脱硫废水喷雾干燥处理技术

含硫酸钙较多的杂盐 系统运行不理想，每周一次酸碱清洗除垢，每月 一次大型酸碱除垢
吨水运行费用约45元
卧式MED
华能长兴电厂
1. 工艺系统
运行时间不长，效果有待观察

2×660MW超超临界燃煤机组，系统出
力22 t/h

深度预处理+过滤+离子交换+反渗海水 透+正渗透+结晶+盐干燥系统 工艺流程
系统正常后，再切入脱硫废水。喷雾干燥塔停运前，也用 工艺水运行一段时间，清洗高速雾化器。 2）清洗脱硫废水管道及泵等。
四、主要设计技术参数和经济技术指标
SCR反应器 锅炉 高位给料箱
4.1 主要设计原则
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 锅炉脱硝后空预器前的热烟气作为热源；
工艺水 空预器 空气
喷雾干燥塔
结晶器运行6~8周需化学清洗，清洗时间约为8小时
吨水运行费用70~80元
石灰澄清池
佛山市三水恒益电厂
1. 工艺系统
运行情况不理想


2×600MW超超临界燃煤机组，系统出力20 t/h
常规预处理+两级MVC蒸发器+两效MED蒸发结 晶+盐干燥系统
2.
经济指标 系统总投资4600万人民币（不包括预处理、土建 和安装费用） J&Y卧式MVC
《石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理导则》中脱硫废水水质概况
水质指标 Na+ Ca2+ Mg2+ NH4+ CODCr 单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 数值 29.6~658.0 476.2~5206.0 204.7~9037.7 0.287~40.80 26.7~708.00 水质指标 ClSO42总硬度 碳酸盐硬度 非碳酸盐硬度 单位 mg/L mg/L mmol/L mmol/L mmol/L 数值 1127~14524 1142~25380 56.8~767.45 0~3.53 56.7~766.76
小于万分之六
820万 5500小时/年 30000-50000Nm3/h 72.45kW.h/h 0.3-0.5%
9
10 11
设备可利用率
脱硫区占地面积 生产运行人员数
99%
约150 m2 不需增加
五、喷雾干燥处理脱硫废水技术特点
5.1 技术特点
1. 2. 3. 4. 利用原烟气的热量，不需额外的蒸汽，是一种低能耗的技术； 该工艺流程简单、操作方便，投资省； 只需抽取少量的热烟气，对锅炉原系统影响小； 通过调节加入的石灰量，还可以脱除烟气中的SO2、SO3；
据喷雾干燥系统出口烟道温度调节进入本系统的烟气量；出口挡板采用开关型
执行结构。
三、喷雾干燥处理脱硫废水工艺及设备
3 喷雾干燥塔系统
喷雾塔系统主要是干燥塔及其旋转雾化器、气体分布器等 附属设备。
旋转雾化器：整个SDA工艺最核心的部分，旋转雾化器的
基本原理是，由脱硫废水制备的消石灰浆液被送至高速旋 转的雾化盘时，由于离心力的作用，浆液伸展为薄膜或被 拉成细丝（取决于转速和浆液量），在雾化盘边缘破裂分 散为液滴。液滴的大小取决于旋转速度和浆液量。 旋转雾化器除具有高可靠性、易维护、耐磨、雾化均匀等 优点外，其喷浆量的调节范围广，能够保证在液体流量不
除尘器
脱硫塔
引风机 废渣处理系统 Ca(OH)2 溶液
烟囱
处理后的干渣含水率小于2%； 干燥塔出口烟气接至除尘器入口前主烟道；
经预处理后 的脱硫废水 废水箱 废水输送泵1,2
干燥塔下部的灰渣及析出的盐类通过气力输送至电厂电除尘器主输灰系统； 脱硫废水采用石灰或钠碱进行调质，使废水的pH值控制在8以上； 脱硫废水处理系统的控制纳入电厂主DCS控制系统； 脱硫废水处理装置可用率>99%； 脱硫废水处理装置服务寿命为30年。
脱硫废水
中和 反应 絮凝
排放
污泥
2. 蒸发+结晶技术
蒸发技术主要有多效蒸发（MED）、蒸汽机械再压缩（MVR）、低温常压蒸发（ NED）等。 1. 深度预处理+多效蒸发MED+结晶（广东河源电厂） 常规预处理→石灰澄清池→碳酸钠澄清池→一级预热→二级预热→三级预热→四级预 热→五级预热→一效蒸发→二效蒸发→三效蒸发→四效蒸发→离心机→干燥→包装外 运 2. 常规预处理+MVC+结晶 （佛山三水恒益电厂） 常规预处理+两级卧式MVC蒸发器+两效卧式MED结晶+盐干燥系统 3. 深度预处理+MVC+结晶 常规预处理→石灰澄清池→碳酸钠澄清池→缓冲池→MVC蒸发器→结晶器 工艺路线有实际应用案例，较成熟，但投资运行高，而且为了保证蒸发结晶系统不结 垢，需对废水进行深度去除硬度处理，药品消耗较多。
三菱重工（Mitsubishi Heavy Industries）通过对比分析蒸发结
晶技术、脱硫废水烟道气喷雾蒸发、喷雾干燥蒸发技术，认 为喷雾干燥技术最具市场竞争力（With a modest cost of retrofit and low operating cost, the WSD system is one of the most attractive ZLD options to meet upcoming stringent regulation）。
通过控制气体分布、雾滴流速、雾滴粒径等，使雾化后的雾滴到达SDA干燥塔 壁之前，雾滴已被干燥，废水中的盐类最终形成粉末状的产物。大部分干燥产
物落入干燥塔底端后被收集转运，少部分干燥产物随烟气进入除尘器处理。本
技术充分利用锅炉热烟气的热量，不需额外的蒸汽源，是一种低能耗的技术。 喷雾干燥系统的工作温度总是在酸露点温度以上，塔体及烟道等与烟气介质接
SCR反应器 锅炉 高位给料箱
喷雾干燥塔
空预器 除尘器 空气 工艺水 引风机 废渣处理系统 Ca(OH)2 溶液 烟囱 脱硫塔
经预处理后 的脱硫废水 废水箱
废水输送泵1,2
华能长兴电厂蒸发+结晶工艺流程
喷雾干燥处理脱硫废水工艺流程
五、喷雾干燥处理脱硫废水技术特点
5.1 技术特点
5.

