申请日2019.04.24
公开(公告)日2019.06.21
IPC分类号C02F9/10; C02F11/122; C02F103/20
摘要
本发明涉及一种燃煤厂脱硫废水零排放系统，包括缓冲池、中和箱、反应箱、一级絮凝箱、一级澄清池、中间水池、软化箱、二级絮凝箱、二级澄清池、清水箱、蒸发结晶塔、吸收塔、干燥器和压滤机，本发明在燃煤厂原有脱硫废水三联箱工艺处理基础上，经水质软化后，利用蒸发结晶塔，将经过电除尘器除尘后要进入吸收塔净化的高温锅炉烟气的余热用于脱硫废水的蒸发结晶处理，实现了脱硫废水零排放和蒸发后的冷凝水及结晶盐的回收。本发明工艺路线简单，运行和维护成本低，且可稳定运行，一级澄清池和二级澄清池出来的污泥经压滤机脱水形成的泥饼，可填埋处理，进蒸发结晶塔的脱硫废水蒸发后的冷凝水可作为吸收塔补充水回用，结晶盐可回收。
权利要求书
1.一种燃煤厂脱硫废水零排放系统，其特征在于，包括缓冲池(1)、中和箱(2)、反应箱(3)、一级絮凝箱(4)、一级澄清池(5)、中间水池(6)、软化箱(7)、二级絮凝箱(8)、二级澄清池(9)、清水箱(10)、蒸发结晶塔(11)、吸收塔(13)、干燥器(12)和压滤机(14)，所述缓冲池(1)的出水口与中和箱(2)的进水口连通，中和箱(2)的出水口与反应箱(3)进水口连通，反应箱(3)出水口与一级絮凝箱(4)的进水口连通，一级絮凝箱(4)的出水口与一级澄清池(5)的进水口连通，一级澄清池(5)的底部污泥出口与压滤机(14)连接，压滤机(14)的液体出口与缓冲池(1)入口连通;一级澄清池(5)的出水口与中间水池(6)的进水口连通，中间水池(6)的出水口与软化箱(7)的进水口连通，软化箱(7)的出水口与二级絮凝箱(8)的进水口连通，二级絮凝箱(8)的出水口与二级澄清池(9)的进水口连通，二级澄清池(9)的底部污泥出口与压滤机(14)连接;二级澄清池(9)的出水口与清水箱(10)的进水口连通，清水箱(10)的出口与蒸发结晶塔(11)上部的废水入口连通，蒸发结晶塔(11)顶部的气体出口与吸收塔(13)连通，蒸发结晶塔(11)底部的晶体出口与干燥器(12)连接。
2.如权利要求1所述燃煤厂脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述蒸发结晶塔包括塔体，塔体顶部设有气体出口(11-4)，底部设有晶体出口(11-1)，塔体内部上部设有清洗水喷淋管(11-12)，清洗水喷淋管(11-12)下方为气液分离器(11-11)，气液分离器(11-11)下方设有废水进水管(11-9)，废水进水管(11-9)与蒸发结晶塔的废水入口(11-8)连通，废水进水管(11-9)上的下表面上设有废水喷头(11-10)，废水进水管(11-9)的下方为填料层(11-7)，填料层(11-7)上下分别设有上筛板(11-6)和下筛板(11-5)，下筛板(11-5)的下方侧壁上设有气体入口(11-4)，下筛板(11-5)的下方设有结晶长管(11-3)，结晶长管(11-3)上设有人孔(11-14)，结晶长管(11-3)下方设有集晶斗(11-2)，集晶斗底部为晶体出口(11-1)。
3.如权利要求2所述燃煤厂脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述上筛板和下筛板的开孔率为25-60%。
