我國燃煤發(fā)電廠普遍采取石灰石一石膏濕法煙氣脫硫工藝。脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端、除塵器之后，以石灰石或石灰的漿液作脫硫劑，在脫硫系統(tǒng)吸收塔內(nèi)對煙氣進行噴淋洗滌，使煙氣中的SO2與CaO、水及空氣中的氧反應生成硫酸鈣（CaSO4），以石膏形式回收。
該工藝系統(tǒng)具有脫硫效率高;吸收劑利用率高;設備運轉(zhuǎn)效率高等特點。但其產(chǎn)生的脫硫廢水懸浮物、含鹽量及重金屬種類均較多，即使經(jīng)過了常規(guī)處理，依然具有高含鹽量、高腐蝕性等特征，較難處理。
1.脫硫廢水處理現(xiàn)狀
國內(nèi)電廠常規(guī)脫硫廢水處理通常采用加藥物化處理法，通過氧化、混凝、沉淀及pH調(diào)整，使廢水SS、CODCr、重金屬離子、氟化物等有害元素降至《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）的一級標準限值以下，然后排放或復用。
加藥物化處理法處理后的脫硫廢水具有高含鹽量、高腐蝕性的特點，基本不為城市污水處理廠接受。由于其對設備腐蝕性較大，亦難以進入系統(tǒng)廣泛回用。目前主要回用于干灰調(diào)濕、灰場噴灑、煤場噴灑、水力除渣等工藝系統(tǒng)。
現(xiàn)今，絕大多數(shù)電廠干灰利用良好，缺乏灰場噴灑、調(diào)濕的實施條件;而廢水若進入煤場噴灑系統(tǒng)，會隨燃煤進入燃燒系統(tǒng)，所含鹽分因水分蒸發(fā)而結(jié)晶，可能會導致鍋爐燃燒器及燃燒器邊側(cè)爐管產(chǎn)生嚴重的腐蝕;電廠采用干排渣后耗水量也將明顯減少?；谏鲜鲈颍摿驈U水的最終處置問題將引起國內(nèi)電廠的廣泛關(guān)注。
2.脫硫廢水“零排放”的處理工藝
為實現(xiàn)脫硫廢水“零排放”，目前國內(nèi)外燃煤電廠一般在常規(guī)處理基礎上，采用相對成熟的熱蒸發(fā)工藝，對脫硫廢水進行深度處理，將其中水分完全蒸發(fā)。蒸發(fā)工藝主要包括“熱蒸發(fā)器處理工藝”及“煙道氣蒸發(fā)工藝”。
2.1 熱蒸發(fā)器處理工藝
脫硫廢水熱蒸發(fā)器處理工藝主要原理為，脫硫廢水經(jīng)分配裝置均勻分配于蒸發(fā)器加熱管內(nèi)（外），在運動過程中與管外（內(nèi)）加熱蒸汽進行熱交換。脫硫廢水被加熱蒸發(fā)為濃晶漿，然后經(jīng)過脫水實現(xiàn)鹽類晶體與水的分離。目前熱蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)主要有多效蒸發(fā)（MED）法和機械熱壓縮蒸發(fā)（MVC）法。
2.1.1 多效蒸發(fā)工藝（MED）工藝
多效蒸發(fā)工藝（MED）是將一系列的水平管降膜蒸發(fā)器或垂直管降膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來并被分成若干效組，用一定量的蒸汽輸入，通過多次的蒸發(fā)和冷凝，從而得到多倍于加熱蒸汽量的蒸餾水。效級越多越投資越高，一般為3效到5效，鍋爐蒸汽供到最濃的蒸發(fā)效，把該效的廢水蒸發(fā)到最終濃度排到結(jié)晶系統(tǒng)進一步作結(jié)晶處理;產(chǎn)生的再生蒸汽送到中間效作為能量來源，依次向前送最終到第一效作為能量來源。
多效蒸發(fā)工藝（MED）需要消耗大量的蒸汽熱能，在使用電廠低品質(zhì)低壓蒸汽能量時，運行費用下降，提高使用的經(jīng)濟性。
2.1.2 機械熱壓縮蒸發(fā)（MVC）工藝
