摘要：本文就低温多效闪蒸技术处理湿法脱硫废水技术的应用情况，结合试验研究和工程建设的经验，分析了该技术运行过程中出现的问题，给出了相应的控制说明和解决措施，并提出了论证和探讨，为相关技术人员提供参考。

　　关键词：脱硫废水；低温多效闪蒸；零排放技术

　　0引言

　　目前燃煤电厂湿法脱硫废水执行的标准仍然是《火电厂石灰石—石膏湿法脱硫废水水质控制指标》[1]（DL/T 997—2006）或《污水综合排放标准》（GBT 8978—1996），但处理后的脱硫废水需全部回用，不允许排入周边水体。随着2017年《火电厂污染防治技术政策》和《火电厂污染防治可行技术指南》[2]（HJ 2301—2017）的推行，新建燃煤电厂均要求配套提供脱硫废水零排放处理措施，已建300 MW及以上机组也开始进行脱硫废水零排放处理改造，而低温闪蒸多效蒸发处理技术是目前主流技术，从2007年的第一个项目，至今国内电厂已建项目已有30多个，在建、规划项目超过100个。

　　1低温多效闪蒸技术原理及流程

　　1.1脱硫废水特点

　　脱硫废水水质复杂，pH值低，主要成分包括SS、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-以及Cr3+、Cu2+、Zn2+、Pb2+等重金属离子，主要成分参数见表1。

　　1.2技术原理及工艺流程

　　低温多效蒸发技术主要原理是利用低温蒸汽对脱硫废水进行浓缩减量，利用物质的沸点随压力的降低而降低的特性，当加热后的废水经过减压，使其沸点降低，进入闪蒸罐，这时流体温度高于该压力下的沸点，流体在闪蒸罐中迅速沸腾汽化，并进行两相分离。

　　废水在第一效加热器沸腾区内汽液混合物的静压使下层液体的沸点升高，沸腾物料进入第一效分离室完成汽、液分离，物料在加热器和分离器通过泵强制循环循环，初步浓缩的料液进入第二效；进入第二效内的物料运用第一效内相同的原理，再次浓缩的料液送入第三效，第三效内进一步浓缩，浓缩液约为原液的10%~30%。低温三效蒸发系统工艺流程如图1所示。

　　2低温多效闪蒸技术计算说明

　　2.1脱硫废水输入条件

　　以脱硫废水量15 m3/h为例，设计参数见表2。

　　2.2低温多效闪蒸系统计算模型

　　计算模型参考根据《化工原理》[3]（化工工业出版社），如图2所示。

　　2.3低温多效闪蒸系统计算

　　参考《化工原理》[3]计算公式[式（1）—式（4）]：

　　根据以上线性方程组，计算各效物料能量参数，结果见表3。

　　3低温多效闪蒸技术运行说明

　　3.1低温多效闪蒸系统启动前检查

　　3.1.1闪蒸系统启动前常规检查

　　检查所有设备是否齐全、完好、安装无误；检查箱罐、管道等内部是否清扫干净、无余留物，各人孔门、检查孔检查后应严密关闭。

　　检查控制系统投入，各系统仪表用电源投入，各组态参数正确，测量显示和调节动作正常；检查就地显示仪表、变送器、传感器工作正常，初始位置正确。

　　检查手动门、电动门、调节门开关灵活，指示准确。

　　检查电气系统表计齐全完好，开关柜内照明充足，各种开关的分合闸指示明显、正确，分合闸试验合格。

　　3.1.2转动设备检查

　　检查减速器、轴承油室油位正常，油镜清晰，油质良好；设备的油质良好，油位计及油镜清晰完好；联轴器连接牢固，旋转灵活无卡涩，地脚螺丝紧固，保护罩安装完整、牢固；转动机械周围应清洁，无积油、积水及其它杂物；电动机绝缘合格，电源线、接地线连接良好，旋转方向正确；轴承及电动机线圈温度测量装置完好、可靠。

