关键词：电厂 脱硫脱硝 零排放
0引言
火电厂作为用水大户，耗用水量很大，其用水量占全国工业用水总量的20%以上。随着水资源的日益匮乏以及严格的环保要求，燃煤电厂不断加大废水处理能力建设，提高废水回用率，电厂废水零排放将是不可回避的发展趋势。脱硫废水是燃煤电厂的末端废水，如何处理脱硫废水是实现电厂废水零排放的关键。
1火电厂脱硫废水现状
目前随着环保压力加大，电厂锅炉燃烧后的二氧化硫排放量，要求控制在 35mg/Nm3以内，多数电厂完成了石灰石-石膏湿法烟气脱硫。为解决烟气中的二氧化硫污染问题，燃煤电厂一般都配有烟气脱硫系统，在脱硫系统运行过程中，需外排一定量的废水。就常规 2X600MW 超临界燃煤机组而言，脱硫废水量约 10~25m3/h，脱硫废水水质复杂，其中溶解性盐类含量高达 30000~50000mg/L，不易处理，成为困扰火电厂的一个难题。因此，从某种程度而言，电厂终端废水零排放就是脱硫废水的零排放。
2火电厂脱硫废水零排放概述
脱硫废水零排放是指燃煤电厂脱硫废水经过循环利用后浓缩减量，对废水中的盐类和污染物进行处置以固体形式排出。也就是说，真正意义上的脱硫废水零排放应是将需要排放的脱硫废水以水蒸气或固体的形式排放，而没有任何液体形式的排放。零排放一般是指工业废水除蒸发、风吹等自然损失以外，经过处理后全部循环使用，不向环境排放任何废水，水循环过程中积累的盐类等杂质通过蒸发结晶以固体形式排出。目前，实现脱硫废水零排放主要有3种思路:通过蒸发结晶，将溶解盐结晶并达到固化处理；充分利用灰渣的环境容量，将脱硫废水的杂质转移至灰渣中，实现污染物固态转移；利用锅炉烟气余热干化脱硫废水，杂质通过灰渣方式进行综合利用。
3火电厂脱硫废水零排放控制策略
3.1减少脱硫废水的产生
脱硫废水产生的主要原因是在石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统运行过程中，为了维持脱硫系统安全稳定运行，确保较高的脱硫效率，需外排一定量的废水，优化脱硫系统运行可适当降低脱硫废水的外排量。主要采取的措施有：（1）维持脱硫浆液氯离子在设计水平运行。脱硫系统内氯离子主要来自于烟气中的HCl和工艺水中的氯离子，随着系统连续运行，氯离子会在系统中不断富集。由于液相中钙离子和氯离子配成 CaCl2，溶解的Ca2+ 质量浓度随Cl-质量浓度增加而增加，会抑制石灰石的溶解，降低了液相的碱度。在消耗同样石灰石的情况下，脱硫效率明显降低。为维持较高的脱硫效率，需排放废水以降低Cl-质量浓度。在氯含量一定的情况下，低氯离子脱硫浆液运行会产生较多的废水，使得大量脱硫废水外排，因此实际运营中脱硫系统浆液中按照Cl- 含量20g/L运行，可适当减少脱硫废水的排放量。（2）避免脱硫塔浆液起泡抛浆。由于吸收塔液位多采用装在吸收塔底部的压差式液位计测量，脱硫控制系统显示的液位是根据差压变送器测得的差压与吸收塔内浆液密度计算得出，而吸收塔内真实液位——吸收塔气泡会造成的“虚假水位”相对于显示数据偏高，同时由于搅拌器搅拌、氧化空气鼓入、浆液喷淋等因素的综合影响而引起液位波动，从而导致吸收塔间歇性溢流。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当脱硫浆液从吸收塔溢流管溢流后，吸收塔的有效液位在短时间内急剧下降，液面将无法维持原设计水平，造成脱硫效率降低，致使浆液中亚硫酸盐的含量逐渐升高，石膏产生的品质得到恶化。电厂脱硫系统因受吸收塔浆液起泡影响被动采取外排废水。
3.2脱硫废水的终端处理
