浙能集團乾燥法脫硫廢水

① 脫硫廢水泥

其主要用途有：水泥生產所必需的緩凝劑、紙面石膏板、粉刷石膏和生產硫酸等。
為調節水泥的凝結時間，在硅酸鹽水泥中必須加入適量的二水石膏，以達到水泥標准中所規定的要求。如果摻量過多，會降低水泥強度，並造成穩定性下降。在水泥標准中除了規定凝結時間外，還規定水泥中SO3含量不得超過3.5%，一般控制在1.5~3%的范圍。水泥中需加入5%左右的石膏，由於水泥產量很大，水泥工業對石膏的需求量是巨大的，但水泥廠大多希望購買經過乾燥或造粒的石膏，這影響了脫硫石膏的應用。脫硫石膏在一些缺乏天然石膏的地區得到了較充分的利用，但在石膏需求比較大時，脫硫石膏還是可以得到利用的。為了使脫硫石膏得到充分利用，一般需增加一定的投資創造脫硫石膏利用的條件，如將脫硫石膏用於水泥緩凝劑。
目前，國內現有的紙面石膏板生產線均以天然石膏為原料。一些發達國家如：日本、德國等，對脫硫石膏用於紙面石膏板生產較為普遍，紙面石膏板廠多建在副產品為脫硫石膏的電廠附近。相信在未來的若干年內紙面石膏板廠將是另一個利用脫硫石膏的大用戶。一般來說，脫硫石膏可直接用作紙面石膏板的生產原料，但對石膏中氯離子的含量有較嚴格的要求，通常要求石膏中氯離子含量不大於100ppm。
粉刷石膏在目前國內建築行業的應用較少，粉刷石膏市場十分有限，在這方面脫硫石膏難以得到有效利用。
脫硫石膏用於生產硫酸需要的投資較高，一般難以實現脫硫石膏的大量應用。
滿意請採納。

② 脫硫廢水零排放的關鍵技術在於如何去除廢水中的高含鹽量

燃煤抄電廠脫硫廢水因高含鹽量、成襲分復雜、高腐蝕性、回用困難的特點成為制約燃煤電廠廢水零排放的關鍵因素。目前一般採用「混凝沉澱預處理+深度處理」的工藝對脫硫廢水進行處理,使脫硫廢水中溶解性固體以結晶鹽的形式去除,處理後的出水達到《工業循環冷卻水處理設計規范》(GB 50050-2007)中「間冷開式系統循環冷卻水水質指標」的要求,可以用於電廠循環冷卻水補充水,處理後的結晶鹽經乾燥打包後可用作工業用鹽,真正實現「廢水零排放」目的。

③ 脫硫廢水乾燥處理後的固體廢物屬於危廢嗎

脫硫的副產品一般的主要是兩水石膏，其中除了水分之外，含有一些微量的重金內屬，一般不認為其是危險固廢容。脫硝它的產物是氮氣和水，沒有什麼固廢，但脫硝特別是SCR的催化劑因其含有五氧化二釩等劇毒物質，失效的催化劑屬於典型的危險廢棄物。

④ ·旋轉噴霧乾燥法原理，工作過程及優缺點

燃燒後煙氣脫硫技術

煙氣脫硫的基本原理是酸鹼中和反應。煙氣中的二氧化硫是酸性物質，通過與鹼性物質發生反應，生成亞硫酸鹽或硫酸鹽，從而將煙氣中的二氧化硫脫除。最常用的鹼性物質是石灰石、生石灰和熟石灰，也可用氨和海水等其它鹼性物質。共分為濕法煙氣脫硫技術、干法煙氣脫硫技術、半干法煙氣脫硫技術三類，分別介紹如下：

1、濕法煙氣脫硫技術

濕法煙氣脫硫技術是指吸收劑為液體或漿液。由於是氣液反應，所以反應速度快，效率高，脫硫劑利用率高。該法的主要缺點是脫硫廢水二次污染；系統易結垢，腐蝕；脫硫設備初期投資費用大；運行費用較高等。

（1）石灰石—石膏法煙氣脫硫技術

該技術以石灰石漿液作為脫硫劑，在吸收塔內對煙氣進行噴淋洗滌，使煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣，同時向吸收塔的漿液中鼓入空氣，強制使亞硫酸鈣轉化為硫酸鈣，脫硫劑的副產品為石膏。該系統包括煙氣換熱系統、吸收塔脫硫系統、脫硫劑漿液制備系統、石膏脫水和廢水處理系統。由於石灰石價格便宜，易於運輸和保存，因而已成為濕法煙氣脫硫工藝中的主要脫硫劑，石灰石—石膏法煙氣脫硫技術成為優先選擇的濕法煙氣脫硫工藝。該法脫硫效率高（大於95%），工作可靠性高，但該法易堵塞腐蝕，脫硫廢水較難處理。

