關(guān)于脫硫廢水煙道蒸發(fā)技術(shù)在超低排放改造中應(yīng)用的幾點(diǎn)想法

關(guān)于脫硫廢水煙道蒸發(fā)技術(shù)在超低排放改造中應(yīng)用的幾點(diǎn)想法濕法煙氣脫硫系統(tǒng)會(huì)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生脫硫廢水，這種廢水懸浮物和鹽含量極高，重金屬含量也往往高于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，若直接排放會(huì)對(duì)受納水體造成嚴(yán)峻污染。脫硫廢水具有以下特點(diǎn)：

1)含鹽量高。脫硫廢水中的含鹽量很高，變化范圍大，一般在30000～60000mg/L。

2)懸浮物含量高。脫硫廢水中的懸浮物大多在10000mg/L以上，并且由于受煤種的變化和脫硫運(yùn)行工況的影響，在某些極端狀況下，懸浮物質(zhì)量濃度甚至可高達(dá)60000mg/L。

3)硬度高導(dǎo)致易結(jié)垢。脫硫廢水中的Ca2+、SO2-4、Mg2+含量高，其中SO2-4在4000mg/L以上，Ca2+在1500～5000mg/L，Mg2+在3000～6000mg/L，并且CaSO4處于過飽和狀態(tài)，在加熱濃縮過程中簡單結(jié)垢。

4)腐蝕性強(qiáng)。脫硫廢水中的鹽分高，尤其是Cl-含量高，且呈酸性(pH為4～6.5)，腐蝕性特別強(qiáng)，對(duì)設(shè)備、管道材質(zhì)防腐蝕要求高。

5)水質(zhì)隨時(shí)間和工況不同而變化。廢水中主要含有Ca2+、Mg2+、Cl-、Na+、K+等各種重金屬離子，并且組分變化大。

近年來，國家對(duì)工業(yè)廢水排放的管控正在日趨嚴(yán)格，脫硫廢水的零排放受到了業(yè)內(nèi)的高度重視。常見的脫硫廢水零排放技術(shù)有蒸發(fā)濃縮結(jié)晶技術(shù)、鹽濃縮技術(shù)、膜過濾技術(shù)、煙道蒸發(fā)技術(shù)等。

常規(guī)的脫硫廢水零排放技術(shù)本錢較高，以蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)為例，蒸發(fā)結(jié)晶法是在前級(jí)預(yù)處理后，增加濃縮和蒸發(fā)工藝處理，濃縮工藝可以采納正滲透法或者反滲透法，蒸發(fā)工藝可以采納熱源蒸發(fā)，也可以采納冷源蒸發(fā)。

該技術(shù)最大問題在于投資高、能耗高、蒸發(fā)器結(jié)垢和系統(tǒng)腐蝕，當(dāng)前單位脫硫廢水投資估計(jì)在300-500萬元/t。巨額投資給當(dāng)前盈利普遍較差的煤電企業(yè)造成巨大負(fù)擔(dān)。

在諸多零排放技術(shù)中，高溫?zé)煹勒舭l(fā)技術(shù)工藝流程簡潔，投資和運(yùn)行本錢低，成為了實(shí)現(xiàn)火電廠脫硫廢水零排放的主要技術(shù)之一。

煙道蒸發(fā)處理法是在前級(jí)預(yù)處理后，將濃縮后或者未經(jīng)濃縮的脫硫廢水直接噴入除塵器前級(jí)煙道，利用煙氣余熱將水分完全蒸發(fā)，廢水中顆粒物混入煙氣飛灰中。相對(duì)于蒸發(fā)結(jié)晶法來說，煙道蒸發(fā)處理法無需額外的能耗，同時(shí)沒有單獨(dú)的廢鹽產(chǎn)生。

少量鹽份的增加對(duì)于粉煤灰綜合利用的品質(zhì)不會(huì)有大的影響。同時(shí)廢水蒸發(fā)對(duì)煙氣起到調(diào)質(zhì)的作用，提高微小顆粒物凝并效果，改善顆粒物外表比電阻，提高收塵效率。

由于進(jìn)入除塵器的鍋爐煙氣溫度較高、量很大，而W-FGD廢水量比擬小，廢水噴入煙氣后，煙氣一般仍處于不飽和狀態(tài)，因此掌握煙氣溫度高于酸露點(diǎn)溫度，便不會(huì)腐蝕煙道和電除塵器。脫硫廢水噴入后，煙道煙氣溫度下降3℃左右，煙氣濕度增加0.5%左右，有利于降低粉煤灰的比電阻，提高了除塵器的除塵效率。

