一种发电厂脱硫废水处理系统及工艺技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种发电厂脱硫废水处理系统及
工艺。
背景技术
火力发电厂运行过程中会产生含有二氧化硫的烟气。目前，火力发电厂主
要通过湿法脱硫工艺脱除烟气中的二氧化硫。湿法脱硫工艺会产生脱硫废水，
脱硫废水中含有大量的悬浮物、容易结垢的离子态物质以及重金属。如果将脱
硫废水直接排放会对环境造成严重危害。我国对于火力发电厂湿法脱硫产生的
脱硫废水要求“零排放”，即不向地面水域排放废水。
目前常用的实现火力发电厂湿法脱硫产生的脱硫废水零排放的处理工艺为
浓缩结晶工艺。参见图1，浓缩结晶工艺的工艺流程为：初始脱硫废水依次经过
除气器3a以及浓缩设备4a后得到浓缩后的脱硫废水，浓缩后的脱硫废水进入蒸
发结晶器6a进行蒸发结晶，浓缩过程中产生的蒸汽作为热源与初始脱硫废水进
行换热，蒸发结晶过程中产生的蒸汽冷凝后作为回用水回用，从而实现脱硫废
水零排放。
在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现
有的脱硫废水处理工艺的初投资较高，约为6500万元。同时由于蒸发结晶器容
易结垢，需要对蒸发结晶器进行定期的清洗维护，导致现有的脱硫废水处理工
艺维护管理工作量大并且运行以及维护费用高。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明实施例提供一种初投资低、运行以及维
护费用低的实现零排放的发电厂脱硫废水处理系统及工艺。
具体而言，包括以下的技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种发电厂脱硫废水处理系统，所述处理系统
包括：启动锅炉、空气预热器、除尘器以及脱硫吸收塔；所述启动锅炉的烟道依
次通过空气预热器以及除尘器与脱硫吸收塔的进气口连通；所述脱硫吸收塔的出
气口设置有烟囱；所述启动锅炉的炉膛设置有第一脱硫废水入口，所述第一脱硫
废水入口处设置有第一雾化装置。
进一步地，所述烟道位于所述空气预热器和所述除尘器之间的部分设置有第
二脱硫废水入口，所述第二脱硫废水入口处设置有第二雾化装置。
进一步地，所述处理系统还包括预处理及浓缩设备；所述预处理及浓缩设备
的进水口与主机脱硫废水的输送管道以及所述脱硫吸收塔的出水口连通；所述预
处理及浓缩设备的出水口与所述第一脱硫废水入口以及所述第二脱硫废水入口
连通。
进一步地，所述处理系统还包括水泵以及空气压缩机；所述水泵的进水口与
所述预处理及浓缩设备的出水口连通；所述水泵的出水口与所述第一脱硫废水入
口以及所述第二脱硫废水入口连通；所述空气压缩机的出气口与所述水泵的出水
口连通。
进一步地，所述处理系统还包括换热器，所述换热器的热物流通道与所述启
动锅炉的蒸汽输送管道连通，所述换热器的冷物流通道与主机凝结水输送管道连
通；
所述启动锅炉的蒸汽输送管道上还设置有多条蒸汽输送支管，各条蒸汽输送
支管分别与原煤干燥设备或采暖设备连通。
第二方面，本发明实施例提供一种发电厂脱硫废水处理工艺，所述处理工艺
包括：脱硫废水经第一雾化装置雾化后喷入启动锅炉的炉膛与所述启动锅炉炉膛
内的燃煤混合，燃煤燃烧产生的热量将雾化后的脱硫废水蒸发；所述脱硫废水中
的液态组分蒸发形成的蒸汽以及所述脱硫废水中液态组分蒸发后剩余的固态物
质随燃煤燃烧产生的烟气进入启动锅炉的烟道，依次经过空气预热器以及除尘
器，所述脱硫废水中液态组分蒸发后剩余的固态物质在所述除尘器中被去除，所
述脱硫废水中的液态组分蒸发形成的蒸汽随所述烟气进入脱硫吸收塔后由烟囱
排放。
进一步地，所述处理工艺还包括：所述脱硫废水中的一部分经第二雾化装置
