脱硫废水零排放关键技术研究

1.引言

1.1 研究背景

随着《火电厂污染防治可行技术指南》（HJ2301-2021）的实施，脱硫废水零排放成为强制要求。传统"预处理 + 蒸发结晶"工艺存在投资高（约3000 万元/套）、能耗大（吨水 60-80kWh）等问题。

1.2 技术瓶颈

•高氯根（ Cl^->20,000mg/L ）导致设备腐蚀•重金属波动影响结晶品质•传统工艺污泥产量大（占废水体积 15‰ ）

2.工艺原理与创新点

2.1 处理工艺

本方案不需要设置预处理工艺，脱硫废水可直接进入一效加热器和后续多效闪蒸器进行加热和浓缩无需加药，无污泥产生。

利用锅炉尾部烟道余热，采用烟气加热和闪蒸相结合的工艺处理脱硫废水。经烟气余热加热的脱硫废水，在负压工况下，达到闪蒸温度，经多次强制循环后，脱硫废水物料液被浓缩。通过浓缩液干燥或喷入烟道回收固体产物，同时回收蒸汽冷凝液作为脱硫系统工艺水。将浓缩液经雾化后喷入干燥塔，通过高温烟气或蒸汽的作用，使水分迅速蒸发干燥，干燥后的粉末随同热烟气一起送入电除尘器前的烟道，脱硫废水中的污染物转化为固态颗粒物同粉尘被电除尘器捕捉或收集处理，水蒸气进入脱硫塔。本技术既可实现低投资、低运行成本、低能耗的脱硫废水零排放处理，又可达到烟气余热利用。

其主要技术特点如下：

1）采用负压多效闪蒸技术，保持系统内较低的运行温度，同时以废水中石膏固体颗粒物作为晶种进行自结晶，避免设备腐蚀；

2）利用低温烟气余热为多效蒸发提供热源，可降低系统能耗；

3）无预处理，不需加药，排出固体物为石膏和结晶盐混合物，无其他杂物；

4）废水回收率为 80%～90% ，回收水可以作用工业用水，水质能满足回用要求。

2.2 关键技术突破

2.2.1 负压多效闪蒸技术•操作压力： -85～-90kPa （对应沸点 ）

•晶种循环：利用废水中石膏颗粒（ D50=30-50μm ）作为晶核，抑制结垢

•传热系数： 1,850W/(m²⋅K) （实测值）

2.2.2 烟气余热利用

•提取除尘器后 120-150^∘C 低温烟气（占总量 5-8% ）

2.2.3 浓液处理双模方案•干燥塔方案：o 雾化压力 0.8-1.2MPao 出口烟气温度 >110^∘C （防结露）

3.实验验证

3.1 装置测试

表 1 关键参数对比

3.2 腐蚀防护研究

•材料选择：2205 双相不锈钢（临界点蚀温度 ）

•腐蚀速率： 0.025mma （实测，ASTMG1 标准）

4.工程应用

4.1 某 660MW 机组实施案例（投运 1 个月数据）

•投资：2300 万元（较传统方案降 38% ）

•运行数据：

o 年处理废水 ^36,50m3

o 回收工艺水 32,80m³ （回用率 90% ）

o 副产结晶盐 2,92 吨

4.2 技术经济分析

表 2 成本对比（单位：元/吨水）

5.结论与展望

5.1 创新成果

•开发"以废治废"的晶种循环技术，设备结垢率降低 76%

•建立烟气余热-闪蒸系统模型

5.2 应用价值

•实现"三无"目标：无预处理、无污泥、无外排

•投资回收期 3.2 年（电价 0.4 元/kWh 计）

5.3 未来方向

•研究 Cl^->50,000mg/L 的高盐废水适应性

•开发结晶盐分质资源化技术

参考文献

[1]国家能源局.火电厂废水零排放技术规范:DL/T1707-2023[S].2023.

[2]Smith J. Multistage flash evaporation for ZLD[J]. Desalination, 2022.

[3]烟气余热利用系统工程设计[M].中国电力出版社,2023.