中国燃煤电厂脱硫废水处理技术研究进展及标准修订建议

目前国内外近7成的火电厂都采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫,该法产生的脱硫废水成分复杂难以处理,是当前电力环保面临的难题;同时,随着国家环保节能法律法规的日趋严格,废水零排放技术将会上升到技术规范层面高度。燃煤电厂作为用水大户,除了耗水惊人,锅炉、循环水系统、环保单元等系统出水的水量和水质都值得进一步研究,同时考虑到相关排放标准DL/T 997—2006《石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》尚待完善,建议依据现有污废水处理技术给出科学合理的控制标准,例如通过借鉴国外发达国家基本趋于成熟的污染物排放标准体系,从浓度控制向总量控制过渡。笔者综述了我国燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水处理技术研究进展,脱硫废水的水质特点和污染物来源等问题,归纳总结了国内外污废水排放相关控制标准以及标准制定过程中的重难点,认为应该控制脱硫废水总溶解性固体TDS(尤其是氯离子)、重金属离子等污染物指标。由此,电力行业燃煤电厂脱硫废水的排放标准需要与时俱进,积极响应国家"十三五"计划,进一步规范和促进工业废水排放技术的发展,逐步改善我国的水环境。     

旁路蒸发系统对燃煤电厂脱硫系统水平衡和氯平衡的影响

针对传统脱硫系统和增设旁路蒸发系统后的脱硫系统,分别建立了物料平衡模型,将增设旁路蒸发系统前后脱硫系统的水平衡和氯平衡情况进行了对比。结果表明:增设旁路蒸发系统后,当脱硫废水中氯挥发的质量分数为2%时,在脱硫废水中水分完全蒸发的条件下,脱硫废水体积流量减少4.30%,工艺补充水体积流量减少14.60%,吸收塔出口烟气携带气态水质量流量减少12.83t/h;由于氯挥发的质量分数增加或脱硫废水中氯离子的质量浓度减少,导致脱硫废水体积流量增加,工艺补充水体积流量增加,吸收塔出口烟气温度升高,吸收塔出口烟气携带气态水质量流量增加。     

燃煤电厂高盐脱硫废水固化基础实验

脱硫废水零排放背景下,常规的蒸发和结晶工艺无法有效避免二次污染,提出了一种脱硫废水烟气浓缩及水泥化固定的技术路线。在烟气浓缩塔中,利用部分电除尘器后的烟气对脱硫废水进行蒸发浓缩,浓缩后的脱硫废水与水泥、粉煤灰等材料拌合后制得固化体,从而实现污染物的水泥化固定。实验将模拟高盐水与水泥、粉煤灰和河砂拌合,制得固化体,养护至特定龄期后,对其抗压强度和结合氯离子能力进行检测。通过控制单变量的方法,实验探究了不同组分材料的配比对固化体的抗压强度和结合氯离子能力的影响,并利用XRD对固化体粉末进行了产物表征。结果表明:在水泥配比为1.08时固化体的抗压强度最高,粉煤灰配比大于0.25后固化体的抗压强度提升明显,模拟高盐水配比越大,固化体的抗压强度越低,河砂量对固化体的抗压强度影响小。实验中制得的固化体在养护28 d后,其抗压强度值在30 MPa以上,能达到《混凝土路缘石》标准中路缘石的最低抗压强度要求。随着水泥配比的增大,固化体的结合氯离子能力增大21.7%,且受水泥水化所需水量的限制,其增大趋势渐缓;由于粉煤灰在水化过程中的产物与氯离子生成的Friedel’s盐量较少,随着粉煤灰配比的增大,固化体的结合氯离子能力仅增大4.9%。XRD的结果验证了水泥固化过程中Friedel’s盐的存在。     

燃煤电厂脱硫废水烟气蒸发技术进展与应用

自"水污染防治行动计划(水十条)"颁布以来,燃煤电厂脱硫废水零排放已逐渐成为电厂深度减排、污染物深度治理的必然要求。脱硫废水烟气蒸发技术具有工艺简单、安全可靠、投资及运行成本低等优势,逐渐成为主流技术。燃煤电厂脱硫废水烟气蒸发技术主要分为3类:低温烟道蒸发、高温旁路烟气蒸发、低温烟气余热浓缩减量,其中高温烟气蒸发又可分为旁路蒸发塔蒸发和旁路烟道蒸发2种技术路线。同时,对电厂烟气蒸发能力进行了核算,论述了脱硫废水烟气蒸发技术的研究进展与应用现状,并深入分析了各烟气蒸发技术的工艺特性、优缺点及其适用范围。研究表明,燃煤电厂的烟气蒸发能力极强,可以作为脱硫废水零排放的热源。另外,低温烟道蒸发因其易受锅炉负荷影响,适用度不高,未来烟气蒸发技术的研究重点是低温烟气余热浓缩结合高温旁路蒸发或低温烟气余热浓缩结合水泥化固定。     

