作者：殷  宏 （神华国华广投（柳州）发电有限责任公司，广西 柳州 545600）

摘要 ：脱硫废水含有硫酸钙、亚硫酸盐等悬浮物、氯盐、重金属等，对环境影响较大，由于水质比较特殊， 处理难度较大，是电厂零排放的难点。蒸发结晶技术能解决此问题，有利于实现废水零排放。

关键词 ：脱硫废水 ；蒸发结晶 ；零排放

0 引言

石灰石 - 石膏湿法脱硫工艺由于脱硫效率高，运行 稳定，在电厂烟气处理中得到了广泛的应用，但脱硫浆 液在不断循环的过程中，粉尘、Cl以及 Ni、Cd 等重金 属会在系统内不断积累，一方面会降低脱硫剂的利用率， 增加设备的腐蚀速率，另一方面也会对石膏纯度及销售 造成影响，所以脱硫系统需要排放一定量废水以降低系 统内氯化物及粉尘（重金属离子）等，减少对系统的影响。 受锅炉燃煤种类、品质、烟气成份、灰分、脱硫 吸收剂等多种因素的影响，石灰石 - 石膏湿法脱硫系统 产生的废水水质较为特殊，成分复杂。主要呈弱酸性， PH 值较低，悬浮物高。含有粉尘和硫酸钙、亚硫酸 盐、可溶性氯化物、氟化物、硝酸盐以及 Hg、Ni、Pb、 Cd、Cr 等重金属离子，对环境污染强，处理难度大， 是电厂实现零排放的难点。


1 常见湿法脱硫废水处理工艺及出水水质情况

常见的脱硫废水处理系统一般是常规的“三联箱” 处理工艺，包括废水中和、重金属沉淀、絮凝、浓缩澄 清及废泥过滤等过程。 典型的脱硫废水处理前水质为 ：悬浮物固体质 量 2%、化学需氧量 200 mg/L、Fe2+ 1 000 mg/L、Al3+ 1 500 mg/L、Cl- 20 000 mg/L、Pb2+ 2 mg/L、Cd2+ 1.5 mg/L、 Cr+ 5 mg/L、Hg2+ 1 mg/L、Cu2+ 6 mg/L、pH 值 5~6。 经 处理后的废水中重金属显著降低，但 Cl不变，同时仍 含有较大量 SO4 2-、Na+ +K+ 、 钙（Ca2+）、 镁（Mg2+）、 氨氮等。

2 处理后的湿法脱硫废水出水回用现状及 存在问题

目前，处理后湿法脱硫废水出水一般考虑回用，回 用现状及存在问题如下 ： （1）用于干灰调湿，但会影响干灰品质。飞灰用于 填埋，可将排放的废水用于飞灰的增湿，这有利于运输 过程中减少粉尘肺飞扬和容积。但若飞灰用于商用（如 制砖、作为水泥沥青组分），则往往很难接受其中的 Cl含量。 （2）用于煤场抑尘。但脱硫废水的污染物及盐分主 要来自煤，回用至煤场，已排出的盐、氯根又重新回至 系统，在系统聚集，对设备及系统运行会带来不利影响。 （3）用于灰场喷淋。灰场通常距离厂区较远，一般 难以实施。而且干灰调湿、煤场抑尘、灰场喷淋为间歇 运行，脱硫废水连续排放，难以完美契合，零排放存在 问题。 （4）用作冲灰用水。但二次污染较大，并会造成设 备腐蚀损坏，且目前电厂基本为干式除灰，也无法实施。 因此有必要对脱硫废水进行深度处理，以达到零排放的 要求。

3 脱硫废水零排放技术

3.1 零排放相关技术发展情况

烟道蒸发 ：脱硫废水经过三联箱、软化、浓缩等一 系列预处理工艺后，经喷枪喷入烟道 ；在高温烟气下水 分蒸发进入烟气，盐分结晶成颗粒物落入灰斗或被除尘 器去除。其投资低、流程简单，并可降低粉尘器前的电阻， 增加 ESP 的效率。在国内也有电厂进行了应用。不足是：

存烟道在积灰问题，飞灰中吸收的 Cl较多，影响其商用， 并且要控制好烟温，以防低于酸露点腐蚀。 蒸发结晶工艺主要包括三联箱、软化、浓缩、蒸发、 结晶等单元，最终废水中水分回用，盐分析出得到结晶 盐。据前处理工艺的不同，结晶盐可分为纯盐和杂盐。 目前，应用蒸发结晶工艺对脱硫废水进行深度处理的电 厂较多。

