1、引言
脫硫廢水的濃度和成分對于處理系統(tǒng)有著直接影響，關系到處理系統(tǒng)的選擇。一般情況下，脫硫廢水表現(xiàn)為弱酸性，pH值處于4~6范圍內。由于脫硫廢水中含有大量的懸浮物，甚至質量濃度可以達到數(shù)萬mg/L。由于氟化物、COD以及重金屬嚴重超標，廢水中含有大量的1類污染物，包括Hg、Pb等元素。廢水鹽分含量也十分高，廢水中含有大量Cl-、SO32-以及SO42-。
2、脫硫廢水蒸發(fā)處理技術
2.1 技術原理
利用廢水接觸熱煙氣，借助于煙道煙氣釋放的熱量，蒸發(fā)霧化狀態(tài)的脫硫廢水，將溶劑和溶劑完全分離，完成固液分離，達到零排放脫硫廢水的最終目的。蒸汽會跟著經(jīng)過除塵處理的煙氣，進入到脫硫塔內部，經(jīng)過脫硫塔對煙氣進行噴淋冷卻之后，蒸汽冷凝下來，流入漿液的交換系統(tǒng)。在廢水中很復雜污染物被蒸發(fā)結晶為微小顆粒物，跟隨煙氣內部的飛灰一同被倉式泵和除塵系統(tǒng)所捕獲和收集，同時隨著灰塵向外排出。
2.2 直接煙道煙氣回收噴霧蒸發(fā)技術
使用這種技術需要利用雙流體噴槍霧化脫硫廢水，在噴入煙道后，借助煙氣熱量讓廢水實現(xiàn)瞬間蒸發(fā)。在廢水蒸發(fā)之后會在煙氣粉煤灰上形成結晶鹽，除塵系統(tǒng)會收集結晶鹽，并伴隨粉煤灰排出。水蒸氣跟著煙氣經(jīng)過脫硫塔，脫硫塔對水蒸氣進行冷凝，成為新鮮水再次利用。使用這種工藝要在廢水進入除塵器前蒸發(fā)，要對煙氣溫度進行控制，保證煙氣溫度可以高出酸露點的溫度，否則容易導致除塵器的電極板出現(xiàn)腐蝕。在煙道內蒸發(fā)廢水必須要得到精準控制。脫硫廢水霧化后進入除塵器前的蒸發(fā)情況，主要取決于煙道結構、煙氣溫度以及霧化粒徑的影響。
在除塵器之前煙道段必須達到足夠長度，需要保證1s內霧化廢水可以達到完全氣化，安裝噴嘴的位置要根據(jù)流體動力學展開模擬分析，從而實現(xiàn)精準控制。由于煙道溫度升高，會加快廢水霧化的速度，要注意保證煙氣溫度在130℃以上。由于廢水霧化粒徑變小，液滴表面積會逐漸增大，這樣蒸發(fā)花費的時間會越短，速度更快。在液滴到煙道壁時已經(jīng)實現(xiàn)完全蒸發(fā)，不會出現(xiàn)黏壁的情況。如果霧化粒徑過于大，殘留下的未蒸發(fā)液滴逐漸增加，和煙道壁面接觸的液滴會逐漸增加。因此要將廢水霧化粒徑控制在50μm以內。
2.3 旁路煙道噴霧蒸發(fā)技術
使用這種技術要設置獨立蒸發(fā)塔，從前端煙道向旁路煙道進行引接，在將高溫煙氣引入到蒸發(fā)塔中時，利用煙氣調節(jié)閥對煙氣進行控制，從煙道將煙氣流量引出。在脫硫廢水霧化之后，使用煙氣熱量蒸發(fā)霧化廢水。結晶鹽隨著粉煤灰進入到倉泵和除塵系統(tǒng)中，被收集起來，隨著粉煤灰排出。在水蒸氣和煙氣進入到脫硫塔之后，脫硫塔會將水蒸氣冷凝為新鮮水得到循環(huán)使用。
2.3.1 雙流體噴霧蒸發(fā)塔
蒸發(fā)塔使用雙流體的噴槍，經(jīng)過對空氣的壓縮霧化處理脫硫廢水。經(jīng)過SCR對煙氣脫硝后進入到空預器前面的煙道，煙道的溫度設定為350℃~400℃之內，將5%煙氣量抽取出來。經(jīng)過預處理之后的廢水會被高壓泵引入到蒸發(fā)塔內，使用雙流體噴槍將霧化廢水向高溫煙氣噴射，廢水水分實現(xiàn)快速蒸發(fā)，完成增濕降溫之后煙氣會在除塵器煙道注入。廢水內部Mg2+、SO42+、Cl-以及重離子等污染物在蒸發(fā)干燥之后會形成細微顆粒，跟隨粉塵被除塵器捕集，水蒸氣將會進入到脫硫塔中得到重復利用。
