für die Kesselspeisewar.ser-Auf ·-
bereitungsanlage wird dadurch erzielt, daß zur Speisexvasserau.fbereitung
nur vorentsalztes, salzarmes Wasser Verwendung findet und daß bei der Aufbereitung des Abwassers aus dieser Anlage
das Ammoniak entfernt wird, mehrfach aufkonzentriert und als
Konditionierungschemikalie für das Kesselspeisewasser der Kessel spiesewa sserauf bereitungsanlage zurückgeführt wird*
Die Verwendung von Perineat aus der für die Kühlturm-ZusatK-wasser-Aufbereitung
eingesetzten Umkehrosmoseanlage hat den Vorteil, daß die.Waschwassermenge für den Schlamm aus der Sedimentation
sstufe der Rauchgasentschwefelungsanlage durch den gegenüber
dem Rohwassergehalt ganz wesentlich reduzierten Chloridgehalt
des Permeats drastisch verringert werden kann.
Der Entzug der Kalziumionen aus dem Waschwasser, das zur Spülung des Schlamms aus der Sedimentationsstufe der Rauchgasentschwef
elungsanlage verwendet wird, macht es möglich, das Waschwasser mittels einej: Umkehrosmoseanlage auf das ca. Vierfache
aufzukonzentrieren, d.h. 75 % des ablaufenden Waschwassers als Permeat wieder zu verwenden.
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■ BAPjORIGINAL
Zus3K;v:'3nfasseud (r.rir.oglicht das beschriebene Verfahren durch
die Koppelung von verschiedenen Abwasserströmen über miteinander
verbundenen Kreisläufen 'und Entsalzungsanlagen, daß
folgende Vorteile erreicht v-erdon:
a) sowohl Abwasser als auch aufgesalzene Brauchwasser teil
ströme durch entsprechende interne Kreisläufe werden praktisch restlos genutzt;
b) durch rjinsatz von überv?iegend physikalischen lConzentrierungotechrixken,
die im Kraftwerk vorhandene billige Energie v;ie Strom und Abwärme fase ausschließlich zur >:-rt&a.l Kung zu ver\;er)den und somit eine
ko5ter:c;üni--Lige Kreislaufführu;:;g der einzelnen Teilströme
jriöglieh ist;
c) die Unncelt bei astung durch die Abwässer des Kraftwerks
wird drastisch reduziert, da praktisch kaum mehr Abwasser, sondern überwiegend deponierfähige r fft.ste
Substanzen entsorgt werden müssen?
d) durch entsprechende Zusainmenführung niedrig salzhaltiger
ProduJctströme kann die Kesselspeisewasser-Auffoereitung
des Kraftwerks wesentlich verkleinert werden, so daß dia Entsalzung von höher salzhaltigem Rohwasser zu
Speisewasser durch aufwendige mehrstufige Vollent-salzungstechnik
entfällt und die ohnehin vorhandene Kondensatauf bereitungsanlctge auch für die Zusatz-Speisewasseraufbereitung
verwendbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann also die Verringerung der
Umweltbelastung durch den Kraftwerksbetrieb vorteilhaft mit
ei.ner Rassereinsparung und einer Verringerung des Aufbereitungsaufwandes für Zusatzwasser des Kühlkreislaufs und Kesselspeisewasser
kombinieren.
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BAD ORIGINAL
29UH5
Die Erfindung ist reit weiteren Einzelheiten in eier Zeichnung,
den Tabellen und der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
Fig. 1 Das Schalt .schema für die Kühlwasser- und Dampfkreiß]aufe
eines Kraftwerkes mit kohlebefeuertem Dampfkessel, Kondensationsturbinen, Naßkühlturm,
Rauchgasentschwefelungsanlage und Naß-Ascheentschlackung
Tabelle 1 Vergleiche für die Reduzierung der Emissionen von einem 7 00 MW Kraftwerk mit kohlebefevertar-i
Dampfkessel, Naß kühl turm, Ret uchga sent schwef elungs
anlage und Naß-Ascheentschlackung gegenüber dem
bisherigen Stand der Technik
Tabelle 2 Vergleiche für die Reduzierung der Leistung der Aufbereitungsanlagen und des Chemikalienbedarfs
zur Aufbereitung des Brauchwassers für ein 7 00 MW Kraftwerk mit kohlebefeuertem Dampfkessel,
Naßkühlturm, RauchgasentSchwefelungsanlage und
Naß-Ascheentschlackung gegenüber d.em bisherigen Stand der Technik.