脱硫系统排放脱硫废水主要是为了降低脱硫浆液中的氯离子含量，一方面保持浆液中氯离子及其它通过烟道气进入浆液中的溶解性盐类的物料平衡，另一方面降低氯离子浓度有利于减缓设备材质的腐蚀，保障设备安全。因此，脱硫废水中不仅含有大量的悬浮物，而且含有大量的溶解性盐类，这些盐类用常规的化学沉淀或过滤等方式是无法去除的，加深了脱硫废水零排放的难度。通过优化运行，可控制一部分脱硫废水外排，但外排的废水只有经过终端处理，才可实现废水零排放。
4火电厂脱硫废水零排放处理研究
火电厂脱硫废水零排放处理主要包括烟道蒸发和蒸发结晶两条措施。
4. 1 烟道蒸发技术
烟道蒸发技术通过将脱硫废水喷入烟道内，雾化后经烟气加热蒸发。污染物(包括结晶析出的溶解性盐)随烟气中的烟尘一起被除尘器捕集， 废水中的水蒸气冷凝回用，从而实现对污染物的去除。烟道蒸发技术又分为主烟道蒸发处理技术和旁路烟道蒸发处理技术。主烟道蒸发工艺流程为，废水经雾化喷射装置(一般采用双流体雾化喷嘴)雾化喷入烟道，液滴在锅炉尾部烟气的加热作用下迅速蒸发形成水蒸气，废水中的盐分结晶后随烟气中的灰一起进入除尘器而被捕集去除。废水蒸发形成的水蒸气随除尘后的烟气进入脱硫吸收塔，在喷淋水的冷却作用下，水蒸气凝结进入脱硫塔的浆液循环系统循环利用，从而实现脱硫废水的 “零排放” 处理。该技术的特点在于投资费用较低，但其处理量有限；双流体雾化喷嘴易堵塞；存在烟道腐蚀与积灰风险。旁路烟道蒸发工艺流程为烟道蒸发产生的固态污染物通过研磨处理后可用作水泥、混凝土组分，还可作为原料代替黏土生产水泥熟料的原料，制造烧结砖、空心砌砖，铺筑道路等。目前烟道蒸发技术在国内电厂工程应用较少，相关研究人员的研究内容主要集中在蒸发过程的模型模拟，包括蒸发固化的速度、程度与烟气流速、喷射方式、液滴切割粒径、温度等影响因素之间的关系。
4.2浓缩加蒸发结晶法
经预处理后的脱硫废水，进入膜浓缩和蒸发浓缩装置主体后，其溶解性盐类达到一定浓度后，进入蒸发器的废水通过蒸汽或电热器加热至沸腾，废水中的水分逐渐蒸发成水蒸汽，而把水蒸气经进一步冷却后可再次使用，废水中的溶解性固体被继续存留在残液中，随着浓缩倍数的提高，最终以晶体形式析出，得到固体盐和回用水，实现固液分离。鉴于蒸发法存在能耗高、设备易结垢和投资大等缺点，这也成为限制其应用的重要因素。通过以下两方面来降到低零排放处理成本，确保电厂处理系统正常运转，即废水的减量化和防结垢处理。一方面，通过减量化处理方法对废水进行预处理，可以减少蒸发结晶器的处理，可以有效降低处理成本。膜分离法是最为常用的废水减量化处理技术，如采用反渗透等膜分离技术首先对废水进行减量化处理，膜分离产生的浓水再进行蒸发结晶，可以有效降低蒸发处理负荷和节约处理成本。另一方面，通过软化法对废水进行预处理，处理防止蒸发器内结垢。在脱硫废水处理中，常用的软化方法包括石灰软化法、纯碱软化法和树脂软化法等，以及上述方法的组合处理工艺。
结语
本文通过对火电厂脱硫废水现状、火电厂脱硫废水零排放概述、火电厂脱硫废水零排放控制策略以及对火电厂脱硫废水零排放处理进行研究，希望对实际工作中电厂脱硫废水零排放技术提供参考。
参考文献
［1］辜涛，陈春华，韩宝军.燃煤电厂脱硫废水的零排放处理工艺［J］.科技资讯，2014,12( 7) : 117－117．
论文作者:严玲玲
论文发表刊物:《中国电业》2020年1期
论文发表时间:2020/4/23
标签：废水论文; 浆液论文; 火电厂论文; 电厂论文; 烟气论文; 吸收塔论文; 烟道论文; 《中国电业》2020年1期论文;