DE2914145C3 - Verfahren zur Verringerung des Brauchwasserbedarfs und Abwasseranfalls von thermischen Kraftwerken - Google Patents

Verfahren zur Verringerung des Brauchwasserbedarfs und Abwasseranfalls von thermischen Kraftwerken

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DE2914145C3 DE2914145A DE2914145A DE2914145C3 DE 2914145 C3 DE2914145 C3 DE 2914145C3 DE 2914145 A DE2914145 A DE 2914145A DE 2914145 A DE2914145 A DE 2914145A DE 2914145 C3 DE2914145 C3 DE 2914145C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Aufbereitung von Zusatzwasser für die Kühlwasser- und Dampfkreisläufe sowie des anfallenden Abwassers eines thermischen Kraftwerks mit Kondensationsturbinen, Naß-Kühltürmen und gegebenenfalls einer Rauchgasentschwefelungsanlage und Naß-Ascheentschlackung, bei welchem das Abschlammwasser des Kühlturm-Kreislaufs in einer Umkehrosmoseanlage entsalzt und das Permeat zurück in den Kühlturm-Kreislauf geleitet wird.
Das erforderliche Zusatzwasser für thermische Kraftwerke mit nasser Rückkühlung, das nahezu ausschließlich dem Oberflächenwasser entnommen wird, muß mechanisch und chemisch aufbereitet werden, damit es sowohl den Betriebserfordernissen als auch den Auflagen hinsichtlich der Vorfluterbelastung beim Wiedereinleiten der Abwassermengen entspricht.
In der Informationsbroschüre der Rheinisch Westfälischen Elektrizitätswerke Aktiengesellschaft, Essen »Kraftwerk Neurath«, ist ein Braunkohlekraftwerk beschrieben, bei dem das benötigte Rohwasser in Sammelbecken aufgenommen und einer Entkarbonisierungsanlage zugepumpt wird. Aus dieser Anlage findet die Versorgung des Kühlwassernetzes mit Zusatzwasser statt. Ein Teilstrom des entkarbonisierten Wassers wird zur Vollentsalzungsanlage gepumpt und dient nach Durchlauf von Kies-, Kationen-, Anionen- und Mischbettfiltern als Zusatzwasser für den Dampfkreislauf der Blöcke. Eine Kondensataufbereitungsanlage ist vorhanden, die nicht verwendungswürdiges Kondensat aus den Blöcken sammelt, entsalzt und mit dem entsalzten Zusatzwasser aus der Vollentsalzung den Kondensat-Vorratsbehältern der Blöcke Speisewasser zur Verfü-
40 gung stellt.
Nachteilig bei einem derartigen Kraftwerk isi es, daß große Mengen unterschiedlich mit gelösten Salzen und ungelösten Feststoffen belastete Abwasser anfallen, die zum überwiegenden Teil in entsprechenden getrennten Abwasseraufbereitungsanlagen gereinigt und dann einem Vorfluter, meistens einem Oberflächenwasser zugeführt werden.
Bei einem thermischen Kraftwerk mit Kreislaufkühlung (Naß-Kühlturm) und Rauchgasentschwefelung müssen folgende unterschiedlich belastete Abwässer aufbereitet und abgeleitet werden:
1) Abwasser aus der Abschlämmung des Kühlkreislaufs mit hohem Salzgehalt, zeitweise freiem Chlor und absetzbaren Stoffen.
2) Regenerate aus der Kesselspeisewasseraufbereitung (Vollentsalzung und Kondensataufbereitung) mit hohen Salzgehalten, Überschüssen an Säure oder Lauge.
bo 3) Abwasser aus der Rauchgasentschwefelung mit hohen Salzgehalten und hoher Konzentration an Feststoffen.
4) Abwasser oder Schlamm aus der Zusatzwasseraufbereitung für den Kühlturm-Kreislauf:
es
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 20 und 70%.
