燃煤烟气脱氯实现脱硫废水零排放技术及其影响

2.1对脱硫废水水量的影响

由式(2)可知，脱硫废水水量与脱硫塔入口烟气中氯离子的浓度密切相关。根据式(2)计算烟气脱氯效率对脱硫废水水量的影响，结果如图3所示。当脱除效率达到70%时，脱硫废水水量从3.1m3/h降至0.88m3/h，下降幅度达71.61%。由此可见，随着脱氯效率的提高，脱硫废水水量大幅度减少。将减量后的脱硫废水作为碱基溶剂回喷入烟道，则喷入烟道中的碱液浓度为4.73mol/L，碱液流量为0.88m3/h。此时可最终实现脱硫废水零排放，避免湿法脱硫技术所引起的二次污染。

图3脱氯效率对脱硫废水水量的影响

2.2对烟温的影响

碱基溶液及其反应生成物的蒸发干燥会吸收烟气热量，导致烟气温度下降。根据热量平衡计算公式研究烟气脱氯技术对烟气温度的影响，结果如图4所示，其中烟道蒸发技术是指将原脱硫废水直接全部喷入烟道内干燥。烟道蒸发技术引起的烟温降幅达到6.69℃，而采用烟气脱氯，当脱氯效率达70%时，烟温降幅仅有1.91℃。

图4喷入烟道内的溶液流量对烟气温度的影响

2.3对尾部烟气酸露点的影响

大多数研究者认为影响烟气酸露点的主要因素是烟气中SO3的含量，SO2,NOX,COX,HCl对酸露点温度的影响可忽略不计。文献对SO3脱除技术的研究表明，在除尘器前喷入碱性物质或碱基溶液可脱除一定量的SO3。本文作者研究表明，在脱除烟气中HCl气体的同时也会脱除SO3气体，如图2所示。根据烟气酸露点的计算公式一OkkesAG公式和图2的结果计算分析烟气脱氯技术对烟气酸露点的影响，结果如图5所示。当Na/Cl摩尔比为5时，SO3脱除效率为52.72%，烟气酸露点温度由125.27℃降至119.64℃，而烟道蒸发技术却会使烟气酸露点增加(125.75℃)。因此，烟气脱氯技术可以有效降低烟气酸露点，减少积灰和低温腐蚀，尤其对当前装有烟气冷却器的超低排放机组更具有重要意义。

图5SO3脱除率对酸露点的影响

同时，由于烟气进入脱硫塔后烟温被迅速降至烟气酸露点以下，导致形成人量的SO3酸雾。而湿法脱硫系统对SO3酸雾的脱除效率仅为35%~55%，导致部分SO3逃离脱硫塔进入烟囱，对尾部烟道和人气环境产生不利影响。烟气脱氯技术可以有效降低脱硫塔入口SO3浓度，这对脱硫后烟道及设备的防腐和减轻人气污染具有重要意义。

2.4对静电除尘系统的影响

由于亚微米级颗粒的不完全荷电或气流不稳定，引起静电除尘器中亚微米级颗粒荷电量低，从而导致静电除尘技术刘一PM2.5的脱除效率只有60%。烟气脱氯技术对提高PM2.5的脱除效率有着积极的作用。由于碱基溶液由脱硫废水配制而成，因此碱基溶液中含有少量Fe3十、Al3十等离子，在其蒸发过程中易生成氢氧化物絮凝剂，产生类似凝聚技术的效果，对烟气中的细颗粒物具有捕集团聚作用，增大细小颗粒粒径。其次，碱基溶液蒸发所析出部分无机盐类物质，以及蒸发所引起的烟气湿度增大都将降低粉尘比电阻，增强细小颗粒荷电能力。这有利于常规静电除尘器对于PM2.5等细粉尘颗粒的捕捉，从而提高电除尘器对细颗粒的脱除效率。文献通过实验研究表明，在烟气流量为350m3/h和烟气温度为150℃的工况下，在静电除尘器前喷入15L/h的脱硫废水蒸发可将静电除尘器刘一PM2.5的脱除率从60%提高至75%，并且脱除效率随脱硫废水蒸发量的增大而提高。烟气脱氯技术使脱硫废水量大幅度减少，折算到文献相同参数下，烟气中喷入的碱液流量仅为0.33L/h,刘一PM2.5脱除作用会明显减弱，但仍具有积极作用。

