申请日2017.06.08
公开(公告)日2017.09.05
IPC分类号C02F9/10; C02F103/18
摘要
本发明涉及一种基于多热源蒸发脱硫废水的零排放系统，系统包括沉淀过滤预处理系统、废水预热系统、空气加热压缩系统和烟道旁路蒸发系统。利用曝气池、混凝沉淀池及过滤装置对废水进行初步处理并且可以保护设备不被磨损;将电站热力型除氧器排出的乏汽通过管式换热器将脱硫废水进行预热，以提高废水的初温，减少不完全蒸发的可能性;出于预热的目的，在空压机之前加装平板式太阳能集热装置将空气进行预热，在此基础上设置烟气旁路蒸发塔，利用锅炉尾部烟道余热将雾化的脱硫废水蒸干后送入烟道，随着烟气一起被除尘器捕集，实现了脱硫废水零排放的目的。不产生二次污染，并且解决当前烟道蒸发技术中存在的对除尘器的腐蚀和降低机组经济性等问题。
权利要求书
1.一种基于多热源蒸发脱硫废水的零排放系统，其特征在于，包括沉淀过滤预处理系统，废水预热系统，空气加热系统和烟道旁路蒸发塔蒸发系统;
沉淀过滤预处理系统包括曝气池、中和沉淀池、污水 泵及板式压滤机，将湿法脱硫系统排出的浆液及石膏脱水产生的废水排入曝气池中进行曝气，保持废液混合均匀、降低废水COD含量后通入下一级中和沉淀池中，通过加药系统加入软化剂、混凝剂，中和调节废水PH值，并使大部分悬浮物沉淀，中和沉淀反应池沉淀池底部的污泥经污泥泵送入压滤机进行泥渣脱水，压滤成泥饼外运，浓水返回曝气池;中和沉淀反应池上层液通过板式压滤机进一步去除废水中的悬浮物、胶体杂质，使废水浊度降到2NTU以下;
废水预热系统采用管壳式涡流热膜换热器，对经过沉淀过滤预处理后的脱硫废水进行预热，预热后的废水经废水泵送到蒸发塔;
空气加热系统包括太阳能空气加热器、送风机、空压机，太阳能空气加热器收集太阳能，获取热量来提升空气温度，预热后的空气经送风机送入空压机压缩空气输送到蒸发塔中雾化设备内与废水相互作用，确保废水被高度雾化及减少从空气预热器前端抽烟气;
烟道旁路蒸发塔蒸发系统包括蒸发塔和除雾器，锅炉中烟气通过空气预热器和除尘器到脱硫塔，在空气预热器和除尘器之间的设立独立的烟道旁路蒸发塔蒸发系统，蒸发塔结构为上部圆柱下部圆锥，雾化喷嘴布置在蒸发塔上部，空气预热器前端和蒸发塔上端用管道相连，同时空气预热器前后端相连，蒸发塔下部通过管道经过除雾器与除尘器之前的烟道相连，雾化喷嘴将原液雾化后，从空气预热器后端和前端抽取一定量的烟气，蒸发塔利用锅炉烟气余热使得废水蒸干，形成的颗粒物，随烟气一起进入烟道，被除尘器捕集去除，蒸发掉的水蒸气随烟气进入脱硫塔被回用，结晶物随粉煤灰一同排出。
2.根据权利要求1所述基于多热源蒸发脱硫废水的零排放系统，其特征在于，所述中和沉淀池中混凝剂为聚合氯化铝PAC、FeCl3、聚合铝铁中的一种或多种，软化剂为加入的NaCO3与NaOH。
3.根据权利要求1所述基于多热源蒸发脱硫废水的零排放系统，其特征在于，所述管壳式涡流热膜换热器的热源采用机组回热系统中热力型除氧器所排乏汽，通过保温管道输送到涡流热膜换热器的管程。
4.根据权利要求1所述基于多热源蒸发脱硫废水的零排放系统，其特征在于，所述涡流热膜换热器与废水泵之间增加缓冲水箱，预热完的废水流经缓冲水箱缓解水流，控制进入蒸发塔蒸发的水量。