Dem Dampf kesseil 1 wird rauchgasseitig die Rauchga sent Schwefelung
sanlage 4 mit Gaswäsche 4a und dem Kamin 5 nachgeschaltet.
Dampfseitig wird dem Kessel 1 die Kondensacionsturbine 2 nach-•geschaltet,
deren Kond.ensatküh.1 wasser in dem Naßkühl turm 3
gekühlt wird.
Rohwasser für den Kraftwerksbetrieb wird der Umkehrosmoseanlage
zugeführt. Das Konzentrat a der Umkehrosmoseanlage 7, die mit
% Permeatausbeute betrieben wird, wird mit dem Abschlammwasser
b aus dem. Kühlturmkreislauf vermischt und über den Wärrne-
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/M -
tauscher 8 der ürkehucsjuoBea'ilag-e r>
zuyeJeitet. Diese Umkehrosmosean.lage
9 enthält, \-5.c die Umkohrosmoceanlage 7, Module,
deren Membranen e:ir.o Salxrückhaltuna v'on 9C S aufweise/i und
diese üinkehrosraoscanlago 9 wird ebenfalls mit 75 % Perraeatausbaute
betrieben. Das von dieser /Vr,.lage erzeugte Permaat C
wird als Zusatswasser dam Kühlturmkreislauf zurückgeführt- Um
diese Menge an entsalztem ivasser verringert sich die notwendige
Aufbereitungsleistung dar Rohwnsseraufbereitung, in diesem
Fall der üir.kehrosmoseanlage 7.
Das Konzentrat d der ümkehroirnoseanlage 9 wird der Umkehre-^-
moseanlage 10 zugeführt. Da das GesamtSalzgehalt des Konzentrats
der ümkehrosmosesnlage 9 in^v/ischen einen Viert bis zu 10 000 g/t
oder höher erreicht hat, xst in dioser Umkehrosmoseeinheit der
Einsatz von Modulen, die Membranen mit einer Salzrücklialtung von
99 % haben, angebracht- Das Konzentrat r der Umkehrosmoseanlage
10, die mit einer Perineatausb^ute von ca. 4 0 % betrieben wird,
wird der Verdampfungsstufe 11 zugeführt. Das in dieser Verdampfer
stuf e 11, die außerdem auch noch mit verschiedenen an
deren Abwasserteilströmen gespeist wird, erzeugte salzarme und
heiße Kondensat f gelangt zuerst in den Wärmetauscher 8, in dem
es abgekühlt und gleichzeitig das der Umkehrosivioseanlage 9 geführte
Geraisch aus Abschlaminwasser b und Konzentrat a dos Kühlkreislaufs
aufgewärmt wird.
Kann'durch die Auf wärmung des Zulaufs zur Uinkehrosinoseaniage 9
und dciraus resultierend der Zuführung von aufgewärmten Perraeat
c als Zusatzwasser· zum Kühlkreislauf der thermische Wirkungsgrad des Naßkühlturms 3 beeinträchtigt werden, so ist es vorteilhafter,
den Wärmetauscher 8 entweder zur Aufwärmung des Zulaufs.9 zur Kesselspeisewasseraufbereitung 13 oder des Speisewassers
von der Kesselspeisewasseraufbereitung 13 zum Dampfkessel
1 einzusetzen-
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Durch die Aufv:errsung des Zulaufs zur Umkehrosmoseanlaya 5 wird
deren Permeatledstung wesentlich verbesserte Das Perraeat g der
ümkehrosr.ioseanlage 10 und das abgekühlte Kondensat f d.e2: Verdampfung;?
stufe 11 werden miteinander vermischt und ganx oder
teilweise der Kesselspeisewasser-Aufbereitungsanlage 13 des
Kraftwerks zugeführt.