雾化后喷入所述烟道位于所述空气预热器和所述除尘器之间的部分内部，与所述
烟气混合，所述烟气的余热将经第二雾化装置雾化后的脱硫废水蒸发；所述脱硫
废水中的液态组分蒸发形成的蒸汽以及所述脱硫废水中液态组分蒸发后剩余的
固态物质随所述烟气进入除尘器，所述脱硫废水中液态组分蒸发后剩余的固态物
质在所述除尘器中被去除，所述脱硫废水中的液态组分蒸发形成的蒸汽随所述烟
气进入脱硫吸收塔后由烟囱排放。
进一步地，所述脱硫废水经预处理以及浓缩后分为两部分，一部分由所述第
一雾化装置雾化后喷入所述启动锅炉的炉膛，另一部分由所述第二雾化装置雾化
后喷入所述烟道位于所述空气预热器和所述除尘器之间的部分内部。
进一步地，喷入所述启动锅炉炉膛内的脱硫废水的重量为所述启动锅炉炉膛
内的燃煤重量的8～12％。
进一步地，所述启动锅炉产生的蒸汽用于原煤干燥、采暖以及加热主机凝结
水。
进一步地，所述脱硫废水包括来自主机的主机脱硫废水以及来自所述脱硫吸
收塔的吸收塔脱硫废水。
进一步地，所述脱硫废水经浓缩后剩余的质量为浓缩前质量的30～40％。
进一步地，所述燃煤的全水分为20～35％。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：
本发明实施例提供的发电厂脱硫废水处理系统中，利用新建电厂必须设置
但后期停用的启动锅炉代替现有脱硫废水处理系统中的蒸发结晶器。脱硫废水
经雾化后进入启动锅炉的炉膛并与燃煤混合均匀，利用燃煤燃烧产生的热量将
脱硫废水中的液态组分蒸发。脱硫废水中的液态组分蒸发形成的蒸汽随燃煤燃
烧产生的烟气依次经过空气预热器、除尘器以及脱硫吸收塔后排放，脱硫废水
中的固态组分也随烟气一起运动，在除尘器中被去除，从而实现了脱硫废水的
零排放。在此基础上，由于利用启动锅炉代替蒸发结晶器，因此本发明实施例
的处理系统的初投资与现有处理系统的初投资相比明显降低，并且本发明实施
例的处理系统在运行过程中的维护管理较为简单，显著降低了维护管理工作量
以及运行维护费用，大大降低了发电厂脱硫废水处理成本，提高发电厂的经济
效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所
需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明
的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，
还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有发电厂脱硫废水处理工艺的原理示意图；
图2为本发明实施例提供的发电厂脱硫废水处理工艺的原理示意图。
附图标记分别表示：
1a-现有技术的脱硫废水收集池，2a-现有技术的第一热交换器，
3a-现有技术的除气器，4a-现有技术的浓缩设备，5a-现有技术的循环水泵，
6a-现有技术的蒸发结晶器，7a-现有技术的第二换热器，
8a-现有技术的疏水箱，9a-离心分离机；
1-空气压缩机，2-水泵，3-预处理及浓缩设备，4-脱硫吸收塔，5-烟囱，
6-除尘器，7-第二雾化装置，8-空气预热器，9-启动锅炉，10-第一雾化装置，
11-换热器，12-烟道。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方
式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均
具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。
实施例1
本实施例提供一种发电厂脱硫废水处理系统，参见图2，该处理系统包括：