5) Filterspülwasser aus der Kesselspeisewasseraufbereitung und/oder Vorreinigungsanlagen der Zusatzspeisewasseraufbereitung, sowie eventuell aus Teilstromfiltrationsanlagen des Kühlkreislaufs niit hohem Gehalt an absetzbaren Stoffen.
6) Abwas-er aus der Aschekühlung mit verhältnismäßig hohen Salzgehalten und absetzbaren Stoffen.
Daneben fallen zeitweise in größeren Absländen Leitungs- und Kesseispülwasser bei Revisionen mit höheren Gehalten an Feststoffbestandteilen sowie chemisch belastete Abwasser (sauer oder alkalisch) aus Kesseldruckprüfungen, Beizvorgängen usw. an. Im Vergleich zu den Abwässermengen aus den obengenannten Anfallstellen sind die Mengen dieser diskontinuierfich anfallenden Abwasser so gering, daß sie hier vernachlässigt werden sollen.
Bei alkalischer Fahrensweise enthalten die Spül- und Regenerationsabwasser der Kondensataufbereitungsaniage Ammonium und Hydrazin in unterschiedlichen Mengen.
Stand der Technik bei der Aufbereitung dieser Abwasserteilströme ist:
a) bei Vorhandensein von Säure oder Laugeüber-Schüssen die Neutralisation in entsprechend groß bemessenen Speicher- und Neutralisationsbecken und Ableitung des neutralisierten Abwassers, wobei normalerweise bei der Neutralisation entstehende abfiltrierbare Stoffe nicht entfernt werden;
b) bei Vorhandensein von absetzbaren Stoffen, die Sedimentation in entsprechenden Absetzbecken. Ableitung des KUirwassers und direkte Deponie des anfallenden Schlammes oder Deponie nach Entwässerung mit maschinellen Schlammentwässerungseinrichtungen;
c) Abwässer mit hohen Salzgehalten. Soweit diese Abwässer weder Säure noch Lauge im Überschuß oder absetzbare Stoffe enthalten, werden sie direkt abgeleitet;
d) ammonium- und hydrazinhaltige Abwässer. Auch hier erfolgt zur Zeit noch keine Reduzierung des Gehalts an den genannten Inhaltsstoffen.
Den Hauptanteil des Gesamtabwassers bildet das Abschlammwasser des Kühlturm-Kreislaufs, der durch die von der Eindickung im Kreislauf her erzeugten hohen Chlorid-, Sulfat- und Gesamtsalzgehalt charakterisiert ist.
Eine verfahrenstechnische Lösung zur Reduzierung des Kühlwasserbedarfs eines thermischen Kraftwerks mit nasser Rückkühlung ist durch den Aufsatz »Senkung des Kühlwasserbedarfs durch umgekehrte Osmose«, Wärme Band 80, Heft 6 (1974), Seite 116 bis 119, bekanntgeworden. Bei diesem bekannten Verfahren wird eingedicktes Umlaufwasser (Abschlammwasser) entzogen und durch eine Umkehrosmoseanlage gefördert, entsalzt und das Permeat dem Kühlturm-Kreislauf 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-Aufbereitungsanlage ein Teil des Permeats als vorentsalztes Wasser zugeführt werden.