Die Verdampfungsstufe 11 wird betriebskostengünstig mit entspanntem
Dampf \'l der Kondensationsturbine 2 betrieben.
In der Verdampf ungs stufe 11 wird das Zibwasser gemisch auf etwa
das Zehnfache seiner Salzkons-entratnon auf konzentriert, so daß
mit Salzgehalten int Konzentrat h der Verdampf ungs stufe 11 von
ca. 15 bis 20 % zu rechnen ist. Für die zur Deponiefähigkeit
dieser hochkonzentrierten Salzlösung notwendigen Stabilisierungs·-
stufe 12 kann der Verdampfung eine Trocknung folgen, wobei hier
ebenfalls für die Wäirmezuführung Abdampf Verwendung finden kann.
Auch eine chemische Stabilisierung ist möglich, wenn an einer Weiterverv.'ertung der Salze, etwa als Streusalz usw. nicht gedacht
ist, indem man der hochkonzentrierten Salzlösung als Bindemittel etwa Gips aus der Rauchgaswäsche 4a und bei kohlebefeuerten
Kraftwerken Äsche zumischt. Wird dadurch noch keine Verfestigung des Gemische erreicht, so kann der Zumischung eine Schlamment-Wässerung
folgen, in der das Gemisch auf einem Feststoffgehalt
von SO bis 90 % entwässert wird oder man kann in der Stabilisierurigsstufe
12 eine weitere mit Abdampf gespeiste Trocknung integrieren, in der dann ebenfalls feste Produkte mit niedrigem
Wassergehalt erzielt werden.
Das Gemisch aus Permeat g der Umkehronmoseanlage 10 und Kondensat
f der Verdampfungsstufe 11 weist einen sehr niedrigen Salzgehalt
auf, so daß es ohne aufwendige Entsalzungsmaßnahmen als Kesselspeisewasser
eingesetzt werden kann.
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4i
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Abwasser entr.Lcht durch die Regeneration in o;or Kesp.elspeisowasser-7ui£boxeitungsanlage
13. Die Regenerate ρ enthalten le
nach Aufbau der Aufbereitungsanlage Säure odor Lauge im Überschuß und .bei alkalischer Fahrensvx-ise des Kraftwerks größere Mengen an Ammonium und Hydrazin.
nach Aufbau der Aufbereitungsanlage Säure odor Lauge im Überschuß und .bei alkalischer Fahrensvx-ise des Kraftwerks größere Mengen an Ammonium und Hydrazin.
Das Abwasser v/ird in alkalischem Medium bei einem pJI-K'^rt von
10 mit Chlorbleichlauge behandelt und das Hydrazin zuru Stickstoff
oxidiert. Die Regelung der Chlorbleieblaugezugabe erfojgt durch
die Messung des Redoxpotentials im Behandlungsbecken der Entgiftungsonlage
14. Das behandelte Abwasser wird danach durch
Zusatz von Natronlauge auf einen pH--V7ert von 11-12 eingestellt
und in dem Ammoniiimkonzenti'ierungssystern 15 (Stripperko.lonne)
mit Abdampf w behandelt. Dabei entweicht das im Abwasser vorhandene
Ammonium gasförmig und kann infolge seiner guten Löslichkeit in Wasser adsorbiert werden. Durch mehrstufiges Strippen
und Adsorbieren des Ammoniaks kann eine mit zunehmender Stufenanzahl
konzentrierte Ammoniaklösung erhalten werden, die in der Kesselspeisewasser-Aufbereitungsa.nlage 13 sur Konditionierung
des Speisewassers bei alkalischer Fahrer:·svexse und iilkalisierung
des Dampf-Kondensatkreislaufs zurückgeführt werden kann.