4.如权利要求2或3所述燃煤厂脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述填料层由直径20-40mm的轻质小球构成，填料层的密度低于1g/cm3，并耐150℃高温。
说明书
一种燃煤厂脱硫废水零排放系统
技术领域
本发明属于脱硫废水处理技术领域，具体是涉及一种燃煤厂脱硫废水零排放系统。
背景技术
石灰石-石膏湿法烟气脱硫是目前世界上应用最广泛、技术最成熟的烟气脱硫工艺技术。为了保证脱硫系统的正常运行，将系统中氯离子含量控制在合理浓度范围，必须排放一定量的脱硫废水。脱硫废水pH值在4～6之间，具有悬浮物(主要为硫酸钙、亚硫酸钙等脱硫产物和粉尘)浓度高，盐度高、硬度高、腐蚀性大等特点，还含有Hg、Pb、As、Cd、Se等重金属离子。而且由于燃煤成分、燃烧工况和石灰石品质等因素的变化，其水质和水量都存在不稳定性。
脱硫废水常规处理工艺一般采用混凝沉淀法(俗称三联箱工艺)，即中和、沉淀、絮凝、澄清4步，出水水质虽然能达到《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T997-2006)的要求，但仍然具有含盐量高、Cl-、F-含量高等特点，直接排放会造成二次污染，无法满足目前日益严格的环保要求。传统的煤场喷洒、灰场喷洒、水力冲渣等粗放型排放方式，从国家政策方面也逐步被杜绝。因此，近年来脱硫废水的零排放处理引起人们越来越多的关注。
目前，脱硫废水的零排放处理总的来说，可以分为直接蒸发和预处理+蒸发结晶两大类。直接蒸发有蒸发池、烟道喷雾蒸发等方法。预处理有混凝沉淀法、软化、浓缩等方法，可根据需要联用或单独使用;蒸发结晶有多效蒸发、机械蒸汽再压缩蒸发等。普遍存在运行成本高、系统运行不稳定的问题。
如何建立一种能利用烟气余热实现脱硫废水的零排放处理，且最大程度的实现资源回收利用，系统运行稳定、处理效果明显的工艺路线成为行业内有待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中脱硫废水处理系统存在的不足，提供一种燃煤厂脱硫废水零排放系统，工艺路线简单，运行和维护成本低，且可稳定运行。
技术方案
本发明人在燃煤厂原有脱硫废水三联箱工艺处理基础上，经水质软化后，利用蒸发结晶塔，将经过电除尘器除尘后要进入吸收塔净化的高温锅炉烟气的余热用于脱硫废水的蒸发结晶处理，实现了脱硫废水零排放和蒸发后的冷凝水及结晶盐的回收。具体方案如下：
一种燃煤厂脱硫废水零排放系统，包括缓冲池、中和箱、反应箱、一级絮凝箱、一级澄清池、中间水池、软化箱、二级絮凝箱、二级澄清池、清水箱、蒸发结晶塔、吸收塔、干燥器和压滤机，所述缓冲池的出水口与中和箱的进水口连通，中和箱的出水口与反应箱进水口连通，反应箱出水口与一级絮凝箱的进水口连通，一级絮凝箱的出水口与一级澄清池的进水口连通，一级澄清池的底部污泥出口与压滤机连接，压滤机的液体出口与缓冲池入口连通;一级澄清池的出水口与中间水池的进水口连通，中间水池的出水口与软化箱的进水口连通，软化箱的出水口与二级絮凝箱的进水口连通，二级絮凝箱的出水口与二级澄清池的进水口连通，二级澄清池的底部污泥出口与压滤机连接;二级澄清池的出水口与清水箱的进水口连通，清水箱的出口与蒸发结晶塔上部的废水入口连通，蒸发结晶塔顶部的气体出口与吸收塔连通，蒸发结晶塔底部的晶体出口与干燥器连接。