Bei diesem bekannten Verfahren werden die Maßnahmen iur Abwassersanierung und Verringerung der Frischwasserkosten auf den Kühlkreislauf und zum Teil auf die Kesselspeisewasser-Aufbereitung beschränkt
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für die Aufbereitung von Zusatzwasser für die Kühlwasser- und
ι« Dampfkreisläufe sowie des anfallenden Abwassers zu schaffen, wobei eine Wassereinsparung, eine Verringerung des Aufbereitungsaufwandes (sowohl bezüglich des Verbrauchs an Chemikalien als auch der Anlagenkosten) und durch eine Verminderung der Emissionen auch
ii eine Verringerung der Umweltbelastung durch den Kraf'werksbetrieb erreicht werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man ein Rohwasser mittels einer Umkehrosmose aufbereitet, das Permeat hiervon in zwei Teilströme teilt, wobei man den einen Teilstrom in eine Gipswäsche der Rauchgasentschwefelung und den anderen Teilstrom als Zusatzwasser in einen Kühlturm-Kreislauf einspeist, das Konzentrat der Umkehrosmose mit dem Abschlammwasser des Kühlturm-Kreislaufes vermischt, diese Mischung einer zweiten Umkehrosmose nach Vorwärmung unterwirft, das Permeat dieser Umkehrosmose ebenfalls in den Kühlturm-Kreislauf einspeist, während man das erhaltene Konzentrat aus dieser zweiten Umkehrosmose einer dritten Umkehrosmose zuführt,
jo deren Konzentrat man mit dem Abdampf einer Kondensationsturbine verdampft, den aus dem Konzentrat erhaltenen Dampf durch die Erwärmung des Gemisches kondensiert, das erhaltene Kondensat mit dem Permeat aus dieser Umkehrosmose mischt und das Gemisch mittels eines konventionell oder kontinuierlich betriebenen Mischbett-Ionenaustauschers aufbereitet.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wäscht man den Schlamm der Rauchgasentschwefelung mil dem Teilstrom des Permeats der ersten Umkehrosmose, das ablaufende Waschwasser über eine Enthärtung in eine vierte Umkehrosmose leitet, deren Permeat mit dem Teilstrom wieder vereinigt und gemeinsam zu einer Zentrifuge zurückführt, während man wahlweise das Konzentrat der nachgeschalteten vierten Umkehrosmose zur Regeneration der Enthärtung zuführt oder zusammen mit dem Regenerat der Enthärtung direkt oder über eine fünfte Umkehrosmose der Verdampfung zuleitet.
Gegenüber dem Stand der Technik nach dem bereits
■>o erwähnten Aufsatz »Senkung des Kühlwasserbedarfs durch umgekehrte Osmose«, eingesetzten physikalischen Entsalzungsverfahren für das Zusatzwasser zum Kühlturm-Kreislauf und auch das Gipswaschwasser der Rauchgasentschwefelung ergeben sich zwangsläufig
a) durch den Einsatz einer Umkehrosmoseanlage zur Entsalzung des Zusatzwassers für den Kühlturm-Kreislauf wird der Gesamtsalzgehalt und der Gehalt an Chlorid und Sulfat des zur Verfügung
bo stehenden Rohwassers aut ein Zehntel des ursprünglichen Wertes reduziert. Da sich die Abschlammenge aus den Inhaltsstoffen des Rohwassers und dem Limit dieser Inhaltsstoffe im Kühlkreislauf und den Verdampferverlusten des
b) Kühlturms nach der Gleichung
A = V x —
S-
S, - S:
berechnet, wobei
A= Abschlammenge(t/h)
V= Verdampferverluste (t/h)
Sz= Konzentration Zusatzwasser (g/t) r>
St= Limitkonz. Kreislauf (g/t)
und durch diese Maßnahme eine wesentliche Verringerung der Abschlammenge dem bisherigen Stand der Technik gegenüber, erreicht wird;
b) eine Entlastung aller miteinander gekoppelten nachfolgenden Konzentrationsstufen (Umkehrosmose und Verdampfer);
c) durch den auf physikalischem Wege verringerten Chloridgehalt des Gipswassers erzielt man eine erheblich verringerte Menge dieses Wasch wassers, sowie eine beträchtliche Verringerung des Anlagevolumens des Gipswaschwasser-Kreislaufs;
d) durch die erfindungsgemäße Auswahl der Membrandurchlässigkeit und der Permeatausbeute ent- 2« sprechend der Zulaufsalzkonzentralion und dem zu erreichenden Permeatsalzgehalt, sowie dem gezielten Einsatz physikalischer Entsalzungsverfahren bei hohen Salzgehalten und chemischen Entsalzungsverfahren bei niedrigen Salzkonzentrationen _>> werden ein Optimum an Effekt und ein Minimum an Betriebsmitteln erzielt. Dieser Effekt zeigt sich aus den Tab. 1 und 2 hinsichtlich der Schadstoffemission, sowie der Leistung der Aufbereitungsanlagen und des Chemikalienbedarfs;
e) durch Nutzung der fühlbaren Wärme der Verdampferbrüden aus der Verdampferstufe wird die Permeatleistung in der Umkehrosmoseanlage des Kühlturm-Kreislaufs wesentlich verbessert und dadurch das Anlagevolumen reduziert. Das hierbei etwas wärmer in den Naß-Kühlturm eintretende Kühlwasser beeinträchtigt dessen Leistung unwesentlich, was der Fachmann nicht erwarten kann.
