Phân tích hệ thống xử lý nước thải và lọc nước trong nhà máy nhiệt điện than

ĐÀO TẠO

ĐẠT CHẤT LƯỢNG THEO NHU CẦU XÃ HỘI GẮN LIỀN
TIẾT KIỆM CHI PHÍ CHO NGƯỜI HỌC

HỌC PHẦN: NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP
Câu hỏi thảo luận
Phân tích hệ thống xử lý nước thải và lọc nước trong nhà máy nhiệt điện than? Tìm kiếm Film, video, hình ảnh
minh họa.

Giảng viên hướng dẫn: ThS. Đinh Thị Trung Hiếu
Sinh viên thực hiện: Nhóm 4
Lớp: U3.HTĐ1

GIÚP LÀM GIÀU, VÌ QUÊ HƯƠNG, VÌ ĐẤT NƯỚC, VÌ NHÂN LOẠI


Danh sách nhóm 4

1.TĂNG NGỌC HIỆP (NT)
2.NGUYỄN ĐỨC HIỆU
3.ĐẶNG XUÂN HOÀNG
4.NINH VĂN HOÀNG
5.NGUYỄN QUANG HỘI


Giới thiệu chung
Các nhà máy Nhiệt Điện hiện nay sử dụng Than, Dầu FO, Khí hóa lỏng ngày càng nhiều. Đi kèm với việc phát triển nhà máy nhiệt
điện thì vấn đề Xử lý khí thải, Xử lý nước thải càng trở nên cấp thiết. 

1. Yêu cầu chất lượng nước cấp của lò hơi

Sự làm việc chắc chắn và ổn định của lò hơi phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng nước cấp cho lò để sinh hơi. Trong quá trình làm việc
của lò hơi, nước cấp cho lò hơi chủ yếu là nước từ bình ngưng về, ngoài ra còn phải bổ sung thêm một phần nước lấy từ ao, hồ để bù lại
tổn thất nước.


1. Yêu cầu chất lượng nước cấp của lò hơi

Nguyên nhân nước bị tổn thất
1. Do thải xả đáy lò, một phần nước dùng trong sinh hoạt trong NM.
2. Một phần hơi thoát ra do xả van an toàn hoặc để thổi bụi.
3. Một phần nước bị rò rỉ qua các khe hở của các van hoặc dùng vào các mục đích khác mà không được thu hồi nước ngưng.


2. Đặc điểm của nguồn nước tự nhiên bổ sung

1. Nước tự nhiên có hòa tan những tạp chất, mà đặc biệt là các loại muối canxi và magiê, ngoài ra là khí hòa tan O và C gây ăn mòn nhanh
các bề mặt kim loại;
2. Trong lò hơi khi nước sôi và bốc hơi, các muối này sẽ tách ra thành các pha cứng dưới dạng bùn hoặc cáu tinh thể bám vào vách lò hơi;
3. Các cáu và bùn này có hệ số dẫn nhiệt rất thấp nên làm giảm khả năng truyền nhiệt từ khói đến môi chất trong ống;
4. Cáu bám trên các ống → làm giảm tuổi thọ của ống, làm tăng tốc độ ăn mòn kim loại ống, gây hiện tượng ăn mòn cục bộ.


3. Biện pháp đảm bảo an toàn

Để giảm cường độ ăn mòn và đảm bảo lò làm việc an toàn cần:
1. Ngăn ngừa hiện tượng bám cáu trên tất cả các bề mặt đốt.
2. Duy trì độ sạch của hơi nước cần thiết.
3. Ngăn ngừa quá trình ăn mòn của đường nước – đường hơi.

Kết luận: Không thể dùng trực tiếp nước thiên nhiên cung cấp mà cần phải
xử lý nước để loại bỏ các tạp chất có thể sinh ra chất bùn và cáu bẩn.


4. Chất lượng nước cấp cho lò

Để đánh giá chất lượng của nước, người ta đưa ra khái niệm về đặc tính của nước thiên nhiên như sau: độ cứng, độ kiềm, độ khô của
+
+
0
nước. (Độ cứng là thể hiện tổng nồng độ các ion Ca và Mg có trong nước ký hiệu là H)

Lò hơi ống lò, ống lửa

0

H < 0.5 mgđl/l

Lò ống nước có p < 1,6Mpa

0

H < 0.3

Lò ống nước có p = 1,6 đến 3.15Mpa

0

H < 0.02

Lò ống nước có p = 3.5 đến 10 Mpa

0

H < 0.01

Lò ống nước có p > 10 Mpa

0

H < 0.005

Kết luận: Việc chọn phương pháp xử lý nước không chỉ dựa vào thành phần của nước mà còn phụ thuộc vào thông số của lò hơi. Lò hơi có
thông số càng cao thì yêu cầu chất lượng nước càng cao, nghĩa là nồng độ tạp chất nước càng thấp.


