本發(fā)明是針對進行煙道氣脫硫(包括煙道氣脫硫廢水處理)的方法。
背景技術：
大多數(shù)燃煤電廠利用了一些類型的煙道氣脫硫(fgd)。一個常見的實施例是使用濕式滌氣器和堿性試劑(例如石灰石、石灰等)從鍋爐所產(chǎn)生的煙道氣中吸收二氧化硫。堿性反應物與二氧化硫發(fā)生反應而形成不溶性鈣化合物(例如亞硫酸鈣、硫酸鈣等)，然后將所述不溶性鈣化合物從fgd廢水(“排放”)中分離(借助于澄清器-濃縮器、水力旋流器等)。其余fgd廢水含有數(shù)量可變的懸浮固體和金屬以及較高量的氯離子。fgd廢水中的高氯化物含量限制了其再用于洗氣器中。除具有腐蝕性之外，廢水中的高氯化物含量還降低了脫硫效率。因此，為了使?jié)袷綔鞖馄髦械穆入x子濃度維持在可接受的水平(例如小于15,000ppm)，fgd廢水中的大部分必須排出。排出之前，可以對廢水進行初次和二次處理，包括沉降、化學沉淀(例如凝結(jié)、絮凝)、生物學處理和蒸發(fā)。鑒于與處理和排出fgd廢水有關的成本，因此期望新穎的處理方法。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明包括一種對存在于fgd廢水中的可溶性鈣反應物進行再利用以便其可以再用作濕式滌氣器中的“補充物”的方法。本發(fā)明減少了鈣反應物消耗和廢水處置需求。在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明包括一種從煙道氣中除去硫氧化物的方法，所述方法包含以下步驟：i)使含有硫氧化物的煙道氣與含有鈣反應物的漿液接觸以形成含有不溶性鈣化合物、可溶性二價離子(包括鈣和硫酸鹽)和單價離子(包括氯離子)的廢水；ii)對廢水進行預處理，以除去不溶性鈣化合物的至少一部分；iii)傳送所得預處理廢水通過納米過濾(nf)膜，以產(chǎn)生：a)nf廢棄物流，其含有富集濃度的二價離子(包括鈣和硫酸鹽)和一定濃度的單價離子(包括氯化物)，和b)nf滲透液流，其含有單價離子(包括氯化物)和濃度減小的二價離子(包括鈣和硫酸鹽)；和iv)使得自步驟iii)的nf廢棄物流的至少一部分在步驟i)中再利用。
附圖說明
圖1是圖解說明本發(fā)明的一個實施例的流程圖。
具體實施方式
參照圖1，本發(fā)明包括煙道氣脫硫(fgd)方法，其涉及從鍋爐(例如，如燃煤電廠中所用)所產(chǎn)生的煙道氣中除去硫氧化物。在一個優(yōu)選實施例中，所述方法涉及步驟(i-iv)，包括步驟(i)：將含有硫氧化物的煙道氣(10)引入濕式滌氣器(12)中且使煙道氣與包含鈣反應物(例如石灰、石灰石等)的漿液(14)接觸以形成含有不溶性鈣化合物(例如亞硫酸鈣、硫酸鈣等)、重金屬(例如汞、砷、鉻等)、可溶性二價離子(包括鈣和硫酸鹽)和單價離子(包括氯離子)的廢水(16)。
隨后在步驟(ii)中對來自步驟i)的廢水(16)進行預處理(18)，以除去不溶性鈣化合物的至少一部分。預處理可以涉及沉降(例如沉降池(20))、離心分離(例如水力旋流器)、化學沉淀(22)和微濾或超濾(24)中的一或多種。不溶性鈣化合物可以回收且處置(26)或用于各種應用(例如作為石膏來源用于生產(chǎn)墻板)。預處理還可以除去廢水中所存在的至少一部分重金屬。這可以通過提高ph(例如添加堿，如石灰)和添加化學沉淀劑(如硫化物(例如三巰基-三嗪、硫化鈉等))來實現(xiàn)。