發(fā)布時間：2020-05-27 12:40

【摘要】：隨著《水污染防治行動計(jì)劃》(“水十條”)的頒布實(shí)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(wù)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(shù),脫硫過程中產(chǎn)生的脫硫廢水水質(zhì)成分復(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)外零排放領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。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(biāo),對5個典型燃煤電廠(A、B、C、D、E)的脫硫廢水進(jìn)行了水質(zhì)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(chǔ)上做出改進(jìn),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(jìn)行了蒸發(fā)結(jié)晶實(shí)驗(yàn);對燃煤電廠脫硫廢水處理工藝進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性和風(fēng)險性分析。研究成果如下:(1)水質(zhì)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(yán)重的碳酸鈣、硫酸鈣和碳酸鎂結(jié)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(shí)驗(yàn)條件下,脫硫廢水中鈣鎂離子去除率均達(dá)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(dá)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(yù)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(jié)晶區(qū)域擴(kuò)大,NaCl的結(jié)晶區(qū)域及NaCl和Na2SO4的共飽和區(qū)減小。脫硫廢水中雜質(zhì)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(jié)晶的產(chǎn)品種類有較大影響。在363.15K下,當(dāng)脫硫廢水中[NaCl]/[Na2SO4]=1 時,分鹽得到Na2SO4晶體;當(dāng)脫硫廢水中[NaCl]/[Na2SO4]=5 時,NaCl和Na2SO4先后析出結(jié)晶,較難實(shí)現(xiàn)分鹽;當(dāng)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(shù)和蒙特卡洛模擬分析脫硫廢水處理工藝的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險性得出:要使該項(xiàng)目具有經(jīng)濟(jì)可行性,則發(fā)電補(bǔ)貼應(yīng)為0.0024CNY/kWh。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行蒙特卡洛模擬得出,該項(xiàng)目內(nèi)部收益率大于4%的概率為98.1%,大于8%的概率為61.1%。項(xiàng)目達(dá)到排水項(xiàng)目最低收益率的概率較大,項(xiàng)目的財務(wù)風(fēng)險較低。
【圖文】：

１．３．３創(chuàng)新點(diǎn)逡逑（１）本文通過對石灰－Ｎａ２Ｃ０３法進(jìn)行改進(jìn)，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(yùn)行成本，減少沉渣量和減輕廢水中逡逑度富集。有關(guān)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(yù)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(zhì)成分復(fù)雜，有關(guān)其特性及析鹽規(guī)律沒有透徹地研究，缺少可逡逑的基礎(chǔ)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(jìn)行了研宄，從而為高含鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶提供一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。逡逑

導(dǎo)致不銹鋼表面氧化膜進(jìn)一步溶解，，金屬離子濃度增大，為保持腐蝕坑逡逑內(nèi)的電荷平衡，外部氯離子不斷向蝕坑內(nèi)移動，進(jìn)而形成電化學(xué)腐蝕，導(dǎo)致蝕坑內(nèi)逡逑金屬腐蝕進(jìn)一步加重。上述氯離子滲透機(jī)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(shí)驗(yàn)研究表明：３１６Ｌ不銹鋼經(jīng)氯離子作用發(fā)生點(diǎn)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(yuǎn)遠(yuǎn)高于上述極限濃度值，廢水對Yg氏體不銹鋼逡逑存在嚴(yán)重的腐蝕傾向。廢水中氯離子濃度長期大于ｌ000ｍｇ／Ｌ，極易促進(jìn)腐蝕反應(yīng)逡逑的發(fā)生，能夠迅速穿透金屬表面的保護(hù)膜，形成縫隙腐蝕和孔蝕，使不銹鋼管道、逡逑水處理設(shè)備腐蝕開裂，造成設(shè)備短期內(nèi)報廢。逡逑因此，脫硫廢水的處理對設(shè)備材質(zhì)要求很高。電廠在進(jìn)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(diǎn)選擇合適的設(shè)備材質(zhì)。目前電廠逡逑對于蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備材質(zhì)一般選用鈦材，其抗氯離子腐蝕性能較強(qiáng)。同時電廠在進(jìn)行逡逑脫硫廢水處理時也可以在水中添加緩蝕藥劑［７８］
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X773

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2683548