干货丨燃煤电厂脱硫废水处理技术研究与应用进展-第4页-北极星火力发电网

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2.3.3 烟道蒸发

如图8 所示，脱硫废水烟道蒸发技术是利用气液两相流喷嘴将脱硫废水雾化并喷入空预器与除尘器之间的烟道中，利用烟气余热将废水完全蒸发，使废水中的污染物转化为结晶物或盐类，随飞灰一起被除尘器捕集。

日本三菱重工的技术报告显示，此技术的特点为：无液体排放；不会造成二次污染；建设与运行费用低；所占空间小；低动力消耗；不需额外的能量输入；不产生多余的固体。

目前国内研究主要集中在脱硫废水蒸发特性以及技术的可行性分析两个方面。

（1）脱硫废水的蒸发特性

国内学者主要利用模型进行模拟，探究烟气温度、液滴粒径等对蒸发时间的影响，得出类似结论，即液滴粒径越小、烟气温度越高，完全蒸发所需时间越短。同时有学者在电厂开展小规模工程试验，证明在特定工况下，蒸发一定的脱硫废水，其温降保持在安全的范围。

但是国内学者忽视了脱硫废水蒸发的特殊性，与半干法脱硫工艺类似，脱硫废水的蒸发主要分为两个阶段：等速蒸发与降速蒸发。等速蒸发是液滴中含有大量的不溶性颗粒，随着蒸发的进行，液滴逐渐收缩，颗粒间的距离减少，直至颗粒表面接触，此时液滴表面形成一层硬壳，水的通路被限制，剩余的水分很难蒸发；降速蒸发是剩余水分通过扩散作用到达液滴表面，最终的水分含量受扩散速度、蒸汽压、颗粒与气体的温差等参数影响。由于降速蒸发的存在使实际蒸发速率低于采用等速蒸发获得的数据。日本学者将脱硫废水的蒸发过程细分为5 个阶段，即温度上升阶段、等速蒸发阶段、硬壳形成阶段、沸腾阶段及干燥阶段，并证实由于硬壳的形成，脱硫废水的蒸发速率比纯水慢。

（2）技术可行性分析

已有文献表明，国内学者大多认同此技术，基于以下几点原因：①由于脱硫废水引起的烟气含尘量变化很小，对除尘器入口含尘量的影响很小，脱硫废水的喷入使得烟气减温增湿，有利于除尘效率的提高；②脱硫废水喷入烟道可以增加吸收塔入口烟气的含湿量，有效地减少由于脱硫前后烟气含湿量变化而引起水的损失，减少了烟气脱硫工艺过程水的用量；③对腐蚀的影响，控制烟气温度在酸露点以上，不会造成除尘器等的腐蚀。但不可否认，此技术可能存在以下缺点：脱硫废水中的大颗粒物质可能会造成喷嘴的堵塞与磨损，造成喷嘴雾化效果下降；脱硫废水不能完全蒸发造成可能烟道的腐蚀穿孔。

曾有文献报道此技术在美国、日本等有所应用，但据2011 年美国EPA 的一份报告显示，此技术目前在美国没有大规模应用案例。美国EPA 对此技术的可行性存在质疑：一是脱硫废水蒸发后，高腐蚀的含氯物质不能完全被除尘器捕集，造成其在脱硫塔或是其他设备上积累，引起严重腐蚀，增加运行维护费用；二是脱硫废水中重金属等物质在飞灰中的富集影响飞灰的再利用以及用户的安全。

2.4 其他技术

2.4.1 人工湿地

人工湿地利用包括湿地植物、土壤及微生物活动在内的自然过程降低废水中的金属、营养素以及总悬浮颗粒物的浓度。人工湿地由若干包含植物和细菌的单元组成，电厂可根据去除污染物的种类选择合适的单元。人工湿地可以有效降低金属、营养性物质以及总悬浮颗粒物浓度，但是必须在低氯情况下进行。

2.4.2 蒸汽浓缩蒸发技术

蒸汽浓缩蒸发技术是利用蒸发对废水进行蒸发浓缩产生蒸馏水和浓缩水，浓缩通过结晶器或是喷雾干燥进一步的蒸发，产生蒸馏水和固体废弃物，固体废弃物进行回收或是填埋处理。为了防止蒸发器结垢，需要对废水进行预处理，去除废水中的钙镁离子。

国内河源电厂采用了此技术，该系统设计出力为22m3/h，包括脱硫废水18m3/h 和其他废水4m3/h，采用“预处理+深度处理”的方式，其中预处理分为混凝沉淀系统、水质软化系统和污泥处理系统；深度处理则采用4 效立管强制循环蒸发结晶工艺，预处理出水依次进入1～4 效蒸发结晶罐进行蒸发结晶。经计算，此脱硫废水处理系统的总投资在(7000～7500)万元，运行成本高昂。

蒸汽压缩蒸发是一项成熟的技术，目前，在国外已有部分应用，但随后被证明经济性上存在问题。

2.5 脱硫废水处理技术总结

如表1 所示，以处理效率、二次污染、运行成本及是否达标排放作为技术指标对脱硫废水处理技术进行评价。从表1 中可以看出，除沉淀池外，各脱硫废水处理技术都能使脱硫废水达标排放，其中生物处理、混合零价铁技术、人工湿地可以将废水中重金属浓度降至非常低的水平，而与飞灰混合、蒸发池、烟道蒸发、蒸汽浓缩蒸发可以实现脱硫废水的零排放；但是有些技术受到运行成本太高的限制，如生物处理、蒸汽浓缩蒸发等，而有些技术还在研究阶段，应用不成熟，如混合零价铁技术；有些技术虽然运行成本低，但是可能会对电厂的正常运行产生影响，如烟道蒸发技术。

原标题：燃煤电厂脱硫废水处理技术研究与应用进展

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