作者：张 俊 霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司方山发电厂，山西 吕梁 ０３３１０２

摘 要 针对传统火电厂脱硫废水处理工艺成本高昂、工艺流程复杂问题，提出采用烟气喷雾蒸发处理脱硫废水， 并进行工程实践。技术应用关键是控制脱硫废水喷雾后形成的滴液直径、喷嘴布置形式及参数，确保喷嘴 喷雾均一性；脱硫废水喷入烟道后对烟气、粉煤灰特性影 响 情 况 等。现 场 应 用 表 明，采用烟气喷雾蒸发技 术对脱硫废水处理后可以增加电除尘器降尘效率，对粉煤灰后续使用影响较小，效果显著。

关键词 火电厂；烟气；脱硫废水；烟道；喷雾蒸发

０引言

火电厂一般采用湿法脱硫工艺，技术应用中会有脱 硫废水产生，废水中硫酸根离子、氯离子、重金属含量高， 硬度大，常规废水处理方法为三联箱式［１－２］。但随着人们 对环保要求的不 断 提 升，该废水处理技术已经不能满足 污染防治需要［３］。如何实现脱硫废水的零排放成为现阶 段火电厂生产过程中面临的一个现实问题。文中就火电 厂烟气喷雾蒸发处理脱硫废水，实现零排放技术进行分 析研究。 １烟气喷雾蒸发技术概述 烟气喷雾蒸发技术是指将脱硫废水用喷嘴喷入烟道 内，废水水分蒸发后硫酸根离子、氯离子及其他重金属结 晶并与烟气粉煤灰一起被除尘器捕获，从而实现脱硫废 水有效处理目的［４］。 该技术处理脱硫废水有两种形式：一种是对脱硫废 水预处理、反渗膜过滤后将高浓度废水雾化喷入烟气系 统；另一种是脱硫废水经过简单预处理后直接雾化喷入 烟气系统。根据脱硫废水雾化喷入烟道内的位置不同， 分为两种方式：第一种方式是在电除尘器与空气预热器 间将脱硫废水直接雾化喷入主烟道内，具体如图１所示。 该种方式投资小，但是若脱硫废水喷入量控制不合理，会 对烟气特性有较 大 影 响；第二种方式是将脱硫废水雾化 喷入空气预热器前的高温烟气旁路内，具体如图２所示， 该种方式对主烟道内的烟气特性影响很小，但 是 也 存 在 工程投资大、降低锅炉热效率的问题［５－６］。
２现场应用分析

２．１ 现场概况 在山西某火电厂中采用脱硫废水直接雾化喷入主烟 道技术措施对脱硫废水进行处理，以便实现零排放目标。 该厂３＃机组采用功率为３３０ ＭＷ 的亚临界自然循 环锅炉。正常时３＃机组脱硫废水产生量平均３ｔ／ｈ，最 大量５ｔ／ｈ。锅炉产生的烟气经预热器后进入烟道，采用 电除 尘 器 除 尘。预热器到电除尘 器间烟道长度总计 ４４．５ｍ，具体烟道形状如图３所示。 机组产生的脱硫废水经过简单预处理后，采 用 水 泵 将废水泵送至烟道内进行喷雾蒸发。依据现阶段的燃煤 数据，对烟道内的烟气特性分析，确定喷雾前后烟气温度 变化情况，从而确定除硫废水喷雾蒸发对后续粉煤灰利 用造成的影响。

２．２ 脱硫废水烟道内蒸发工艺 烟气中有氮氧化物、硫 化 物、空气及粉煤灰等，可 用 式（１）计算烟 气 质 量 焓。分析对后续除尘工艺不造成影 响情况下的喷雾蒸发量能否满足脱硫废水处理需要。 ｈｇ ＝ｈｇ０ ＋ （α－１）ｈα０ ＋ｈｆｌｙ （１） 其中：ｈｇ 计算得出的烟 气 质 量 焓；ｈｇ０表示理论下的烟气 质量焓；ｈα０表示理论下的空气质量焓；ｈｆｌｙ表示理论下的 粉煤灰质量焓；α 为燃煤锅炉不同负荷下的空气系数，负 荷为 ５０％，７５％，１００％ 时 取 值 分 别 为 １．６８，１．４２，１．３８。 随负荷增加计算得出的ｈｇ 也会变大。 空气预热器后烟 气 温 度 约 保 持 在１３０ ℃，为 了 确 保 喷入烟道内的脱硫废水能够蒸发，因此，选用喷雾喷嘴选 用专用介质雾化喷嘴，以便喷雾形成粒径均匀雾滴，确保 蒸发效果。 同时为了确保脱硫废水雾化效果，充分利用烟道内 烟气温度，降低烟道壁上积尘量，保证喷雾均匀及蒸发效 果，在烟道下弯头段上部（见图３）位置均匀布置多个专用 介质雾化喷嘴，喷 嘴 外 形 为 锥 形，具 有 防 堵 塞、耐 磨 特 性 特点。并在烟道内 布 置 窥 视 系 统，对烟道内可能出现积 尘位置进行检查。在烟道内布置吹灰装置，利 用 烟 气 对 积灰进行吹扫，防 止 累 积。具体脱硫废水烟道内蒸发工 艺如图４所示。