启动锅炉9、空气预热器8、除尘器6以及脱硫吸收塔4。启动锅炉9的烟道12
依次通过空气预热器8以及除尘器6与脱硫吸收塔4的进气口连通。脱硫吸收
塔4的出气口设置有烟囱5。启动锅炉9的炉膛设置有第一脱硫废水入口(图2
未示出)，第一脱硫废水入口处设置有第一雾化装置10。
启动锅炉用于在发电厂新建成时，为首台启动的机组供应蒸汽。当发电厂
正常运行后，就不再需要启动锅炉，启动锅炉则被废弃。本实施例提供的处理
系统中，利用上述新建电厂必须设置但后期停用的启动锅炉代替现有脱硫废水
处理系统中的蒸发结晶器来降低脱硫废水处理系统的初投资以及运行维护费
用。本实施例提供的脱硫废水处理系统的工作原理如下：
脱硫废水经第一雾化装置10雾化成小液滴后喷入启动锅炉9的炉膛，与炉
膛内的燃煤混合均匀。燃煤燃烧产生的热量将雾化后的脱硫废水蒸发。脱硫废
水中的液态组分蒸发形成的蒸汽随燃煤燃烧产生的烟气进入启动锅炉9的烟道，
依次经过烟道12上的空气预热器8和除尘器6之后进入脱硫吸收塔4，利用脱
硫溶液将烟气中的二氧化硫吸收后，脱硫废水中的液态组分蒸发形成的蒸汽随
脱除二氧化硫的烟气由烟囱5排放。脱硫废水中液态组分蒸发后剩余的固态物
质(包括重金属、各种金属盐以及其他杂质)和燃煤燃烧产生的灰一起悬浮在
烟气中并随烟气运动，进入除尘器6后被除尘器6捕捉，从而被除去。
可见，本实施例的处理系统实现了发电厂脱硫废水的零排放。在此基础上，
启动锅炉9及烟道12、空气预冷器8、除尘器6、脱硫吸收塔4以及烟囱5等启
动锅炉9的附属设施都是现有的，不需要额外新建，因此，本实施例的处理系
统的初投资与现有处理系统的初投资相比明显降低。同时，利用烟气的热量来
使脱硫废水蒸发避免了结垢的问题，使本实施例的处理系统在运行过程中的维
护管理较为简单，显著降低了维护管理工作量以及运行维护费用，大大降低了
发电厂脱硫废水处理成本，从而提高发电厂的经济效益。
进一步地，参见图2，本实施例中，由于燃煤燃烧生成的烟气进入烟道12
后仍然具有较高的温度，一般在155℃以上，因此烟道12内的烟气也能够用于
蒸发脱硫废水，从而增加处理系统处理废水的量。利用烟道12内的烟气蒸发脱
硫废水的具体实现方式为：在烟道12位于空气预热器8和除尘器6之间的部分
设置第二脱硫废水入口(图2未示出)，在第二脱硫废水入口处设置第二雾化装
置7。将一部分脱硫废水输送至第二脱硫废水入口，经第二雾化装置7雾化成小
液滴后喷入烟道12内，烟气的热量将雾化后的脱硫废水蒸发。脱硫废水中的液
态组分蒸发形成的蒸汽随烟气进入除尘器6和脱硫吸收塔4后由烟囱5排放。
脱硫废水中液态组分蒸发后剩余的固态物质和燃煤燃烧产生的灰一起悬浮在烟
气中并随烟气运动，进入除尘器6后被除尘器6捕捉，从而被除去。
进一步地，参见图2，本实施例中，处理系统还包括预处理及浓缩设备3，
在脱硫废水进入启动锅炉9炉膛或者烟道12之前，首先通过预处理设备除去脱
硫废水中的悬浮物以及有结垢倾向的离子态物质并通过浓缩减少脱硫脱硫废水
的水量，以提高脱硫废水的处理效果。本领域技术人员可以理解的是，预处理以
浓缩设备包括一系列设备，其中，预处理设备包括反应箱、澄清池、纳滤、反渗
透、石灰加药装置、碳酸钠加药装置、污泥处理装置、钠离子交换器等，浓缩设
备包括三联箱浓缩设备、蒸发设备、正渗透浓缩设备或高效反渗透浓缩设备等，
可以单独使用一种浓缩设备，也可以多种浓缩设备联合使用。
本实施例中，预处理及浓缩设备3的进水口与主机脱硫废水的输送管道以及
脱硫吸收塔4的出水口连通，其出水口与第一脱硫废水入口以及第二脱硫废水入
口连通，从而将来自主机的脱硫废水和来自脱硫吸收塔4的脱硫废水集中在一起，
经过预处理及浓缩之后将一部分脱硫废水输送至启动锅炉9的炉膛进行雾化蒸