5.根据权利要求1所述基于多热源蒸发脱硫废水的零排放系统，其特征在于，所述雾化喷嘴采用双流体雾化喷嘴，烟气从喷嘴周围的四个角上以旋流的方式进入蒸发塔。
6.根据权利要求1所述基于多热源蒸发脱硫废水的零排放系统，其特征在于，所述系统加装冲洗系统，从电厂工艺水管路取水，引至废水泵出口端管道内，利用工艺水本身压力，冲洗系统整条废水主管路和沿程设备。
说明书
基于多热源蒸发脱硫废水的零排放系统
技术领域
本发明涉及一种高盐废水处理技术，特别涉及一种基于多热源蒸发脱硫废水的零排放系统。
背景技术
我国的水资源不足已成为制约国民经济和社会发展的重要因素。电力、冶金、化工等行业是工业用水的大户。随着水资源短缺的加剧和日益严重的环境污染，废水处理在这些行业占有越来越重要的位置。
石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺因其适用煤种范围广、适用煤种含硫量范围大、脱硫效率高、系统可用率高、吸收剂利用率高、石灰石来源丰富且廉价、工艺成熟、运行可靠性高等优势，成为现阶段世界范围内应用最为广泛的烟气脱硫工艺。
脱硫废水来源于持液槽或者石膏脱水系统排放水。在脱硫装置运行过程中，由于吸收液是循环使用的，其中盐分和悬浮杂质浓度越来越高，而PH值的降低会引起SO2吸收率下降;过高的杂质浓度会影响副产品石膏的品质。因此，脱硫浆液不能无限的浓缩;当杂质浓度达到一定值后，需要定时从系统内排出一部分废水，以保持吸收液的杂质浓度，维持循环系统的物料平衡。
废水呈弱酸性，PH为4—6;悬浮物含量高，但颗粒细小，主要成份是石膏，其次还有来自烟气的飞灰、脱硫过程中加入的碳酸钙以及亚硫酸钙等;废水中含有可溶性的氯化物、氟化物等，氟化物含量一般超过50mg/L(按F-);废水中含有Pb, Cd, Cr, Ni, Hg, Co, Cu,Al, Zn, Mn等重金属元素，从水质指标看，脱硫废水中化学耗氧量(COD)也是超标项目之一。由此带来的脱硫废水处理问题也成为火力发电厂设计、生产和科研中的一个新问题。
火电厂湿法烟气脱硫废水处理技术的研究现状
①目前，火力发电厂脱硫废水的处理主要采用传统的化学处理方法，该方法是目前采用最多的方法。这种方法处理后，水质已经达到较高的标准。但是，随着环保要求的逐渐提高，经化学沉淀方法处理后的废水氯离子(目前尚无化学药剂可以去除氯离子)仍无法去除，并且氯离子具有在偏酸性水环境中腐蚀性大的特点，导致处理后的废水无法进入系统回用。因此，随着环保标准的提高，该方法在未来废水处理中受到限制。
②将脱硫废水与经浓缩的副产品石膏混合后排至灰场堆放。这种方法适用于石膏副产品完全抛弃，不综合利用的湿法脱硫工艺系统。在我国一些电厂采用此方法进行脱硫废水处理。
③用于水力冲灰，即脱硫废水不经处理，直接进入水力除灰系统，脱硫废水中的重金属或酸性物质与灰中的氧化钙反应生成固体而得到去除，从而达到以废治废的目的。该方法没有对石膏进行综合利用，一定程度上也降低了火力发电厂的经济性。
④流化床法，该方法处理效果和费用与传统化学沉淀法基本相当，但是仍产生一定量污泥，容易造成二次环境污染，所以目前仍没有大量使用。