进一步，所述蒸发结晶塔包括塔体，塔体顶部设有气体出口，底部设有晶体出口，塔体内部上部设有清洗水喷淋管，清洗水喷淋管下方为气液分离器，气液分离器下方设有废水进水管，废水进水管与蒸发结晶塔的废水入口连通，废水进水管上的下表面上设有废水喷头，废水进水管的下方为填料层，填料层上下分别设有上筛板和下筛板，下筛板的下方侧壁上设有气体入口，下筛板的下方设有结晶长管，结晶长管上设有人孔，结晶长管下方设有集晶斗，集晶斗底部为晶体出口。
进一步，所述上筛板和下筛板的开孔率为25-60%。
进一步，所述填料层由直径20-40mm的轻质小球构成，填料层的密度低于1g/cm3，并耐150℃高温。例如，填料层可以是由不锈钢的空心小球构成。
利用上述脱硫废水零排放系统处理脱硫废水的方法：将脱硫废水引入缓冲池，再从缓冲池进入中和箱，往中和箱内加入石灰乳调pH11，使废水中大部分重金属、Mg2+、及F-、SO42-等与石灰反应生成沉淀被去除，含有未被完全除去Cd2+、Hg2+的废水进入反应箱，往反应箱内加入有机硫(TMT15)，使形成难溶的硫化物沉淀，接着废水流入一级絮凝箱，往絮凝箱内加入絮凝剂FeCl3、助凝剂PAM，使沉淀物由小的微粒凝聚成较大颗粒物，最后流入一级澄清池，在一级澄清池内完成澄清、沉淀，实现固液分离，一级澄清池内上清液流入中间水池，沉淀下来的污泥经底部的污泥出口和泵输送到压滤机脱水形成泥饼，滤液回至缓冲池;一级澄清池内上清液流入中间水池，进而流入软化箱，往软化箱中加入氢氧化钠-碳酸钠，以去除易引起后续蒸发结晶系统结垢的Ca2+离子，然后废水进入二级絮凝箱，往二级絮凝箱内加入FeCl3、PAM，二级絮凝箱的出水进入二级澄清池进行固液分离，固液分离后上清液进入清水箱，用盐酸调pH9.5～10.0，作为蒸发结晶塔进水，含有大量CaCO3的沉淀污泥通过泵输送到压滤机脱水形成泥饼，滤液回至缓冲池;二级澄清池的出水进入蒸发结晶塔后，通过废水喷淋管上的喷头均匀喷洒在填料层，将蒸发结晶塔的气体入口与电除尘器的出口连通，高温锅炉烟气从电除尘器出来后，由气体入口经导流叶片进入塔体，向上穿过填料层，当气流速度达到足够大时，小球在塔内湍动旋转，互相碰撞，使得喷淋在小球表面的废液形成的液膜不断更新，热气体与新的废液接触，加快了气液之间的热量传递，脱硫废水中的水分迅速蒸发为水蒸气，盐分被浓缩，脱硫废水由不饱和溶液变为饱和溶液，之后再变为过饱和溶液，含有水蒸气的气体继续上行经过气液分离器脱去雾沫，由塔顶部的气体出口排出塔体，浓缩后的脱硫废水在重力作用下下行至结晶长管，并在此结晶，最后结晶盐由塔底部的集晶斗收集，通过晶体出口排出塔体，经过干燥后，可作为工业盐销售。
本发明的有益效果：本发明提供了一种燃煤厂脱硫废水零排放系统，工艺路线简单，运行和维护成本低，且可稳定运行，一级澄清池和二级澄清池出来的污泥经压滤机脱水形成的泥饼，可抛弃到灰场或送至垃圾填埋场处置，进蒸发结晶塔的脱硫废水经过了预处理，蒸发后的冷凝水可作为吸收塔补充水回用，结晶盐为白色，可回收。本发明的脱硫废水零排放系统中采用的蒸发结晶塔具有处理能力大，设备体积小，热交换效率高，不易结垢等特点，与多效蒸发、机械蒸汽再压缩蒸发等蒸发结晶工艺相比，蒸发结晶塔具有设备投资小、操作简单、占地面积小及脱盐效率高等优点;与烟道喷雾蒸发方法相比，蒸发结晶塔结晶过程在结晶长管中进行，减少了设备结垢。