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(zhì)特點(diǎn)及處理難點(diǎn)

燃煤電廠工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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。燃煤電廠工業(yè)廢水零排放過(guò)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(guò)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(guò)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(zhì)差異較大，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）廢水呈弱酸性；

（2）廢水中懸浮物含量高，且顆粒細(xì)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(qiáng)；

（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(zhì)指標(biāo)看，脫硫廢水中化學(xué)耗氧量（COD）也是超標(biāo)項(xiàng)目之一。

燃煤電廠化學(xué)補(bǔ)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(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的酸堿廢水。再生工藝各部分的再生廢水水質(zhì)不盡相同，目前的再生廢水是混合收集，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(diǎn)。

1.2 末端廢水零排放處理工藝分析

實(shí)現(xiàn)末端廢水零排放的技術(shù)路線不外乎有兩種思路：

（1）從廢水中把各種雜質(zhì)提取出來(lái)，終通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶，將離子態(tài)的溶解鹽結(jié)晶并達(dá)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(lái)自于煤中的雜質(zhì)，轉(zhuǎn)移至灰渣中，實(shí)現(xiàn)污染物“從煤中來(lái)，到灰中去”。

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

2、末端廢水霧化干燥技術(shù)研究

2.1 霧化方式的選擇

實(shí)現(xiàn)液滴和熱煙氣的有效混合，是霧化干燥的關(guān)鍵技術(shù)之一。霧化器是霧化干燥器的關(guān)鍵部件，其影響到產(chǎn)物的質(zhì)量和能量消耗。好的霧化器應(yīng)使霧滴直徑均勻，噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guò)用泵將料液加壓，并送入噴嘴，噴嘴內(nèi)有螺旋室，液體在其中高速旋轉(zhuǎn)并從出口小孔處呈霧狀噴出。壓力式霧化器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、動(dòng)力消耗低，但操作彈性小，且噴嘴容易腐蝕或磨損，進(jìn)而影響噴霧質(zhì)量。氣流式霧化器通過(guò)壓縮空氣在噴嘴處達(dá)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(dòng)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(zhuǎn)的霧化盤中，在離心力作用下料液被拉伸撕裂并加速?gòu)闹苓叧熟F狀灑出。離心式霧化器操作簡(jiǎn)單，對(duì)物料的適應(yīng)能力強(qiáng)，操作彈性大，產(chǎn)物粒徑均勻；缺點(diǎn)是對(duì)應(yīng)的干燥器直徑較大，霧化器加工難度大，制造價(jià)格高。

燃煤電廠末端廢水量大，且水質(zhì)水量波動(dòng)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(dǎo)入形式是影響液滴和煙氣混合的主要因素，而煙氣導(dǎo)入形式與煙氣分配器有關(guān)。煙氣分配器應(yīng)能夠使煙氣均勻地與液滴接觸，防止氣流在塔內(nèi)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(nèi)按需要做直線或螺旋線狀流動(dòng)。

按熱煙氣和霧滴的接觸方式，霧化干燥過(guò)程可分為并流干燥、逆流干燥和錯(cuò)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(nèi)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(dòng)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(shí)間，要求干燥塔高度較大。而螺旋型煙氣呈螺旋線流動(dòng)，干燥時(shí)間較長(zhǎng)，可以有效利用干燥塔高度。通過(guò)調(diào)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。