煙道廢水蒸發(fā)技術(shù)的隱患：

一、脫硫廢水在進(jìn)入除塵器電極前需要完全蒸發(fā)，掌握煙氣溫度高于酸露點(diǎn)溫度，否則會(huì)對(duì)除塵器造成腐蝕。

二、脫硫廢水蒸發(fā)后，未被除塵器完全捕集的煙氣中高腐蝕性的含氯物質(zhì)，在脫硫塔或是其他設(shè)備上積存，可能引起嚴(yán)峻腐蝕，增加運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

三、脫硫廢水中重金屬等物質(zhì)在飛灰中的富集影響飛灰品質(zhì)，從而影響其再利用。

脫硫廢水煙道蒸發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)留意事項(xiàng)：

1.煙道內(nèi)噴霧位置的選擇：噴霧液滴進(jìn)入除塵器能否完全蒸發(fā)受到各種因素。主要受煙道構(gòu)造、煙氣入口溫度和噴霧粒徑的影響。

在實(shí)際工程中需要對(duì)煙道內(nèi)流場進(jìn)展CFD模擬，模擬試驗(yàn)和討論說明，在直短煙道內(nèi)，流場較平穩(wěn)，液滴在進(jìn)入除塵器后仍有大量的廢水液滴未蒸發(fā)完，而彎曲長煙道由于煙道較長，液滴在煙道中的停留時(shí)間較長，液滴在進(jìn)入除塵器之前已被完全蒸發(fā)，因此噴嘴布置位置要選擇在彎曲長煙道上。

2.霧化顆粒粒徑的影響

噴嘴霧化的顆粒直徑對(duì)液滴的蒸發(fā)有著特別重要的影響。霧化粒徑越大，殘留未完全蒸發(fā)的液滴越多，與煙道壁面碰撞的液滴也越多，這是由于液滴直徑越小，液滴的比外表積越大，蒸發(fā)所用時(shí)間越少，蒸發(fā)的速率也就越快，局部液滴在到達(dá)煙道壁面前已經(jīng)蒸發(fā)。討論說明，當(dāng)噴霧液滴最大粒徑為105.6um時(shí)，除塵器進(jìn)氣煙箱入口未完全蒸發(fā)液滴的質(zhì)量約為0.2%，除塵器進(jìn)氣煙箱出口未完全蒸發(fā)液滴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.01%，因此不會(huì)對(duì)除塵器的運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響。但是隨著霧化液滴粒徑越來越小，霧化廢水液滴所需的能耗越來越大，霧化本錢也將不斷增加。同時(shí)，考慮到電廠除塵器的運(yùn)行安全和系統(tǒng)的運(yùn)行本錢，液滴最大直徑可定為100um。

3.煙氣蒸發(fā)溫度的選擇

有討論人員發(fā)覺對(duì)于廢水蒸發(fā)，將煙氣溫度掌握在453K時(shí)單位時(shí)間內(nèi)液滴群蒸發(fā)質(zhì)量最大，可供選擇的溫度區(qū)間段413K-473K。

討論人員討論了入口煙氣溫度分別為110、115、120、125、130和135℃時(shí)的煙箱殘留液體量，發(fā)覺當(dāng)煙氣入口溫度為127.4℃時(shí)，除塵器進(jìn)氣煙箱入口未完全蒸發(fā)液滴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約0.2%，除塵器進(jìn)氣煙箱出口未完全蒸發(fā)液滴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0。

煙氣初始溫度越低，未完全蒸發(fā)液滴的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大。該電廠煙氣最低溫度為140℃，可以保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。但考慮到安全性，需要在該系統(tǒng)中設(shè)置低溫愛護(hù)措施，確保溫度低于135℃時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)停頓運(yùn)行。

脫硫廢水煙道蒸發(fā)技術(shù)的建議：

面對(duì)越來越嚴(yán)格的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，相當(dāng)數(shù)量的濕法脫硫系統(tǒng)面臨著超低排放改造。例如在濕法脫硫技術(shù)后增設(shè)干法或半干法脫硫及脫硝除塵一體化技術(shù)，該技術(shù)通常煙氣溫度在200℃以上，可以考慮將煙氣超低排放技術(shù)同煙道蒸發(fā)技術(shù)結(jié)合，將濕法脫硫廢水噴入該段煙道中。

該技術(shù)需要在肯定時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)定量的脫硫廢水，而且不能對(duì)煙道構(gòu)造及后續(xù)工藝產(chǎn)生負(fù)面影響。因此脫硫廢水形成的微小霧滴噴入到煙氣流后