預處理還可以包括鎂沉淀(例如在升高的ph下進行的石灰軟化)、二氧化硅除去(例如添加氧化鎂)和必需進行的其它污垢因子除去。預處理還優(yōu)選包括傳送廢水通過微濾膜或超濾膜(24)，從而進一步減少存在于廢水中的懸浮固體。微濾膜或超濾膜(24)可以包括多種多樣的基礎模塊(例如螺旋形纏繞、中空纖維、毛細管、扁平圓盤和管狀膜模塊或“元件”)。代表性半透膜包括由以下材料制成的半透膜：各種陶瓷、金屬、纖維素、聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚烯烴等。為了優(yōu)先除去懸浮固體，可以選擇所用膜的平均孔徑，例如微濾范圍(即，0.1到5微米)內(nèi)的平均孔徑。在一個優(yōu)選實施例中，膜平均孔徑是在超濾范圍(即0.01至0.10微米)內(nèi)。適合膜的代表性實例包括可獲自陶氏化學公司的uf膜模塊sfx2660和sfx2680(x＝p、r、d等)。
所產(chǎn)生的預處理廢水(28)在步驟(iii)中如下進一步處理：傳送預處理廢水通過納米過濾(nf)膜(30)，以產(chǎn)生：(a)nf廢棄物流(32)，所述nf廢棄物流包含富集濃度的可溶性二價離子(包括鈣和硫酸鹽)(例如比存在于廢水中的鈣離子優(yōu)選多至少10％、25％且甚至50％)以及一定濃度的單價離子(包括氯化物)；和(b)nf滲透液流(34)，所述nf滲透液流包含單價離子(包括氯化物)和濃度減小的二價離子(鈣和硫酸鹽)。重要的是，可溶性二價離子與單價離子的比率大于廢水(和nf滲透液流)中的比率。納米過濾膜可以是螺旋形纏繞元件、盤式管或中空纖維模塊。
得自步驟iii)的nf廢棄物流的至少一部分在步驟i)中作為步驟(iv)的一部分再利用。即，nf廢棄物流作為補充水再循環(huán)到濕式滌氣器中。nf廢棄物流中所富集的鈣離子含量(相較于廢水)改善了對煙道氣中的硫氧化物的吸收且減少了新鮮石灰或石灰石的消耗。另外，再利用的nf廢棄物流中所富集的硫酸根離子在濕式滌氣器(12)中發(fā)生反應且沉淀，從而在nf之后，降低了后處理設備的積垢風險。作為未示出的任選步驟，nf滲透液流可以如下進行后處理：傳送其通過逆滲透(ro)膜，以產(chǎn)生：i)ro廢棄物流(包括富集濃度的單價離子)；和ii)ro滲透液流(包括濃度減小的單價離子)。ro廢棄物流可以通過蒸發(fā)或電解來進一步處理，以進一步減少操作中的排放。ro滲透液流的至少一部分可以在步驟i)中再利用。ro滲透液流也可以用于其它應用。
ro膜對于幾乎所有的溶解鹽來說相對不可滲透且阻擋超過約95％的具有單價離子的鹽，如氯化鈉。ro膜還阻擋超過約95％的無機分子以及分子量大于約100道爾頓的有機分子。nf膜的滲透性大于ro膜且通常阻擋小于約95％的具有單價離子的鹽，同時阻擋超過約50％(且常常超過90％)的具有二價離子的鹽，這取決于二價離子的種類。nf膜還典型地阻擋納米范圍內(nèi)的顆粒以及分子量大于約200到500道爾頓的有機分子。
煙道氣可以包括氮氧化物，其可以作為獨立于本發(fā)明方法的單獨步驟的一部分轉(zhuǎn)化成分子氮(n2)。即，脫氮步驟與脫硫步驟分開。舉例來說，可以在本發(fā)明方法之前或之后，從步驟i)所用的煙道氣中除去氮氧化物的至少一部分。除去氮氧化物可以通過使氮氧化物與氨或尿素或含有金屬離子螯合劑的洗滌液接觸來完成。本發(fā)明方法中優(yōu)選不存在此類金屬離子螯合劑。