（2）氨法煙氣脫硫技術

該法的原理是採用氨水作為脫硫吸收劑，氨水與煙氣在吸收塔中接觸混合，煙氣中的二氧化硫與氨水反應生成亞硫酸氨，氧化後生成硫酸氨溶液，經結晶、脫水、乾燥後即可製得硫酸氨（肥料）。該法的反應速度比石灰石—石膏法快得多，而且不存在結構和堵塞現象。

另外 ，濕法煙氣脫硫技術中還有鈉法、雙鹼脫硫法和海水煙氣脫硫法等，應根據吸收劑的來源、當地的具體情況和副產品的銷路實際選用。

2、半干法煙氣脫硫技術

主要介紹旋轉噴霧乾燥法。該法是美國和丹麥聯合研製出的工藝。該法與煙氣脫硫工藝相比，具有設備簡單，投資和運行費用低，佔地面積小等特點，而且煙氣脫硫率達75%—90%。

該法利用噴霧乾燥的原理，將吸收劑漿液霧化噴入吸收塔。在吸收塔內，吸收劑在與煙氣中的二氧化硫發生化學反應的同時，吸收煙氣中的熱量使吸收劑中的水分蒸發乾燥，完成脫硫反應後的廢渣以干態形式排出。該法包括四個在步驟：1）吸收劑的制備；2)吸收劑漿液霧化；3）霧粒與煙氣混合，吸收二氧化硫並被乾燥； 4）脫硫廢渣排出。該法一般用生石灰做吸收劑。生石灰經熟化變成具有良好反應能力的熟石灰，熟石灰漿液經高達15000～20000r/min的高速旋轉霧化器噴射成均勻的霧滴，其霧粒直徑可小於100微米，具有很大的表面積，霧滴一經與煙氣接觸，便發生強烈的熱交換和化學反應，迅速的將大部分水分蒸發，產生含水量很少的固體廢渣。 http://..com/question/59958169.html?si=7