发，将另一部分脱硫废水输送至烟道12内进行雾化蒸发。浓缩过程中产生的蒸
汽通过冷凝装置冷凝后输送回脱硫吸收塔4作为脱硫溶液，实现水资源的循环利
用。
进一步地，参见图2，本实施例中，处理系统还包括水泵2以及空气压缩机
1。水泵2的进水口与预处理及浓缩设备3的出水口连通，水泵2的出水口与第
一脱硫废水入口以及第二脱硫废水入口连通。经预处理和浓缩之后的脱硫废水通
过水泵2分别输送至启动锅炉9的炉膛和烟道12。空气压缩机1的出气口与水泵
2的出水口连通，通过空气压缩机1向脱硫废水中通入空气，调节第一雾化装置
10和第二雾化装置7的气液比，保证脱硫废水能够被雾化。
进一步地，燃煤燃烧产生的热量除了用于蒸发炉膛内的脱硫废水和随烟气进
入烟道12外，还剩余大量的热量，这部分热量可以用于加热产生辅助蒸汽，实
现对热量的充分利用，从而为发电厂带来额外的经济效益。具体实现方式为：参
见图2，本实施例的处理系统还包括换热器11，换热器11的热物流通道与启动锅
炉9的蒸汽输送管道连通，换热器11的冷物流通道与主机凝结水输送管道连通，
从而实现利用启动锅炉运行产生的蒸汽对主机凝结水进行加热，以提高主机凝结
水水温，减少主机能耗，提高发电效率。在启动锅炉9的蒸汽输送管道上还设置
有多条蒸汽输送支管，各条蒸汽输送支管分别与原煤干燥设备、采暖设备或其他
需要蒸汽加热的设备连通，将启动锅炉9产生的蒸汽作为原煤干燥、采暖或者伴
热蒸汽使用。
进一步地，本实施例的处理系统中还设置有脱硝设备以除去烟气中的氮氧化
物。参见图2，本实施例中脱硝设备设置在烟道12内，并且位于第二雾化装置7
和除尘器6之间。
进一步地，本实施例中，除尘器6采用电除尘器，通过电场作用使烟气中的
灰和脱硫废水中剩余的固态物质等吸附在电机上从而使烟气得到净化。
实施例2
本实施例提供一种发电厂脱硫废水处理工艺，该处理工艺包括：
脱硫废水经第一雾化装置10雾化后喷入启动锅炉9的炉膛与启动锅炉9炉
膛内的燃煤混合，燃煤燃烧产生的热量将雾化后的脱硫废水蒸发；
脱硫废水中的液态组分蒸发形成的蒸汽以及脱硫废水中液态组分蒸发后剩
余的固态物质随燃煤燃烧产生的烟气进入启动锅炉9的烟道12，依次经过空气预
热器8以及除尘器6，脱硫废水中液态组分蒸发后剩余的固态物质在除尘器6中
被去除，脱硫废水中的液态组分蒸发形成的蒸汽随烟气进入脱硫吸收塔4后由烟
囱5排放。
采用本实施例的处理工艺能够在实现发电厂脱硫废水零排放的前提下，显
著降低脱硫废水处理的初投资、维护管理工作量以及运行维护费用，从而降低
发电厂脱硫废水处理成本，提高发电厂的经济效益。
实施例3
本实施例提供一种发电厂脱硫废水零排放处理工艺。
该处理工艺通过实施例1提供的处理系统实现，利用新建电厂必须设置但
后期停用的启动锅炉代替现有脱硫废水处理工艺中的蒸发结晶器，在实现脱硫
废水零排放的前提下，显著降低脱硫废水处理的初投资、维护管理工作量以及
运行维护费用，从而降低发电厂脱硫废水处理成本，提高发电厂的经济效益
参见图2，该处理工艺具体包括：
将来自主机的脱硫废水和来自脱硫吸收塔4的脱硫废水集中输送至预处理及
浓缩设备3，除去脱硫废水中的悬浮物及有结垢倾向的离子态物质并对脱硫废水
进行浓缩。经预处理以及浓缩后的脱硫废水分为两部分，一部分通过水泵2输送
至第一雾化装置10，由第一雾化装置10雾化成小液滴后喷入启动锅炉9的炉膛；
另一部分输送至第二雾化装置7，由第二雾化装置7雾化成小液滴后喷入烟道12
位于空气预热器8和除尘器6之间的部分内部。喷入启动锅炉9炉膛的脱硫废水
与燃煤混合均匀，燃煤燃烧产生的热量将雾化后的脱硫废水蒸发。脱硫废水中的
液态组分蒸发形成的蒸汽随燃煤燃烧产生的烟气进入启动锅炉9的烟道，依次经
