【摘要】：隨著《水污染防治行動計劃》(“水十條”)的頒布實施,廢水減排、回用及零排放工作已成為火力發(fā)電廠的重要任務之一。目前,我國90%以上的燃煤電廠均采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術,脫硫過程中產(chǎn)生的脫硫廢水水質成分復雜,污染物種類繁多,是目前電廠最難處理的一類廢水。隨著環(huán)保標準的提高,脫硫廢水的零排放處理是目前亟待解決的問題也是國內外零排放領域研究的熱點。本論文以某燃煤電廠脫硫廢水處理工藝優(yōu)化為研究目標,對5個典型燃煤電廠(A、B、C、D、E)的脫硫廢水進行了水質分析和評估;通過單因素優(yōu)化法研究了影響石灰-Na2CO3法去除脫硫廢水中鈣鎂離子的因素;研究了不同因素對Mg(OH)2沉降性能的影響;在石灰-Na2CO3法的基礎上做出改進,考察了石灰-CO2-Na2CO3法去除脫硫廢水中鈣鎂離子的效果;研究了 323.15～373.15K溫度下脫硫廢水中偽三元體系(NaCl-Na2SO4-H2O)相平衡;選擇了三個不同[NaCl]/[Na2SO4]比值的脫硫廢水在363.15K下進行了蒸發(fā)結晶實驗;對燃煤電廠脫硫廢水處理工藝進行了經(jīng)濟性和風險性分析。研究成果如下:(1)水質分析表明:5個燃煤電廠脫硫廢水pH在5.5～6.9之間,COD含量在150～1000 mg/L之間,含鹽量在10000～30000 mg/L之間,其中Mg2+濃度在600～5500 mg/L之間,Ca2+濃度在700～2500 mg/L之間,存在嚴重的碳酸鈣、硫酸鈣和碳酸鎂結垢傾向,還含有較大量Na+、Cl-、SO42-、NO3-等離子,且各電廠脫硫廢水中含量存在較大差異。(2)在確定的實驗條件下,脫硫廢水中鈣鎂離子去除率均達到99%以上時,石灰投加量為7.67 g/L,Na2CO3投加量為8.60 g/L;石灰乳投料時間5 min,投加晶種量4%體積,投加PAM絮凝劑300 mg/L時,氫氧化鎂沉降速率達到最大,相較于未投加晶種和絮凝劑情況下生成的氫氧化鎂沉淀,其沉降速率可提高13.9%;CO2部分代替Na2CO3,在鈣離子去除率均為99%時,比傳統(tǒng)石灰-Na2CO3法可節(jié)省2.15 g/LNa2CO3用量。處理每升廢水可節(jié)省25%Na2CO3用量。(3)脫硫廢水經(jīng)石灰-CO2-Na2CO3法預處理后,分析其偽三元體系(NaCl-Na2SO4-H2O)相平衡得出:在323.15K到373.15K溫度下,隨著溫度升高,溶液中Na2SO4的結晶區(qū)域擴大,NaCl的結晶區(qū)域及NaCl和Na2SO4的共飽和區(qū)減小。脫硫廢水中雜質對Na2SO4溶解度會產(chǎn)生較大影響。在323.15K和373.15K兩個溫度下,NaCl在純水和脫硫廢水中的溶解度基本相同;Na2SO4在脫硫廢水中的溶解度大于其在純水中的溶解度,低溫下尤為明顯。脫硫廢水中[NaCl]/[Na2SO4]比值與溫度對蒸發(fā)結晶的產(chǎn)品種類有較大影響。在363.15K下,當脫硫廢水中[NaCl]/[Na2SO4]=1 時,分鹽得到Na2SO4晶體;當脫硫廢水中[NaCl]/[Na2SO4]=5 時,NaCl和Na2SO4先后析出結晶,較難實現(xiàn)分鹽;當脫硫廢水中[NaCl]/[Na2SO4]=10時,分鹽得到NaCl晶體。(4)通過現(xiàn)金流技術和蒙特卡洛模擬分析脫硫廢水處理工藝的經(jīng)濟風險性得出:要使該項目具有經(jīng)濟可行性,則發(fā)電補貼應為0.0024CNY/kWh。在此基礎上進行蒙特卡洛模擬得出,該項目內部收益率大于4%的概率為98.1%,大于8%的概率為61.1%。項目達到排水項目最低收益率的概率較大,項目的財務風險較低。
【圖文】：