Neben Ammoniak und Hydrazin enthält das Regenerat der Speisewasseraufbereitung
13 noch Schwerinetalle, wie Kupfer, Nickel,
Chrom usvr. Diese Schwermetalle werden bei der Neutraiisp.tion
des Abwassers als Hydroxyde gefällt und können zusammen mit anderen
vorhandenen suspendierten Feststoff er·, durch Sedimentation
abgetrennt und als Schlamm entsorgt werden. Ist das Abwasser weitgehend feststofffrei, so können die Schwermetalle durch
Filtration und selektive lonenaustauschtechniken aus dem Abwasser·
entfernt werden. (Schwermetall--Entfernungsanlage 16}.
Durch Elektrolyse können die Metalle aus den Regeneraten der
Selektiv-Ionenaustauscheranlage dann in fester Form abgeschieden
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werden. Das von Giftstoffen befreite, jedoch hochralzhaltige
Abwasser kann v/ahlweise direkt dar Verdompfungsstufe 11 ode.r
zur Vorkonzentrierung einer v/eiteren Umkehnrosiaoseanlage 24
zugeführt werden, deren Perrr.eat χ dann z.B. zur Kesselspei^w-wasseraufbereitung
13 oder als Susatz speisewasser zum. Kühlturmkreislauf gelangt.
Soll das Konzentrat der Verdampfungsstufe 11 ohne iieiterverwendbsrkeit
der Inhaltstoffe stabilisiert und danach deponiert werden, so kann auch auf eine Schwermetall- und gegebenenfalls
auch Fest st off abtrennung aus den Regenerate«, verzichtest und
das Abwasser nach Entfernung 'des Ammoniaks direkt oder nach
vorheriger Neutralisation dem Verdampfer IT zugeleitet werden.
Um die in der Rauchgaswäsche des Kraftwerkes anfallenden sehnr
großen Mengen an Kaliumsulfat verwerten zu können und nicht deponieren zu müssen, wird heute bereits so verfahren, daß
das Kalziumsulfat chloridfrei gewaschen "wird und dann als Relngips von Gipswerken abgenommen werden kann. Der Gipsschlamm
fällt b-ai der Sedimentation des Rauchgasu'äscharwnssers
mit einem Feststoffgehalt von ca. 50 % Trockensubstanz. Das
Klarwasserr das in einer Sedimentationsstufe erhalten wird,
führt man zur Rauchgaswäsche zurück. Der Schlamm wird in
einer Zentrifuge entwässert und gleichzeitig gewaschen. Für die Gipswäwche ist ein möglichst chloridfreies Wasser mit niedrigem
Salzgehalt gewünscht, um die Anforderungen der Gipsindustrie
für den Reinheitsgrad des Reingipser. Genüge zu tun.
Ein Teilstrom i des in der Umkehrosmose 7 aufbereiteten Rohwassers,
der nur noch einen sehr niedrigem Salzgehalt sowie niedrige Konzentration an Chlo2:id und Sulfat hat, wird als
Waschwasser für diesen Gips verwendet. Die für die Wäsche des
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Gipses notwendige IJaschwas.^rraonge zum Erliali: des von ö.en
Verwertern des Reingipses gewünschten Rostchloridgehalt ist
proportional dem Chloridgeh>~lt des Via schwas se.: G. Das nach
dem Auswaschen des Kalziur.if.ail fats aus der Zentrifuge 17 ablaufende
Gipswat>ch\vd;.;ser j ist mit Kalziumsulfat gesättigt.
Das suspendierte Kalziumsulfat wird abfiltriert und durch Enthärtung in der Enthärtungcanlage 18 wird der KalziuEicfehalt
des Waschwassers soweit reduziert, daß dieses in die üinkehroEiVioseanlage 19 eingespeist werden, kann. Dieses Aggregat
arbeitet mit 7 0 % PermeaLausbeutc. Das Permeat k wird clein
Gipswaschwasserteilstroin i aus der Unkehrosiiiossanliige 7 züge-·
mischt und gelangt mit diesem zusammen wieder als Ivaschwasser
in der Zentrifuge 17. Das Konzentrat 1 der Umkealirosraoseanlage
19 wird zusammen iiiit dem Regenerationsabtrasser m der Ent·-
hürtuncfsanlage 18 der Verdampfungsstufe 11 zugeführt, gegebenenfalls
nach Vorkonzsntriorung durch eins v/eitere Umkehr™
osmoseanlage deren Permeat ebe.nfalls dem Gips-Viasclwasst-r-Kreislauf
zugeleitet wird.
