燃煤电厂灰水回用工艺及其回用闭式循环系统 【技术领域】
本发明涉及一种水的回用工艺及其循环系统，更具体地说涉及一种燃煤电厂灰水回用工艺及其回用闭式循环系统。
背景技术
作为用水大户，火电厂是第一大部门，占工业用水的1/4左右，因此电力行业的节水工作就显得异常重要。而占废水总量约90％的主要是除灰除渣排水。水力除灰即湿排灰是国内外燃煤电厂采用的主要除灰方式，除灰系统包括冲灰原水系统和冲灰系统。
水力除灰存在的主要问题是在运行过程中管道的内壁容易形成坚硬的灰垢，随着时间的推移，垢层逐渐增厚，致使灰水管流通面积减少，管内灰水流动阻力增大，输灰电耗增大，直接影响机组的安全经济运行。
目前对输灰管道采用的技术主要有加酸处理、炉烟处理、管前预结晶、灰渣混除、活性晶种与惰性晶种混合防垢法、电除尘输灰管和水膜除尘输灰管交替使用、投加阻垢剂、磁化处理等等。《电力环境保护》1994年第2期“宝鸡发电厂灰水加酸系统综述”和《江西电力》2002年第4期“九江电厂魏家冲灰场灰水加酸治理工程设计”等文章公开了一种加酸处理的工艺，其不足之处是酸洗除垢需停止输灰系统，消耗大量的酸，操作条件较为恶劣，劳动强度大，同时加酸防垢技术在实际应用中，易导致进口处酸量过剩，引起管道腐蚀；《华东电力》2003年第3期“1025t/h锅炉烟处理灰水系统防结垢处理”一文公开了一种炉烟处理工艺，其炉烟处理会造成二次除尘不过关，吸收塔出口管道和罗茨风机积灰严重直至堵塞现象，运行维护工作量大；管前沉淀法需加酸或通烟气，易带来与上述两种方法相同的问题，或者在灰水中添加阻垢剂或分散剂，由于冲灰水的浊度大、悬浮物高，药剂易于被吸附而导致效果下降，药剂消耗量增大；特殊橡胶--Mc尼龙管材存在强度低，易损坏，工业应用受到限制；《中国电力》1994年第9期“燃煤电厂灰水闭路循环系统防垢技术——活性晶种与惰性晶种混合防垢法”和《热力发电》1995年第05期“火电厂灰水闭路循环系统采用活性晶种与惰性晶种混合防垢法地试验研究”公开了活性晶种与惰性晶种混合防垢法，但该方法要求清除冲灰水中的碳酸盐，实施难度大，目前也未见有推广应用；《中氮肥》2003年第02期“煤粉锅炉冲渣冲灰水治理小结”公开了一种灰渣混除法，但该法易对管材磨蚀，尤其在弯管处和灰管底部，且灰管顶部仍会结垢；《电力环境保护》2001年第1期“高频电磁场防垢技术在灰水回收管道上的应用”所公开的磁化处理灰水的方法与磁场的强度、磁程等有关，垢极易在输灰管的后段沉积，因此长距离的管道输送必须分段处理，造成设备投入较大；电子水处理器或静电除垢器同样也存在这种问题；另外其他方法往往也存在着处理成本高，设备复杂，管理不方便，而且效果不是很理想，且有些方法还仅仅停留在试验阶段。另外由于SO42-、pH、F-等因素对钙垢的结晶析出的干扰作用，其机制较为复杂，从而增大了输灰管的处理难度。因此输灰管的防垢至今尚未找到一个行之有效的解决办法，对回水的防垢效果不高，导致水的回用率较低，仅在40％-70％。
【发明内容】
本发明的燃煤电厂灰水回用工艺及其回用闭式循环系统解决了现有技术中输灰管线和回水管线结垢及回水回用率较低的问题，实现了灰水回用和闭路循环。
本发明的技术方案如下：
本发明的燃煤电厂灰水回用工艺，步骤主要包括洗涤、沉淀、灰水分离，其特征在于灰水分离后的回水先进行预处理，即灰水分离后的回水在进行洗涤之前加入阻垢分散剂进行预处理，然后回水在阻垢分散剂的作用下洗涤除尘；洗涤后的灰水加入沉淀剂进行络合沉降，然后进行灰水分离，形成灰水回用闭式循环工艺；所述的阻垢分散剂的加入量为1～4mg/L，沉淀剂的加入量为10～20mg/L。
所述的沉淀剂含有重量百分比的腐植酸钠5～20％、柠檬酸三钠5～10％、木质素磺酸盐5～15％、碳酸钠60～75％、碳酸氢钠0～5％、氢氧化钠0～5％；阻垢分散剂含有重量百分比的N-膦酸基N-磺酸基N’-二羧基-乙二胺10～20％、膦羧酸10～30％、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/2-羟基-2-膦酰基乙酸/膦酸四元共聚物30～40％、余量为水；膦羧酸为2-膦酸基丁烷，1，2，4-三羧酸。
本发明的燃煤电厂灰水回用闭式循环系统，包括有洗涤装置、调节池、浓缩沉淀池、灰场，其特征在于从洗涤装置出来经过调节池的灰水进入浓缩沉淀池前加入沉淀剂，经络合沉降后，由泵将灰浆经输灰管输送至灰场；在灰场与洗涤装置之间设有回水预处理池，从灰场出来的回水在进入回水预处理池时加入阻垢分散剂后，由回水泵送至洗涤装置，然后进入调节池再进行冲灰，构成灰水回用闭式循环系统；所述的灰水进入浓缩沉淀池前沉淀剂的加入量为10～20mg/L，回水在进入回水预处理池时阻垢分散剂的加入量为1～4mg/L。
