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浅述浓缩池溢流澄清水循环再利用技术探究中国的电力是以燃煤为主的发电结构,目前利用水力除灰系统将灰和渣送到灰场还是相当一部分电厂的一种除灰方式,将灰渣水用管道送到浓缩池后,经浓缩沉淀,浓缩的料浆经泵输送至灰场,其澄清后的水循环使用,继续冲灰,冲灰水水质就发生了很大的改变,如pH等指标也增大,不但进一步加剧管道结垢,也超出了国家规定的排放标准,使冲灰水成为燃煤电厂最大的水污染源。因此要对浓缩池澄清水更好的循环利用必须进行技术研究。 电力工业部在“九五”电力规划中也明确提出,到2000年投入运行和在建的脱硫设备对应装机容量将达10000MW。控制火电厂SO2排放已列入电力工业发展的议事日程。在众多SO2控制工艺中,湿法石灰石－石膏脱硫是火电厂应用最为普遍的烟气脱硫主导工艺。但其产生的脱硫废水呈酸性,如向外排入需加入碱性物质来中和污染物。因此脱硫废水也成了废水处理领域一个需要解决的新问题。利用目前电厂渣浆浓缩后澄清水和烟气脱硫所产生的废水的特点,二者相结合,以废治废,达到降低成本的目的。 1电厂浓缩池澄清水再利用现状 目前,火电厂冲灰系统多数采用水力冲灰,其最大缺点是用水量大并含有多种污染物。随着水资源的日益紧缺,环保力度的加大,以及电力改革促使发电成本的降低,电厂的冲灰系统成为了节水节能、降低成本的主要对象。对冲灰系统的节水改造,目前主要是进行冲灰水的循环利用。在电厂中,最普遍的灰水循环利用方式有两种:一种是灰场水经灰坝、回水泵、回水池返回到厂内进行循环冲灰;另一种是稀浆冲灰到浓缩池,其溢流澄清水进行再次冲灰,浓浆输送到灰场。不论哪种循环运行方式,由于灰与冲灰水都有复杂的理化性质,因此,在循环冲灰过程中,经过不断接触,容易造成循环系统的严重结垢。多年来,虽然对回水循环系统研究比较多,但对浓缩池澄清水冲灰系统的研究却比较少。 2浓缩池澄清水的形成 由渣浆泵输送来的含有细粒物体的浆料,经槽架给入浓缩池中心部分某一深度处,料浆做均匀辐射状态向周边缓慢流动,在漫游中料浆的固体颗粒自上而沉降,最初由于浓度较低颗粒基本上做自由沉降,沉速较快的继而沉入浓积带,沉速较慢最后沉到下部一沉积带,也是浓度较高的压缩区,水分以沉降颗粒间隙中不断析出,在耙架连续回转时,沉积物沿池底的锥形坡面逐级推向池底的中心处,最后由该处的排料口排出,在耙架推进沉积物时,也是刮板对沉积物的一个压缩过程,这也大大的促使析水作用的加强,因而排出的沉积物是经过浓缩的料浆,池上部是澄清带,澄清水由池边溢流槽流入回水箱,经回水泵输送至锅炉冲灰使用。 3浓缩池溢流澄清水的冲灰特点 浓缩溢流冲灰系统一般流程为:渣浆池—渣浆泵—浓缩池(溢流水)—回水箱—回水泵—渣浆池。经此流程后,灰水比可从稀浆输送的1∶15～1∶20降至1∶3～1∶5,灰水经浓缩池二级制浆后,浓浆送入灰场,而60％～70％的灰水经浓缩池澄清后循环冲灰。 由于机组运行参数、除尘器型式、除灰工艺流程、燃烧方式、燃煤种类、冲灰原水水质及粉煤灰的理化特性等参数的不同,致使水力冲灰系统的基本状况差异较大,循环利用系统出现的问题也不同,解决方法也不同。如在不同的除尘方式下,浓缩池溢流水的pH值可以从3～12,甚至超过12,波动范围很大,在处理上差别也很大。 4冲灰水的水质特点及对电厂的危害 燃煤电厂炉渣和除尘器收集的飞灰一般都含有活性氧化钙(FCaO)等碱性物质,这是灰渣在水力输送过程中,由于FCaO等碱性物质的溶出,使冲灰水质恶化,pH值升高,Ca2＋浓度增大,同时含有重金属等污染物质,其结果是由灰场排出冲灰水水质超出国家规定的《污水综合排放标准》(GB8978－96)中最高允许排放限值。 冲灰水中的pH、F-超标,使冲灰水废水成为燃煤电厂又一污染源,不但污染水体,而且电厂必须承担巨额排污和超标费用。除此之外,由于冲灰水pH升高和Ca2＋浓度增大,冲灰水中HCO3－转变为CO32－,使冲灰水中的CaCO3过饱和并析出CaCO3沉淀。当这些CaCO3沉淀附着于系统内壁时,即造成系统结垢。它是干灰中游离CaO和冲灰水在水力输送条件下相互作用的产物。干灰中游离CaO溶于水,发生如下反应。 CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2=Ca2++2OH- 游离氧化钙从煤粉中的碳酸钙转移到管壁的过程。使系统阻力增大,输灰动力消耗增加,严重时危及电厂生产安全,而且电厂每年要支付数十万乃至上百万的除灰系统清洗除垢费用。因此冲灰水必须进行处理。 5浓缩池溢流水再利用途径 根据浓缩池溢流澄清水的特点,为了解决其pH值波动大、回水利用系统易腐蚀、结垢及堵塞等问题,国内外常用方法有以下几种。 (1)溢流水箱进行隔绝大气处理,即无碳水处理。首先,将回水