機械熱壓縮蒸發(fā)（MVC）法是將蒸發(fā)技術(shù)與熱泵技術(shù)相結(jié)合，通過熱泵（機械蒸汽壓縮機）將電能轉(zhuǎn)化為機械能，再將機械能轉(zhuǎn)化為熱能，把蒸發(fā)器蒸發(fā)出來低品位的二次蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮，使其壓力、溫度升高，熱焓增加，形成高品位的蒸汽，再送到蒸發(fā)器的加熱室當作加熱蒸汽使用，使料液維持沸騰狀態(tài)，而加熱蒸汽本身則冷凝成水。
因此蒸汽就得到了充分利用，回收了潛熱，又提高了熱效率，產(chǎn)生蒸汽的經(jīng)濟性相當于多效蒸發(fā)的30倍，相比多效蒸發(fā)節(jié)能效果相當明顯。采用蒸發(fā)的方式處理廢水，適應性強，主要工藝幾乎不受水質(zhì)情況影響，針對各種廢水只需要考慮結(jié)垢和沸點上升因素對設備進行適當調(diào)整即可。
2.1.3 熱蒸發(fā)器處理工藝小結(jié)
多效蒸發(fā)工藝（MED）法、機械熱壓縮蒸發(fā)（MVC）等熱蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)可實現(xiàn)脫硫廢水零排放，是目前較為成熟的一種廢水零排放處理工藝，國內(nèi)已有投運的實例。其主要缺點是投資費用和運行費用均較貴，應用經(jīng)濟性稍差。MVC法與MED法投資相當，MVC法年運行費用相對較低。
2.2 煙道氣蒸發(fā)工藝
脫硫廢水煙道氣蒸發(fā)工藝是將脫硫廢水霧化后噴入空氣預熱器和靜電除塵器間的高溫煙道，利用熱煙氣使廢水完全蒸發(fā)，蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣進入脫硫吸收塔進行循環(huán)利用;廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為結(jié)晶物或鹽類等固體，隨煙氣中的飛灰一起被電除塵器收集下來;從而實現(xiàn)脫硫廢水的零排放。
由于進入電除塵器（ESP）的鍋爐煙氣溫度較高、量很大，而W-FGD廢水量比較小，廢水噴入煙氣后，煙氣一般仍處于不飽和狀態(tài)，因此控制煙氣溫度高于酸露點溫度，便不會腐蝕煙道和電除塵器。[1]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。
煙氣濕度增加，還可減少煙氣脫硫工藝過程水的用量。有實驗表明在靜電除塵器入口煙道噴入脫硫廢水，蒸發(fā)后，煙氣細顆粒物粒徑由0.15增加到1.0μm左右。典型工況下，電除塵前蒸發(fā)脫硫廢水可提高PM2.5脫除效率約10%。
煙道氣蒸發(fā)工藝具有工藝簡單、占地面積小、無二次污染、投資和運行費用較低、可充分利用廢熱等優(yōu)點。但該工藝的應用也有一定的隱患：
一、脫硫廢水在進入除塵器電極前需要完全蒸發(fā)，控制煙氣溫度高于酸露點溫度，否則會對除塵器電極板造成腐蝕。
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備上積累，可能引起嚴重腐蝕，增加運行維護費用;
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。
3.結(jié)論與建議
綜上所述，若燃煤電廠在脫硫廢水常規(guī)處理的基礎上，采用“熱蒸發(fā)器處理工藝”或“煙道氣蒸發(fā)工藝”對脫硫廢水進行深度處理，可將廢水中水分完全蒸發(fā)。但“熱蒸發(fā)器處理工藝”的投資及運行成本較高;而“煙道氣蒸發(fā)工藝”可能帶來的腐蝕等安全問題。
