摘要：脱硫吸收浆液在循环使用中，各种杂质在不断浓缩；废水中的杂质主要来自烟气、脱硫剂和工艺水。随着各种杂质浓度不断地升高，脱硫效率会降低，设备故障率会提高，因此需要从旋流器排放一部分浓缩液，主要是控制浆液中的Cl-、F-离子浓度。脱硫浆液中的F-（与铝螯合作用）会降低石灰石的溶解性；而Cl-浓度高会影响石膏品质，加速各种过流部件的腐蚀。
关键词：燃煤电厂；脱硫废水；综合利用；处理工艺实验
1脱硫废水水量及特性
1.1脱硫废水量
湿法脱硫工艺水主要用于吸收塔补给水、除雾器及其他设备管道冲洗等，工业水主要用于系统密封及设备冷却。湿法脱硫是以浆液中Cl-浓度来确定脱硫废水的排放量。内蒙古锡林浩特某2×600MW机组，脱硫废水的排放量为17m3/h左右（Cl-为20000mg/L）。如果生产用水采用城市中水，则工艺水水质会更差，同时脱硫废水排放量也会增加（或者控制低Cl-浓度）。如：内蒙古乌海某2×300MW火电厂脱硫废水量实际为25m3/h（设计值为15m3/h）。
1.2脱硫废水的水质特性
石灰石—石膏湿法产生的脱硫废水水质成分复杂，主要包括悬浮物、过饱和亚硫酸盐、氯化物、硫酸盐、重金属离子及氟化物等。脱硫废水中的污染物成分及含量与设计煤种、脱硫工艺与运行方式、石膏脱水效果、烟气量、石灰石品质、SCR系统氨逃逸率等多种因素有关。
脱硫废水中上述污染物均超过《污水综合排放标准》（GB8978-1996），其综合特性是高含盐量、高硬度、高Cl-的特征。
2脱硫废水常规处理方法
高含盐量的脱硫废水其处理难度非常大。目前我国绝大多数的脱硫废水处理均不能满足污（废）水的排放要求。因此有必要对脱硫废水的处理现状进行梳理和分析，以便给出一个合理经济的废水处理方案。国内脱硫废水常规处理工艺一般采用加石灰乳中和、有机硫化物沉降、硫酸氯化铁絮凝、澄清、PH值调整达标后回用或排放。其出水水质虽然能够达到《火电厂石灰石—石膏湿法脱硫废水水质控制指标》（DL/T997-2006）标准，但是其系统出水仍然具有含盐量高、Cl-、F-含量高等特点。脱硫废水经过加药混凝沉淀处理后仍然会对水体造成污染。
北方地区燃煤电厂多采用节水型的空冷机组、干式除灰渣、灰渣综合利用等措施，因此大量的脱硫废水没有可供排放的地方。而许多火电厂提出零排放的概念，实际只是部分废水的减排和回用，或者是部分如脱硫废水、循环水排污水、锅炉酸洗等废水处理后直接排放或部分用于干灰加湿，并没有真正实现废水零排放。目前国内真正意义上的脱硫废水“零排放”技术主要采用热蒸发处理工艺，该工艺包括蒸发结晶工艺、烟道蒸发工艺、除灰渣蒸发工艺等措施。（混凝沉淀达标后）其后两种方案从目前具体的工程实例看，均不能实现脱硫废水的“零排放”。而蒸发结晶工艺处理脱硫废水虽然能够实现真正的废水零排放，但是其工艺初投资太高，运行费用大，综合费用约为180元/m3；因此限制了其工艺的推广。
2.1脱硫废水回用除灰渣系统
以某2×660MW机组脱硫废水回用于除灰渣系统为例，分别对水冷式刮板捞渣机和风冷式干式排渣机系统掺入脱硫废水进行分析。其实这两种都是利用炉渣的余热蒸发脱硫废水，只是媒介不同。从环保角度看，刮板捞渣机系统掺入少量脱硫废水实质上是废水的稀释排放，掺入脱硫废水的渣水系统氯离子浓度不可超过20000mg/L。通过理论计算，刮板捞渣机自平衡除渣系统渣带脱硫废水消耗量为1.825t/h；刮板捞渣机-缓冲水池系统渣带脱硫废水消耗量为1.67t/h。湿式刮板捞渣机仅有渣带脱硫废水连续经常辅助运行方式。脱硫废水掺入刮板捞渣机尚需对于捞渣系统的防腐措施进行论证，特别要关注盐雾等问题（或可参照海水冷却捞渣机系统方案）。干式除渣系统利用底渣余热将脱硫废水蒸发，工业盐以固态型式附着在干渣上，且干渣机系统蒸发的废水量要远大于自平衡捞渣机系统。干式除渣系统消耗脱硫废水约为4.45t/h，其仅是喷雾降温蒸发水量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆干渣机除渣系统包括喷雾降温水连续经常辅助运行方式和双轴搅拌用水短时经常辅助运行方式（运行方式同灰库）。其他除灰渣系统不能消耗的脱硫废水可以直接引入到灰场进行晾晒，蒸发，最后填埋。同时结余的废水可以进行灰场喷洒，同时采用绿化植物固化各种盐碱地，灰场可以种植刺槐、旱柳、泡桐等树种。但是如果将脱硫废水排至灰场需要考虑防渗及雨水排放等问题，灰场的常规设计可以参照蒸发塘进行改造，以满足环保卫生要求。
