燃煤电厂脱硫废水无软化高效蒸发浓缩工艺研究

燃煤电厂脱硫废水无软化高效蒸发浓缩工艺研究

聂公利

陕西能源电力运营有限公司 陕西 西安 710016

摘要：石灰石-石膏法烟气湿法脱硫工艺是国内烟气脱硫的主流工艺，脱硫废水具有高含盐量、高腐蚀性影响烟气脱硫安全稳定运行。分析了脱硫废水传统处理工艺及现有零排放处理工艺及存在的弊端。结果表明:现有零排放工艺多采用“预处理+浓缩减量+蒸发结晶”工艺，浓缩减量为其关键环节，预处理软化工艺复杂且成本高。在不用两碱法进行软化的情况下，利用脱硫废水独有特性，直接采用蒸发浓缩及石膏晶种防垢等技术对燃煤电厂脱硫废水进行处理，最终蒸发冷凝水作为工业用水回用，并从浓浆废水中分离出污泥和上清液，实现废水的高度浓缩，浓缩比例高达90%，且污泥浸出毒性实验表明，该污泥不是危废，可与电厂原有石膏一并或混掺处理。分析了蒸发浓缩过程的结垢情况，通过现场观察及数据表征，结果表明换热管管束光洁，无结垢现象，凝水量随着时间的推移并没有呈现下降的趋势，进一步表明该工艺对于高钙高镁的脱硫废水有很强的适应性。浓缩工艺少去繁杂的软化环节，降低了运行成本和投资成本，若采用燃煤电厂烟气废热作为热源，则成本可进一步降低。

关键词：脱硫废水；零排放；蒸发；浓缩；无软化

1工业中试试验设备与方法

1.1工艺流程及煤质情况

某燃煤电厂未经过三联箱处理的脱硫废水直接进入一级、二级蒸发系统逐级浓缩，蒸汽来自电加热锅炉。经过两级浓缩后产生的蒸汽经过冷凝器后获得冷凝水，两级浓缩所产生的浓浆经过澄清处理获得的污泥去原有石膏库一并或混掺处理，上清液进入下一工段处理系统(终端零排系统)。试验过程中煤质情况基本保持稳定。

1.2实验设备配置清单

根据实际运行情况，开展中试实验。

2结果与讨论

2.1脱硫废水水质研究

该电厂脱硫废水水质具有高钙高镁的特点，同时氯离子含量高，具有强烈的腐蚀性。

2.2防垢研究

中试设备在某电厂持续运行60天，运行结束后，打开换热器查看并对比结垢情况。根据试验前后换热管的对比可以看出，针对高钙高镁的脱硫废水，换热管管束光洁，无结垢现象。另每天记录监测冷凝水的产水量变化来进一步表征结垢情况。

时间的推移并没有呈下降的趋势(若换热管束结垢，则传热系数下降，冷凝产水量下降)，进一步表明该工艺对于高钙高镁的脱硫废水有很强的适应性^[2]。

2.3冷凝水回用研究

实验过程中，按照要求取样原水、浓水及冷凝水，置于透明装置中，并对其进行外观检查。如图所示，冷凝水出水外观为透明颜色，且无气味。

中试实验原水、浓水及冷凝水出水情况

另对蒸发后的冷凝水进行检测，其TDS为70～120mg/L波动，表现出较好的冷凝水水质，可全部回用至脱硫系统的制浆车间、电厂冲洗水等。表5中数据为不同浓缩倍率下冷凝水的水质，即进料速率/出料速率=10∶5、10∶3、10∶1时的冷凝水的实测水质。

2.4浓浆污泥浸出毒性研究

为进一步探究浓缩后污泥的品质，其重金属含量是否超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)所规定的限值，分别进行了不同浓缩倍率下污泥浸出试验，测试结果如表所示。结果表明，在不同倍率下各项检测结果均低于GB5085.3-2007标准中要求的危害成分的限值，进一步证明该污泥不是危废。该污泥可与原有石膏一并处理或者混掺处理。另外，通过多级闪蒸装置，浓缩倍率高达90%以上，如此高的浓缩倍率大大减少了终端零排的负担。

3结语

(1)针对高钙高镁的脱硫废水，利用石膏晶种为主的防垢技术，能有效防止多级闪蒸装置的结垢现象，且浓缩倍率高达90%，可实现脱硫废水不软化的情况下高效浓缩。

(2)在不同浓缩倍率情况下，蒸发过程中的冷凝水水质优异，可作为工艺用水回用。

(3)在不同倍率下浓缩后重金属含量污泥浸出试验，各项检测结果均低于GB5085.3-2007标准中要求的危害成分的限值，证明该污泥不是危废。该污泥可与原有石膏一并处理或者混掺处理。

(4)相比于双碱法软化+膜浓缩工艺，该浓缩工艺由于无需软化单元，工艺复杂性及运行成本大大降低。

参考文献

[1]韩卫博，卞双，汪涛，王家伟，张永生，潘伟平.燃煤电厂脱硫废水及污泥中重金属污染物控制研究进展[J].发电技术，2020，41(05):497-509.

[2]李飞.燃煤电厂脱硫废水零排放技术应用与研究进展[J].水处理技术，2020，46(12):17-24.