高盐废水调质后在余热烟气中的蒸发应用

北极星环保网讯:脱硫废水作为燃煤电厂终端的高盐废水，利用余热烟气蒸发工艺是实现高盐废水零排放的技术路线之一。通过掺配化学工业品来获得稳定特性的高盐废水，并进行pH值调质，对比研究调质后的高盐废水对后续烟风系统的温降、氯盐分配、SO3脱除率及酸露点、结垢的运行特性等，从而获得最优的废水调质方案。

我国废水排放标准的要求日益严格，尤其是2015年4月颁布的制《污染防治行动计划》(简称“水十条”)，更是将水环境保护上升到了国家战略层面。火电作为用水、排水大户，用水量占工业总量的20 %，从经济运行和保护环境出发，节约发电用水、提高循环水的重复利用率、生产废水梯级利用，对实现火电厂废水“零排放”意义重大。

在废水零排放背景下，循环排污水、电厂化学中水等普遍作为湿法脱硫工艺水汇集到吸收塔，吸收塔浆液处于不断蒸发浓缩的状态，为了保证脱硫系统的高效稳定运行，需要维持浆液中Cl-和非结晶杂质颗粒浓度的平衡，脱硫系统应连续排放一定量的废水。因此脱硫废水作为燃煤电厂的终端废水，大量有害物质在其中富集，pH值为4一6，含盐量和悬浮物均达到数万mg/L，是典型的高盐废水，其中很多物质为国家环保标准中严格要求控制的第一类污染物，水质极为恶劣。因此脱硫废水“零排放”也成为燃煤电厂废水“零排放”的最终环节。

1余热烟气蒸发技术路线说明

火电厂对湿法脱硫后的废水常采用中和、沉淀、絮凝、浓缩与澄清的传统三联箱化学处理方法，但废水中的Cl-仍无法去除。高浓度Cl-具有很强的腐蚀作用，处理后的废水无法进入系统回用，一般都用于捞渣机冲渣或者灰场煤场喷洒等，处理过程粗放，严重影响厂区及周边地下水水质。

利用锅炉尾部烟气余热对脱硫废水进行喷雾蒸发处理，废水中微米级的溶解盐颗粒和灰尘一起悬浮在烟气中并随烟气进入电除尘器中被电极捕捉，随灰外排。废水转化成蒸汽提高了脱硫系统入口的烟气含水量，节约了脱硫系统工艺的水耗量，实现了脱硫废水的零排放，符合环保要求。脱硫废水余热烟气蒸发工艺为粗放型处理工艺，其技术核心在于雾化喷嘴，本次研究选用气液两相流雾化喷嘴，采用压缩空气辅助雾化，其喷射粒径可达到60 μm，喷射角为20℃一30℃，喷射方向与烟气流向呈90℃。余热烟气蒸发系统布置在机组空预器之后、除尘器之前4个水平直烟道的1个烟道中，喷枪安装断面距离除尘器入口>15m。为了保证合理的雾化蒸发，喷嘴按照网格法要求布置，可保证雾化后的脱硫废水均匀分布在烟道断面。具体的工艺流程见图1。

2废水概况说明2. 1脱硫废水水质

从表1可以看出:处理后的脱硫废水可保证pH值、悬浮物和COD物质符合现有的排放标准。其硬度主要由钙、镁的氯化物(CaCl2, MgCl2)、硫酸盐( CaSO4 , MgSO4 )等非碳酸盐硬度组成，以碳酸氢盐和碳酸盐存在的碳酸盐硬度相对较少。脱硫废水的总含盐量为3. 36% 。

表1试验机组的脱硫废水水质

据文献中记载，余热烟气蒸发系统对废水硬度有严格要求，硬度过高，一方面 易在蒸发系统内部形成钙镁垢，影响喷嘴雾化效果;另一方面 易在后续烟风系统与烟气接触的设备表面形成硫酸盐结晶垢，影响烟风系统运行效率。为了保证余热烟气蒸发工艺的喷雾系统稳定运行，本次试验均使用NaCl，Na2SO4 , NaOH等配制低硬度废水，即软化后的废水，来模拟试验机组脱硫系统的稳定废水水质，通过试验数据的对比分析其在余热烟气中的蒸发特性。参考表1的脱硫废水水质，将离子浓度进行相应的微调实现其阴阳离子平衡见表2。

表2阴阳离子平衡对照表

废水的掺配均以Cl-和SO42-的物质的量进行计算，阳离子全部以Na+代替，得出NaCl的添加剂量为32994 mg/L, Na2SO4、的添加量为2982 mg/L，溶解盐的总量为3. 60%。试验过程使用NaOH对废水进行pH值调质。

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