Käyttäen esimerkkinä hiilivoimalaitoksen savukaasujen rikinpoistojärjestelmää, tässä analyysissä tarkastellaan perinteisten savukaasujen rikinpoistojärjestelmien ongelmia, kuten huonoa suunnittelua ja korkeaa laitteiden vikaantumisastetta. Useiden optimointien ja teknisten muutosten avulla jäteveden kiintoainepitoisuutta vähennettiin, mikä varmisti järjestelmän normaalin toiminnan ja alensi käyttö- ja ylläpitokustannuksia. Analyysissä ehdotettiin käytännön ratkaisuja ja suosituksia, jotka tarjoavat vankan perustan jätevesipäästöjen nollatasolle tulevaisuudessa.
1. Järjestelmän yleiskatsaus
Hiilivoimaloissa käytetään yleisesti kalkkikiven ja kipsin märkäkaasun rikitysprosessia, jossa absorbenttina käytetään kalkkikiveä (CaCO₃). Tämä prosessi tuottaa väistämättä savukaasujen rikitysjätevettä. Tässä tapauksessa kaksi märkäkaasun rikitysjärjestelmää jakaa yhden jätevedenpuhdistusyksikön. Jäteveden lähde on kipsisyklonin ylivuoto, jota käsitellään perinteisin menetelmin (kolmoissäiliöinen järjestelmä) ja jonka suunniteltu kapasiteetti on 22,8 t/h. Käsitelty jätevesi pumpataan 6 km:n päähän pölynpoistoon tarkoitettuun kaatopaikkaan.
2. Alkuperäisen järjestelmän tärkeimmät ongelmat
Annostelupumppujen kalvo vuoti tai petti usein, mikä esti jatkuvan kemikaalien annostelun. Levy- ja runkosuodatinpuristimien ja lietepumppujen korkea vikaantumisaste lisäsi työvoimantarvetta ja vaikeutti lietteen poistoa, mikä hidasti sedimentaatiota selkeyttimissä.
Kipsisyklonin ylivuodosta peräisin olevan jäteveden tiheys oli noin 1 040 kg/m³ ja kiintoainepitoisuus 3,7 %. Tämä heikensi järjestelmän kykyä poistaa käsiteltyä vettä jatkuvasti ja hallita haitallisten ionien pitoisuuksia absorboijassa.
3. Alustavat muutokset
Kemikaalien annostelun parantaminen:
Kolmoissäiliöjärjestelmän päälle asennettiin lisää kemikaalisäiliöitä, jotta varmistettiin tasainen annostelu painovoiman avulla, jota ohjattiinonline-pitoisuusmittari.
Tulos: Vedenlaatu parani, vaikka sedimentaatiota tarvittiin edelleen. Päivittäinen virtaama laski 200 m³:iin, mikä ei riittänyt kahden savukaasujen rikitysjärjestelmän vakaan toiminnan kannalta. Annostelukustannukset olivat korkeat, keskimäärin 12 CNY/tonni.
Jäteveden uudelleenkäyttö pölynsidontaan:
Selkeyttimen pohjalle asennettiin pumput, jotka ohjasivat osan jätevedestä paikallisiin tuhkasiiloihin sekoittamista ja kostutusta varten.
Tulos: Paine loppusijoitusalueella laski, mutta veden sameus oli silti korkeaa ja päästöstandardien noudattamatta jättämistä.
4. Nykyiset optimointitoimenpiteet
Tiukentuneiden ympäristömääräysten myötä järjestelmän optimointi oli tarpeen.
4.1 Kemiallinen säätö ja jatkuva käyttö
Pitää pH-arvon 9–10 välillä lisäämällä kemikaalien annostusta:
Päivittäinen käyttö: kalkki (45 kg), saostusaineet (75 kg) ja flokkulanttiaineet.
Varmistettiin 240 m³/vrk kirkasta vettä järjestelmän ajoittaisen käytön jälkeen.
4.2 Hätälietesäiliön uudelleenkäyttö
Hätäsäiliön kaksoiskäyttö:
Seisokin aikana: Lietteen varastointi.
Käytön aikana: Luonnollinen sedimentaatio kirkkaan veden uuttamiseksi.
Optimointi:
Lisätty venttiilejä ja putkistoja eri säiliötasoille joustavan toiminnan mahdollistamiseksi.
Sedimentoitunut kipsi palautettiin järjestelmään vedenpoistoa tai uudelleenkäyttöä varten.
4.3 Järjestelmänlaajuiset muutokset
Sisään tulevan jäteveden kiintoainepitoisuutta alennettiin ohjaamalla suodos tyhjiöhihnakuivatusjärjestelmistä jäteveden puskurisäiliöön.
Parannettu sedimentaatiotehokkuus lyhentämällä luonnollisia laskeutumisaikoja annostelemalla kemikaaleja hätäsäiliöihin.
5. Optimoinnin hyödyt
Parannettu kapasiteetti:
Jatkuvassa käytössä yli 400 m³ jätevettä päivässä määräysten mukaisesti.
Tehokas ionipitoisuuden säätö absorboijassa.
Yksinkertaistetut toiminnot:
Poisti levy- ja kehyssuodatinpuristimen tarpeen.
Lietteen käsittelyn työmäärän väheneminen.
Parannettu järjestelmän luotettavuus:
Suurempi joustavuus jäteveden käsittelyaikatauluissa.
Korkeampi laitteiden luotettavuus.
Kustannussäästöt:
Kemikaalien käyttö väheni kalkkiin (1,4 kg/t), saostusaineisiin (0,1 kg/t) ja flokkulantteihin (0,23 kg/t).
Käsittelykustannukset laskettu 5,4 CNY:iin/tonni.
Vuosittaiset säästöt noin 948 000 CNY kemikaalikustannuksissa.
Johtopäätös
Savukaasujen rikitysjätevesijärjestelmän optimointi paransi merkittävästi tehokkuutta, alensi kustannuksia ja mahdollisti tiukempien ympäristöstandardien noudattamisen. Näitä toimenpiteitä käytetään referenssinä vastaaville järjestelmille, joilla pyritään nollajätevesipäästöihin ja pitkän aikavälin kestävyyteen.
Julkaisun aika: 21. tammikuuta 2025
