火力发电厂脱硫废水深度处理工艺的应用

1 级澄清后的出水溢流至 1 级澄清水箱，通过提升泵输送至二级软化池，与 Na2CO3反应生成 CaCO₃沉淀，与聚合硫酸铁、聚合氯化铝(PAC) 进行絮凝，出水经2 级澄清池沉淀后溢流进入 2 级澄清水箱，最终经过多介质过滤器过滤后进入蒸发预换热器。预处理工艺流程见图 1 。

图 1 脱硫废水预处理系统工艺流程图

该工艺的特点:在一级软化池内投加 Ca(OH)₂可有效去除废水中的镁离子，而先使用 Na2SO4去除水中的部分钙离子，可减少二级软化单元 Na₂CO₃的用量; 一级软化中投加的 Na₂SO₄首先来自于蒸发结晶器的回流母液，不足部分投加硫酸钠药剂补充，可大大减少药剂的投加量，降低运行成本。该系统为 Ca(OH)₂+ Na₂SO₄+ Na₂CO₃软化加过滤工艺，能够将脱硫废水的硬度降低到 100mg /L( 以CaCO3计) 以下，浊度小于 1 MTU，从而可保证结晶盐的纯度。

3.2 脱硫废水蒸发系统

3.2.1 热法( 蒸发结晶) 分盐原理

热法分盐是基于不同温度下、不同比例的NaCl、Na₂SO₄、CaSO₄、KCl 等物质在混合溶液中的溶解度不同，通过对温度、压力、各组份浓度等因素的精确控制实现物质的分离。

蒸发结晶器分盐的核心设备为旋流器、离心机母液回流，将饱和NaCl 和高浓度的 Na2SO4溶液回流至脱硫废水预处理最前端，SO₄^2-通过同 Ca₂⁺反应生成沉淀，不断得以去除，NaCl 以结晶盐的形式从系统分离。

3.2.2 蒸发结晶工艺流程

蒸发结晶装置由进水单元、循环单元、蒸汽补充单元及回收单元 4 个单元组成，废水进入蒸发结晶装置进行闪蒸浓缩结晶处理，其工艺流程见图 2。

图 2 蒸发结晶工艺流程图

2 级软化后的脱硫废水进入次换热器与闪蒸罐内蒸发出来的蒸汽冷凝液进行初次换热，升温后进入循环单元，进水流量依据闪蒸罐内水位可调节。加热后的新进废水进入循环管道，与内部循环的超浓缩液混合，混合浓液经过主换热器进行换热升温( 热媒为压缩蒸汽或外界补充蒸汽) ，通过循环不断升温，当循环介质温度达到闪蒸温度、闪蒸罐顶部压力达到一定值时，启动蒸汽压缩机将闪蒸的蒸汽绝热压缩后送入主换热器，与循环液进行热交换，使循环的料液温度升高并始终保持在沸点以上，而蒸汽通过主换热器和预换热器作两次换热降温后变成冷凝水作为系统净化水产水。循环液在保持循环的同时进行闪蒸，循环的介质不断被浓缩，当系统结晶以后，开启浓缩物排放阀外排盐浆，进水量和排水量依据 TDS 值进行调节，保证平衡。

浓盐浆后续进入旋流器、离心机，进行离心脱水后进入干燥流化床得到产品盐，满足 GB /T 5462—2015《 工业盐标准》中精制工业盐( 工业干盐) 二级标准。该系统需定期排出少量结晶母液以保证结晶盐的纯度。

3.3 系统运行成本

脱硫废水深度处理处理系统占地 58 m × 22m，设备、土建、安装全部初投资约 5 500 × 104元。系统处理每吨废 水 电 耗 35 kW · h，电 价 0．5元/( kW·h) ，成本 17．5 元; 蒸汽消耗 0．08t，120 元/t蒸汽，成本 9．6 元。脱硫废水深度处理系统运行药品消耗及成本见表 2。

表 2 处理每吨废水药品消耗及成本

4结束语

本工程脱硫废水预处理系统采用 2 级Ca(OH)2+ Na2SO4+ Na2CO3软化澄清工艺; 蒸发结晶系统采用具有分盐功能的蒸发结晶器，实现 Na Cl 结晶盐的分离和提纯，并回收冷凝水，为热法分盐技术在百万千瓦机组脱硫废水深度处理系统的首次应用。脱硫废水不经膜法浓缩直接进入蒸发结晶系统，可耐受少量的钙镁结垢性离子，相对于膜法工艺对预处理产水水质要求不是非常苛刻，可简化工艺流程，降低运行成本，利用热法实现分盐。

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