Die Erfindung ist m:5 weiteren Einzelheiten in der Zeichnung, den Tabellen und der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
Figur Das Schaltschema für die Kühlwasser- und Dampfkreisläufe eines Kraftwerkes mit koh- 4i lebefeuertem Dampfkessel, Kondensationsturbinen, Naß-Kühlturm, Rauchgasentschwefelungsanlage und N aß-Ascheentschlackung.
Tabelle 1 Vergleiche für die Reduzierung der Emissionen von einem 700 MW Kraftwerk mit kohlebefeuertem Dampfkessel, Naß-Kühlturm, Rauch^äsentschvyefeiun^sEnlE^e und N aß-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 700 MW Kraftwerk mit kohlebefeuertem Dampfkessel, Naß-Kühlturm, Rauchgasentschwefelungsanlage und Naß- bo Ascheentschlackung gegenüber dem bisherigen Stand der Technik.
Dem Dampferzeuger 1 wird rauchgasseitig die Rauchgaseritschwefelungsanlage 4 mit Gaswäsche 4a b$ und dem Kamin 5 nachgeschaltet. Dampfseitig wird dem Dampferzeuger 1 die Kondensationsturbine 2 nachgeschaltet, deren Kondensatkühlwasser aus dem Kondensator 6 in dem Naß-Kühltrum 3 gekühlt wird.
Rohwasser für den Kraftwerksbetrieb wird der Umkehrosmoseanlage 7 zugeführt. Das Konzentrat »a« der Umkehrosmoseanlage 7, die mit 75% Permeatausbeute betrieben wird, wird mit dem Abschlämmwasser »fx< aus dem Kühlturm-Kreislauf vermischt und über den Wärmetauscher 8 der Umkehrosmoseanlage 9 zugeleitet. Diese Umkehrosmoseanlage 9 enthält, wie die Umkehrosmoseanlage 7, Module, deren Membranen eine Salzrückhaltung von 90% aufweisen und diese Umkehrosmoseanlage 9 wird ebenfalls mit 75% Permeatausbeute betrieben. Das von dieser Anlage erzeugte Permeat C wird als Zusatzwasser dem Kühlturm-Kreislauf zurückgeführt. Um diese Menge an entsalztem Wasser verringert sich die notwendige Äufbereitungs'eistung der Rohwasscraufbcrcitüng, in diesem Fall der Umkehrosmoseanlage 7.
Das Konzentrat »cft< der Umkehrosmoseanlage 9 wird der Umkehrosmoseanlage 10 zugeführt. Da der Gesamtsalzgehalt des Konzentrats der Umkehrosmoseanlage 9 inzwischen einen Wert bis zu 10 000 μg/l oder höher erreicht hat, ist in dieser Umkehrosmoseeinheit der Einsatz von Modulen, die Membranen mit einer Salzrückhaltung von 99% haben, angebracht. Das Konzentrat »n< der Umkehrosmoseanlage 10, die mit einer Permeatausbeute von ca. 40% betrieben wird, wird der Verdampferstufe 11 zugeführt. Die in dieser Verdampferstufe 11, die außerdem auch noch mit verschiedenen anderen Abwasserteilströmen gespeist wird, erzeugte salzarmen und heiße Brüden »/« gelangt zuerst in den Wärmetauscher 8, in dem sie abgekühlt und gleichzeitig zur Umkehrosmoseanlage 9 geführte Gemisch des Abschlammwassers »ίκ< und Konzentrat »2« des Kühlkreislaufs aufgewärmt wird.