⑤ 燃煤電廠脫硫廢水在煙道中的蒸發及流動特性數值模擬

利用燃煤電廠尾部煙道的煙氣余熱來實現脫硫廢水的噴霧蒸發是實現其零排放的有效途徑，以國內某燃煤電廠330MW火力機組的煙道為研究對象，利用DPM模型對霧化液滴群在高溫煙道內的蒸發及流動特性進行了研究，考察了不同霧化嘴角情況下液滴碰壁情況、不同負荷下液滴的蒸發情況，研究結果表明：在50%、75%、100%煙氣負荷工況下，煙氣溫度越高、煙氣速度越快，霧化液滴群完全蒸發所需時間越少，液滴最大蒸發時間在2.85～3.36s之間。在單煙道結構的最佳噴嘴霧化錐角為65°情況下，越靠近煙道內側，渦的尺寸越大，越有利於促進噴嘴區的局部液滴群不斷向其他區域擴散。
中國是以煤炭為主要能源的國家，2017年燃煤火力發電量佔全年總發電量的67%。發電過程中煤炭燃燒產生的二氧化硫排放問題尤為引人關注，在一定的氣象條件下產生復雜的化學反應，是形成霧霾和酸雨的重要前驅體。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝應用最廣，然而，循環漿液將持續富集來自煙氣及脫硫劑中的重金屬元素和氯離子，從而產生高濃度的脫硫廢水，廢水直接排放對環境產生負面影響。
如採用常規工藝進行廢水零排放處理，則高濃度氯離子的腐蝕性對設備材質要求很高，造價昂貴。使用噴嘴將脫硫廢水霧化為液滴群並噴入空氣預熱器至電除塵器間的煙道內，利用高溫煙氣與常溫廢水的傳熱作用實現脫硫廢水的零排放，有投資少、工藝流程短、去除重金屬離子、建設工期短、維護成本低等特點，被推薦為實現脫硫廢水零排放的可行性技術。針對脫硫廢水液滴群在煙氣中蒸發與流動特性的優化是實現脫硫廢水煙道蒸發零排放的關鍵。
目前，國內外對於脫硫廢水煙道蒸發工藝的研究主要集中在以數值模擬的方式研究脫硫廢水蒸發特性、流動特性兩方面，同時，伴以一定的工程或實驗數據作為參照。張子敬等研究認為噴霧液滴群蒸發特性受到液滴加熱升溫(傳熱過程)和噴霧液滴群在煙氣中的擴散(傳質過程)兩方面的共同作用。Strotos G等建立了單個液滴在高溫燃氣中蒸發、運動過程的數學模型，獲得了不同燃氣溫度和速度下液滴的蒸發規律。
冉景煜等對不同物性液滴在低溫煙氣環境中的運動，以及受熱和蒸發過程中的傳熱傳質特性進行了理論分析。李明波等通過計算流體動力學軟體Fluent，對空氣預熱器出口至電除塵器入口段煙道內的煙氣流動情況進行了模擬。
Laín等的以拉格朗日湍流顆粒分散體模型的建立為基礎，提出攜帶稀薄粒子的氣流在一定條件下，假設粒子為球體，只考慮曳力和重力作用。Young等應用離散多組分(DMC)燃料液滴模型對多組分燃料噴霧的蒸發進行了數值模擬。Pinto等研究了雙流體噴嘴的噴霧乾燥，成功地預測了干舉碧燥時間和最終含水量隨著初始液滴直徑變化的趨勢。
晉銀佳等等提出深度過濾脫硫廢水預處理工藝，將脫硫廢水在霧化蒸發前進行固液深度分離預處理以解決硫廢水中懸浮顆粒物堵塞問題。
國內外學者已對液滴蒸發的機理進行了深入研究，重點考察煙氣溫度、速度、液滴直徑坦源、液滴速度對蒸發的影響，但是，不同霧化嘴角對脫硫廢水蒸發的影響尚未有明確的解釋，文中結合國內某燃煤電廠330MW機組空氣預熱器至電除塵器間的煙道中噴霧蒸發實現脫硫廢水零排放工程實踐，數值模擬不同煙氣負荷和不同噴霧錐角對脫硫廢水噴霧蒸發流動特性的影響。
1 方法與模型
脫讓答態硫廢水在煙道中噴霧蒸發屬於典型的氣液兩相流流動，在數值模擬中以空氣為連續相，以噴霧液滴為離散相，主要考慮連續相和離散相之間的相間運動和相互作用。首先，建立煙道的物理模型，根據連續相和離散相方程，以確定的邊界條件進行相應數值模擬計算。
1. 1 物理模型
圖1所示為空氣預熱器與電除塵器之間煙道和尺寸的物理模型。煙道分為入口段、下彎頭、豎直段煙道、上彎頭、異型彎頭和水平煙道6個部分。採用ANSA軟體對煙道幾何模型進行網格劃分，該煙道模型結構簡單，流場結構均勻，在計算速度上採用有明顯優勢的全六面體網格，生成總網格數為200萬。
經檢驗，該模型網格EquiSize Skew值在0～0.4之間的網格數佔98.09%，網格劃分質量較高。採用網格數分別為200萬和300萬和400萬的網格進行無關化驗證，對豎直段煙道內的6個點進行速度監測，3種網格計算結果相差不大，為了節省計算資源，選擇網格數量約為200萬的網格進行模擬，如圖2所示。
1. 2 數學模型
1. 2. 1 連續相方程
在氣液兩相流動中，盡管控制方程獨立，兩相卻是相互耦合的。液滴作為質量源、動量源和能量源被引入到氣相方程中，並通過這些源項影響氣相流場，氣相流場又反過來通過其速度場、溫度場、壓力場等來影響液滴的本身狀態。下列方程為氣相控制方程，其表達式分別如下。
連續性方程：
2 結果與分析
2. 1 煙氣負荷對液滴群蒸發及運動過程的影響
脫硫廢水在鍋爐尾部煙道中的霧化及流動、蒸發過程可分為初始階段和穩態階段。初始階段，常溫液滴群作為吸熱蒸發的分布熱匯，充分吸收煙氣流的余熱，所吸收的熱量大部分用於液滴群溫度的升高，同時，在煙氣速度的影響下，該階段的液滴群速度不斷增大;在很短時間內，霧化液滴群即達到穩態階段，此時，液滴群被煙氣加熱到穩定值，吸收的所有熱量都用於液滴群蒸發，液滴群速度與來流煙氣速度一致。