因此鑒于不同電廠脫硫廢水水質(zhì)和煙氣溫度差異較大，改造前要全面考慮管道腐蝕、除塵器極板腐蝕以及脫硫塔相關(guān)設備腐蝕、煙氣排放溫度過低及經(jīng)濟性等問題。
該工藝系統(tǒng)具有脫硫效率高;吸收劑利用率高;設備運轉(zhuǎn)效率高等特點。但其產(chǎn)生的脫硫廢水懸浮物、含鹽量及重金屬種類均較多，即使經(jīng)過了常規(guī)處理，依然具有高含鹽量、高腐蝕性等特征，較難處理。
1.脫硫廢水處理現(xiàn)狀
國內(nèi)電廠常規(guī)脫硫廢水處理通常采用加藥物化處理法，通過氧化、混凝、沉淀及pH調(diào)整，使廢水SS、CODCr、重金屬離子、氟化物等有害元素降至《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）的一級標準限值以下，然后排放或復用。
加藥物化處理法處理后的脫硫廢水具有高含鹽量、高腐蝕性的特點，基本不為城市污水處理廠接受。由于其對設備腐蝕性較大，亦難以進入系統(tǒng)廣泛回用。目前主要回用于干灰調(diào)濕、灰場噴灑、煤場噴灑、水力除渣等工藝系統(tǒng)。
現(xiàn)今，絕大多數(shù)電廠干灰利用良好，缺乏灰場噴灑、調(diào)濕的實施條件;而廢水若進入煤場噴灑系統(tǒng)，會隨燃煤進入燃燒系統(tǒng)，所含鹽分因水分蒸發(fā)而結(jié)晶，可能會導致鍋爐燃燒器及燃燒器邊側(cè)爐管產(chǎn)生嚴重的腐蝕;電廠采用干排渣后耗水量也將明顯減少?；谏鲜鲈颍摿驈U水的最終處置問題將引起國內(nèi)電廠的廣泛關(guān)注。
2.脫硫廢水“零排放”的處理工藝
為實現(xiàn)脫硫廢水“零排放”，目前國內(nèi)外燃煤電廠一般在常規(guī)處理基礎上，采用相對成熟的熱蒸發(fā)工藝，對脫硫廢水進行深度處理，將其中水分完全蒸發(fā)。蒸發(fā)工藝主要包括“熱蒸發(fā)器處理工藝”及“煙道氣蒸發(fā)工藝”。
2.1 熱蒸發(fā)器處理工藝
脫硫廢水熱蒸發(fā)器處理工藝主要原理為，脫硫廢水經(jīng)分配裝置均勻分配于蒸發(fā)器加熱管內(nèi)（外），在運動過程中與管外（內(nèi)）加熱蒸汽進行熱交換。脫硫廢水被加熱蒸發(fā)為濃晶漿，然后經(jīng)過脫水實現(xiàn)鹽類晶體與水的分離。目前熱蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)主要有多效蒸發(fā)（MED）法和機械熱壓縮蒸發(fā)（MVC）法。
2.1.1 多效蒸發(fā)工藝（MED）工藝
多效蒸發(fā)工藝（MED）是將一系列的水平管降膜蒸發(fā)器或垂直管降膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來并被分成若干效組，用一定量的蒸汽輸入，通過多次的蒸發(fā)和冷凝，從而得到多倍于加熱蒸汽量的蒸餾水。效級越多越投資越高，一般為3效到5效，鍋爐蒸汽供到最濃的蒸發(fā)效，把該效的廢水蒸發(fā)到最終濃度排到結(jié)晶系統(tǒng)進一步作結(jié)晶處理;產(chǎn)生的再生蒸汽送到中間效作為能量來源，依次向前送最終到第一效作為能量來源。
多效蒸發(fā)工藝（MED）需要消耗大量的蒸汽熱能，在使用電廠低品質(zhì)低壓蒸汽能量時，運行費用下降，提高使用的經(jīng)濟性。
2.1.2 機械熱壓縮蒸發(fā)（MVC）工藝
機械熱壓縮蒸發(fā)（MVC）法是將蒸發(fā)技術(shù)與熱泵技術(shù)相結(jié)合，通過熱泵（機械蒸汽壓縮機）將電能轉(zhuǎn)化為機械能，再將機械能轉(zhuǎn)化為熱能，把蒸發(fā)器蒸發(fā)出來低品位的二次蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮，使其壓力、溫度升高，熱焓增加，形成高品位的蒸汽，再送到蒸發(fā)器的加熱室當作加熱蒸汽使用，使料液維持沸騰狀態(tài)，而加熱蒸汽本身則冷凝成水。
