燃煤电厂的脱硫废水零排放工艺研究

包括威立雅HPD、GE等国际废水零排放技术领先的公司，在脱硫废水零排放方面选用立式降膜蒸发器，立式降膜蒸发器不仅在脱硫废水零排放方面应用较为成熟，而且还有传热效率高、料液走管程(壳程可选用远低于换热管的材质，如316或316L)等优点。立式降膜蒸发原理如图3所示。

盐水中过多的钙、镁离子通过软化去除，为了防止预热器中碳酸盐的结垢，需要调节进水的pH值及加入少量的阻垢剂，然后进入脱气器去除空气和溶解的CO2，以减少对系统的腐蚀和结垢。脱气后的废水进入蒸发器中，大流量的循环泵将进水送至蒸发器的顶部，经布水后流入每根降膜蒸发管中，废水在降膜加热管中加热升温得到蒸发。

图3立式降膜蒸发原理

由于脱硫废水含有一定的易结垢物质，在蒸发浓缩过程中易在降膜管上结垢，所以需要设置合理的预处理段，并采用接种的方式来防止结垢性物质在降膜管表面结垢。接种法的原理基于物质沉淀析出时会倾向于吸附在结构较类似的物质上。若在处理液中加入一定量的晶种作为晶核，则处理液在浓缩后有物质析出沉淀时，会选择附着在晶核上，而非管壁上，防止了结垢物附着在换热管壁上形成垢层。

2)结晶系统。结晶技术在国内外应用参差不齐，且没有统一的标准，主要靠设备供应商和用户的经验。主要流程为蒸发得到的盐浆用盐浆泵送入旋流器，旋流器将大颗粒的盐结晶旋流后进入离心机。离心机分离出盐结晶体，然后经螺旋输送机送到干燥床进行加热干燥。

结晶器一般采用强制循环+闪蒸罐的形式。这是一种用于以无机盐结晶为主的结晶器，可应用于零排放、制盐、化工、制药等行业。盐水在蒸发器中浓缩后的浓盐水进入结晶器进水罐中储存，并不断搅拌均匀。浓盐水在结晶器进水泵的提升下直接进入闪蒸罐中。过热的盐水送入闪蒸罐中，部分水汽化形成蒸汽。

目前，上述MVR蒸发结晶工艺已经应用于全球多个废水零排放实际工程，以威立雅HPD为例，其代表的工程实例见表2。

表2蒸发结晶废水零排放工艺在全球的工程实例

2.2.3其他脱硫废水零排放工艺

1)排至高温烟道蒸发工艺。将脱硫废水经废水泵送往空气预热器后的烟道并采用雾化喷嘴喷射出来，雾化状态的脱硫废水即刻在烟道内蒸发，废水中的杂质与飞灰一起随烟气进入除尘设备，经过除尘器后，颗粒物被捕捉下来随灰一起外排。该工艺通过蒸发的方法将脱硫废水中的水和杂质分离，实现了脱硫废水的零排放［18－19］。该方法在国外有应用案例。

2)膜蒸馏工艺。膜蒸馏的技术原理是:膜的一侧是与膜直接接触的待处理的热废水溶液，另一侧是低温的冷水，水不会从疏水膜中通过，但因膜两侧有蒸汽压差而使水蒸汽可通过膜孔，从高压蒸汽侧传递到低压蒸汽侧，从而实现污染物与水的分离。膜蒸馏因其操作温度低，所需设备小，外表热损耗低等优点近年来被越来越多研究，但基本停留在实验室阶段，原因是其放大困难、潜热回收难度高等问题阻碍了膜蒸馏的工业应用与推广。

3结语及展望

脱硫废水的常规处理方法虽然比较成熟，工艺流程、建设成本以及运行费用都比较低，但无法做到废水零排放，随着对环保要求的不断提高，脱硫废水零排放技术的应用势在必行，而合理选择适宜的脱硫废水零排放工艺，对于电厂的脱硫废水处理及零排放至关重要。

综上所述，在来水适当软化后，采用立式降膜蒸发器+强制循环闪蒸罐结晶工艺对脱硫废水进行零排放处理，可使燃煤电厂真正实现废水零排放，杜绝了污水排放。对建设更加清洁、环保的燃煤电厂提供了技术支撑，工程应用前景广阔。

基于上述工艺，今后应深入开发结晶盐提纯技术，现今蒸发后的结晶盐大多是NaCl、Na2SO4等成分组成的杂盐，有些甚至被归类为危险废物，处置费用高。若在结晶过程中引入结晶盐高纯分离技术则会提取出高纯的NaCl(可作为工业盐产生经济效益)。如此既保护了水资源，产生了非常高的环境效益，又会显著提升工艺的经济效益。

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