Rohwasser wird in das Naß-Äscheentschlackungssystern 23 eingespeist,
das dann als Aschekühlwasser η abläuft und neben sr.s■-pendierten
Gehwebestoffen einen Teil der wasser]öslichen Substanzen der Asche, überwiegend anorganische Salze enthält.
Ein weiteres Schwebestoffhaltiges Abwasser ist das Rückspulwasser
ο aus der Kesselspeisewasser·-Aufbereitungsanalge 13,
das beim Spülen der der Entsaisungseinheit der Speisewasseraufbereitungsanlage
13 vorgeschalteten Filter entsteht. Beide Abwasserströme werden vereinigt und gemeinsam aufbereitet. Ist
aufgrund der Rohwasserzusiunmcnsetzung eine Flockungs- und Sedimentationsstufe
22 der Umkehrosmoseeinlage 7 vorgeschaltet, so werden das Entschlacker-Kühlwasser sowie das Filter-Rück-spülwasser
aus der Kesselspeisewasser-Aufbereitungsanlaqe 13
möglichst kontinuierlich dieser Aufbereitungsstufe zugeführt
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4 ^BXbORlGlNAL
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und zusammen mit dem Rohwasser aufbereitet. Ist eine entsprechende
Vorreinigungsstufe vor der Umkehrοsmoseanlage 7 nicht
notwendig oder wird das Rohwasser lediglich filtriert, so kann die Abscheidung der Schwebestoffe nicht in der Vorreinigung
der- Knhehrosr.ioseanlage 7 vorgenommen werden, sondern
beide Wasser müssen in einer separaten Plockungs- und Sedimentation
se in richtung 21 aufbereitet werden. Das Klarwasser
wird danach dem Rohwasser vor der Uinkehrosmoseanlage 7 zugemischt.
Q30041/0SÖ7
,BAD ORIOINAL
vug tiJLiieia /υυ mi Kraftwerk mit kohlebefeuertem Dampfkessel,
Haßkühlturm, RauchqasentSchwefelungsanlage und Naß-Ascheentschlackung
A bei konventioneller Wasseraufbereitung (Entkarbonisierung, Voilentsalzung
und Nachentsalzung)
B bei Wasseraufbereitung nach der Erfindung (Umkehrosmose mit (a)
Konzentrierung und/oder (b) Stabilisierung
wobei GesamtSalzgehalt des Rohwassers = 550 mg/1 als NaCl
Cl Gehalt = 150 mg/1
SO4 Gehalt = 150 mg/1
SO4 Gehalt = 150 mg/1
HCO., Gehalt = 350 mg/1
und 1 = Reduzierung der Emission bezogen auf die konventionelle Aufbereitung in %
= Feststoffanfail bei Fiockung und Sedimentation vor Umkehrosmose als Vorrsir?.i<·'"·!'
