摘要：现代化建设中，燃煤电厂在我国经济支柱产业中占据着重要地位，可以有效保证人们日常生活用电供应需求，对于推动我国经济长远发展发挥着重要作用。随着环保和节能政策的推广和实施，燃煤电厂的节水减污受到了国家和政府的高度重视，以不断提高水资源的有效利用率，促进企业经济效益不断增长。
关键词：燃煤电厂；脱硫废水；排放工艺
一、燃煤电厂脱硫废水的来源与特点
1.1脱硫废水的来源
根据我们国家的这个燃煤电厂情况来看，石灰石-石膏湿法脱硫技术是常用的脱硫工艺，实际应用效率较高，适应性较强。通常情况下，燃煤电厂脱硫废水大多来源于脱硫塔排放废水，在湿法脱硫条件下，煤的燃烧以及石灰石的溶解过程中产生大量的烟气、悬浮物和杂质，严重污染水资源。石灰石-石膏湿法脱硫技术能够有效去除烟气中的二氧化硫等，有效控制浆液中的灰尘颗粒浓度，保证脱硫设备中物质平衡，此种情况下，必须排放一定废水以促进飞灰排出。燃煤电厂的排除的废水中含有一定量的对环境有害的物质，这对我国的生态环境是一种破坏，对我国的环境保护也有不利的影响。这些废水随着经过初期井段阶段的一些处理，但却不是真正做到啦对环境的无害，所以在脱硫废水零排放方面非常的重要。
1.2脱硫废水的特点
一是成分多，水质变化大。就燃煤电厂脱硫废水的实际排放情况来看，在煤燃烧和烟气吸收后，脱硫废水的成分发生明显变化，尤其是钠离子、钙离子、硫酸离子和重金属离子的成分较多，并且随着电厂各项设备的不断运行，脱硫废水的水质发生明显变化，此种情况下对水资源造成严重污染。
二是燃煤电厂脱硫废水的盐含量过高。燃煤电厂生产实际表明，脱硫废水中含有大量的盐，其与燃煤电厂实际供电需求存在密切的联系，随着燃煤电厂电力供求的不断增大，脱硫废水的含盐量也随之提高。
三是脱硫废水中的悬浮物含量较大。当前燃煤电厂脱硫废水处理过程中，主要采用石灰石-石膏湿法脱硫技术，但在燃煤电厂实际运行过程中，脱硫废水中实际所含的悬浮物数量较多，严重制约着燃煤电厂的安全稳定运行。
四是腐蚀性较强。由于脱硫废水的成分较复杂，含有较多酸性物质，具有较强腐蚀性，因此，在发电过程中，会对机械设备、管道等造成了严重腐蚀，是燃煤电厂目前急需解决的重要问题。五是硬度强，易结垢在运用石灰石和石膏进行脱硫处理以后，废水中会含有大量的镁离子、钙离子等，并且硫酸钙基本呈现饱和状态，一旦温度升高，脱硫废水很容易结构，具有较强硬度，使设备的使用寿命受到严重影响。
二、燃煤电厂脱硫废水零排放处理方法
2.1多效蒸发结晶工艺
常规废水零排放处理方法即为常规的多效蒸发结晶工艺。蒸发系统分为4个单元：热输入单元、热回收单元、结晶单元、附属系统单元。热输入单元即从主厂区接入蒸汽，经过减温减压后成为低压蒸汽，再将蒸汽送至加热室对废水进行加热处理。热交换后的冷凝液则进到冷凝水箱中。常规处理后的脱硫废水排水，经多级蒸发室的加热浓缩后送至盐浆箱，由盐浆泵输送至旋流器，将大颗粒的盐结晶进行旋流并进入离心机，分离出盐结晶体，然后再经螺旋输送机送往各类干燥床干燥塔进行干燥。旋流器和离心机分离出的浆液返回至加热系统中再进行蒸发浓缩，最终干燥出的盐结晶包装运输出厂。
2.2MVR蒸发结晶工艺
蒸发系统。近年来国内开始引进机械蒸汽再压缩技术(MVR蒸发器)，相对于多效蒸发结晶技术，能耗得以降低。国内第一个MVR工艺采用的蒸发器为卧式喷淋水平管薄膜蒸发器。卧式喷淋水平管薄膜蒸发器(以下简称卧式蒸发器)是将换热管水平放置，在水平管外喷淋液膜绕流圆管运动，在卧式蒸发器中，液体从上部喷嘴喷出，落在上层水平管的外表面绕流圆周后汇集于管子底部再落到下层管子上，管内为强制对流高温介质，它释放的热量使管外液膜蒸发。
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在脱硫废水零排放处理的实际工程运行中发现，脱硫废水水质变化大(主要表现为TDS、硬度等含量高，变化大)的特点，综合卧式蒸发器在运行中的表现，其不适合作为废水浓缩装置处理脱硫废水，主要原因有：①卧式蒸发器一般需要采用大阻力的喷头形式进行配水，这样才可形成较好的水膜。但采用此方式配水，处理液中不能夹带颗粒性的无机盐晶体，否则喷头很难配水均匀且很容易堵塞。因此卧式蒸发器很难采用接种的方式来防止无机盐在水平加热管上结垢；②卧式蒸发器是在加热管的外圆周面成膜，因而水的流速必须较低。在加热管表面形成的结垢不能由水力作用清除，容易在水平管上结垢。另外从传热角度来考虑，其雷诺数Re较低，直接影响到传热效率，因而这种蒸发器的热效率较低，与立式降膜蒸发器相比，效率要降低30%～50%。
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。
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。
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相类似的物质上。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。
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。
2.3其他脱硫废水零排放工艺
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。该方法在国外有应用案例。
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。
结语
燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺的提出，使水资源有效率得到不断提高，降低了企业成本，有利于提高企业的生产力，是发电企业节能降耗的重要手段，对于推动我国电力事业可持续发展发挥着重要作用。
参考文献
[1]袁彬.燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺[J].山东工业技术,2014.
[2]张春桃燃煤电厂脱硫废水的零排放处理技术[J].化工环保，2016.
作者简介
刘光曦（1991.01.06），男，籍贯：河北学历：重庆科技学院热能与动力工程学士，单位：江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司，研究方向：环保
论文作者:刘光曦
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/19
标签：废水论文; 电厂论文; 蒸发器论文; 燃煤论文; 结晶论文; 工艺论文; 卧式论文; 《电力设备》2017年第27期论文;