Anhand der Rauchgasentschwefelungsanlage (REA) eines Kohlekraftwerks untersucht diese Analyse Probleme herkömmlicher REA-Abwassersysteme, wie etwa mangelhafte Konstruktion und hohe Ausfallraten der Anlagen. Durch diverse Optimierungen und technische Modifikationen konnte der Feststoffgehalt im Abwasser reduziert werden, wodurch der reibungslose Systembetrieb sichergestellt und die Betriebs- und Wartungskosten gesenkt wurden. Es werden praxisnahe Lösungen und Empfehlungen vorgeschlagen, die eine solide Grundlage für die zukünftige Vermeidung von Abwasserabflüssen bilden.
1. Systemübersicht
Kohlekraftwerke nutzen üblicherweise das Nassentschwefelungsverfahren mit Kalkstein und Gips, bei dem Kalkstein (CaCO₃) als Absorptionsmittel dient. Dabei entsteht zwangsläufig Rauchgasentschwefelungsabwasser. In diesem Fall teilen sich zwei Nassentschwefelungsanlagen eine Abwasserbehandlungsanlage. Das Abwasser stammt aus dem Überlauf des Gipszyklons und wird nach traditionellen Methoden (Drei-Tank-System) mit einer Auslegungskapazität von 22,8 t/h aufbereitet. Das gereinigte Abwasser wird zur Staubbindung 6 km weit zu einer Deponie gepumpt.
2. Hauptprobleme im ursprünglichen System
Die Membranen der Dosierpumpen waren häufig undicht oder fielen aus, was eine kontinuierliche Chemikaliendosierung verhinderte. Hohe Ausfallraten bei Plattenfilterpressen und Schlammpumpen erhöhten den Arbeitsaufwand und behinderten die Schlammentfernung, wodurch die Sedimentation in den Klärbecken verlangsamt wurde.
Das aus dem Überlauf des Gipszyklons stammende Abwasser wies eine Dichte von ca. 1.040 kg/m³ und einen Feststoffgehalt von 3,7 % auf. Dies beeinträchtigte die Fähigkeit des Systems, kontinuierlich gereinigtes Wasser abzugeben 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, die von einem System gesteuert wird.Online-Konzentrationsmessgerät.
Ergebnis: Die Wasserqualität verbesserte sich, eine Sedimentation war jedoch weiterhin erforderlich. Der tägliche Durchfluss reduzierte sich auf 200 m³, was für einen stabilen Betrieb der beiden Rauchgasentschwefelungsanlagen nicht ausreichte. Die Dosierkosten waren hoch und beliefen sich auf durchschnittlich 12 CNY/Tonne.
Wiederverwendung von Abwasser zur Staubbekämpfung:
Am Boden des Klärbeckens wurden Pumpen installiert, um einen Teil des Abwassers zur Vermischung und Befeuchtung in die vor Ort befindlichen Aschesilos umzuleiten.
Ergebnis: Der Druck auf die Entsorgungsanlage wurde zwar verringert, es kam aber dennoch zu einer hohen Trübung und Nichteinhaltung der Einleitungsstandards.
4. Aktuelle Optimierungsmaßnahmen
Aufgrund strengerer Umweltauflagen 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), Koagulationsmittel (75 kg) und Flockungsmittel.
Nach zeitweisem Systembetrieb wurde eine Ableitung von 240 m³/Tag klarem Wasser sichergestellt.
4.2 Umnutzung des Not-Güllebehälters
Doppelte Verwendung des Nottanks:
Während der Stillstandszeiten: Lagerung von Gülle.
Während des Betriebs: Natürliche Sedimentation zur Gewinnung von Klarwasser.
Optimierung:
Zusätzliche Ventile und Rohrleitungen auf verschiedenen Tankebenen ermöglichen einen flexiblen Betrieb.
Der sedimentierte Gips wurde zur Entwässerung oder Wiederverwendung in das System zurückgeführt.
4.3 Systemweite Änderungen
Die Feststoffkonzentration im einfließenden Abwasser wurde durch Umleitung des Filtrats von Vakuumbandentwässerungssystemen in den Abwasserpuffertank gesenkt.
Verbesserte Sedimentationseffizienz durch Verkürzung der natürlichen Absetzzeiten mittels chemischer Dosierung in Notbehältern.
5. Vorteile der Optimierung
Verbesserte Kapazität:
Kontinuierlicher Betrieb mit einer täglichen Einleitung von über 400 m³ konformem Abwasser.
Effektive Ionenkonzentrationskontrolle im Absorber.
Vereinfachte Abläufe:
Die Notwendigkeit der Platten- und Rahmenfilterpresse entfiel.
Reduzierter Arbeitsaufwand bei der Schlammbehandlung.
Verbesserte Systemzuverlässigkeit:
Größere Flexibilität bei den Abwasseraufbereitungsplänen.
Höhere Gerätezuverlässigkeit.
Kosteneinsparungen:
Der Chemikalieneinsatz wurde auf Kalk (1,4 kg/t), Koagulationsmittel (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 der Rauchgasentschwefelungsanlage führte zu einer deutlich verbesserten Effizienz, geringeren Kosten und der Einhaltung strengerer Umweltstandards. Diese Maßnahmen dienen als Referenz für ähnliche Systeme, die eine abwasserfreie Produktion und langfristige Nachhaltigkeit anstreben.
Veröffentlichungsdatum: 21. Januar 2025