与传统废水蒸发法的比较：
1.6 电耗（连续运行设备实际功率）
1.7 干燥后增加的固体渣量
kW.h/h
kg/h
73
414
主要技术经济指标（以330WM机组为例）
序号 1 2 项 脱硫处理废水量 灰渣含水率 目 3-5t/h 小于2% 指 标
3
4 5 6 7 8
粉煤灰氯含量
零排放科研项目概算 年利用小时数 引用处理烟气量 电耗量 锅炉效率影响
传统方法不管是多效蒸发还是低温结晶，不管是采用蒸汽还 是电，都具备以下缺点：系统复杂，占地面积大，投资及运 维费用很高；系统设备腐蚀，结垢，堵塞风险高，系统综合 利用率较低 源自三菱重工 技术报告

利用电厂尾部烟气喷雾干燥法系统简单，运行可靠，且投资 费用是传统方式的三分之二，运维费用是传统方式的50%
盐类，随飞灰一起由后续除尘器捕集。
脱硫废水直接喷入烟道内雾化零排放处理工艺
3. 烟道蒸发技术
华能集团内蒙上都电厂、中电投集团常熟电厂、重庆珞璜电厂，长春电厂、江苏电力
设计院、东南大学、谏壁电厂等单位进行了小流量试验，最大不超过2t/h。 存在的主要问题：脱硫废水中的大颗粒物质可能会造成喷嘴的堵塞与磨损，造成喷嘴
主要设计技术参数（以330WM机组为例）
性能和设计数据 1. 一般数据 1.1处理废水量 1.2石灰加入量（按浆液浓度3%计算） 1.3 喷雾干燥系统烟气量 1.4 烟气参数 ---烟气入口温度 ---烟气出口温度 1.5喷雾干燥系统总压力损失 ℃ ℃ Pa 370 140-155 680 m3/h kg/h Nm3/h 3-5 15 30000-40000 单位 数据
5.2 需要说明的三个问题
1、脱硫废水喷雾蒸发对粉煤灰品质的影响
灰利用途径：
① ② ③ 生产加气砌块、铺路、制砖。 混凝土搅拌站：粉煤灰作为外加剂直接添加 到混凝土制造中。 水泥厂：灰渣送到水泥厂，由水泥厂按比例 添加到水泥熟料成品中，磨细后成水泥成品 出厂。 氯离子含量的要求：加气砌块、铺路、制砖 没有要求；普通混凝土对粉煤灰氯离子没有 要求，高强高性能混凝土中的粉煤灰中的氯 含量需小于0.02%（高强高性能混凝土主要用 于桥梁、水工大坝，用量较少 ）；水泥厂对 作为原料的粉煤灰没有提出要求，但对出厂 水泥的氯离子含量要求低于0.06%。 水泥、混凝土、粉煤灰对杂质的要求
雾化效果下降；脱硫废水不能完全蒸发造成可能烟道的腐蚀穿孔、烟道积灰（盐）。
烟道喷雾蒸干试验综合情况
二、喷雾干燥处理脱硫废水原理
1、旋转喷雾脱硫废水蒸发处理原理
喷雾干燥（SDA）是一种将液体按要 求雾化喷入干燥塔在热气体干燥下成
为粉末的技术。
本技术参考喷雾干燥原理，将喷雾干 燥方法应用于处理脱硫废水，即将脱
脱硫废水喷雾干燥零排放处理技术
2016.7.11
1
内容
一、脱硫废水零排放处理技术现状 二、喷雾干燥处理脱硫废水原理 三、喷雾干燥处理脱硫废水工艺及设备 四、主要设计技术参数及经济指标 五、喷雾干燥处理脱硫废水技术特点
一、脱硫废水零排放处理技术现状
（一）脱硫废水来源及其水质特点
脱硫废水主要来源： 1. 2. 3. 废水/石膏旋流器排水 真空皮带脱水机脱水 工艺冲洗排水，等 1. 2. 3. 4. 脱硫废水水质特点： pH值，呈弱酸性，通常为5.5-6.5； 悬浮物，包括灰份、惰性物质、CaCO3、石膏、CaSO3等 含盐量高，Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-含量高；COD含量高； 水质波动大，水量不稳定。
三、喷雾干燥处理脱硫废水工艺及设备
3.1 系统组成
脱硫废水零排放处理工艺系统主要由废水输送系统、烟气系统和喷雾 干燥塔系统等组成。
SCR反应器 锅炉 高位给料箱
喷雾干燥塔
空预器 除尘器 空气 工艺水 引风机 废渣处理系统 Ca(OH)2 溶液 烟囱 脱硫塔
经预处理后 的脱硫废水 废水箱
废水输送泵1,2
硫废水经过旋转雾化盘雾化成平均粒
径10~60m的细雾滴喷入干燥塔内， 利用空预器前的锅炉热烟气作为热源， 在喷雾干燥塔内将废水蒸发，水分进 入烟气中，废水中的盐类干燥后被收 集下来，达到脱硫废水零排放的目的。
旋转喷雾脱硫废水蒸发处理工艺原理
二、喷雾干燥处理脱硫废水原理
1、旋转喷雾脱硫废水蒸发处理原理
河源电厂
1. 工艺系统
投资大，运行费用高