过烟道12上的空气预热器8和除尘器6之后进入脱硫吸收塔4，利用脱硫溶液将
烟气中的二氧化硫吸收后，脱硫废水中的液态组分蒸发形成的蒸汽随脱除二氧化
硫的烟气由烟囱5排放。脱硫废水中液态组分蒸发后剩余的固态物质和燃煤燃烧
产生的灰一起悬浮在烟气中并随烟气运动，进入除尘器6后被除尘器6捕捉作为
废渣排放。喷入烟道12的脱硫废水被烟气的热量蒸发。同喷入启动锅炉9炉膛
的脱硫废水相同，这部分脱硫废水中的液态组分蒸发形成的蒸汽随烟气进入除尘
器6和脱硫吸收塔4后由烟囱5排放，液态组分蒸发后剩余的固态物质悬浮在烟
气中并随烟气运动，进入除尘器6后被除尘器捕捉作为废渣排放，
通过空气压缩机1向水泵2输出的脱硫废水中通入空气，以调节第一雾化装
置10和第二雾化装置7的气液比。
燃煤燃烧的热量除用于蒸发启动锅炉9炉膛内的脱硫废水和随烟气进入烟
道12的部分外，剩余热量用于加热产生辅助蒸汽，所产生的蒸汽一部分用于原
煤干燥，一部分用于发电厂采暖，剩余部分用于与主机凝结水换热，以提高主
机凝结水水温，减少主机能耗，提高发电效率。与主机凝结水换热后的蒸汽返
回启动锅炉9，从而实现循环加热利用。
脱硫废水浓缩过程中产生的蒸汽冷凝后输送回脱硫塔吸收塔4作为脱硫溶
液，实现水资源的循环利用。
进一步地，本实施例的处理工艺中，脱硫废水经浓缩后的水量优选为浓缩前
水量的30～40％，例如可以为32％、34％、35％、36％、38％等。
进一步地，本实施例的处理工艺中，喷入启动锅炉9炉膛内的脱硫废水的重
量为启动锅炉9炉膛内的燃煤重量的8～12％，例如可以为9％、10％、11％等，优
选10％。剩余的脱硫废水则喷入烟道12。如果喷入启动锅炉9炉膛内的脱硫废水
的量过大，会影响燃煤燃烧释放热量。
进一步地，本实施例的处理工艺中，燃煤的全水分为20～35％，例如可以为
22％、24％、25％、28％、30％、32％、34％等。
以具有2台660MW超临界机组的煤电一体化坑口燃煤电厂为例，采用本实
施例提供的处理工艺进行脱硫废水处理所需费用和采用现有的处理工艺进行脱
硫废水处理所需的费用的对比如表1所示。该燃煤电厂配备2台35t/h启动锅炉，
浓缩后的脱硫废水的水量为4t/h，后期燃煤配比后达到全水分20％～35％，每台
启动锅炉配备相应的烟道、空气预热器、除尘器、脱硝装置、脱硫吸收塔以及
烟囱，年利用小时数按5500h计算。
表1本实施例的脱硫废水处理工艺和现有脱硫废水处理工艺所需费用对比表(单
位：万元)
从表1可以看出，本实施例的脱硫废水处理工艺与现有脱硫废水处理工艺相
比，节省初投资约3000万元。正常运行后，虽然与现有脱硫废水处理工艺相比，
增加了脱硫费用、脱硝费用以及煤耗费用，但是本实施例的处理工艺的年经济效
益能够达到1155万元，而现有处理工艺的年经济效益为120万元，仅为本实施
例处理工艺年经济效益的十分之一，因此，本实施例处理工艺与现有处理工艺相
比，节省年运行费约305.3万元。脱硫废水处理的成本也由现有的43元/吨水减
少为22.6元/吨水。
综上，本实施例提供的发电厂脱硫废水处理工艺在实现脱硫废水零排放的
前提下，突破现有脱硫废水处理工艺投资和运行费用高、故障和运行维护量大
的瓶颈，减少对环境生态的污染和影响，树立新型“零排放”环保电厂形象。
并且启动锅炉产生的蒸汽可以增加电厂辅助蒸汽量，保证主机的机组效率，具
有很好的环境效益和经济效益。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用
以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、
改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。