Kann durch die Aufwärmung des Zulaufs zur Umkehrosmoseanlage 9 und daraus resultierend der Zuführung von aufgewärmten Permeat »a< als Zusatzwasser zum Kühlkreislauf der thermische Wirkungsgrad des Naß-Kühlturms 3 beeinträchtigt werden, so ist es vorteilhafter, den Wärmetauscher 8 entweder zur Aufwärmung des Zulaufes »g« zur Umkehrosmoseanlage 9 oder Mischbett-Kesseispeisewasseraufbereilung ί3 oder des Speisewassers von der Mischbett-Kesselspeisewasseraufbereitung 13 zum Dampferzeuger 1 einzusetzen.
Durch die Aufwärmung des Zulaufs zur Umkehrosmoseanlage 9 wird deren Permeatleistung wesentlich verbessert Das Permeat »gw der Umkehrosmoseanlage 10 und das abgekühlte Kondensat »/« der Verdampfungsstufe 11 werden miteinander vermischt und ganz oder teilweise der Mischbett-Kesselspeisewasseraufbereitung 13 des Kraftwerks zugeführt.
Die Verdampfungsstufe 11 wird betriebskostengünstig mit entspanntem Dampf » W« der Kondensationsturbine 2 betrieben.
In der Verdampfungsstufe 11 wird das Abwassergemisch auf etwa das Zehnfache seiner Salzkonzentration aufkonzentriert, so daß mit Salzgehalten im Konzentrat »/k< der Verdampfungsstufe 11 von ca. 15 bis 20% zu rechnen ist Für die zur Deponiefähigkeit dieser hochkonzentrierten Salzlösung notwendigen Stabilisierungsstufe 12 kann der Verdampfung eine Trocknung folgen, wobei hier ebenfalls für die Wärmezuführung Abdampf Verwendung finden kann. Auch eine chemische Stabilisierung ist möglich, wenn an einer Weiterverwertung der Salze, etwa als Streusalz usw. nicht gedacht ist, indem man der hochkonzentrierten Salzlösung als Bindemittel etwa Gips aus der Rauchgas-
wäsche 4a und bei kohlebefeuerten Kraftwerken Asche zumischt. Wird dadurch noch keine Verfestigung des Gemischs erreicht, so kann der Zumischung eine Schlammentwässerung folgen, in der das Gemisch auf einem Feststoffgehalt von 80 bis 90% entwässeri wird oder man kann in der Stabilisierungsstufe 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 Umkehrosmoseanlage 10 und Kondensat »/"« der Verdampfungsstufe 11 weist einen sehr niedrigen Salzgehalt auf, so daß es ohne aufwendige Entsalzungsmaßnahmen als Kesselspeisewasser eingesetzt werden kann.
Abwasser entsteht durch die Regeneration in der Mischbett-Kesselspeisewasseraufbereitung 13. Die Regenerate »ρ« enthalten je nach Aufbau der Aufbereitungsanlage Säure oder Lauge im Überschuß und bei alkalischer Fahrensweise des Kraftwerks größere Mengen an Ammonium und Hydrazin.
Das Abwasser wird in alkalischem Medium bei einem pH-Wert von 10 mit Chlorbleichlauge behandelt und das Hydrazin zum Stickstoff oxidiert. Die Regelung der Chlorbleichlaugezugabe erfolgt durch die Messung des Redoxpotentials im Behandlungsbecken der Entgiftungsanlage 14. Das behandelte Abwasser wird danach durch Zusatz von Natronlauge auf einen pH-Wert von 11-12 eingestellt und in dem Ammoniumkonzentrierungssystem 15 (Stripperkolonne) mit Abdampf »w« behandelt. Dabei entweicht das im Abwasser vorhande- jn ne Ammonium gasförmig und kann infolge seiner guten Löslichkeit in Wasser adsorbiert werden. Durch mehrstufiges Strippen und Adsorbieren des Ammoniaks kann eine mit zunhemender Stufenanzahl konzentrierte Ammoniaklösung erhalten werden, die in der Kessel- j-, speisewasser-Aufbereitungsanlage 13 zur Konditionierung des Speisewassers bei alkalischer Fahrensweise und Alkalisierung des Dampf-Kondensatkreislaufs zurückgeführt werden kann.