液滴群的蒸發效果主要由以下參數共同決定：氣相溫度、傳輸特性、液相溫度、運動速度以及氣液兩相的傳熱、傳遞效率，分別選取330MW機組50%、75%、100%煙氣負荷工況下，3種不同煙溫( 120.3、125.1、128.9℃)及煙速( 9.19、11.56、14.64m/s)的氣相條件對脫硫廢水蒸發及流動特性的影響作定量分析，並結合傳熱傳質理論加以解釋。
圖3顯示了50%、75%、100%3種不同煙氣負荷下，以不同的霧化錐角進行噴霧，運動液滴最大蒸發時間T的模擬結果， T值隨煙氣負荷的增加呈現近乎相同的線性下降趨勢。隨著負荷的增加煙氣量增加，煙道煙氣溫度降低減少，蒸發時間減少，其中，50%、75%及100%煙氣負荷工況運動液滴最大蒸發時間T分別在3.07～3.36s、2.85～3.04s和2.57～2.80s范圍內。
選取噴嘴霧化錐角65°配置下的各煙氣負荷顆粒運動軌跡，如圖4所示。
液滴群顆粒皆能蒸發完全，100%煙氣負荷對應的最大蒸發時間最短，50% 煙氣負荷對應的最大蒸發時間最長，由此可見，對於相同粒徑的液滴，氣體環境溫度越高、煙氣速度越快，液滴群的汽化速率越高、蒸發效果越好。
其中，由於100%負荷下煙氣速度相較於75%和50% 負荷時更快，則脫硫廢水顆粒衰減後的速度仍然較快，若煙道長度不足，仍有蒸發不完全的可能性，從圖中可看出，煙氣速度的變化對液滴最大完全蒸發時間的影響較小，故在單煙道結構中，煙氣溫度對蒸發效果起主導作用。
若煙氣溫度升高，則氣液兩相的溫差增大，氣體環境向液滴群的傳熱增強，從而使液滴表面蒸發及傳質擴散速率不斷增大，因此，液滴溫度持續升高，其到達臨界蒸發溫度所需時間變短，液滴自噴入煙道至完全蒸發的停留時間隨煙氣溫度升高而逐漸減少。
2. 2 霧化錐角對液滴群蒸發及運動過程的影響
為定量分析霧化錐角對霧化液滴群流動特性的影響，定義被煙道壁面捕捉的液滴數量占液滴顆粒總數比為A0。A0值可反映出脫硫廢水噴霧蒸發結晶後，在煙道內壁積灰的可能性大小。
圖5顯示了在20°、35°、50°、65°、80°、95°6種不同霧化錐角下在單煙道壁面被捕捉的液滴數量分數的模擬結果，A0值隨霧化錐角的變化呈現近乎相同的先平穩下降、後明顯上升趨勢。
圖5表明：在霧化錐角由20°至50°增加的過程中，A0值變化相對平穩，由於霧化角過小，液滴蒸發速度較慢，易撞擊頂部水平煙道;當霧化錐角增加至65°，煙道捕捉的液滴數達到最小值，說明65°霧化錐角在煙道內壁積灰可能性最小;霧化錐角由65°至95°繼續增大的過程中，A0值呈明顯增加趨勢，此時，由於霧化角過大液滴易撞擊豎直煙道，但霧化錐角大於90°後，增加速率有所放緩，且有下降趨勢，隨著霧化角的增大，液滴蒸發速度變快，液滴碰壁的可能性變小。
當噴嘴霧化錐角過小時，相同工況下液滴蒸發較慢。當液滴進入水平煙道時，由於液滴的直徑相對較大，隨流能力也就越弱，液滴越撞擊水平煙道形成積灰。當噴嘴霧化錐角過大時，液滴容易直接撞擊豎直煙道形成積灰。因此，存在1個最佳的霧化錐角使液滴的碰壁數量最小，經過驗證當霧化錐角為65°時撞擊煙道的液滴數量最小。
單煙道結構75%煙氣負荷工況下，最佳霧化錐角65°時，對於脫硫廢水蒸發及流動特性的定量及煙道截面速度矢量圖，如圖6所示。
由圖6可知，在噴霧蒸發的初始階段，傳質擴散及蒸發速率較快，噴霧對煙氣的剪切卷吸形成了一個較大的不規則的渦。
由於煙道內側的煙氣體積流量較大，噴嘴截面沿煙氣流動方向1m處煙氣以較快的速度沖入對牆，造成其上部有較大壓強差而形成迴流，故越靠近煙道內側，渦的形態越大，有利於促進噴嘴區的局部液滴群不斷向其他區域擴散。隨著蒸發及傳質擴散的進一步均勻化，噴霧蒸發進入穩態階段，煙道通流截面渦增大，截面渦的形態逐漸規則化，速度矢量場趨於穩定。
3 結 論
1 ) 50%、75%、100%3種煙氣負荷工況下，在單煙道壁面被捕捉的液滴數量分數隨霧化錐角的增加皆呈現先平穩下降、後明顯上升趨勢。
2)在20°、35°、50°、65°、80°、95°6種不同霧化錐角下運動液滴最大蒸發時間值隨煙氣負荷的增加呈現近乎相同的線性下降趨勢。在最佳噴嘴霧化錐角65°配置下，對於相同粒徑的液滴，氣體環境溫度越高、煙氣速度越快，液滴群的汽化速率越高、蒸發效果越好。其中，煙氣速度的變化對液滴最大完全蒸發時間的影響較小，煙氣溫度對蒸發效果起主導作用。脫硫廢水噴霧後形成的液滴群可在煙道中完全蒸發。
3 )最佳霧化錐角配置下的速度矢量圖顯示，越靠近煙道內側，渦的尺寸越大，有利於促進噴嘴區的局部液滴群不斷向其他區域擴散;噴霧蒸發初始階段的傳質擴散及蒸發速率較快，速度矢量圖呈現出一個較大的不規則的渦形態;噴霧蒸發穩態階段煙道通流截面渦增大、形態逐漸規則化，速度矢量場趨於穩定。
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⑥ 煙氣脫硫的工藝方法