Art der Emission j- |
c Zusatswasseraufbereitung | Dirnen | , sion |
A | I j |
4 | 6 | E | b | i i I |
Gesamtabwa s ser | d Aschekühl- u. Filterspül- I wasser |
t/h | 460 | 99 | 0 | |||||
e Gips aus Rauchgaswäsche | Reduz «5. Ό |
• 1 | 0 | 5 | 1 , 0 | 100 | i | |||
Gesamtsalζ | f Feststoff aus Stabili sierung |
t/h | 1 , | 29 | 0 | j | ||||
i Gesamt Feststoff I ; c, d, o„ τ |
Reduz "6 |
. 1 | 0 | 0 | C 5 (0f'8)a |
100 | ||||
I | t/h | r* | 97 | (2,' | ||||||
Redu% Ό |
I | 0 | 5 | 0 (0f3)2 |
δ δ (2, |
5 ! δ)2 j |
||||
t/h | -1 1 I |
C, 5 | Q (0, |
8;2 I | ||||||
t/h | 0, | 0 | 3)2 ; | |||||||
t/h | 16, | 0 | 0 | |||||||
t/h | 2 | |||||||||
\ |
?abelle
Reduzierung der Leistung der Aufbereitungsanlagen und des ChemiVialienbedarxs
zur Aufbereitung des Brauchwassers für ein 7 00 MW Kraftwerk mit kohlebefeuertem
Dampfkessel, Naßkühlturm, Rauchgasentschwsfelungsanlaqe und Naß-Ascheentschlackung
A bei konventioneller Wasseraufbereitung
B bei Wasseraufbereitung nach der Erfindung
wobei a = mit Kationen + Mischbett gleichstrcm-konventioneiler Bauart
b = mit Kationen -ί- Mischbatt kontinuierlich gegenstromregeneriert
O Ca) O
Dim. | A | B | a 51 |
65 | |
Wasserbedarf des | t/h | 1700 | 35 J |
||
Kraftwerks | Reduz. % |
0 | J 15 j |
||
Leistung Zusatz | t/h | 1500 | b 26 |
||
wasseraufbereitung | Reduz. O, Ό |
0 | 1250 | ||
! Leistung |
t/h | 0 | 27 I I |
||
Verdampfer | Redus. O. Ό |
100 | 1000 | ||
Chemikalienverbrauch Zusatzwasseraufbereitung |
% | 1.00 | 33 | ||
Chemikalienverbrauch Kesseispeisewasserauf bereitung |
O. Q |
100 | |||
Leerseite
Claims (7)
- . Verfahren für dia Aufbereibjpg von Sufatzv.'assor für die Kühl ν;" ε s sr™ und Daiviof kreisläufe ί-owie eins einfallende abwasser eines t herrai sehe;) Kraftwerkes mit Kondensat ion c-·- turbinan, Nr:ßkühltürr.ian und gegebenen.!;alls eiiiea: RauchgasenLschv.'efelungsanlage und Naß-^u^beentRchlackung, bei dem das Abschlämmessor des Kühlturmkreislaufs in einer Uir.~ kehrosinoKeanlcige entsalzt wird und ein Teil des Porm.«ats zurück' in den KüLLi.tVirjui-rreiülauf und ein weiterer Tei3 ces Perificat.s in eine Kessel ;vpaise\vc<.s&er-Aui"bereitung r-anlago geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das lions en tr^.fc (a) einer für die Kühltur;1v~Zusata\va3Be;--;uifberej.tu.ici einc.;ysetKten Ui\iKeh.LC>smoc.aanlage (7) iait Abschlaimiiwasscr (b). des Kühlturri'.kreislaufε veri-ischt,. über einen Wärmetauscher (B) geleitet und in einer Umkelirösriioseanlage (9) entsalzt wiru, wobei des erhaltene Konten trat (d) in einer v/eiteren. l'nnkehroamoseanlage (10) behandelt, deren Konzentrat (3:) in einer mit Dampf aus deia Darapfkreislaui: beiisisten Yerdampfungo·- stufe (11) erwärmt und danach das Konzentrat (h) dieser Stufe in eine?: Stabilisierungs&tuie (12) aufbereitet wircLr woboi sich Feststoff bildet,
- 2. Verfahren für die Aufbereitung von Zusatxwasser und Jibvre..sρ e'.r nach 7ii-ispruch 1, dadurch gekennzeichnet,- daß das Gemisch aur Konzentrat (a) der üinkehrosmoseanlage (7) der Kühlturrazusat:■■■■ wasser-7rafbereitungsanlage und des Abschlaramwassers (b) aas Kühlturnikreislaufs mittels Kondensat (f) der Verdampfungsstufe (11) in dem Wärmetauscher (8) erwärmt und dieses dann zusammen mit dem Perineat der Umkehresmoseanlage (10) gans odex teilweise in einer konventionell - oder kontinuierlich betriebenen Mischbett-Kesselspeisewasser-Aufbereitungsanlage (13) behandelt und das Permeat der Umkehrosmoseanlage (9) ganz oder teilweise in den Kühlturmkreislauf geleitet werden.u* O030041/0507BAD ORIGINAL
- 3. Verfahren für die Aufbereitung von Zusatswasser und Abwasser nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet,- daß da.-; ciup der Kesselspeisevasser-vvufbereitungsaniage (13) anfallende Abwasser (p) in eine Hydrajiin-Bntgiftungsanlaye (1 'ΐ) geleitet und danach in einem Ammoimmikonaentrierungssystem (15) behandelt wird, wobei sich eine konzentrierte ammoniakhaltige Lösung bildet, die zu der Kesse.1 speisewasser-Äufbereitungsanlage (13) zurückgeführt wird, während das behandelte Abwasser einer Schwermetall-Entfernungr;anlage (16) zugeleitet und schlicßliohe der Verdarapfungs stufe (11) zugeführt wird.