Neben Ammoniak und Hydrazin enthält das Regene- 4(1 rat der Speisewasseraufbereitung 13 noch Schwermetall, wie Kupfer, Nickel, Chrom usw. Diese Schwermetalle werden bei der Neutralisation des Abwassers als Hydroxyde gefällt und können zusammen mit anderen vorhandenen suspendierten Feststoffen durch Sedimen- 4-, tation abgetrennt und als Schlamm entsorgt werden. Ist das Abwasser weitgehend feststofffrei, so können die Schwermetalle durch Filtration und selektive Ionenaustauschtechniken aus dem Abwasser entfernt werden. (Schwermetall-Entfernungsanlage 16.) Durch Elektrolyse können die Metalle aus den Regeneraten der Selektiv-Ionenaustauscheraniage dann in fester Form abgeschieden werden. Das von Giftstoffen befreite, jedoch hochsalzhaltige Abwasser kann wahlweise direkt der Verdampfungsstufe 11 oder zur Vorkonzentrierung einer weiteren Umkehrosmoseanlage 24 zugeführt werden, deren Permeat »x« dann z.B. zur Mischbett-Kesselspeisewasseraufbereitung 13 oder als Zusatzspeisewasser zum Kühlturm-Kreislauf gelangt
Soll das Konzentrat der Verdampfungsstufe 11 ohne Weiterverwendbarkeit der Inhaltsstoffe stabilisiert und danach deponiert werden, so kann auch auf eine Schwermetall- und gegebenenfalls auch Feststoffabtrennung aus den Regeneraten verzichtet und das Abwasser nach Entfernung des Ammoniaks direkt oder t,5 nach vorheriger Neutralisation dem Verdampfer 11 zugeleitet werden.
Um die in der Rauchgaswäsche 4a des Kraftwerkes anfallenden sehr großen Mengen an Kalziumsulfat verwerten zu können und nicht deponieren zu müssen, wird heute bereits so verfahren, daß das Kalziumsulfat chloridfrei gewaschen wird und dann als Reingips von Gipswerken abgenommen werden kann. Der Gipsschlamm fällt bei der Sedimentation 20 des Rauchgaswäscherwassers 4a mit einem Feststoffgehalt von ca. 50% Trockensubstanz. Das Klarwasser, das in der Sedimentationsstufe 20 erhalten wird, führt man zur Rauchgaswäsche 4a zurück. Der Schlamm wird in einer Zentrifuge 17 entwässert und gleichzeitig gewaschen. Für die Gipswäsche ist ein möglichst chloridfreies Wasser mit niedrigem Salzgehalt gewünscht, um die Anforderungen der Gipsindustrie für den Reinheitsgrad des Reingipses Genüge zu tun.