　　检查各泵机械密封装置完好，无泄漏；各泵吸入口滤网清洁无杂物堵塞；各泵轴承油杯应有足够润滑油；各泵密封、冷却水充足。

　　检查转动机械转动方向是否正确，是否有摩擦、撞击等异声，轴承温度与振动是否满足要求；检查无逆止门的备用泵出口门应关闭严密，以防止其反转。

　　3.1.3闪蒸系统对外接口检查

　　检查脱硫废水来水水质水量是否正常；检查除盐水、冷却水及机封水等水质、流量、温度、压力是否满足要求；检查蒸汽管道压力温度流量是否正常。

　　3.2低温多效闪蒸系统主要运行控制指标

　　低温多效闪蒸系统运行中，首先需对系统内的温度、压力、液位、密度等仪表参数进行连锁设置，以保证系统能自动运行，其次对一些重要的温度、压力、液位设置报警，以便及时发现异常和处理。

　　1）脱硫废水原水指标。脱硫废水pH值控制在4.5~6左右，pH值偏碱性时可以通过添加酸来降低pH值；脱硫废水含固量质量占比控制在0.5%~4%左右。

　　脱硫废水原水泡沫量大，泡沫夹带的悬浮物容易引起分离器除沫器结垢、堵塞，需定期清理泡沫或投加消泡剂等其他措施。

　　2）闪蒸系统进料。闪蒸系统进料量需设置流量监控及流量调节装置，流量调节可通过设置变频泵或调节阀来控制系统进料量。

　　3）一效分离器运行指标。研究表明，脱硫废水中含有大量的Ca2+、Mg2+、SO42-、CO32-离子，85℃以上时，Ca2+、Mg2+结垢倾向大，故一效分离器介质温度不能过高，建议实际运行时一效分离器运行温度不要超过78℃。

　　4）三效分离器运行指标。三效分离器运行温度过低，闪蒸系统的真空度越不稳定；三效分离器运行温度过高，系统出力往往达不到设计出力，建议三效分离器介质温度不低于55℃,也可根据当地气温气候条件及真空泵密封水温度适当调节。

　　5）分离器运行液位。分离器运行液位不能没过除沫器，液位过高容易造成除沫器结垢、堵塞，一效、二效二次蒸汽夹带的液滴含量过大会腐蚀二级、三级换热器的壳体及冷凝水管道，三效二次蒸汽夹带的液滴含量过大会腐蚀冷凝器的壳体及换热管，还会引起回收水水质差。建议运行液位不高于除沫器下1 m。

　　6）浓水密度运行指标。浓水密度过高，悬浮物和TDS含量过大，悬浮物磨损强制循环的叶轮、壳体以及设备、管道，浓液中TDS含量过高容易产生结晶，结晶物容易在设备和管内结垢，从而导致换热效果变差、系统出力变小。建议排放浓水密度不要超过1 350 kg/m3，并定期观察、分析三效分离器中浓液状况。

　　7）回收水水质指标。尾端冷凝水高主要是由于水中溶解氨的存在，原水中氨含量高，冷凝水中pH值可能超过9；尾端冷凝水设置电导率在线检测仪表，实施检测冷凝水的水质，尾端冷凝水的电导率控制在500μs/cm以下。

　　3.3低温多效闪蒸运行常见故障及处理方法

　　1）闪蒸系统真空度低。主要原因：尾端蒸汽温度高；尾端水箱水温高；尾端冷凝器换热效果差；密封水温度高；联通门堵塞；真空泵故障等。主要措施：增加循环冷却水量；增加密封水量；检查联通门或加大阀门开度；检查冷凝器换热管是否结垢；检查真空泵运行状况。

　　2）分离器液位变化不明显。主要原因：蒸发量低；真空度与温度不匹配；液位计堵塞等。主要措施：检查上一级分离器温度与压力是否达到设计要求；检查加热器液位是否过高；检查加热器冷凝水管道是否堵塞；检查液位计联通管及排污阀。