2.
2×600MW超超临界燃煤机组，系统出力15~16 t/h
深度预处理+四效蒸发MED+盐结晶系统 经济指标


总投资12000多万人民币
整套装置占地约400m2（不包括预处理系统） 结晶盐（NaCl）纯度92%~98% 预处理加药


蒸发器一年1~2次化学清洗，清洗时间约为7天
发生很大变化时，雾化雾滴的粒径分布不发生显著改变。
该特性能使浆液在接近饱和温度时，没有水分凝积在吸收 塔壁上，能快速响应机组工况的变化。
烟道两相流喷雾与干燥塔 旋转喷雾的比较
三、喷雾干燥处理脱硫废水工艺及设备
4 工艺水系统 设置工艺水系统的主要目的：
1）喷雾干燥塔处理脱硫废水前，先用工艺水代替使用，待
2Leabharlann Baidu
经济指标 总投资8500万人民币 整套装置占地约700m2（包括预处理系 统）

结晶盐（NaCl+Na2SO4）纯度＞95%
吨水运行费用约40元
精馏及结晶塔
3. 烟道蒸发技术
利用双流体雾化喷嘴将脱硫废水雾化并喷入空预器与除尘器之间的烟道
中，利用烟气余热将废水完全蒸发，使废水中的污染物转化为结晶物或
三、喷雾干燥处理脱硫废水工艺及设备
1. 废水输送系统
脱硫废水经预处理后，再加入石灰浆液调质后，管道输送至脱硫废水处理系统
中的废水箱，经废水输送泵输送至高位给料箱，自流进入喷雾塔。
SCR反应器
废水输送系统主要包括1个废水箱和2台废水输送泵。
锅炉
高位给料箱
喷雾干燥塔
空预器
2. 烟气系统
烟气系统主要包括烟气挡板、膨胀节和烟道等。
除尘器 空气 工艺水 引风机 废渣处理系统 Ca(OH)2 溶液
脱硫塔
烟囱
经预处理后 的脱硫废水 废水箱
废水输送泵1,2
烟气从现有空气预热器前的主烟道引出一部分，进入喷雾干燥塔，与经过高速
雾化器雾化、喷射而出的脱硫废水充分接触，处理后的烟气排入除尘器前的主
烟道中。 进出口烟道设置进口挡板和出口挡板，进口挡板采用调节型执行结构，可以根
BOD5
电导率
mg/L
us/cm
15.4~315.00
6500~57200
溶解固形物
悬浮物
mg/L
mg/L
4765~59185
172~79892
（二） 脱硫废水处理技术
脱硫废水处理技术 美国145个电厂脱硫废水处理技术分布
石灰仓
1、化学沉淀法
补水 石灰浆池 浆液循环
Scrubber
中间水箱 石膏
澄清池
触的材料无需进行防腐处理，采用普通碳钢即可。因脱硫废水氯含量高，与脱
硫废水接触的雾化盘采用哈氏合金材质。 脱硫废水快速干燥的主要原因：
① 由于烟气和液滴以160-200m/s较高的相对速率脱离雾化器，传质系数大；
② 液体雾化效果好且均匀，表面积大，在雾化过程中每升被雾化的浆液形成了 200m2的表面积，传热传质效果佳。