另外，文献研究也表明，脱硫废水蒸发对静电除尘器不会产生不利影响，因此烟气脱氯后脱硫废水量大幅减少，更加不会对静电除尘器性能产生不良影响。

用NaOH作为碱基进行烟气脱氯所生成的NaCl随飞灰被除尘器脱除，导致灰中的Na+扩含量增加，但对粉煤灰的综合利用影响不大。

2.5对脱硫系统的影响

烟气脱氯技术将大幅减量后的脱硫废水作为碱基溶剂回喷入烟道蒸发，增大了烟气含湿量、降低了脱硫塔入曰烟气温度，从而减少了脱硫过程烟气降温所需的汽化水量。根据脱硫塔内热量平衡计算分析烟气脱氯刘一脱硫系统耗水量的影响，结果如图6所示。烟气脱氯可使脱硫系统耗水量减少3.19m3/h，具有一定的节水效果。

图6烟气脱氯对脱硫系统耗水量的影响

同时，碱基溶液喷入烟道后不仅吸收HCl气体，还会与SO2气体反应。由图2可知，当Na/Cl为5时，SO2脱除率可达17%，因此一定程度降低了脱硫塔入口烟气中SO2的含量。在保持脱硫系统其它运行参数不变的情况下，降低脱硫塔入口烟气SO2的含量可以提高脱硫效率，对电厂燃煤采购或超低排放具有积极意义。

因此，烟气脱氯技术不仅可以减少脱硫用水量，还可以降低SO2和SO3的排放，具有经济和环境双重效益。

03与其它脱硫废水零排放技术比较

蒸发池、蒸汽浓缩蒸发和烟道蒸发技术是目前常见的几种脱硫废水零排放技术。其中蒸发池技术受地域限制，应用非常局限，并且容易造成对周围环境的盐污染。蒸汽浓缩蒸发技术和烟道蒸发技术是目前较为热门的两类脱硫废水零排放技术。蒸汽浓缩蒸发技术主要有机械蒸汽压缩技术和多效蒸发技术，恒益电厂和河源电厂分别采用了这两种技术，表2为这两种技术与烟气脱氯技术的比较。由表2可知，烟气脱氯技术具有明显的经济性优势，而且其有利于机组安全运行和实现超低排放，不会产生二次污染。

表2脱硫废水零排放技术比较

相对蒸汽浓缩蒸发技术，烟道蒸发技术具有投资费用低、工艺简单、占地面积小、无二次污染等优点。但目前烟道蒸发技术大多停留在研究阶段，其主要原因是脱硫废水蒸发量较大。由图4和图5可知，直接将全部脱硫废水回喷入烟道中将使烟温从135℃降至128.31℃、烟气酸露点从125.27℃升至125.75℃，导致烟温接近烟气酸露点，容易引起尾部烟道及设备的低温腐蚀。喷入烟道的脱硫废水蒸发量过大会使蒸发时间变长，尚未完全蒸发的液滴容易粘附到烟道内壁，导致烟道积灰和腐蚀，不利于机组稳定安全运行。为防止该状况的发生，文献在研究脱硫废水烟道蒸发技术应用时，并未将脱硫废水全部喷入到烟道内蒸发，而是每小时只喷入2吨的脱硫废水。同时，烟道蒸发技术还可能会增大脱硫塔入口烟气中Cl-浓度，从而导致脱硫废水水量增大，进一步恶化烟道内脱硫废水的蒸发条件。因此烟道蒸发技术实现脱硫废水零排放还存在一定的局限性，烟气脱氯技术有效解决了烟道蒸发技术所存在的问题。

04结论

1烟气脱氯技术是一项实现脱硫废水零排放的新技术，当采用NaOH作为碱基且Na/Cl摩尔比约为5时，脱氯效率可达到70%以上，一台300MW机组的脱硫废水量可由3.1m3/h降至0.88m3/h，将减排后的脱硫废水作为碱基溶剂回喷入烟道后可实现脱硫废水零排放。

2烟气脱氯不仅脱除烟气中的HCl，还会脱除部分SO3和SO2等酸性气体，对于预防烟道低温腐蚀和减少SO3排放具有重要意义，尤其对于超低排放下的防腐与控制更具有重要价值，对于电除尘和脱硫系统的运行也具有一定的积极意义。

3烟气脱氯实现脱硫废水零排放技术相比其它脱硫废水处理技术，具有系统简单、成本低、安全性好、适应性强、无二次污染等优点，具有良好的应用前景。

延伸阅读：

超超临界1000MW机组脱硫废水零排放技术

燃煤电厂脱硫废水全膜法处理零排放中试试验

燃煤锅炉采用烟气旁路干燥技术实现脱硫废水零排放

火电厂超低排放与脱硫废水零排放研究进展