世界上普遍使用的商業化技術是鈣法，所佔比例在90%以上。按吸收劑及脫硫產物在脫硫過程中的干濕狀態又可將脫硫技術分為濕法、干法和半干（半濕）法。濕法FGD技術是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態下脫硫和處理脫硫產物，該法具有脫硫反應速度快、設備簡單、脫硫效率高等優點，但普遍存在腐蝕嚴重、運行維護費用高及易造成二次污染等問題。干法FGD技術的脫硫吸收和產物處理均在干狀態下進行，該法具有無污水廢酸排出、設備腐蝕程度較輕，煙氣在凈化過程中無明顯降溫、凈化後煙溫高、利於煙囪排氣擴散、二次污染少等優點，但存在脫硫效率低，反應速度較慢、設備龐大等問題。半干法FGD技術是指脫硫劑在乾燥狀態下脫硫、在濕狀態下再生（如水洗活性炭再生流程），或者在濕狀態下脫硫、在干狀態下處理脫硫產物（如噴霧乾燥法）的煙氣脫硫技術。特別是在濕狀態下脫硫、在干狀態下處理脫硫產物的半干法，以其既有濕法脫硫反應速度快、脫硫效率高的優點，又有干法無污水廢酸排出、脫硫後產物易於處理的優勢而受到人們廣泛的關注。按脫硫產物的用途，可分為拋棄法和回收法兩種。
目前，國內外常用的煙氣脫硫方法按其工藝大致可分為三類：濕式拋棄工藝、濕式回收工藝和乾式工藝。其中變頻器在設備中的應用為節約能源做出了巨大貢獻。 乾式煙氣脫硫工藝
該工藝用於電廠煙氣脫硫始於80年代初，與常規的濕式洗滌工藝相比有以下優點：投資費用較低；脫硫產物呈干態，並和飛灰相混；無需裝設除霧器及再熱器；設備不易腐蝕，不易發生結垢及堵塞。其缺點是：吸收劑的利用率低於濕式煙氣脫硫工藝；用於高硫煤時經濟性差；飛灰與脫硫產物相混可能影響綜合利用；對乾燥過程式控制制要求很高。 噴霧乾式煙氣脫硫工藝
噴霧乾式煙氣脫硫(簡稱干法FGD)，最先由美國JOY公司和丹麥NiroAtomier公司共同開發的脫硫工藝，70年代中期得到發展，並在電力工業迅速推廣應用。該工藝用霧化的石灰漿液在噴霧乾燥塔中與煙氣接觸，石灰漿液與SO2反應後生成一種乾燥的固體反應物，最後連同飛灰一起被除塵器收集。我國曾在四川省白馬電廠進行了旋轉噴霧干法煙氣脫硫的中間試驗，取得了一些經驗，為在200～300MW機組上採用旋轉噴霧干法煙氣脫硫優化參數的設計提供了依據。 粉煤灰乾式煙氣脫硫技術
日本從1985年起，研究利用粉煤灰作為脫硫劑的乾式煙氣脫硫技術，到1988年底完成工業實用化試驗，1991年初投運了首台粉煤灰乾式脫硫設備，處理煙氣量644000Nm/h。其特點：脫硫率高達60%以上，性能穩定，達到了一般濕式法脫硫性能水平；脫硫劑成本低；用水量少，無需排水處理和排煙再加熱，設備總費用比濕式法脫硫低1/4；煤灰脫硫劑可以復用；沒有漿料，維護容易，設備系統簡單可靠。 FGD工藝
世界各國的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機理大同小異，主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰（CaO）或碳酸鈉(Na2CO3)等漿液作洗滌劑，在反應塔中對煙氣進行洗滌，從而除去煙氣中的SO2。這種工藝已有50年的歷史，經過不斷地改進和完善後，技術比較成熟，而且具有脫硫效率高(90%～98%)，機組容量大，煤種適應性強，運行費用較低和副產品易回收等優點。據美國環保局(EPA)的統計資料，全美火電廠採用濕式脫硫裝置中，濕式石灰法佔39.6%，石灰石法佔47.4%，兩法共佔87%；雙鹼法佔4.1%，碳酸鈉法佔3.1%。在中國的火電廠、鋼廠，90%以上採用濕式石灰/石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝流程。但是在中國台灣、日本等脫硫處理較早的國家和地區，基本採用鎂法脫硫，佔到95%以上。
濕式鎂法主要的化學反應機理為：