所述的沉淀剂含有重量百分比的腐植酸钠5～20％、柠檬酸三钠5～10％、木质素磺酸盐5～15％、碳酸钠60～75％、碳酸氢钠0～5％、氢氧化钠0～5％；阻垢分散剂含有重量百分比的N-膦酸基N-磺酸基N’-二羧基-乙二胺10～20％、膦羧酸10～30％、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/2-羟基-2-膦酰基乙酸/膦酸四元共聚物30～40％、余量为水；膦羧酸为2-膦酸基丁烷，1，2，4-三羧酸。
本发明的有益效果是：
本发明的燃煤电厂灰水回用工艺及其回用闭式循环系统具有除尘、脱硫、节水、高效等特点，按灰水比1∶20计算，灰水的回用率达90％以上，回水阻垢率可达94.1％；同时本发明的沉淀剂和阻垢分散剂投加量少，成本低，对原有系统改动不大，可操作性强，具有广阔的推广应用前景。
【附图说明】
图1为燃煤电厂灰水回用工艺流程示意图
图2为燃煤电厂灰水回用闭式循环系统示意图
【具体实施方式】
实施例1
如图1和图2所示的燃煤电厂灰水回用工艺及其回用闭式循环系统，洗涤后从洗涤塔出来的灰水先进入调节池，再除去碎渣，然后进行沉淀，即进入浓缩沉淀池前按每升灰水加入沉淀剂15mg，经络合沉降后，由灰渣泵将灰浆经输灰管输送至灰场再进行灰水分离，即在灰场投加1～2mg/L聚丙烯酰胺进行絮凝沉降，沉降后从灰场出来的回水先进行预处理，即回水先进入设在灰场与洗涤塔之间的回水预处理池，同时按每升回水加入阻垢分散剂3mg，回水在阻垢分散剂的作用下由回水泵送至洗涤塔进行洗涤除尘，然后进入调节池再进行冲灰，构成灰水回用闭式循环工艺及系统，实现循环利用，测定回水阻垢率和PH值，结果见表1。
按以下重量百分比的物质配制沉淀剂和阻垢分散剂：
沉淀剂：腐植酸钠20％、柠檬酸三钠5％、木质素磺酸盐5％、碳酸钠60％、碳酸氢钠5％、氢氧化钠5％。
阻垢分散剂：N-膦酸基N-磺酸基N’二羧基-乙二胺10％、2-膦酸基丁烷，1，2，4-三羧酸30％、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/2-羟基-2-膦酰基乙酸/膦酸四元共聚物40％、蒸馏水20％。
实施例2
按以下重量百分比的物质配制沉淀剂和阻垢分散剂：
沉淀剂：腐植酸钠18％、柠檬酸三钠5％、木质素磺酸盐7％、碳酸钠62％、碳酸氢钠4％、氢氧化钠4％。
阻垢分散剂：N-膦酸基N-磺酸基N’-二羧基-乙二胺10％、2-膦酸基丁烷，1，2，4-三羧酸20％、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/2-羟基-2-膦酰基乙酸/膦酸四元共聚物40％、蒸馏水30％。
沉淀剂的投加量为10mg/L，阻垢分散剂的投加量为2mg/L，其它同实施例1，不再重复，结果见表1。
实施例3
按以下重量百分比的物质配制沉淀剂和阻垢分散剂：
沉淀剂：腐植酸钠16％、柠檬酸三钠6％、木质素磺酸盐8％、碳酸钠64％、碳酸氢钠3％、氢氧化钠3％。
阻垢分散剂：N-膦酸基N-磺酸基N’-二羧基-乙二胺15％、2-膦酸基丁烷，1，2，4-三羧酸30％、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/2-羟基-2-膦酰基乙酸/膦酸四元共聚物30％、蒸馏水25％。
沉淀剂的投加量为12mg/L，阻垢分散剂的投加量为1mg/L，洗涤装置为水膜除尘器，其它同实施例1，不再重复，结果见表1。
实施例4
按以下重量百分比的物质配制沉淀剂和阻垢分散剂：
沉淀剂：腐植酸钠15％、柠檬酸三钠10％、木质素磺酸盐5％、碳酸钠66％、碳酸氢钠2％、氢氧化钠2％。
阻垢分散剂：N-膦酸基N-磺酸基N’-二羧基-乙二胺15％、2-膦酸基丁烷，1，2，4-三羧酸20％、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/2-羟基-2-膦酰基乙酸/膦酸四元共聚物30％、蒸馏水35％。
沉淀剂的投加量为20mg/L，阻垢分散剂的投加量为4mg/L，其它同实施例1，不再重复，结果见表1。
实施例5