从理论上来说，脱硫废水回用于除灰渣系统仅是利用炉渣的余热蒸发脱硫废水，将高浓度含盐废水蒸干后转变为固体废物。由于其蒸发的水量较少，同时还要考虑设备防腐等问题，因此回用于除灰渣系统还有待于后续的逐步论证和完善。
2.2烟道蒸发工艺
烟道蒸发工艺是将脱硫废水用泵送到除尘器前的烟道，经喷嘴雾化后在烟道内蒸发，废水中各种盐类和其他杂质与飞灰一起被除尘器捕集而达到不排放废水的目的。烟道蒸发技术要求除尘器前烟气温度较高，且其处理水量受到限制。同时可能存在雾化效果差、运行不稳定等问题，对机组和煤种的适用性不足和对ESP、FGD（GGH）等设备产生不利的影响。
2.3浓缩结晶工艺
目前脱硫废水蒸发浓缩工艺是利用蒸发器将脱硫废水进行浓缩，产品水回用，而浓缩水可通过结晶、干燥工艺转化为固体盐进行处理。脱硫废水的浓缩结晶工艺类似于海水淡化，其处理技术种类很多，主要应用于商业规模的有蒸馏法、反渗透法及正渗透法（较新）。目前国内燃煤电厂脱硫废水“零排放”采用浓缩结晶工艺的具体案例并不多，主要有河源电厂的“二级预处理+蒸发结晶”工艺，恒益电厂的“两级卧式MVC+两效MED工艺”，以及长兴电厂的正渗透MBC工艺。蒸馏法技术又分为低温多效（MED）、多级闪蒸（MSF）、压汽式蒸馏（TVC和MVC）等几种。由于MSF最高操作温度在110℃、设备造价要求高、耗能方式为热能和电能，其主要适合大型和超大型淡水装置，且主要在海湾国家采用，这里就不再介绍了。下面主要介绍MED和VC工艺。
2.3.1低温多效（MED）
低温多效技术是20世纪80年代成熟的高效淡化技术，其运行温度小于70℃，能耗、腐蚀结垢速率均较低，传热管的材质及成本也较低。低温多效技术是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联布置，通过多次蒸发和冷凝，蒸发温度梯次降低，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水。
2.3.2压汽式蒸馏（VC）
压汽式蒸馏工艺与低温多效（MED）蒸馏法工艺基本相同，不同的是压汽蒸馏应用热耗非常低的热泵压缩蒸发产生的二次蒸汽，提高二次蒸汽热量和温度，压缩后的蒸汽打入蒸发器作为热源，再次使其原液产生蒸发。压缩采用蒸汽喷射器称为热压缩（TVC），采用机械蒸汽压缩机称为机械压缩（MVC）。低温多效（MED）和TVC技术均消耗（大量）蒸汽及电能，而MVC仅消耗电能，对于蒸汽源较少的地方机械蒸汽压缩技术运行节能更显著。目前脱硫废水零排放可以采用几种技术方案的组合方式，仿效低温多效海水淡化工艺，可以采用“MED+TVC”或“MVC+MED”以及其他的组合方式进行脱硫废水处理。
3结论
通过对国内脱硫废水处理具体工程实例的比较，目前绝大多数电厂的脱硫废水只是进行物理化学处理后就直接排放或部分干灰拌湿。但随着环境保护的更加严格，因此有必要进一步讨论脱硫废水的处理问题，以便找到一种相对经济有效的处理方法。
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论文作者:丁智鹏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/13
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