Ein Teilstrom »/« des in der Umkehrosmose 7 aufbereiteten Rohwassers, der nur noch einen sehr niedrigen Salzgehalt sowie niedrige Konzentration an Chlorid und Sulfat hat, wird als Waschwasser für diesen Gips verwendet. Die für die Wäsche des Gipses notwendige Waschwassermenge zum Erhalt des von den Verwertern des Reingipses gewünschten Restchloridgehalt ist proportional dem Chloridgehalt des Waschwassers. Das nach dem Auswaschen des Kalziumsulfats aus der Zentrifuge 17 ablaufende Gipswaschwasser »y« ist mit Kalziumsulfat gesättigt. Das suspendierte Kalziumsulfat wird abfiltriert und durch Enthärtung in der Enthärtungsanlage 18 wird der Kalziumgehalt des Waschwassers so weit reduziert, daß dieses in die Umkehrosmoseanlage 19 eingespeist werden kann. Dieses Aggregat arbeitet mit 70% Permeatausbeute. Das Permeat »£« wird dem Gipswaschwasserteilstrom »/« aus der Umkehrosmoseanlage 7 zugemischt und gelangt mit diesem zusammen wieder als Waschwasser in der Zentrifuge 17. Das Konzentrat »/« der Umkehrosmoseanlage 19 wird zusammen mit dem Regenerat »m« der Enthärtungsanlage 18 der Verdampfungsstufe 11 zugeführt, gegebenenfalls nach Vorkonzentrierung durch eine weitere Umkehrosmoseanlage 25 deren Permeat ebenfalls dem Gips-Waschwasser-Kreislauf zugeleitet wird.
Rohwasser wird in das Naß-Ascheentschlackungssystem 23 eingespeist, das dann als Aschekühlwasser »n« abläuft und neben suspendierten Schwebestoffen einen Teil der wasserlöslichen Substanzen der Asche, überwiegend anorganische Salze enthält. Ein weiteres schwebestoffhaltiges Abwasser ist das Rückspülwasser »<*< aus der Mischbett-Kesseispeisewasseraufbereitung 13, das beim Spülen der der Entsalzungseinheit der Mischbett-Speisewasseraufbereitung 13 vorgeschalteten Filter entsteht Beide Abwasserströme werden vereinigt und gemeinsam aufbereitet. Ist aufgrund der Rohwasserzusammensetzung eine Flockungs- und Sedimentationsstufe 22 der Umkehrosmoseanlage 7 vorgeschaltet so werden das Entschlacker-Kühlwasser sowie das Filter-Rückspülwasser aus der Mischbett-Kesselspeisewasseraufbereitung 13 möglichst kontinuierlich dieser Aufbereitungsstufe zugeführt und zusammen mit dem Rohwasser aufbereitet Ist eine entsprechende Vorreinigungsstufe vor der Umkehrosmoseanlage 7 nicht notwendig oder wird das Rohwasser lediglich filtriert so kann die Abscheidung der Schwebestoffe nicht in der Vorreinigung der Umkehrosmose 7 vorgenommen werden, sondern beide Wasser müssen in einer separaten Flockungs- und Sedimentationseinrichtung 21 aufbereitet werden. Das Klarwasser wird danach dem Rohwasser vor der Umkehrosmoseanlage 7 zugemischt
ίο
Tabelle 1
Emissionen von einem 700 MW Kraftwerk mit kohlebefeuertem Dampfkessel, Naßkühlturm, Rauchgasentschwefelungsanlage und Naß-Ascheentschlackung
A bei konventioneller Wasseraufbereitung (Entk.»rbonisierung, Vollentsalzung und Nachentsalzung)
B bei Wasseraufbereitung nach der Erfindung (Umkehrosmose mit (a) Konzentrierung und/oder (b) Stabilisierung)
wobei
Gesamtsalzgehalt
des Rohrwassers = 650 mg/1 als NaCl
Cl Gehalt = 150 mg/1
SO4 Gehalt = !50 mg/1
HCO3 Gehalt = 350 mg/1
1 = Reduzierung der Emission bezogen auf die konventionelle Aufbereitung in %
2 = Reduzierung bei Flockung und Sedimentation vor Umkehrosmose als Vorreinigung
Art der Emission
Dimension
Gesamtabwasser
Gesamtsalz
Gesamt FeststolTc, d, e, f
c Zusatzwasseraufbereitung
t/h Reduz.
t/h Reduz.
t/h Reduz.
