3．5．4 蒸发结晶法
蒸发结晶法是实现脱硫废水零排放的一个主要方法。该方法可以达到水的清洁回用，结晶的固体在一些地方可以用作工业原料。如果晶体无法循环利用，则要进行填埋。
蒸发结晶技术整个过程主要包括预处理，软化过程，蒸发器，结晶器等组成部分，此外还有晶体脱水装置，冷却系统等部分。
预处理过程（Pre－treatment）：预处理过程在这里一般是指脱硫废水通过物理化学沉淀系统，使脱硫废水中的悬浮性固体得到沉淀，过饱和的硫酸钙得到脱饱和而析出沉淀，溶解性重金属离子大部分被去除，易导致蒸发结晶器结垢的硫酸根，氟离子也被去除。
软化过程（Softening Process）：脱硫废水的硫酸根大部分被去除后，废水中大部分的溶解性固体是氯化钙和氯化镁。传统的蒸发结晶技术中，需要利用软化过程去除钙镁离子。主要原因有：1．水中存在钙镁离子对后续的蒸发结晶过程很容易引发结垢问题，引起电厂设备维护的复杂化。2．氯化钙和氯化镁的结晶温度比较高，而氯化钠的结晶温度比较低。因此软化过程会降低蒸发结晶的能量消耗。3．氯化钠的结晶体比氯化钙和氯化镁的结晶体在脱水方面容易处理的多。因此，目前的蒸发结晶法处理脱硫废水一般采用投加碳酸钠／碳酸氢钠把废水中的钙镁离子沉淀。这个过程就是脱硫废水的软化过程。
由于一些脱硫废水中钙镁离子含量很高，软化过程中所需的药剂需求量巨大，成本极高。有的美国公司开始研发在进行部分软化（只去除镁离子保留钙离子）和不进行软化的情况下如何做到蒸发结晶的稳定性和经济性。
蒸发器（Evaporator）：也叫溶液浓缩器（BrineConcentrator）。蒸发器就是利用蒸汽或机械蒸汽再压缩（MechanicalVaporRecompression－MVR）的方式，将经过预处理过的脱硫废水加热至沸腾，使部分水汽化并通过冷却系统移除，从而达到脱硫废水的浓缩。目前欧美应用于脱硫废水的蒸发器主要是立管降膜式蒸发器（Falling－film evaporator），立管采用很薄的抗腐蚀能力很强的钛合金制作。蒸发器有单效和多效强制循环蒸汽蒸发器，强制循环机械蒸汽再压缩（MVR）蒸发器等。蒸发器蒸发单位废水所消耗的能量要远小于单效结晶器。
对一些含盐量比较少的脱硫废水，也可以在软化过程后面和蒸发器前端加装反渗透膜或正渗透膜来提高待处理废水的浓度。这样的选择是基于膜浓缩废水的成本低于蒸发器浓缩废水的成本。如果脱硫废水本身的TDS浓度就很高（＞50，000ppm）的话，膜处理的成本就会大幅提高，运行的稳定性也不会有保障。
结晶器（Crystallizer）：经过蒸发器浓缩后的溶液进入结晶器。结晶器利用蒸汽或机械蒸汽再压缩（MVR）的方式，继续加热浓缩液并产生结晶。含有晶体的浓缩液经过脱水装置将晶体分离出来，浓缩液回到结晶器继续参与结晶过程。
由于欧美很多已建成电厂的蒸汽循环系统已经处于平衡或接近平衡状态，加装脱硫废水蒸发结晶装置可能得不到足够的蒸汽供应，因此大部分欧美电厂采用强制循环机械蒸汽再压缩技术驱动蒸发器和结晶器。
图9 脱硫废水的蒸发器，结晶器，脱水装置（意大利ENEL Brindisi电厂）
根据预处理过程，蒸发器和结晶器的组成又可以细分为以下几种方式：
1． 物化法预处理加蒸发器；
2． 物化法预处理＋软化＋蒸发器＋结晶器；
3． 物化法预处理＋部分软化＋蒸发器＋结晶器；
4． 物化法预处理＋蒸发器＋结晶器；
5． 物化法预处理＋软化＋多效结晶器。
目前应用在燃煤电厂脱硫废水处理的蒸发结晶装置主要分布在意大利，美国，中国，南非和日本。在德国，荷兰有一些垃圾焚烧电厂采用多效（一般为三效）蒸发结晶装置处理脱硫废水。在美国为脱硫废水提供蒸发结晶技术的主要厂家有Aquatech、HPD、GE和GEA。