基于MSP430F247的光伏电源控制系统

开发了一种基于单片机MSP430F247的光伏电源控制系统,该系统可对最大功率点进行跟踪.介绍了系统主电路、桥式逆变电路、驱动电路、反馈电路.并对逆变电路及最大跟踪点模块进行仿真.通过仿真结果分析表明,在日照强度S以50 W/m2s速度变化时,光伏发电系统的输出功率能够随着日照强度的变化始终工作于最大功率点,且震荡幅度较小.     

脱硫废水自然蒸发影响因素及规律探究

利用失重法和X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)表征法,对自然条件范围内(风速0~7 m/s、温度0~50℃、湿度15%~95%)脱硫废水自然蒸发过程进行基础实验研究。结果表明:脱硫废水蒸发速率为0.000 3~0.214 3 g/(h·cm~2);受环境影响规律与水相似,温度越高、风速越大、湿度越低,脱硫废水蒸发速率越大,且受温度影响最突出;液相离子的存在降低了蒸发速率,离子种类不同对蒸发速率影响稍有差异,但差别较小;实验中,脱硫废水的质量浓度(溶解性总固体)对其蒸发速率影响甚微;在脱硫废水pH值为1、12、7.5~8.5时,蒸发速率呈现3个峰值,将pH值调至7.5~8.5,脱硫废水蒸发速率最大。     

高盐脱硫废水水泥化固定基础实验研究

通过正交实验分析了固化体的最佳质量配比,研究了掺不同水样对固化体性能的影响,并采用浓缩脱硫废水作为掺和物,研究了固化体对结合Cl~-能力的影响。结果表明:固化体的最佳质量配比为m(水泥):m(粉煤灰):m(高盐水):m(河砂)=0.97:0.17:0.60:0.98;水中Cl~-与水泥中铝酸三钙相生成的Friedel's盐能提高固化体抗压强度;浓缩脱硫废水中的硫酸盐会导致结合Cl~-能力下降,Cl~-浸出率升高;固化体中自由Cl~-质量分数较高,可用作无钢筋材料或路缘石等。     

脱硫废水水质调节对金属腐蚀及高温氯挥发的影响

通过对脱硫废水的pH进行调节,采用电化学方法研究不同pH条件下20碳钢、304不锈钢的腐蚀特性,并探究不同pH条件下蒸发脱硫废水时,气态氯挥发量的变化及使用不同pH调质剂对氯挥发的抑制效果。结果表明:当脱硫废水pH为9~10时,20碳钢、304不锈钢的均匀腐蚀和缝隙腐蚀较为轻微,氯挥发量较小;Ca(OH)2溶液可以更好地抑制氯挥发,最大程度地实现脱硫废水中盐分的固相转移。     

脱硫废水烟气蒸发过程中氯离子气固相分配模型及实验研究

随着国家"水污染防治行动计划"政策的提出,脱硫废水零排放已成为电厂水污染深度治理的新趋势。针对高温烟气蒸发脱硫废水技术应用中面临的核心技术问题,即不同工况条件下氯离子气相转化特性问题开展模型及实验研究。将经典的气液相平衡理论应用于复杂的脱硫废水混盐体系,基于状态方程法计算得出理想体系中以温度为自变量的氯离子气固相分配系数模型。之后,将得出的理想模型用复杂体系废水即脱硫废水进行验证和线性修正,引入修正系数ε和修正常数φ。利用自行设计的实验台开展实验研究,分析各个影响因素对氯离子气固相分配的显著性,影响最大的因素为温度,其次是pH和氯离子浓度,脱硫废水中所含的主要阳离子影响最大的是Mg~(2+),其次是Ca~(2+)和Na~+。得出的实际废水和正交实验数据用以拟合数据,确定了修正系数ε=1.068,修正常数φ中包含了上述影响氯离子气相转化的关键环境参数和水质参数。以MATLAB为计算工具对数据进行拟合,选取指数、对数及线性函数3种拟合形式,其中线性拟合的相关性最高,拟合度R~2为0.925 8,达到拟合要求。得到了适用于180～380℃的氯离子气固相分配系数模型。研究结果为脱硫废水烟气蒸发技术的应用提供了关键数据,实现了对脱硫废水蒸发过程中氯离子挥发量的量化及预测,可为该技术的工程实践提供参考。