2.3.2 旋轉噴霧蒸發(fā)塔
使用旋轉霧化器，在高速旋轉形成離心力的作用下，讓廢水得到霧化處理。在空預器前部分鍋爐生成熱煙氣，經(jīng)過蒸發(fā)塔頂?shù)臍怏w在蒸發(fā)塔內均勻分布，廢水經(jīng)過霧化器被霧化成10μm~60μm的細霧滴，噴入到蒸發(fā)塔內，蒸發(fā)塔內熱煙氣和霧滴得到充分接觸，廢水被快速蒸發(fā)，水分會進入到煙氣之中。在霧滴內鹽分結晶逐漸析出，混在煙氣粉塵中，隨著煙氣進入到除塵器中。除塵器收集起來，落在蒸發(fā)塔的底端被轉運。經(jīng)過處理之后煙氣會被排到主煙道之中。
3、技術比較
使用煙氣蒸發(fā)處理技術實現(xiàn)了零排放脫硫廢水。產(chǎn)生HCl氣態(tài)物質讓廢水外排量有所增加，更增加了腐蝕煙道的風險。
3.1 直接煙道和旁路煙道蒸發(fā)技術比較
使用直接煙道的噴霧蒸發(fā)技術要利用低溫煙氣，由于廢水蒸發(fā)速率相對較慢，且蒸發(fā)距離約為15m。能夠消耗的廢水量相對較小，存在廢水無法蒸發(fā)完全的情況，這樣會增加霧滴掛壁、煙道積灰結垢等風險，讓鍋爐的穩(wěn)定運行受到影響。
旁路煙道的蒸發(fā)技術需要使用高煙溫的煙氣，脫硫廢水在蒸發(fā)結晶處理后，煙氣會增加濕度，粉煤灰電阻降低，讓除塵器的除塵效率得到提高。由于脫硫廢水中氯鹽含量十分高，溢出少量氯更有助于汞氧化。由于機組的負荷帶來影響比較小，使得機組運行更加簡單，適應鍋爐情況更好，有著更高的可靠性。在空氣預熱器前控制抽取高溫煙氣開度要在5%，脫硫液噴霧在蒸發(fā)之后會稍微影響煙溫。噴霧后空氣預熱器兩次風溫會有所降低，其波動在噴霧前屬于正常范疇，對于鍋爐熱效應產(chǎn)生微小的影響。
3.2 雙流體和旋轉噴霧蒸發(fā)塔的比較
雙流體的噴霧蒸發(fā)塔制造直徑小，其投資成本低，在布局上簡單方便。在煙道內，雙流體的噴槍使用直線式布局，噴嘴區(qū)域形成不規(guī)則形的霧區(qū)，不規(guī)則形疊加覆蓋，很容易造成雜亂無章。旋轉霧化器要使用噴霧盤的高速旋轉形成均布圓錐形霧區(qū)，讓煙氣得到充分的接觸。雙流體噴槍要使用壓縮空氣作為主要動力，需求大量的壓縮空氣，需要配備專用空壓機設備。旋轉霧化器采用電機驅動方式，不再需要專門的壓縮空氣系統(tǒng)，整體系統(tǒng)簡單明了。均衡控制霧化器的轉速，讓霧化特性得到充分利用，在操作上簡易。
在煙道內靜止布置雙流體噴槍，在噴射口容易干斑結垢，導致噴嘴被堵塞，維護工作量有所增加，增加運營成本。而旋轉霧化器由于處于高速旋轉的狀態(tài)，防堵塞，減少維修保養(yǎng)。采用雙流體噴槍對脫硫廢水進行霧化，脫硫廢水需經(jīng)過軟化處理，而旋轉霧化裝置可以霧化懸浮物濃度不超過25%的脫硫廢水，其適用范圍更加廣泛。
4、結語
綜上所述，這種脫硫廢水煙氣回收噴霧蒸發(fā)技術在制造成本和運行成本上具有良好的經(jīng)濟優(yōu)勢。其中，為了提高煙氣蒸發(fā)系統(tǒng)穩(wěn)定性，使用雙流體噴槍，要預處理廢水，避免廢水中鎂離子等易結垢離子，不會堵塞噴嘴。要控制煙氣溫度，避免被夾帶出去。在煙道內或者蒸發(fā)塔內需要安裝貼壁風，減少廢水粘壁的情況，控制煙道受到的腐蝕。( >
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