干货!火力发电厂氟化物处理及案例分析


    一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源,可分为化石能源和低碳能源两大类。2018年我国化石能源占比85%,低碳能源占比15%。煤炭在我国一次能源中的占比高达58%,而石油和天然气仅分别占20%和7%。2018年,我国煤炭消费总量达到39亿吨,从主要耗煤行业看,电力行业全年耗煤21亿吨左右,钢铁行业耗煤6.2亿吨,建材行业耗煤5亿吨,化工行业耗煤2.8亿吨。

    我国火电厂燃煤中普遍含有一定量的氟化物,据有关资料介绍,煤中含氟一般为40~450mg/kg,有的高达2800mg/kg。煤粉在锅炉中燃烧时,所含部分氟化物在高温下分解形成HF和SiF4等酸性气体,挥发至烟气中,部分则吸附于烟气中的细小粉尘上,因而在烟气中有气态氟化物和含氟粉尘两种形式。这些酸性气体进入湿式除尘器被喷淋水吸收后,在除尘器底部进入灰水处理系统,灰水处理系统处理含氟废水达标后进行排放。

    除氟工艺技术对比

    国内外对废水中氟化物的处理工艺主要有沉淀法(化学沉淀法、混凝沉淀法)、电絮凝法、电渗析法、反渗透法、离子交换法、吸附法等,各种工艺技术的优缺点对比见下表:



    由表可以看出,当前水体除氟工艺技术中,吸附法和混凝沉淀法的研究与应用较多,其中混凝沉淀法是目前处理含氟废水应用最多的工艺技术之一。

    而且,当前废水脱氟技术以处理中高浓度含氟废水为主,废水经处理后氟化物浓度≤15 mg/L比较容易实现;对于低浓度含氟废水(氟化物浓度≤10 mg/L) ,处理难度极大,常规方法难以奏效,特别是经处理后氟化物浓度低于1.5或1.0 mg/L的国内成熟案例极少。



    山东某热电厂客户采用煤炭发电,煤炭在燃烧过程中将氟化物转移至脱硫废水中,同时,在热能的发电过程中,需要用自来水进行冷却,浓缩倍率为4-5之间,因此自来水中的氟化物富集浓缩。

    冷却循环水和脱硫废水经管道汇集到污水处理厂进行处理。污水处理厂的主要工艺采用混凝沉淀工艺,设计日处理水量约12万方/天,斜管沉降池容量为5000立方米。

    工艺流程如下:



    冷却循环水氟氟离子浓度2-4mg/L,脱硫废水中的氟化物达20mg/L左右,两种废水混合后的氟离子浓度为3-5mg/L,pH值8-9之间,达标要求是出水氟化物含量降至1.5mg/L以下。

    中试过程

    整个中试过程分两步进行:

   (1)进水氟离子浓度波动较大的中试;

   (2)进水氟离子浓度较平稳的中试。

    中试开始时,由于现场冷却循环水和脱硫废水水量波动比较大,造成进水氟离子浓度变化幅度大。我们对进水池和出水清水池中氟离子浓度进行测定,用统计学的方法分析了除氟剂的除氟效果。

    具体分析方法如下:

    考虑到沉降池有5000方容量,进水氟离子浓度选取4月23、24日,出水氟离子浓度选取4月24、25日。

    4月23、24日现场药剂用量合计6820kg,处理水量约9100方,计算出污水平均加药浓度为6820kg/(9100t*1000kg/t)=749ppm;进水氟离子浓度平均值为4.513mg/L,出水氟离子浓度为2.514mg/L。

    因此,加入除氟剂749ppm后,如离子浓度降低1.999mg/L(即4.513-2.514)。用除氟系数来表示除氟效果,除氟系数=除氟剂投加量/氟离子降低浓度。

    则此次中试处理电池废水的除氟系数=749/1.999=375ppm除氟剂/(1mg/L氟离子浓度),即降低1mg/L氟离子,需要投加375ppm除氟剂,这与实验室小试结果一致。


图 |进水波动较大时进出水氟浓度数据
 
    5月25日至6月1日,现场进水氟离子浓度稳定在3-4之间,根据以上中试结果,处理电厂废水氟化物污染物,我司除氟剂的除氟系数为375ppm。根据计算投加除氟剂,出水氟化物稳定在1.5mg/L以下,如下图所示,满足出水氟化物排放要求。


图 |中试投加除氟剂前后氟离子浓度变化曲线图

 
    新除氟技术介绍
 

    深圳市长隆科技有限公司开发的新型除氟剂是一种新型复合铝盐类无机高分子混凝剂,产品水解速度快,凝聚能力强,使用成本低,除氟效果优于传统复配除氟药剂。

    产品特点:

    效果优:可深度除氟至1mg/L以下;

    成本低:综合成本低于市场除氟药剂30%;

    嵌入强:无需改造工艺流程,可实现自动加药;

    应用广:产品可用于废水除氟、脱色、除磷、除浊。

 