⑤目前有些电站采用软化预处理+膜浓缩+机械蒸发结晶技术。这种方式存在着膜的价格高、运行稳定性、受压磨损等问题亟待解决;换热管和蒸发器外壳均采用钛材，压缩机耗电高，每处理一吨废水耗电达50度，系统对压缩机能力要求高，基本需要进口，因此设备结构复杂，投资、运行费用高昂。
发明内容
本发明是针对脱硫废水处理成本高、易出现二次污染的问题，提出了一种基于多热源蒸发脱硫废水的零排放系统，以实现脱硫废水零排放，不产生二次污染，并且解决当前烟道蒸发技术中存在的对除尘器的腐蚀和降低机组经济性等问题。
本发明的技术方案为：一种基于多热源蒸发脱硫废水的零排放系统，包括沉淀过滤预处理系统，废水预热系统，空气加热系统和烟道旁路蒸发塔蒸发系统;
沉淀过滤预处理系统包括曝气池、中和沉淀池、污泥泵及板式压滤机，将湿法脱硫系统排出的浆液及石膏脱水产生的废水排入曝气池中进行曝气，保持废液混合均匀、降低废水COD含量后通入下一级中和沉淀池中，通过加药系统加入软化剂、混凝剂，中和调节废水PH值，并使大部分悬浮物沉淀，中和沉淀反应池沉淀池底部的污泥经污泥泵送入压滤机进行泥渣脱水，压滤成泥饼外运，浓水返回曝气池;中和沉淀反应池上层液通过板式压滤机进一步去除废水中的悬浮物、胶体杂质，使废水浊度降到2NTU以下;
废水预热系统采用管壳式涡流热膜换热器，对经过沉淀过滤预处理后的脱硫废水进行预热，预热后的废水经废水泵送到蒸发塔;
空气加热系统包括太阳能空气加热器、送风机、空压机，太阳能空气加热器收集太阳能，获取热量来提升空气温度，预热后的空气经送风机送入空压机压缩空气输送到蒸发塔中雾化设备内与废水相互作用，确保废水被高度雾化及减少从空气预热器前端抽烟气;
烟道旁路蒸发塔蒸发系统包括蒸发塔和除雾器，锅炉中烟气通过空气预热器和除尘器到脱硫塔，在空气预热器和除尘器之间的设立独立的烟道旁路蒸发塔蒸发系统，蒸发塔结构为上部圆柱下部圆锥，雾化喷嘴布置在蒸发塔上部，空气预热器前端和蒸发塔上端用管道相连，同时空气预热器前后端相连，蒸发塔下部通过管道经过除雾器与除尘器之前的烟道相连，雾化喷嘴将原液雾化后，从空气预热器后端和前端抽取一定量的烟气，蒸发塔利用锅炉烟气余热使得废水蒸干，形成的颗粒物，随烟气一起进入烟道，被除尘器捕集去除，蒸发掉的水蒸气随烟气进入脱硫塔被回用，结晶物随粉煤灰一同排出。
所述中和沉淀池中混凝剂为聚合氯化铝PAC、FeCl3、聚合铝铁中的一种或多种，软化剂为加入的NaCO3与NaOH。
所述管壳式涡流热膜换热器的热源采用机组回热系统中热力型除氧器所排乏汽，通过保温管道输送到涡流热膜换热器的管程。
所述涡流热膜换热器与废水泵之间增加缓冲水箱，预热完的废水流经缓冲水箱缓解水流，控制进入蒸发塔蒸发的水量。
所述雾化喷嘴采用双流体雾化喷嘴，烟气从喷嘴周围的四个角上以旋流的方式进入蒸发塔。
所述系统加装冲洗系统，从电厂工艺水管路取水，引至废水泵出口端管道内，利用工艺水本身压力，冲洗系统整条废水主管路和沿程设备。
本发明的有益效果在于：本发明基于多热源蒸发脱硫废水的零排放系统，实现了脱硫废水零排放，投资少、能耗低、运行费用少，其带来的水耗、电耗的降低、废水零排放带来的运行费用的节省必将产生极大的经济和环境效益。