其主要優點是脫硫效率高，同步運行率高，且其吸收劑的資源豐富，副產品可吸收，商業價值高。目前，鎂法脫硫在日本等煙氣控制嚴格的地區應用較多，尤其最早進行脫硫開發的日本地區有100多例應用，台灣電站有95%以上是用的鎂法。對硫煤要求不高，適應性好。無論是高硫煤還是低硫煤都有很好的脫出率，可達到98%以上。
鎂法脫硫主要的問題是吸收劑單價較高，副產品設備復雜。但是優點是高脫除率，高運行率，副產品經濟效益好等。
濕法FGD工藝較為成熟的還有：海水法；氫氧化鈉法；美國DavyMckee公司Wellman-LordFGD工藝；氨法等。
在濕法工藝中，煙氣的再熱問題直接影響整個FGD工藝的投資。因為經過濕法工藝脫硫後的煙氣一般溫度較低(45℃），大都在露點以下，若不經過再加熱而直接排入煙囪，則容易形成酸霧，腐蝕煙囪，也不利於煙氣的擴散。所以濕法FGD裝置一般都配有煙氣再熱系統。目前，應用較多的是技術上成熟的再生(回轉)式煙氣熱交換器(GGH)。GGH價格較貴，占整個FGD工藝投資的比例較高。近年來，日本三菱公司開發出一種可省去無泄漏型的GGH，較好地解決了煙氣泄漏問題，但價格仍然較高。前德國SHU公司開發出一種可省去GGH和煙囪的新工藝，它將整個FGD裝置安裝在電廠的冷卻塔內，利用電廠循環水余熱來加熱煙氣，運行情況良好，是一種十分有前途的方法。