    一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源,可分为化石能源和低碳能源两大类。2018年我国化石能源占比85%,低碳能源占比15%。煤炭在我国一次能源中的占比高达58%,而石油和天然气仅分别占20%和7%。2018年,我国煤炭消费总量达到39亿吨,从主要耗煤行业看,电力行业全年耗煤21亿吨左右,钢铁行业耗煤6.2亿吨,建材行业耗煤5亿吨,化工行业耗煤2.8亿吨。

    我国火电厂燃煤中普遍含有一定量的氟化物,据有关资料介绍,煤中含氟一般为40~450mg/kg,有的高达2800mg/kg。煤粉在锅炉中燃烧时,所含部分氟化物在高温下分解形成HF和SiF4等酸性气体,挥发至烟气中,部分则吸附于烟气中的细小粉尘上,因而在烟气中有气态氟化物和含氟粉尘两种形式。这些酸性气体进入湿式除尘器被喷淋水吸收后,在除尘器底部进入灰水处理系统,灰水处理系统处理含氟废水达标后进行排放。

    除氟工艺技术对比

    国内外对废水中氟化物的处理工艺主要有沉淀法(化学沉淀法、混凝沉淀法)、电絮凝法、电渗析法、反渗透法、离子交换法、吸附法等,各种工艺技术的优缺点对比见下表:



    由表可以看出,当前水体除氟工艺技术中,吸附法和混凝沉淀法的研究与应用较多,其中混凝沉淀法是目前处理含氟废水应用最多的工艺技术之一。

    而且,当前废水脱氟技术以处理中高浓度含氟废水为主,废水经处理后氟化物浓度≤15 mg/L比较容易实现;对于低浓度含氟废水(氟化物浓度≤10 mg/L) ,处理难度极大,常规方法难以奏效,特别是经处理后氟化物浓度低于1.5或1.0 mg/L的国内成熟案例极少。



    山东某热电厂客户采用煤炭发电,煤炭在燃烧过程中将氟化物转移至脱硫废水中,同时,在热能的发电过程中,需要用自来水进行冷却,浓缩倍率为4-5之间,因此自来水中的氟化物富集浓缩。

    冷却循环水和脱硫废水经管道汇集到污水处理厂进行处理。污水处理厂的主要工艺采用混凝沉淀工艺,设计日处理水量约12万方/天,斜管沉降池容量为5000立方米。

    工艺流程如下:



    冷却循环水氟氟离子浓度2-4mg/L,脱硫废水中的氟化物达20mg/L左右,两种废水混合后的氟离子浓度为3-5mg/L,pH值8-9之间,达标要求是出水氟化物含量降至1.5mg/L以下。

    中试过程

    整个中试过程分两步进行:

   (1)进水氟离子浓度波动较大的中试;

   (2)进水氟离子浓度较平稳的中试。

    中试开始时,由于现场冷却循环水和脱硫废水水量波动比较大,造成进水氟离子浓度变化幅度大。我们对进水池和出水清水池中氟离子浓度进行测定,用统计学的方法分析了除氟剂的除氟效果。

    具体分析方法如下:

    考虑到沉降池有5000方容量,进水氟离子浓度选取4月23、24日,出水氟离子浓度选取4月24、25日。

    4月23、24日现场药剂用量合计6820kg,处理水量约9100方,计算出污水平均加药浓度为6820kg/(9100t*1000kg/t)=749ppm;进水氟离子浓度平均值为4.513mg/L,出水氟离子浓度为2.514mg/L。

    因此,加入除氟剂749ppm后,如离子浓度降低1.999mg/L(即4.513-2.514)。用除氟系数来表示除氟效果,除氟系数=除氟剂投加量/氟离子降低浓度。

    则此次中试处理电池废水的除氟系数=749/1.999=375ppm除氟剂/(1mg/L氟离子浓度),即降低1mg/L氟离子,需要投加375ppm除氟剂,这与实验室小试结果一致。


图 |进水波动较大时进出水氟浓度数据
 
    5月25日至6月1日,现场进水氟离子浓度稳定在3-4之间,根据以上中试结果,处理电厂废水氟化物污染物,我司除氟剂的除氟系数为375ppm。根据计算投加除氟剂,出水氟化物稳定在1.5mg/L以下,如下图所示,满足出水氟化物排放要求。


图 |中试投加除氟剂前后氟离子浓度变化曲线图

 
    新除氟技术介绍
 

    深圳市长隆科技有限公司开发的新型除氟剂是一种新型复合铝盐类无机高分子混凝剂,产品水解速度快,凝聚能力强,使用成本低,除氟效果优于传统复配除氟药剂。

    产品特点:

    效果优:可深度除氟至1mg/L以下;

    成本低:综合成本低于市场除氟药剂30%;

    嵌入强:无需改造工艺流程,可实现自动加药;

    应用广:产品可用于废水除氟、脱色、除磷、除浊。

 
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