因此蒸汽就得到了充分利用，回收了潛熱，又提高了熱效率，產(chǎn)生蒸汽的經(jīng)濟性相當于多效蒸發(fā)的30倍，相比多效蒸發(fā)節(jié)能效果相當明顯。采用蒸發(fā)的方式處理廢水，適應性強，主要工藝幾乎不受水質(zhì)情況影響，針對各種廢水只需要考慮結(jié)垢和沸點上升因素對設備進行適當調(diào)整即可。
2.1.3 熱蒸發(fā)器處理工藝小結(jié)
多效蒸發(fā)工藝（MED）法、機械熱壓縮蒸發(fā)（MVC）等熱蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)可實現(xiàn)脫硫廢水零排放，是目前較為成熟的一種廢水零排放處理工藝，國內(nèi)已有投運的實例。其主要缺點是投資費用和運行費用均較貴，應用經(jīng)濟性稍差。MVC法與MED法投資相當，MVC法年運行費用相對較低。
2.2 煙道氣蒸發(fā)工藝
脫硫廢水煙道氣蒸發(fā)工藝是將脫硫廢水霧化后噴入空氣預熱器和靜電除塵器間的高溫煙道，利用熱煙氣使廢水完全蒸發(fā)，蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣進入脫硫吸收塔進行循環(huán)利用;廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為結(jié)晶物或鹽類等固體，隨煙氣中的飛灰一起被電除塵器收集下來;從而實現(xiàn)脫硫廢水的零排放。
由于進入電除塵器（ESP）的鍋爐煙氣溫度較高、量很大，而W-FGD廢水量比較小，廢水噴入煙氣后，煙氣一般仍處于不飽和狀態(tài)，因此控制煙氣溫度高于酸露點溫度，便不會腐蝕煙道和電除塵器。[1]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。
煙氣濕度增加，還可減少煙氣脫硫工藝過程水的用量。有實驗表明在靜電除塵器入口煙道噴入脫硫廢水，蒸發(fā)后，煙氣細顆粒物粒徑由0.15增加到1.0μm左右。典型工況下，電除塵前蒸發(fā)脫硫廢水可提高PM2.5脫除效率約10%。
煙道氣蒸發(fā)工藝具有工藝簡單、占地面積小、無二次污染、投資和運行費用較低、可充分利用廢熱等優(yōu)點。但該工藝的應用也有一定的隱患：
一、脫硫廢水在進入除塵器電極前需要完全蒸發(fā)，控制煙氣溫度高于酸露點溫度，否則會對除塵器電極板造成腐蝕。
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備上積累，可能引起嚴重腐蝕，增加運行維護費用;
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。
3.結(jié)論與建議
綜上所述，若燃煤電廠在脫硫廢水常規(guī)處理的基礎上，采用“熱蒸發(fā)器處理工藝”或“煙道氣蒸發(fā)工藝”對脫硫廢水進行深度處理，可將廢水中水分完全蒸發(fā)。但“熱蒸發(fā)器處理工藝”的投資及運行成本較高;而“煙道氣蒸發(fā)工藝”可能帶來的腐蝕等安全問題。
因此鑒于不同電廠脫硫廢水水質(zhì)和煙氣溫度差異較大，改造前要全面考慮管道腐蝕、除塵器極板腐蝕以及脫硫塔相關(guān)設備腐蝕、煙氣排放溫度過低及經(jīng)濟性等問題。
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