Am Beispiel der Rauchgasentschwefelungsanlage (FGD) eines Kohlekraftwerks untersucht diese Analyse Probleme herkömmlicher FGD-Abwassersysteme, wie z. B. schlechtes Design und hohe Ausfallraten. Durch zahlreiche Optimierungen und technische Modifikationen konnte der Feststoffgehalt im Abwasser reduziert werden, wodurch ein normaler Anlagenbetrieb sichergestellt und die Betriebs- und Wartungskosten gesenkt wurden. Es wurden praktische Lösungen und Empfehlungen vorgeschlagen, die eine solide Grundlage für die zukünftige Erreichung eines Null-Abwasserausstoßes bilden.
1. Systemübersicht
Kohlekraftwerke setzen üblicherweise das Kalkstein-Gips-Nass-REA-Verfahren ein, bei dem Kalkstein (CaCO₃) als Absorptionsmittel verwendet wird. Bei diesem Verfahren entsteht zwangsläufig REA-Abwasser. In diesem Fall teilen sich zwei Nass-REA-Systeme eine Abwasserbehandlungsanlage. Die Abwasserquelle ist der Gipszyklonüberlauf, der mit herkömmlichen Methoden (Dreitanksystem) mit einer geplanten Kapazität von 22,8 t/h aufbereitet wird. Das behandelte Abwasser wird zur Staubunterdrückung 6 km weit zu einer Deponie gepumpt.
2. Wichtige Probleme im ursprünglichen System
Die Membran von Dosierpumpen war häufig undicht oder defekt, was eine kontinuierliche Chemikaliendosierung verhinderte. Hohe Ausfallraten bei Platten- und Rahmenfilterpressen und Schlammpumpen erhöhten den Arbeitsaufwand und erschwerten die Schlammentfernung, was die Sedimentation in Klärbecken verlangsamte.
Das aus dem Gipszyklonüberlauf stammende Abwasser hatte eine Dichte von ca. 1.040 kg/m³ und einen Feststoffgehalt von 3,7 %. Dies beeinträchtigte die Fähigkeit des Systems, das behandelte Wasser kontinuierlich abzulassen und die Konzentration schädlicher Ionen im Absorber zu kontrollieren.
3. Vorläufige Änderungen
Verbesserung der Chemikaliendosierung:
Zusätzliche Chemikalientanks wurden auf dem Dreitanksystem installiert, um eine gleichmäßige Dosierung durch Schwerkraft zu gewährleisten, gesteuert durch einenOnline-Konzentrationsmessgerät.
Ergebnis: Die Wasserqualität verbesserte sich, obwohl weiterhin Sedimentation erforderlich war. Die tägliche Abflussmenge reduzierte sich auf 200 m³, was für einen stabilen Betrieb der beiden REA-Anlagen nicht ausreichte. Die Dosierungskosten waren hoch und lagen im Durchschnitt bei 12 CNY/Tonne.
Wiederverwendung von Abwasser zur Staubunterdrückung:
Am Boden des Klärbeckens wurden Pumpen installiert, um einen Teil des Abwassers zur Mischung und Befeuchtung in die Aschesilos vor Ort umzuleiten.
Ergebnis: Reduzierter Druck auf die Deponie, aber weiterhin hohe Trübung und Nichteinhaltung der Ableitungsstandards.
4. Aktuelle Optimierungsmaßnahmen
Aufgrund strengerer Umweltvorschriften war eine weitere Systemoptimierung erforderlich.
4.1 Chemische Einstellung und kontinuierlicher Betrieb
Aufrechterhaltung eines pH-Werts zwischen 9 und 10 durch erhöhte Chemikaliendosierung:
Täglicher Verbrauch: Kalk (45 kg), Koagulanzien (75 kg) und Flockungsmittel.
Gewährleistet eine Ableitung von 240 m³/Tag Klarwasser nach intermittierendem Systembetrieb.
4.2 Umnutzung des Notgüllebehälters
Doppelnutzung des Nottanks:
Während der Stillstandszeit: Güllelagerung.
Im Betrieb: Natürliche Sedimentation zur Klarwassergewinnung.
Optimierung:
Ventile und Rohrleitungen auf verschiedenen Tankebenen hinzugefügt, um einen flexiblen Betrieb zu ermöglichen.
Abgesetzter Gips wurde zur Entwässerung oder Wiederverwendung in das System zurückgeführt.
4.3 Systemweite Änderungen
Geringere Feststoffkonzentration im eingehenden Abwasser durch Umleitung des Filtrats aus Vakuumbandentwässerungssystemen zum Abwasserpuffertank.
Verbesserte Sedimentationseffizienz durch Verkürzung der natürlichen Absetzzeiten mittels Chemikaliendosierung in Nottanks.
5. Vorteile der Optimierung
Verbesserte Kapazität:
Kontinuierlicher Betrieb mit einer täglichen Ableitung von über 400 m³ konformem Abwasser.
Effektive Kontrolle der Ionenkonzentration im Absorber.
Vereinfachte Bedienung:
Die Notwendigkeit einer Platten- und Rahmenfilterpresse entfällt.
Reduzierter Arbeitsaufwand für die Schlammbehandlung.
Verbesserte Systemzuverlässigkeit:
Größere Flexibilität bei der Abwasseraufbereitung.
Höhere Gerätezuverlässigkeit.
Kosteneinsparungen:
Der Chemikalienverbrauch wurde auf Kalk (1,4 kg/t), Koagulanzien (0,1 kg/t) und Flockungsmittel (0,23 kg/t) reduziert.
Die Behandlungskosten wurden auf 5,4 CNY/Tonne gesenkt.
Jährliche Einsparungen von ca. 948.000 CNY bei den Chemikalienkosten.
Abschluss
Die Optimierung des REA-Abwassersystems führte zu einer deutlich verbesserten Effizienz, reduzierten Kosten und der Einhaltung strengerer Umweltstandards. Diese Maßnahmen dienen als Referenz für ähnliche Systeme, die einen Null-Abwasserausstoß und langfristige Nachhaltigkeit anstreben.
Veröffentlichungszeit: 21. Januar 2025
