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燃煤电厂脱硫废水无软化高效蒸发浓缩技术
石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术作为当前工艺最成熟、脱硫效率高（95%以上）的技术，在烟气脱硫领域得到了广泛应用（占比高达90%以上）。为了维持脱硫装置浆液循环物质的平衡、防止氯离子浓度超标带来腐蚀问题、保证石膏的质量，该工艺必须定期从脱硫塔中排出一定量的废水。这种废水称为脱硫废水，其pH值为4~6，含有大量的悬浮物（如石膏颗粒、SiO2、Al和Fe的氢氧化物）、氟化物和重金属。其中总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍等污染物都是我国环保标准中要求控制的第一类污染物。
脱硫废水的特殊水质及其中各种重金属离子对环境的污染性，要求必须对脱硫废水进行单独处理。目前，我国燃煤电厂烟气湿法脱硫废水采用传统的化学沉淀方法进行处理，外排水质基本可以满足《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》（DL/T997-2023）。该工艺通常包括石灰中和、絮凝、沉降等工序处理脱硫废水，经过固液分离，产水用于干灰拌湿或直接排放。然而，这种方法存在两个缺点：一是出水具有高硫酸根、高氯根、高硬度（高钙高镁）的含盐水质特性，若直接排放，会造成土壤盐碱化，影响生物生长环境；二是我国是以煤炭为基础的火电大国，火电厂取水量约占工业水量的30%~40%，若出水直接排放，将造成能源的巨大浪费。
因此，针对电厂脱硫废水的特点进行合理地工艺设计至关重要，以实现脱硫废水无害化或资源化处理，使产水得到回用，实现废水零排放。国内常规脱硫废水零排放主流路线包括“预处理（三联箱处理）+软化+膜浓缩/蒸发减量+结晶/烟气余热蒸发”。然而，由于浓缩减量工艺本身的限制，浓缩减量前需将废水中钙镁离子去除（软化），导致整个工艺路线较为复杂。目前，钙镁离子的去除多采用化学软化（如石灰-Na2CO3、NaOH-Na2CO3）工艺，其处理费用高，约占总运行成本的60%~80%。从技术、经济角度考虑，上述主流路线对于电厂和环保企业都是成本较高的。
综上所述，降低脱硫废水零排放投资成本和运行成本的关键在于不进行废水软化，不上软化设备。此外，目前脱硫废水终端主流的烟气余热蒸发零排技术受锅炉负荷、抽取烟气量、烟风系统等因素影响，终端零排处理能力有限。因此，开发低成本高效无软化脱硫废水零排放浓缩技术对于电厂、环保企业具有积极意义。这将有助于提高脱硫废水处理效果，降低处理成本，减轻环境污染，实现可持续发展。同时，也有利于推动我国火电行业废水处理技术的发展和环保事业的进步。
1、工业中试试验设备与方法
1.1工艺流程及煤质情况
某燃煤电厂未经过三联箱处理的脱硫废水直接进入一级、二级蒸发系统逐级浓缩，蒸汽来自电加热锅炉。经过两级浓缩后产生的蒸汽经过冷凝器后获得冷凝水，两级浓缩所产生的浓浆经过澄清处理获得的污泥去原有石膏库一并或混掺处理，上清液进入下一工段处理系统(终端零排系统)。试验过程中煤质情况基本保持稳定，具体如表1所示。

另外，由于本试验是基于某电厂实际产生的脱硫废水进行的试验，来水水质存在一定的波动，因此水质测试存在一定的波动。
1.2实验设备配置清单
根据实际运行情况，开展中试实验，具体配置清单如表2所示。

1.3检测方法
按照相关标准的要求，采用相应仪器对pH值、电导率、溶解性总固体、各种离子以及总铅、总镉等开展测试，具体方法及仪器如表3所示。

2、结果与讨论
2.1脱硫废水水质研究
某中试电厂脱硫废水水质如表4所示。该电厂脱硫废水水质具有高钙高镁的特点，同时氯离子含量高，具有强烈的腐蚀性。

2.2防垢研究
中试设备在某电厂持续运行60天，运行结束后，打开换热器查看并对比结垢情况，如图1、图2、图3所示。根据试验前后换热管的对比图可以看出，针对高钙高镁的脱硫废水，换热管管束光洁，无结垢现象。另每天记录监测冷凝水的产水量变化来进一步表征结垢情况，如图4所示。

图4实验结果表明，冷凝水的产水量在均值85L/h上下波动，冷凝水量随着时间的推移并没有呈下降的趋势(若换热管束结垢，则传热系数下降，冷凝产水量下降)，进一步表明该工艺对于高钙高镁的脱硫废水有很强的适应性。
该中试设备具备不易结垢的特性，主要归因于其处理对象——未经三联箱处理的脱硫废水，呈浆液性质的固液混合物。其中固体主体为粉煤灰（含Si、Al），含有大量1~50μm的球状颗粒，并以饱和硫酸钙溶液形式存在。饱和硫酸钙具备充当硫酸钙晶种的特性。晶种结构与垢物相似，其晶体表面对垢物的亲和力超过管道材料壁面，使得盐溶液中析出的硫酸钙分子优先附着在悬浮的晶种上。充足的晶种提供了极大的晶体表面，有助于及时消除溶液中的硫酸钙过饱和度，从而防止硫酸钙在壁面上成核与生长。
此外，本工艺利用未经预处理软化的