5. Các phương pháp xử lý nước cho lò

Hai phương pháp cơ bản:
1. PP xử lý nước cho lò: trước khi đưa nước vào lò thì nước được tách những vật chất có khả năng tạo thành cáu trong lò.
2. PP chống đóng cáu cho lò: Biến những chất có khả năng sinh cáu ở trong lò (PP1 chưa xử lý hết) thành những vật chất tách ra ở pha
cứng dưới dạng bùn (không ở dạng cáu), rồi xả lò để thải ra khỏi lò.


6. Phương pháp xử lý nước trước khi đưa vào lò

Hai phương pháp cơ bản
- Phương pháp 1: Xử lý cơ học
Dùng bể lắng và các bình lọc cơ khí để tách các tạp chất lơ lửng trong nước (pp này chỉ loại bỏ được các tạp chất cơ khí ra khỏi nước).
- Phương pháp 2: Xử lý độ cứng

Là phương pháp làm giảm đến mức nhỏ nhất nồng độ các tạp chất tạo thành cáu hòa tan trong nước.


6. Phương pháp xử lý nước trước khi đưa vào lò

Phương pháp 2 (Xử lý độ cứng): Xử lý bằng hóa chất

Phương pháp xử lý

Hóa chất dùng

Vôi hóa

CaO

Vôi – Xô đa

CaO + Na2CO3

Xút

NAOH

Xút – Xô đa

NaOH + Na2CO3

Vôi – Xút

CaO +NaOH

6. Phương pháp xử lý nước trước khi đưa vào lò

Phương pháp 2 (Xử lý độ cứng): Xử lý bằng trao đổi ion.
Dùng phương pháp trao đổi Kation (là những hạt nhựa tổng hợp có gốc R ngậm các kation không tan trong nước. Trong kỹ thuật dùng các
chất sau:


6. Phương pháp xử lý nước trước khi đưa vào lò
Phương pháp 2 (Xử lý độ cứng): Xử lý bằng trao đổi ion.


6. Phương pháp xử lý nước trước khi đưa vào lò
Xử lý bằng trao đổi ion:

1.

Bể dung dịch muối;

2. Bình lọc dung dịch muối;
3. Thùng chứa nước muối;
4. Bình Kationit;
5. Bơm dung dịch muối;
6. Bơm nước qua bình;
7. Đường nước để rửa bình lọc hay để chuẩn dung dịch muối;
8. Đường tái tuần hoàn nước muối;
9. Đường nước muối hoàn nguyên;
10. Đường nước chưa xử lý;
11. Đương nước mềm;

12. Đường nước rửa ngược;
13. Đường xả
Sơ đồ hệ thống xử lý nước trao đổi ion


7. Phương pháp xử lý nước bên trong lò

Dựa trên 2 nguyên tắc:
- Dùng phương pháp nhiệt để phân hủy nhiệt đối với một số vật chất hòa tan, tạo ra những vật chật khó tan, tách ra pha cứng dưới dạng
bùn và cũng được xả ra khỏi lò nhờ biện pháp xả lò;
- Dùng những chất chống đóng cáu đưa vào lò để làm cho các tạp chất khi tách ra pha cứng thì pha cứng đó sẽ ở dạng bùn và dùng biện
pháp xả lò ra khỏi lò.


7. Phương pháp xử lý nước bên trong lò

Phương pháp thu nhận hơi sạch

a. Nguyên nhân làm bẩn hơi bão
hòa

Nguyên nhân chủ yếu là do trong hơi có lẫn những giọt ẩm, trong giọt ẩm có chứa nồng
độ khá cao những muối dễ hòa tan và những hạt lơ lửng.

Khi hơi nước và giọt ẩm vào bộ quá nhiệt → giọt ẩm tiếp tục bốc hơi, để lại các tạp chất
b. Tác hại hơi bẩn

bám trên các ống của bộ quá nhiệt trở thành cáu hoặc có một phần muối hòa tan bay
cùng hơi quá nhiệt vào tuabin → bám lại trên tuabin.

c. Các thiết bị làm sạch hơi

Sử dụng các thiết bị phân li các giọt ẩm ra khỏi hơi: tách giọt ẩm ra khỏi hơi, không cho
bay theo hơi sang bộ quá nhiệt.