3.2 国内蒸发结晶工艺相关技术开发及应用情况

德嘉电力环保科技开发有限公司引进美国 JY 公司 的蒸发结晶技术，采用的是改进型 MVC 系统 ：“卧管 喷淋薄膜 /MVC 蒸气压缩蒸发系统”，在恒益电厂脱硫 废水处理中进行了应用。 新普利节能环保科技有限公司以引进瑞士 EVATHERM 公司 MVR（机械蒸汽再压缩）技术为基础， 研发了一些工艺技术及处理装置，成功应用于化工行业 高浓盐水、垃圾深透液处理及电厂脱硫废水处理上。 沃特尔水工程责任有限公司引入了正渗透 MBC 技 术，在华能长兴电厂的脱硫废水“零排放”项目进行了 应用。 深圳能源环保有限公司在广东河源电厂采用“预处 理 + 蒸发 + 结晶”工艺对脱硫废水进行深度处理。 国内其他一些水处理公司也分别引进了国外的一些 零排放工艺进行开发、应用。

3.3 脱硫废水蒸发结晶处理工艺简介

脱硫废水蒸发结晶处理系统一般含有废水软化预处 理、废水蒸发、深度浓缩 / 结晶、结晶物处理 / 干燥等 系统。大部分废水通过蒸发系统后经冷凝为凝结水（水 质较好，一般做脱硫工艺水回用）。经过深度浓缩和结 晶的剩余废水则再进入结晶干燥处理系统，最终得到含 水率 1% 左右的结晶盐，打包外运。 通过研究，认为蒸发结晶“零排放”技术的主要工 艺工序可归结为废水软化预处理及蒸发结晶两个主要步 骤。其中，软化预处理工序各厂家因技术路线的不同而 稍有不同，但目的是一样的，都是为了去除水中的钙镁 离子。 由前述可知，脱硫废水经常规的“三联箱”工艺 处理后，虽然出水达到标准要求，但仍含有较高的 Cl- 、 SO4 2-、Na+ +K+ 、Ca2+、Mg2+、COD、悬浮物、氨氮等。 其中，氯化钙易溶于水，并能以多种含水晶体的形式出 现，腐蚀性强。低浓度时，其沸点上升（Boiling Point Elevation[BPE])）和氯化钠的水溶液差不多，但在较高 浓度时，BPE 会升高 30 ℃。同样的，氯化镁如果不采 取措施净化处理，在蒸发浓缩结晶过程中也会不断富集， 最后也造成沸点升高，甚至导致蒸发无法进行。软化预 处理工序在脱硫废水蒸发结晶“零排放”技术中是一个 比较重要的工序，一方面解决了废水的腐蚀性、沸点升 高、能耗成本高等问题，另一方面也避免了钙镁等在后 续的蒸发结晶工序中在蒸发器上结垢，使整个废水深度 处理系统能正常稳定运行。 蒸发结晶工序各厂家则基本上相同，都是采用蒸发 器与蒸汽泵相结合的方式，通过利用部分高质能如电能、 热能、机械能等，把来自蒸发器的二次低温位蒸汽转移 至高温位蒸汽，再送到蒸发器的加热室作为加热蒸汽使 用的热力循环压缩过程，使料液维持沸腾运行，加热蒸 汽能量释放后冷凝成水回收利用。经过深度浓缩和结晶 的剩余废水则再进入结晶干燥处理系统，最终得到含水 率 1% 左右的结晶盐，打包外运。 一般情况下，干燥所得的固体的主要是工业盐，成 分为氯化钠、少量的硫酸钠及其他杂质。工业盐在工业 上的用途很广，是化学工业的最基本原料之一，被称为 “化学工业之母”，基本化学工业主要产品中的盐酸、烧 碱、纯碱、氯化铵、氯气等主要是用工业盐为原料生产的。 因此，脱硫废水蒸发结晶深度处理的结晶产物可考虑产 出纯度较高的工业盐并出售给需要工业盐的单位。需要 工业盐的单位对工业盐的要求一般介于国标 GB 5462— 2015《工业盐》中的一级及优级日晒工业盐之间。通过 加石灰 + 纯碱软化、石灰 + 硫酸钠软化、氯化钡、盐 硝联产等方法，产出高纯度的工业盐是可行的。

4 存在的问题

4.1 脱硫废水水质难以确定 受锅炉燃煤种类、品质、烟气成份、灰分、脱硫吸 收剂等多种因素影响，脱硫废水的水质情况较难确定， 对脱硫废水深度处理装置的设计、材料及参数选择造成 了一定的影响。

4.2 应用实例仍不多

从目前了解到的情况看，对工业废水进行浓缩蒸发 结晶制取工业盐、实现废水“零排放”在石油、化工、 垃圾渗透液处理等行业上的应用应属于比较成熟的技 术，近几年该技术才引入电力行业并对脱硫废水进行深 度处理以实现脱硫废水“零排放”，但目前应用实例仍 不多，运行的情况也不甚理想，因此，该技术要成功应 用于脱硫废水深度处理还需要做出一定的努力。

4.3 投资、运行成本较高

由于脱硫废水氯离子浓度比较高，对材料的选择要 求也比较高，一般要考虑用到钛合金材料，因此，装置 投资的投资较高，而且运行过程中需消耗较多的蒸汽及 电能，运行成本较高，制约了技术的推广应用。