１．３．３創(chuàng)新點逡逑（１）本文通過對石灰－Ｎａ２Ｃ０３法進行改進，提出石灰－Ｃ０２－Ｎａ２Ｃ０３法軟化脫硫逡逑水，利用Ｃ０２代替部分Ｎａ２Ｃ０３用量，降低運行成本，減少沉渣量和減輕廢水中逡逑度富集。有關采用Ｃ０２代替Ｎａ２Ｃ０３用于工業(yè)廢水的軟化研宄較少，用于脫硫廢逡逑軟化的研究目前只是有理論上的分析，尚未有實驗驗證。本文研宄了影響石灰－逡逑０２－Ｎａ２Ｃ０３法去除脫硫廢水中鈣離子的因素，為工業(yè)上采用該方法預處理脫離廢逡逑提供工藝參考。逡逑（２）純水中三元體系（ＮａＣｌ－Ｎａ２Ｓ0４－Ｈ２0）相平衡研宄早己有報道。脫硫廢水逡逑于高含鹽廢水，水質成分復雜，有關其特性及析鹽規(guī)律沒有透徹地研究，缺少可逡逑的基礎數(shù)據(jù)。本文對３２３．１５？３７３．１５Ｋ溫度下脫硫廢水偽三元體系（ＮａＣｌ－Ｎａ２Ｓ0４－逡逑２０）相平衡進行了研宄，從而為高含鹽廢水蒸發(fā)結晶提供一些基礎數(shù)據(jù)。逡逑

導致不銹鋼表面氧化膜進一步溶解，，金屬離子濃度增大，為保持腐蝕坑逡逑內的電荷平衡，外部氯離子不斷向蝕坑內移動，進而形成電化學腐蝕，導致蝕坑內逡逑金屬腐蝕進一步加重。上述氯離子滲透機理如圖２－１所示。逡逑Ｍｅｔａｌ邐Ｏｘｉｄｅ邐ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｌｅ逡逑瞧逡逑圖２－１氯離子滲透腐蝕圖［７６］逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｃｈｌｏｒｉｄｅ邋ｉｏｎ邋ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ邋ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ邋ｄｉａｇｒａｍ１７６］逡逑經(jīng)實驗研究表明：３１６Ｌ不銹鋼經(jīng)氯離子作用發(fā)生點蝕的濃度界限約為逡逑２５０ｍｇ／Ｌ［７７』，３１６Ｌ不銹鋼的耐氯離子腐蝕極限濃度值為１０００邋ｍｇ／Ｌ，３１７Ｌ不銹鋼逡逑的耐氯離子腐蝕極限濃度值為２０００ｍｇ／Ｌ。上述５個燃煤電廠脫硫廢水中氯離子濃逡逑度在７０００￣１５０００ｍｇ／Ｌ之間，濃度遠遠高于上述極限濃度值，廢水對Yg氏體不銹鋼逡逑存在嚴重的腐蝕傾向。廢水中氯離子濃度長期大于ｌ000ｍｇ／Ｌ，極易促進腐蝕反應逡逑的發(fā)生，能夠迅速穿透金屬表面的保護膜，形成縫隙腐蝕和孔蝕，使不銹鋼管道、逡逑水處理設備腐蝕開裂，造成設備短期內報廢。逡逑因此，脫硫廢水的處理對設備材質要求很高。電廠在進行脫硫廢水處理前，要逡逑根據(jù)廢水的酸性、堿性、氯離子濃度、溫度等特點選擇合適的設備材質。目前電廠逡逑對于蒸發(fā)結晶設備材質一般選用鈦材，其抗氯離子腐蝕性能較強。同時電廠在進行逡逑脫硫廢水處理時也可以在水中添加緩蝕藥劑［７８］
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X773

【參考文獻】

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1 李雷忠;;石灰-CO_2法在廢水深度處理系統(tǒng)中的應用[J];硫酸工業(yè);2015年06期

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4 操家順;馬宏偉;李超;;印染廢水電滲析脫鹽中試及影響因素[J];凈水技術;2015年02期

5 張文杰;;火力發(fā)電廠煙氣脫硫廢水處理思路構建[J];科技風;2014年24期

6 郭靜娟;;火電廠脫硫廢水煙道處理技術研究[J];電力科技與環(huán)保;2014年05期

7 張影;馬學虎;蘭忠;白濤;;電滲析濃縮模擬濃鹽水工藝的實驗研究[J];高�；瘜W工程學報;2014年05期

8 陳美秀;莫建松;劉學炎;張榮;;一種脫硫廢水循環(huán)利用方法[J];環(huán)境工程;2014年S1期

9 ;國家頒布環(huán)保電價及環(huán)保設施運行監(jiān)管辦法[J];水力發(fā)電;2014年07期

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本文編號：2683548