按以下重量百分比的物质配制沉淀剂和阻垢分散剂：
沉淀剂：腐植酸钠14％、柠檬酸三钠6％、木质素磺酸盐10％、碳酸钠68％、碳酸氢钠1％、氢氧化钠1％。
阻垢分散剂：N-膦酸基N-磺酸基N’-二羧基-乙二胺20％、2-膦酸基丁烷，1，2，4-三羧酸10％、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/2-羟基-2-膦酰基乙酸/膦酸四元共聚物30％、蒸馏水40％。
沉淀剂的投加量为14mg/L，阻垢分散剂的投加量为2mg/L，其它同实施例1，不再重复，结果见表1。
实施例6
按以下重量百分比的物质配制沉淀剂和阻垢分散剂：
沉淀剂：腐植酸钠12％、柠檬酸三钠10％、木质素磺酸盐8％、碳酸钠70％。
阻垢分散剂：N-膦酸基N-磺酸基N’-二羧基-乙二胺20％、2-膦酸基丁烷，1，2，4-三羧酸10％、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/2-羟基-2-膦酰基乙酸/膦酸四元共聚物40％、蒸馏水30％。
沉淀剂的投加量为15mg/L，阻垢分散剂的投加量为2mg/L，其它同实施例1，不再重复，结果见表1。
实施例7
按以下重量百分比的物质配制沉淀剂和阻垢分散剂：
沉淀剂：腐植酸钠10％、柠檬酸三钠9％、木质素磺酸盐10％、碳酸钠71％。
阻垢分散剂：N-膦酸基N-磺酸基N’-二羧基-乙二胺10％、2-膦酸基丁烷，1，2，4-三羧酸20％、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/2-羟基-2-膦酰基乙酸/膦酸四元共聚物30％、蒸馏水40％。
沉淀剂的投加量为18mg/L，阻垢分散剂的投加量为4mg/L，其它同实施例1，不再重复，结果见表1。
实施例8
按以下重量百分比的物质配制沉淀剂和阻垢分散剂：
沉淀剂：腐植酸钠8％、柠檬酸三钠7％、木质素磺酸盐13％、碳酸钠72％。
阻垢分散剂：N-膦酸基N-磺酸基N’-二羧基-乙二胺15％、2-膦酸基丁烷，1，2，4-三羧酸20％、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/2-羟基-2-膦酰基乙酸/膦酸四元共聚物40％、蒸馏水25％。
沉淀剂的投加量为15mg/L，阻垢分散剂的投加量为3mg/L，其它同实施例1，不再重复，结果见表1。
实施例9
按以下重量百分比的物质配制沉淀剂和阻垢分散剂：
沉淀剂：腐植酸钠6％、柠檬酸三钠6％、木质素磺酸盐15％、碳酸钠73％。
阻垢分散剂：N-膦酸基N-磺酸基N’-二羧基-乙二胺20％、2-膦酸基丁烷，1，2，4-三羧酸20％、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/2-羟基-2-膦酰基乙酸/膦酸四元共聚物40％、蒸馏水20％。
沉淀剂的投加量为18mg/L，阻垢分散剂的投加量为4mg/L，其它同实施例1，不再重复，结果见表1。
实施例10
按以下重量百分比的物质配制沉淀剂和阻垢分散剂：
沉淀剂：腐植酸钠5％、柠檬酸三钠5％、木质素磺酸盐15％、碳酸钠75％。
阻垢分散剂：N-膦酸基N-磺酸基N’-二羧基-乙二胺15％、2-膦酸基丁烷，1，2，4-三羧酸10％、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/2-羟基-2-膦酰基乙酸/膦酸四元共聚物40％、蒸馏水35％。
沉淀剂的投加量为10mg/L，阻垢分散剂的投加量为1mg/L，其它同实施例1，不再重复，结果见表1。
表1本发明的不同实施例的回水阻垢率、pH值与其它阻垢分散剂的回水阻垢率的对比表 实施例 回水阻垢率，％ pH值 实施例1 90.4 13.2 实施例2 88.7 13.0 实施例3 87.2 12.7 实施例4 94.1 12.2 实施例5 86.8 11.6 实施例6 90.6 11.7 实施例7 93.2 11.3 实施例8 92.6 11.5 实施例9 93.8 11.5 实施例10 85.4 11.3氨基三甲膦酸TMP(2mg/L)/水解聚马来酸HPMA(2mg/L) 75.2 12.6氨基三甲膦酸TMP(2mg/L)/水解聚马来酸HPMA(4mg/L) 80.4 11.4
从表1可以看出在相同用量的阻垢分散剂的条件下本发明的回水阻垢率要远高于加入常用阻垢分散剂ATMP/HPMA的回水阻垢率。