烟气喷雾蒸发在火电厂脱硫废水零排放中的应用

3运行结果与讨论

在不同机组负荷条件下进行燃烧计算及锅炉热平衡计算，在不同负荷时喷入不同量的脱硫废水、烟气参数，如表1所示。

表1不同负荷下烟气参数

废水喷嘴至电除尘器进口烟道长度为34.5m，不同负荷下，烟道中烟气停留时间均大于2s。表2为在机组不同负荷情况下，喷入不同量的脱硫废水的完全蒸发时间t2、电除尘器入口烟气温度θg2、烟气温降Δθg以及烟气质量流量的变化ΔqV。

表2不同脱硫废水蒸发运行工况

由表2可知，完全蒸发时间远小于烟气在烟道中的停留时间，可保证脱硫废水喷入后在进入电除尘器前完全蒸发，因此直接采用主烟道喷雾蒸发工艺是可行的。负荷增加时，烟气质量焓增加，烟气可蒸干更多的废水。电除尘入口烟气温度都在110℃以上，均高于酸的露点，酸不会结露，不会对电除尘器及烟道产生腐蚀。脱硫废水经过烟道喷雾蒸发后，烟气平均温度降低，降低程度降随废水喷入量的增加而增加。烟道内实际状态下，100%、75%、50%负荷时烟气体积流量分别减少了1.46%、1.47%、1.41%，减少量较小。

连续运行2个月时间后检查的烟道内部情况，发现易积灰的弯头部分和烟道水平段均未出现明显积灰现象。根据脱硫废水Cl-平衡计算可知（Cl-的质量浓度按20g/L计），废水干燥后的产物全部进入粉煤灰，蒸发析出的固体总量占烟气中粉煤灰总量小于0.6%，粉煤灰中Cl-的含量大约增加0.15%左右。按照GB175－2007要求，粉煤灰硅酸盐水泥中Cl-的质量分数要求不大于0.06%。

根据此标准的要求，粉煤灰硅酸盐水泥混入粉煤灰的质量分数应＞20%且≤40%，脱硫废水Cl-全部进入粉煤灰并混入硅酸盐水泥中，水泥中Cl-的质量分数在0.03%～0.06%，满足GB175－2007要求。

由于脱硫废水的喷入，烟气湿度由7.15%增加至7.63%，烟气相对湿度增加0.5%左右，降低了粉煤灰的比电阻，可以防止和减弱高比电阻粉尘的反电晕，从而可以提高电除尘器的除尘效率。同时，在脱硫塔的喷淋冷却作用下，水分凝结进入脱硫塔的浆液循环系统被重复利用，可以减少湿法脱硫工艺用水量。

4效益分析

工程总投资400万元，远少于双碱软化、过滤+膜浓缩+蒸发结晶的传统工艺投资。工程中仅需对脱硫废水进行简单预处理，不需投加药剂，仅有电气系统、压缩空气系统的运行电耗，运行费用小于10元/t，远低于传统的工艺，且运行过程中无需专业操作人员及相关费用，实现无人值守，相比其他零排放工艺具有明显的经济效益优势。

与传统脱硫废水零排放工艺相比，烟气喷雾蒸发技术特点有：投资成本低；进水水质要求低，仅配套简单的预处理单元去除浊度；系统操作简单，运行中不需要添加药剂，运行费用少；改造工期短、工程量小、可嵌入原发电系统，无需专门用地等。但是烟气喷雾蒸发工艺不产生回用水，其他零排放工艺的产水可回用电厂生产。

5结论

控制雾化液滴直径、合理优化布置雾化喷嘴、保证各个雾化喷嘴喷雾的均一性、准确计算喷入脱硫废水后烟气及粉煤灰特性变化是工程成功实施的关键点。

在不同机组负荷情况下，在空气预热器与电除尘器之间的烟道中喷入脱硫废水，可以完全蒸发，实现脱硫废水零排放。喷入脱硫废水后的粉煤灰中Cl-含量仅增加了0.15%，不会对后续工艺产生负面影响。烟气相对湿度增加0.5%左右，可以提高电除尘器的除尘效率。

烟气喷雾蒸发进行脱硫废水零排放技术，具有工艺流程短、操作简单、占地面积小和成本优势明显等特点。

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