脱硫废水经过 预 处 理 后，采用缓冲罐对废水水质均 化，脱硫废水经水 泵、分 配 器 处 理 后，在不同雾化喷嘴处 脱硫废水水量均相同。压缩空气经空气净化器去除油分 等成分，采用空气分配器确保不同雾化喷嘴处均有相同 压缩空气量。由于不同雾化喷嘴的脱硫废水量、压 缩 空 气量均相同，雾化喷嘴规格参数也一致，从而不同喷嘴喷 出的喷雾特性也相同。３＃机组有４个烟道，每个烟道有 ３个 喷 嘴，整个脱硫废水雾化工艺结构简单，涉 及 设 备 较少。

２．３ 运行结果 在机组不同负载下对燃烧及锅炉热平衡参数进行分 析，具体烟气、脱硫废水参数见表１。

　脱硫废水喷嘴与电除尘器进口间距离为３４．５ｍ，烟 气在不同负荷下在烟道内停留时间均在２ｓ以 上。不 同 负荷下脱硫废水蒸发运行工况见表２。 　从表２得知，脱硫废水在烟道内的蒸发时间耗时远 小于烟气在烟道 内 的 停 留 时 间，可以确保喷雾到烟道的 脱硫废水 完 全 蒸 发。高温烟气可以蒸发更多的脱硫 废 水，电除尘器入口处烟气温度θｇ２（℃）均是在１１０ ℃以上 高于烟气酸露点，因此酸不会腐蚀烟道、电 除 尘 器 内 壁。 脱硫废水蒸发后，烟气温度有所降低，温度降低量幅度与 喷入烟道内的脱硫废水量正相关。 依据脱硫废水中氯离子平衡计算（氯离子原始浓度 按照２０ｇ／Ｌ），脱硫废水蒸发后产生的氯离子量约占粉煤 灰量 的 ０．６％，粉煤灰氯离子含量约 ０．１５％。根 据 国 标 （ＧＢ１７５—２００７）要求硅酸盐水泥中氯离子含量应小于 ０．０６％，粉煤灰混入硅酸盐水泥中的质量比应控制在 ２０％～４０％。 烟道内喷入脱硫废水后会增加烟气湿度，降 低 粉 煤 灰比电阻，减少高比电阻粉尘出现的反电晕情况，从而在 一定程度上提升电除尘器除尘效率。

３应用效益分析

整个脱硫废水蒸发处理工艺共需要约４００万 元，投 入费用要远低于传统废水处理工艺。在现场应用中仅需 要对脱硫废水进行简单处理，不需要额外添加药剂，成本 费用仅为空气压缩机、喷雾给水泵等电气设备耗电，脱硫 废水处理费用在１０元／ｔ以内，成本远低于传统含硫废水 处理工艺，且整个脱硫废水处理过程中不需要安排专人 进行值守，实现无人化操作。

４结语

（１）合理控制脱硫废水喷雾后形成的滴液直径，优化喷嘴布置形式及参数，确保每个喷嘴喷出喷雾均一性，并 控制脱硫废水喷入烟道后对烟 气、粉煤灰特性影响等是 整个烟气喷雾蒸发处理脱硫废水工艺的关键。 （２）在不同负荷下，在烟气预热器出口喷入脱硫废水 均可完全蒸发，实现对脱硫废水高效处理；废水处理后粉 煤灰内的氯离子 含 量 增 加 约０．１５％，不会对后续粉煤灰 使用造成明显影响；同时烟气湿度有所增加，提升了电除 尘器降尘效果。