8. Ứng dụng công nghệ rcdt module (rotreat) và liqui-cel

Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước nhà máy nhiệt điện


8. Ứng dụng công nghệ rcdt module (rotreat) và liqui-cel

Nước thải từ các tháp hấp thụ được tập trung
về Bể lắng (lắng cặn lơ lửng) sau đó đi qua Tháp
giải nhiệt (đưa nhiệt độ nước thải về 25-30°C) =>
Lọc Thô => Lọc Tinh => Lọc RO RCDT module (khử
COD, BOD, Kim loại nặng...) => Liqui-Cel TMCS
(khử Amonia còn lại) => Tái sử dụng.


8. Ứng dụng công nghệ rcdt module (rotreat) và liqui-cel
Có 2 ưu điểm nổi bật, là kênh mở và thiết kế màng xoắn ốc. Thiết kế hẹp và kênh mở tạo ra dòng chảy lớn, tối đa hiệu quả của bề
mặt màng. Kết quả là tốc độ dòng chảy cao hạn chế được những đóng cặn và tắc nghẽn, duy trì được một áp lực cao và liên tục giúp cho
mô-đun hoạt động luôn hiệu quả trong thời gian dài.

Hệ thống lọc RO - RCDT module (ROTREAT) xử lý nước thải


8. Ứng dụng công nghệ rcdt module (rotreat) và liqui-cel

Thiết kế và chế tạo đáp ứng nhu cầu xử lý nước thải khó nhất và những loại nước giá trị.
- Mô-đun ROTREAT xử lý nước có nồng độ chất rắn lơ lửng cao.
- Công nghệ mô-đun của ROTREAT  thiết kế để kiểm soát lượng chất rắn lơ lửng, không bị ảnh hưởng bởi khả năng đóng cặn so với
những loại công nghệ thẩm thấu ngược khác
- Công nghệ mô-đun của ROTREAT theo tiêu chí kênh mở, thiết kế để giảm tối đa khả năng đóng cặn, kết keo của những chất ô
nhiễm.
- Dòng chảy xoáy và tỉ lệ thu hôi nước cao liên tục làm sạch bề mặt màng.


8. Ứng dụng công nghệ rcdt module (rotreat) và liqui-cel

Công nghệ TMCS-Liqui-Cel xử lý Amoniac.
Ammonium ion (NH4 +) trong nước phản ứng với ion
hydroxide (OH-) theo phương trình sau:

Phản ứng này là phản ứng hai chiều (liên kết yếu), kết quả
của phản ứng phụ thuộc vào độ pH nước như trong hình:


8. Ứng dụng công nghệ rcdt module (rotreat) và liqui-cel

Ở độ pH 11.3 hoặc cao hơn, cân bằng phản ứng chuyển dịch hình thành khí amoniac (NH3). NH3 này có thể được loại bỏ khỏi dung
dịch nước thải bằng tháp đuổi khí hoặc tháp hấp phụ. Một giải pháp axit sulfuric (điều chỉnh pH <1 0,5-2,0) chảy ngược dòng qua lumenside
(bên trong) của sợi rỗng vào khoảng một phần ba của dòng nước.
Việc chuyển NH3 khí qua màng tế bào và phản ứng với axit để tạo thành một dung dịch amoni sunfat pha loãng. Giải pháp này được
đưa trở lại lò hơi để sử dụng như một chất ức chế ăn mòn và giảm sự hình thành của CO và NOx.


8. Ứng dụng công nghệ rcdt module (rotreat) và liqui-cel

Tuy nhiên, một dung dịch axit sẽ làm việc rất hiệu quả như là một phương pháp loại bỏ các khí amoniac từ nước thải. Các dung dịch
acid sulfuric (H2SO4) với pH thấp sẽ ngay lập tức phản ứng với khí amoniac theo phương trình 2 dưới đây để tạo thành amoni sunfat. Điều
này sẽ tạo ra và duy trì sự khác biệt nồng độ hoặc động lực để loại bỏ amoniac khỏi nước thải.

Quá trình trên tạo ra một giải pháp tập trung lên đến 30% của ammonia sulphate, đây là một loại phân bón, có thể tái sử dụng.


8. Ứng dụng công nghệ rcdt module (rotreat) và liqui-cel

Quá trình này, cũng được mô tả như: "TransMembraneChemiSorbtion" (TMCS), được thể hiện bằng sơ đồ theo hình sau: 


8. Ứng dụng công nghệ rcdt module (rotreat) và liqui-cel

Nước chảy chất thải thông qua các shellside của contactor (bên ngoài của màng tế bào), trong khi một dung dịch axit, như axit sulfuric,
lưu thông trên lumenside. Hiệu quả xử lý NH3 lên đến 95%.

Kết quả: Nước sau xử lý đạt chất lượng tốt, có thể tái sử dụng.