　　3）系统出力降低。主要原因：换热管结垢；换热器液位高；系统真空泵低；热源不足等。主要措施：检查换热管是否结垢；检查换热器冷凝水管是否堵塞；检查系统真空度及真空泵运行是否正常；检查热源蒸汽量及温度。

　　4）分离器冲顶。主要原因：液位过高；分离器排水管道堵塞；液位计堵塞等。主要措施：调整液位连锁设置；检查系统出力是否超标；检查分离器排水口阀门及管道是否堵塞；检查液位计联通管及排污阀。

　　5）回收水水质变差。主要原因：分离器冲顶；除沫器堵塞或结垢；二次蒸汽量过大等。主要措施：降低分离器液位；检查原水是否有泡沫；检查除沫器，加大除沫器冲洗频率，检查系统出力是否超标。

　　6）设备、管道结垢。主要原因：系统停机时未及时排空或冲洗；废水pH偏碱性；系统长时间运行未检修。主要措施：系统停机时需将换热器、分离器、循环泵及管道中的废水排净并冲洗干净，否则废水中的悬浮物及钙镁离子容易结垢；废水pH偏碱性时，加热蒸发容易引起结垢；观察、记录系统出力，在系统出力下降明显后，需停机检修系统，排除问题后再开机运行。

　　3.4低温多效闪蒸系统运行探讨

　　3.4.1系统浓缩倍率的设定

　　闪蒸系统浓缩倍率是考量系统出力的重要指标，浓缩倍率的高低能直接影响系统运行稳定性及连续性，原则上浓缩倍率越高，浓水的含盐量越大，系统结垢的风险越大，换热效果也会越来越差，系统检修的次数越频繁；当设备结垢后出力下降，往往需要长时间停运去清洗设备，所以笔者认为合理的控制浓缩倍率尤为重要，要以系统能长期稳定为前提，尽量提高浓缩倍率，而不是一味地以浓缩倍率去控制闪蒸系统的运行。

　　3.4.2后续浓缩液的处理

　　闪蒸系统浓缩后的浓缩液浓度约为原液的5~10倍，TDS质量浓度值高达30万mg/L，Cl-质量浓度值高达10万mg/L以上，重金属质量浓度值高达500 mg/L，故此浓液的处理也是电厂废水零排放的重要一环。目前主要的处理方式有灰场、煤场喷洒、高温烟气干燥。主要问题如下：

　　1）渣仓、灰库加湿：浓液用于渣仓、灰库的加湿，浓液中的氯离子、重金属离子含量高的话会影响炉渣、粉煤灰的品质，一定程度上限制了炉渣及粉煤灰的综合利用。

　　2）煤场喷洒：浓液用于煤场喷洒，电厂燃烧煤发电又产生废水废气，根据物料守恒定律，理论上浓液中的物质还在电厂内循环，此工艺治标不治本，不建议采用此方式。

　　3）高温烟气干燥：浓液直接进行高温烟气干燥或浓液脱水后滤液进行高温烟气干燥，干燥后的产物随烟气通过除尘器收集或单独收集后送至渣仓。同样的道理，浓液中的氯离子、重金属离子含量高的话会影响炉渣、粉煤灰的品质。另外，脱水后的污泥按目前的环保措施一般按固废处理，不过考虑到污泥中氯离子和重金属离子会对周围土壤、水体造成二次污染，不排除以后环保标准提高后会把此类污泥归纳为危废。

　　4结语

　　低温多效闪蒸系统处理湿法脱硫废水有着运行稳定、操作简单、工程投资低、运行费用低、回收水水质好等诸多优点，受到业内的一致认同，闪蒸系统也将更大范围的推广与应用，随着用户的意见及反馈，各大环保、工程公司也将不断改进、完善与创新，低温多效闪蒸技术也将越来越成熟、安全、可靠。

　　参考文献

　　[1]国家发展和改革委员会.火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标：DL/T 997—2006[S].2006-05-06.

　　[2]环境保护部.火电厂污染防治可行技术指南：HJ 2301—2017[S].2017-05-21.

　　[3]陈敏恒.化工原理[M].北京：化学工业出版社，2006.