1、燃煤電廠末端廢水特性及零排放工藝研究

1.1 末端廢水水質特點及處理難點

燃煤電廠工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水，主要包括經(jīng)常性廢水和非經(jīng)常性廢水。此外，燃煤電廠工業(yè)廢水零排放過程還涉及末端廢水。末端廢水是指燃煤電廠工業(yè)廢水經(jīng)過分類收集、處理及濃縮后，產(chǎn)生的不宜繼續(xù)利用的高含鹽廢水。脫硫廢水、高鹽再生廢水是常見的末端廢水。

濕法煙氣脫硫工藝過程中產(chǎn)生一定量的脫硫廢水。脫硫廢水與火電廠一般工業(yè)廢水相比，水質差異較大，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）廢水呈弱酸性；

（2）廢水中懸浮物含量高，且顆粒細小，主要成分為石膏、飛灰等；

（3）廢水中含有大量可溶性的氯化物、氟化物等，腐蝕性強；

（4）廢水中含有鉛、銅、鎘、鎳、汞、鋅、鈷等有害重金屬元素；

（5）從水質指標看，脫硫廢水中化學耗氧量（COD）也是超標項目之一。

燃煤電廠化學補給水處理工藝中一般采用離子交換法深度除鹽。在離子交換床體再生過程中會產(chǎn)生大量的酸堿廢水。再生工藝各部分的再生廢水水質不盡相同，目前的再生廢水是混合收集，因此水量較大，混合后的含鹽量仍較高，較難回用，其處理也是燃煤電廠水處理的難點。

1.2 末端廢水零排放處理工藝分析

實現(xiàn)末端廢水零排放的技術路線不外乎有兩種思路：

（1）從廢水中把各種雜質提取出來，終通過蒸發(fā)結晶，將離子態(tài)的溶解鹽結晶并達到固化處理的終目的；

（2）充分利用灰渣的環(huán)境容量，把末端廢水來自于煤中的雜質，轉移至灰渣中，實現(xiàn)污染物“從煤中來，到灰中去”。

比較而言，思路1需要運用軟化、納濾、常規(guī)和高壓反滲透膜技術等多種分離技術，工藝流程復雜，設備種類繁多，投資和運行維護成本高，可靠性存在諸多不確定性，并且需要消耗高品質蒸汽或者電能，不宜推廣；思路2具有顯著優(yōu)點，值得深入研究。如何將廢水中污染物質，與粉煤灰可控的、均勻的混合，是思路2要解決的關鍵問題。本文采用霧化干燥的方式來實現(xiàn)這一目的。

2、末端廢水霧化干燥技術研究

2.1 霧化方式的選擇

實現(xiàn)液滴和熱煙氣的有效混合，是霧化干燥的關鍵技術之一。霧化器是霧化干燥器的關鍵部件，其影響到產(chǎn)物的質量和能量消耗。好的霧化器應使霧滴直徑均勻，噴嘴結構簡單，生產(chǎn)能力大，能量消耗低，操作方便。常用的霧化器霧化方式有壓力式、氣流式和離心式。

壓力式霧化器通過用泵將料液加壓，并送入噴嘴，噴嘴內有螺旋室，液體在其中高速旋轉并從出口小孔處呈霧狀噴出。壓力式霧化器結構簡單、造價低、動力消耗低，但操作彈性小，且噴嘴容易腐蝕或磨損，進而影響噴霧質量。氣流式霧化器通過壓縮空氣在噴嘴處達到音速并形成很低的壓力，抽送料液由噴嘴成霧狀噴出，其操作彈性較大，但動力消耗較大，裝置的生產(chǎn)能力較小。離心式霧化器將料液送入高速旋轉的霧化盤中，在離心力作用下料液被拉伸撕裂并加速從周邊呈霧狀灑出。離心式霧化器操作簡單，對物料的適應能力強，操作彈性大，產(chǎn)物粒徑均勻；缺點是對應的干燥器直徑較大，霧化器加工難度大，制造價格高。

燃煤電廠末端廢水量大，且水質水量波動范圍大，為確保末端廢水完全干燥，廢水需霧化至較小顆粒。比較而言，離心式霧化器適合于末端廢水零排放處理。

2.2 煙氣分配方式

霧化器噴霧軌跡及煙氣導入形式是影響液滴和煙氣混合的主要因素，而煙氣導入形式與煙氣分配器有關。煙氣分配器應能夠使煙氣均勻地與液滴接觸，防止氣流在塔內形成渦流以避免或盡量減少粘壁現(xiàn)象，或迫使煙氣在塔內按需要做直線或螺旋線狀流動。

按熱煙氣和霧滴的接觸方式，霧化干燥過程可分為并流干燥、逆流干燥和錯流干燥。其中，離心式霧化器合適的干燥方式為并流干燥。并流干燥根據(jù)煙氣流入干燥塔內的軌跡，煙氣分配器可分為直流型和螺旋型。直流型煙氣流動速度均勻，氣流速度低，不易發(fā)生粘壁現(xiàn)象，但為保證霧滴有足夠的干燥時間，要求干燥塔高度較大。而螺旋型煙氣呈螺旋線流動，干燥時間較長，可以有效利用干燥塔高度。通過調研比較，為減小干燥塔體積和高度，宜選擇煙氣從塔頂螺旋型煙氣分配器引入的方式。