- 4. Verfahren für die /Aufbereitung von Zufätzwasser und Abv.'assar nach Aupsruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das behandelte Abwasser aus de?. Schwermetallentfernung (16) wahlweise mit einer weiteren Umkehrosmose (24) behandelt, das Permaat (x) daraus dem Tei.lst.voni (g) zugeführt und das Konzentrat. (z) der Veraavnpfun-jSsLufe (11) zugeleitet wird*
- 5. Verfahren für die Aufbereitung von Zusatzwasser und Abwasser nach Anspruch 1 ,. wobei das Rauchgas des Kessels in den Wäscher der Eauchgasentschv.ef elungsanlage mit Roh wasser gewaschen, das anfallende Calciumsulfat in einer zugehörigen Sedimentationsstufe entwässert und das erhaltene Klarwasser der Sedimentationsstufe dem Gaswäscher zurückgeführt wird, während der Schlamm aus der Sedimentationsstufe in der zügehörigen Zentrifuge entwässert wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Schlamm mit einem Teilstrcm (i) des Wassers der Kühlturm-Zusatzv/asseraufbereitung (7) gleichzeitig gewaschen, das ablaufende VJaschwasser (j) über eine Enthärtungsanlage(18) in eine Umkehrosmoseanlage (19) geleitet und deren Permeat (k) mit dem Teilstrom (i) wieder vereinigt und geneinsam zu der Zentrifuge (17) zurückgeführt wird, während das Rege-3 -030041/0507BAD ORIGINAL29HH5nerat (in) der Enthartungsanlage (18) wahlweise zuströmen mit dem Konzentrat de.r nachgeschalteten Umkehre smosear-lage (19) der Verdampfungsstufe . (11) zugeführt oder zu der Enthärtung sanla ge (18) rückgeführt wird.
- 6. Verfahren für die Aufbereitung von Zusatzwasser und Abwasser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Konsentrat: der Umkehrosmoseanlage (13) einer weiteren Umkehre-smoseanlage zugeführt, das Konzentrat (1) in der Verdampfungsstufe (11) weiter konzentriert und das Permeat der Umkehrosmose zusätzlich zur Zentrifuge (17) zurückgeführt wird.
- 7. Verfahren für die Aufbereitung von Zusatzwasser und Zibwasser nach Anspruch 1, wobei das Aschekühl system des Naßentschlaicker;(23) mit unbehandeltem Rohwasser gespeist wird, dadurch gekennzeichnet daß der Ablauf des Naßentschiackers (23) mit dem Rück spül w<i st; er (o) der Kesselspeisewasser-Aufberaitungsanlage (13) vermischt und zusammen in einer Rohwasser-Reinigungsanlage (22) oder einer separaten Flockungs- und Sedimentation ε- stufe (21) behandelt wird.030041/0507ORIGINAL
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