摘要：利用电厂烟道喷雾蒸发干燥实现燃煤电厂废水零排放，是环保部关于火电厂污染防治可行技术推荐的废水零排放工艺路线。其特点是将废水喷入烟道内，雾化后的废水通过烟气加热迅速蒸发，溶解性盐在废水蒸发过程中结晶析出，并随烟气中的灰一起在除尘器中被捕集。
　　关键词：主烟道蒸发；旁路烟道蒸发；结晶盐析出；零排放
　　水资源是人类宝贵的自然资源，它与经济和社会发展息息相关。火力发电是用水的大户，水是电力行业重要的生产资料。因此开展火电厂废水零排放研究不仅会解决电厂用水排水问题，还会产生很好的环境经济效益。从可持续发展的观点看，随着水资源的日益匮乏以及环保要求的严格，废水零排放是电厂用水发展的一种趋势。随着2015年4月颁布的《水污染防治行动计划》，即“水十条”的正式施行，电力企业实现废水零排放的需求越来越迫切。
　　废水烟道蒸发零排放处理工艺时近年来在国内电厂实施相对较多的技术路线，与常规的废水加药处理方法相比，废水蒸发处理工艺所需要的设备少、工艺简单、无须加药、投资少、占地面积小，且处理效果更好。最重要的是能够实现脱硫废水的零排放，完全符合节能环保的现实要求，同时相对于蒸发结晶零排放处理工艺，前者投资造价和后期运行成本极低。
　　烟道喷雾蒸发零排放的基本原理是用雾化器将废水溶液喷入烟道内，以雾滴状与烟气接触，在短时间内将雾滴干燥。其特征是分散的液体微粒，与高温烟气接触，产生剧烈的热交换，废水中的水分被完全蒸发掉，溶解盐生成固体产物。
　　目前所采用的烟道喷雾蒸发零排放的技术路线主要包括以下2种：锅炉主烟道喷雾蒸发；新建旁路烟道喷雾蒸发。
　　1、主烟道喷雾蒸发
　　主烟道喷雾蒸发工艺，是将废水经雾化设备高度雾化后，喷入锅炉烟道内，废水微粒在烟气加热作用下，污染物盐分结晶成固体颗粒，被除尘器捕捉进入干灰，水蒸气随烟气进入脱硫吸收塔冷凝回收。
　　该工艺充分利用电厂现有设备设施，系统投资和运行费用低；无需专门停机，设备施工安装周期短；烟气热值高，废水蒸发能力强，对机组热效率无影响。
　　主烟道蒸发工艺对雾化系统要求相对较高，良好的雾化效果是对废水蒸干和避免飛灰累积结垢风险的保证。受现有主烟道结构或长度的限制，同时空预器后烟气温度的影响，当烟气温度较低时，必须减少直至停止喷入废水，防止造成后续设备的低温腐蚀。
　　在电厂条件允许的情况下，也可将废水喷入脱硝装置与空预器之间的烟道内，该部分烟道烟气热值更高，废水蒸发能力更大。
　　截至目前，国内应用主烟道蒸发废水零排放处理工艺的电厂有：华能内蒙古上都发电厂2×600MW机组、华电土右电厂2×660MW机组和我厂2×350MW机组，均采用废水烟道直接蒸发零排放处理。
　　2、旁路烟道喷雾蒸发
　　从空预器前端烟道引出高温烟气作为蒸发热源至新建的旁路烟道，废水在新建的旁路烟道内利用双流体喷嘴雾化，废水雾滴被高温烟气蒸发，废水蒸发产生的水蒸气和结晶盐可单独处理，也可随烟气一起并入除尘器前的烟道，将结晶盐同干灰一起被除尘器搜集，水蒸气则进入脱硫系统冷凝回水。
　　旁路烟道喷雾蒸发工艺的特点是：独立于主烟道，可单独设计、制造，利用空预器前高温烟气作为蒸发热源，通过在烟道旁路前后设置阀门，实现与电厂主烟道的临时隔断。
　　采用本工艺仍需要注意以下问题：抽取烟气后对锅炉热效率影响；为避免显著影响锅炉热效率，引出高温烟气量有限，废水蒸发量相对主烟道小很多；前端需增加废水预处理和膜浓缩系统，工程总投资费用会增加；当机组负荷波动时，需实时调整抽取的烟气量，会进一步影响到废水蒸发处理能力。
　　截至目前，国内应用旁路烟道蒸发废水零排放处理工艺的电厂有：焦作万方热电厂2×350MW机组，采用废水软化预处理+膜浓缩+旁路烟道蒸发。
　　3、结束语
　　综上所述，烟道喷雾蒸发零排放技术利用电厂锅炉烟气热量对废水进行蒸发，针对不同燃煤机组的工况条件，结合其空预器前后烟道结构特点和烟气温度，选择合适的烟道喷雾蒸发干燥的技术路线，实现低成本、安全、稳定、高效的废水零排放。
　　烟道喷雾蒸发零排放技术，较其他工艺路线有显著的投资和运行成本优势。废水中的结晶盐被电除尘器捕捉进入干灰，不会产生二次固废，水蒸气进入脱硫吸收塔，可减少水资源的消耗。
　　随着水资源保护和水污染防治要求的日益严苛，通过烟道喷雾蒸发在燃煤电厂实现废水零排放具有广阔的应用前景。
　　（作者单位：内蒙古华云新材料有限公司）
　　作者简介：张亚明（1980- ），工程师，内蒙古华云新材料有限公司，主要从事设备维护管理和基建管理。