t/h
d Aschekühl- u. Filterspülwasser t/h e Gips aus Rauchgaswäsche t/h
f Feststoff aus Stabilisierung
460 6 0
0 99 100
1,4 1,0 0
0 29 100
17,5 0,5
(O,8)2 		2,5
(2,8)"
0 97
(95): 		86
(2,8r
1,0 0
(0,3 )2 		0
(0.3):
0,5 0,5 . 0,5
16,5 0 0
Tabelle 2
Reduzierung der Leistung der Aufbereitungsanlagen und des Chemikalienbedarfs zur Aufbereitung des Brauchwassers für ein 700 MW Kraftwerk mit kohlebefeuertem Dampfkessel, Naßkühlturm, Rauchgasentschwefeiungsanlage und Naß-Ascheentschlackung
A bei konventioneller Wasseraufbereitung B bei Wasseraufbereitung nach der Erfindung
wobei
a = mit Kationen + Mischbett gleichstrom-konventioneller Bauart
b = mit Kationen + Mischbeti kontinuierlich gegenstromregeneriert
Dimension A B
Wasserbedarf des Kraftwerks
Leistung Zusatzwasseraufbereitung
t/h Reduz., %
t/h Reduz.. %
1700
0
1500
0
1250 27
1000
33
29 11 Fortsetzung 14 145 12 Λ B • b
0 65 26
Leistung Verdampfer 100 35
Dimension 100 15
Chemikalienverbrauch t/h
Zusatzwassera ufbereitung Reduz., % 100 a
Chemikalienverbrauch 0/ 51
Kesselspeisewasseraufbereitung
Hierzu 1 "/„
Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren für die Aufbereitung von Zusatzwasser für die Kühlwasser- und Dampfkreisläufe sowie des anfallenden Abwassers eines thermischen Kraftwerkes mit Kondensationsturbinen, Naß-Kühltürmen, gegebenenfalls mit einer Rauchgasentschwefelungsanlage und Naß-Ascheentschlackung, bei welchem das Abschlammwasser des Kühlturm-Kreislaufes in einer Umkehrosmoseanlage entsalzt wird und das Permeat zurück in den Kühlturm-Kreislauf geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Rohwasser mittels einer Umkehrosmose (7) aufbereitet, das Permeat hiervon in zwei Teilströme teilt, wobei man den einen Teilstrom »;« in eine Gipswäsche der Rauchgasentschwefelung und den anderen Teilstrom als Zusatzwasser in einen Kühlturm-Kreislauf einspeist, das Konzentrat »a« der Umkehrosmose (7) mit dem Abschlammwasser »fx< des Kühlturm-Kreislaufes vermischt und diese Mischung »ab«, einer Umkehrosmose (9) nach Vorwärmung unterwirft, das Permeat dieser Umkehrosmose ebenfalls in den Kühlturm-Kreislauf einspeist, während man das :"· erhaltene Konzentrat »d« aus der Umkehrosmose (9) einer weiteren Umkehrosmose (10) zuführt, deren Konzentrat »/■« man mit dem Abdampf einer Kondensationsturbine verdampft, den aus dem Konzentrat »r« erhaltenen Dampf durch die Erwärmung des Gemisches »aix< kondensiert, das erhaltene Kondensat »/« mit dem Permeat »g« aus der Umkehrosmose (10) mischt und das Gemisch »fg« mittels eines konventionell oder kontinuierlich betriebenen Mischbett-Ionenaustauschers aufbereitet
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schlamm der Rauchgasentschwefelung mit dem Teilstrom »«' des Permeats der Umkehrosmose (7) wäscht, das ablaufende Waschwasser »y« über eine Enthärtung in eine Umkehrosmose (19) leitet, deren Permeat »Jt« mit dem Teilstrom »7« wieder vereinigt und gemeinsam zu einer Zentrifuge (17) rückgeführt wird, während das Konzentrat »/« der nachgeschalteten Umkehrosmose (19) wahlweise zur Regeneration der Enthärtung zugeführt oder zusammen mit dem Regenerat »m« der Enthärtung entweder direkt oder über eine weitere Umkehrosmose (25) der Verdampfung (11) zuleitet.
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