⑦ 燃煤電廠脫硫廢水排放指標限值的計算方法研究

目前我國燃煤電廠脫硫廢水標准DL/T997—2006的排放指標與限制內容已不符合社會發展需要，為此，本文提出了燃煤電廠脫硫廢水排放指標限值相關計算方法。
論文調研了美國和國內的相關規范，對排放指標確定范圍的具體數值和演算法模型展開深入研究，結合我國行業發展狀況和國情給出了具體的修訂建議，通過計算模型得出脫硫廢水污染物控制參數的直接排放限值，氯化物日最大排放限值≤500mg/L，總溶解固體(TDS)日最大排放限值≤215mg/L，硒≤1.5mg/L，汞≤0.005mg/L等。
2015年國務院印發《水污染防治行動計劃》(以下簡稱「水十條」)明確了我國水環境治理的重點，為中國水污染防治指明了方向。
燃煤電廠濕式石灰石石膏法煙氣脫硫(FGD)產生的脫硫廢水以其污染物組分復雜、不少重金屬含量超標，直接排放將對環境及人體產生多重且長期的危害，因此電力行業2006年首次制定了《火電廠石灰石石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》DL/T997，通過濃度控制對相應的污染物排放指標、處理技術提出了無害化要求。
脫硫廢水常規處理方法為化學沉澱、絮凝、中和、沉澱等技術路線，但隨著近年來零排放技術等的逐步出現與成熟，加之現有執行標準的控制指標種類少、不區分技術制定標准限值等問題，原有標准在技術先進性、環境要求方面的適應性越來越低。
為進一步完善國家環境污染物排放標准體系，規范和加強火電行業廢水排放管控，引導電力污染物環保產業可持續健康發展，對脫硫廢水標准進行修標已是大勢所趨尺宏。
本文通過對比我國與美國污染物排放標準的修訂及污染物排放指標濃度限值的計算模型，制定出適用於我國脫硫廢水污染物控制參數的直接排放限值計算方法。
1中美污染物排放標准修訂對比
1.1美國確定基於技術的污染物排放指標的流程
美國確陵鬧冊定水質污染物排放限值的方法基本分為以下3種：①特定化學物質法;②廢水綜合毒性法;③生物基準或生物學評估法。
經研究，美國工業點源水污染物排放限值的確定方法主要為水環境質量的綜合毒性法，該法採用水生生物暴露試驗的方法確定污染物綜合毒性，適用於難確定廢水水質復雜且難提出特定污染物的情況。
這區別於為滿足特定化學物質水質基準的特定化學物質法。根據美國國家污染物排放削減計劃(NPDES)，其核心內容即排污許可證的頒發與實施，而該政策的實施內容則為點源水污染物排污許可限值。
美國對於點源污染物排放限值的確定方法依據之一為技術基礎(technology-based)，即考慮目前能達到的技術處理能力;之二為水質基礎(water quality-based)，即充分考慮以環境生物影響與人體健康為本的水質標准。
圖1給出了美國EPA基於處理技術確定廢水污染物排放指標限值的客觀研究流程。
圖1 美國環保署(EPA)水污染物排放標准限值確定流程
1.2國內常規污染物排放標準的修訂程序
我國的工業污染物排放控制標准通常以對應的污染物去除工藝、技術路線為主要修標依據，以人體健康(即環境效益)為基本要求，標准所控制的技術路線除技術可行外還要充分考慮經濟指標，即投資、運行費用等。
根據以上現有客觀修訂依據，本文作者通過綜合分析各類標準的修訂背景、必要性、計算研究方法等步驟，所確定的標准確定過程分解如圖2。
圖2 脫硫廢水污染物控制標準的修標流程
1.3我國污染物排放指標存在的問題
1.3.1相關指標在標准中體現不夠
我國對於脫硫廢水的控制標准有行業標准《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》(DL/T997—2006)，其中指標有對重金屬的控制如總汞、總鉻、總鎘、總鉛、總鎳、懸浮物、化學耗氧量、硫化物、氟化物、硫酸鹽、pH進行了制約。
考慮到目前國內推薦應用的脫硫廢水處理技術路線，如沉澱、混凝、彎汪中和等化學處理後達標排放，即三聯箱技術。此路線對懸浮物與大部分金屬及重
金屬汞、砷去除率很高，但對氯化物、溴化物、硼、硫酸鹽、銨和其他溶解固體(TDS)去除率低[13];並且對某些有害元素如硒等去除效果差。
對於此種處理技術，現有的控制標准種類少，對可溶性鹽及硒等有害物質的排放在標准中體現不夠。
其次我國推薦的脫硫廢水處理技術路線還有化學沉澱、混凝、中和預處理+膜濃縮+煙道余熱蒸發乾燥/蒸發結晶，即脫硫廢水零排放技術。
此技術需要對汞、砷、硒和硝酸鹽/亞硝酸鹽的出水濃度進行限值，以及對總懸浮固體(TSS)進行限制。
我國脫硫廢水控制標准不再符合社會發展需要，需增加現有執行標準的控制指標，更應該關注溶解性總固體TDS、硝酸鹽/亞硝酸鹽，汞、六價鉻、銅、硒等有害物質控制指標。
1.3.2未充分考慮技術經濟可行性
深入研究美國環保署2015年最新修訂的關於點源燃煤電站的污染物排放標准40 CFR Part423，《Effluent Limitations Guidelines and Standards for the Steam Electric Power Generating Point Source Category》;Final Rule，關於FGD廢水的控制標准有兩套BAT(best available technology economically achievable，最佳經濟可行技術)限制，第一套BAT控制標準是對TSS(total suspended solid，總懸浮固體)制定的數值限制標准，該控制方法與EPA先前制定的關於TSS的BPT(best practicable control technology currently available，最佳現有實用控制技術)規范在數值上相同;第二套BAT控制標準是對汞、砷、硒、硝酸鹽/亞硝酸鹽氮制定的數值限制標准，而自願採用先進技術的現存燃煤電廠(ES，existing sources)與新建電廠(NS，new sources)的FGD廢水控制指標為汞、砷、硒、TDS(溶解性總固體)。
但我國還未建立系統的污染物削減技術評估體系，目前我國制訂的BAT僅11個，不足以支撐所有行業的水污染物排放標准制修訂工作。
1.3.3標准在技術先進性、環境要求方面的適應性需提高
在制定標准時應與現今脫硫廢水處理技術及環境要求無縫銜接。行業水污染物排放限值是通過綜合考慮工業排污水平、污染物處理技術、環境質量要求、國內外相關標准等多方面的因素來制訂。
如今零排放技術已在我國部分應用，《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》已遠遠不適用於當今污染控制技術。
美國對於濕法脫硫廢水的排放控制標准，美國EPA根據不同的處理技術分別制定了不同的控制限值。
如只採用化學沉澱法處理脫硫廢水的電廠需要針對汞、砷提出控制標准;採用化學沉澱後續串聯生物處理脫硫廢水的電廠需要提出汞、砷、硒、硝酸鹽/亞硝酸鹽態氮的控制標准;而採用蒸發處理脫硫廢水的電廠則提出控制汞、砷、硒和總溶解性固體的要求。
2相關計算模型
2.1發達國家確定污染物排放指標濃度限值的計算模型
參考美國國家污染物削減計劃(NPDES)中基於BAT技術的水污染物濃度限值計算方法建立計算模型過程。
(1)確定需要控制的污染物指標，根據造成的環境影響即主要矛盾，包括長期/慢性和短期/急性毒性確定。
(2)工業廢水濃度限值分為日最大濃度限值(短期)與30天平均值(長期)，分直接排放到自然水體的濃度限值和排放到下游公共污水處理設備的濃度限值，不同濃度的演算法公式也不同。
以工廠排放的某污染物i為例，討論長期平均值(long time average，LTA)，如式(1)。
(3)日變異系數和月變異系數VF的確定。
(4)根據計算模型標准濃度限值=LTA×VF，最終確定排污行業不同污染物濃度的濃度限值標准。
(5)可行性驗證。
2.2適用於我國工業廢水排放的標准限值計算模型
(1)某種污染物濃度限值確定行業長期平均值採用算術平均根的計算模型，以企業排放的COD為例，公式如式(2)。
3我國脫硫廢水排放標準的濃度限值計算方法
依據新修訂脫硫廢水排放標準的標准限值依託的技術依據擬採用零排放技術「化學預處理+RO膜濃縮減量+蒸發結晶」技術為主、「化學預處理+RO膜濃縮減量+余熱煙氣旁路蒸發」技術為輔。
已知正常工況下兩種技術的出水指標相當，形成的脫硫廢水零排放系統的主要污染物進出口控制參數如表1，以國內某燃煤電廠大型脫硫廢水零排放工程實例為參考原型。
表1 脫硫廢水零排放系統的主要污染物進出口控制參數
根據燃煤電廠石灰石石膏濕法脫硫廢水的水質特點、主要污染物種類可能造成環境危害以及現有水質標準的主要控制對象的分析，以及環保部推薦的最佳處理技術的結論，確定了脫硫廢水中需要控制的污染物種類，如表2。
表2 基於蒸發結晶/旁路蒸發技術(BAT)的脫硫廢水污染物控制參數確定
下面以10家採用脫硫廢水零排放技術的燃煤電廠出水水質數據為基礎，以具有代表性的污染物硫酸根離子SO42–為例代入數學模型計算，過程和結果如下。
(1)計算長期平均值LTA，如式(8)。
國家規定的化學需氧量的測定方法為重鉻酸鹽法，由GB11914—1989可知，該方法檢出限為0.2mg/L;未檢出比例為p=0。
表1中的其他類型污染物的BAT濃度限值的計算結果同硫酸根，因此最終計算結果如表2。
4結論與展望
(1)以最佳可利用技術(BAT)——脫硫廢水零排放技術蒸發結晶的工藝路線為標准濃度限值確定的技術依據，充分學習我國與美國環保部門制定廢水排放標准限值時藉助的數學模型演算法，確定了該技術方案支持下的脫硫廢水排放控制標準的污染物種類與控制濃度區間。
(2)在深入研究了我國和美國的標准限值確定方法的基礎上，融合了兩國計算模型的共同點，得出了根據脫硫廢水水質水量特點確定的需要污染物種類，包括新增的TDS日最大排放限值、硝酸鹽日最大排放限值、氯化物等無機鹽離子的控制水平、二類污染物銅、硒的控制水平以及一類污染物汞、六價鉻等重金屬控制指標等。
(3)脫硫廢水新的控制指標應更加適應當前及未來的環境發展需要。
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