申请日2017.04.28
公开(公告)日2017.11.10
IPC分类号B01D53/78; B01D53/50; B01D53/56; B01D53/68; B01D53/86; C02F1/00; C02F1/16; C02F1/28
摘要
本发明提供了用于蒸发废水且减少烟道气酸性气体排放的仪器，所述仪器包括配置为接纳从燃烧单元排出的烟道气的一部分和废水的蒸发器装置，用于使烟道气与废水直接接触，以使烟道气冷却且加湿，并且使废水蒸发。在废水与烟道气接触之前，可将碱性试剂以及活性炭与废水混合。干燥并且夹带在冷却且加湿的烟道气中的固体颗粒可经由颗粒收集器从烟道气中分离。
权利要求书
1.一种用于蒸发废水且减少燃烧烟道气中的酸性气体排放的方法，所述方法包括：
将废水供应到用于加热所述废水的热交换器，以产生经加热的废水;
在闪蒸器中蒸发所述经加热的废水，收集所述闪蒸器中剩余的废水;
将所述剩余的废水供应到蒸发器装置，所述蒸发器装置布置有通过所述蒸发器装置的所述烟道气流，用于蒸发所述蒸发器装置中的所述剩余废水;和
将所述烟道气供应到湿法烟道气脱硫系统，用于从所述烟道气吸收酸性气体，以产生经处理的烟道气用于释放到环境中。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
在所述废水的加热和蒸发之前，将来自活性炭、活性焦、碱性试剂和防垢剂中的至少一种加入所述废水中。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
将吸收剂液体供应到所述湿法烟道气脱硫系统，用于在与所述烟道气接触时从所述烟道气吸收酸性气体。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述热交换器中的所述废水在约175°F至约350°F、或约80℃至约180℃的温度下加热。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述热交换器中的所述废水在约1巴(绝对)至约10巴(绝对)、或约1.4巴(绝对)至约6巴(绝对)的压力下加热。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸发器装置是喷雾干燥器。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸发器装置是具有吸湿剂材料分散的系统。
8.一种用于蒸发废水且减少来自燃烧烟道气的酸性气体排放的系统，所述系统包括：
湿法烟道气脱硫系统，用于从烟道气吸收酸性气体，由此产生废水并且产生经处理的烟道气，用于释放到环境中;
供应废水的热交换器，用于加热所述供应的废水，以产生经加热的废水;
用于蒸发所述经加热的废水并且用于收集所述闪蒸器中剩余的废水的闪蒸器;和
在所述湿法烟道气脱硫系统上游的蒸发装置，用于蒸发流过所述蒸发器装置的烟道气流中的所述剩余废水。
9.根据权利要求8所述的系统，所述系统还包括：
流体连接到所述蒸发器装置的产生烟道气的燃烧单元，使得所述烟道气的至少第一部分被供应到所述蒸发器装置。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述蒸发器装置是喷雾干燥器。
说明书
用于蒸发废水且减少酸性气体排放的仪器和方法
技术领域
本公开内容涉及使用来自锅炉或其他燃烧单元的烟道气来蒸发废水且减少气体排放的仪器和方法。
背景技术
公共事业和工业工厂例如发电厂、电厂、废弃物-至-能源回收设施、水泥窑以及其他燃烧矿物燃料的设施可在空气排放和废水排放方面受到严格的限制，以帮助确保清洁和环境无害发电。传统上，通过使用湿法或干法烟道气脱硫系统来实现对空气排放限制的遵守。水处理系统可用于处理废水排放以符合适用的废水法规。烟道气清洁系统和/或废水处理系统的例子可从国际公开号WO 2006030398，美国专利申请公开号2009/0294377、2011/0262331、2012/0240761、2013/0248121和2013/0220792，美国专利号6,076,369、7,524,470、7,625,537、8,388,917和8,475,750，欧洲专利公开号EP 1 955 755和日本公开专利申请号JP 2012200721了解。
利用湿法或干法烟道气脱硫系统和工厂系统(例如管道、风扇、散装材料处理系统等)的相关平衡的空气排放系统的资本成本通常可为相对昂贵的(例如，$200-500/千瓦(kW))。在改造情况下，与这种系统相关的资本成本可使工厂不经济。除资本成本之外，湿法和干法烟道气脱硫系统还涉及与试剂消耗、辅助电力使用以及操作和管理人员配置相关的大量操作成本。
废水处理系统可被配置为中和且沉淀重金属，执行废水的生物处理，并且还过滤废水以净化水用于输出水。与废水处理系统的操作相关的成本在资本成本和操作成本方面可以是相对重要的。
发明内容
根据本文所示的方面，提供了用于蒸发废水且减少酸性气体排放的方法，所述方法包括至少下述步骤：使烟道气与废水接触，以使烟道气冷却且加湿并且使废水内的固体颗粒干燥;以及使固体颗粒与冷却且加湿的烟道气分离。
根据本文所示的其他方面，用于蒸发废水且减少酸性气体排放的仪器包括：被配置用于接纳从锅炉单元排出的烟道气的至少第一部分的蒸发器装置、碱性试剂、固体颗粒以及废水，以使烟道气与废水直接接触，以使烟道气冷却且加湿并且使固体颗粒干燥。
根据本文所示的其他方面，工厂包括配置为燃烧燃料以排出蒸汽和烟道气中的至少一种的燃烧单元，碱性试剂源，液体废水源，配置为使固体材料与烟道气分离的颗粒收集器，以及连接到液体废水源、碱性试剂源和颗粒收集器的混合器装置，以接纳液体废水、碱性试剂和通过颗粒收集器分离的固体材料的至少一部分。混合器装置可配置为混合液体废水、碱性试剂和固体材料的一部分以形成混合物。工厂还可包括连接到燃烧单元和混合器装置的导管或容器，以接纳来自混合器装置的混合物和来自燃烧单元的烟道气的至少第一部分。导管或容器可配置为使混合物与烟道气直接接触预定时间段，以在烟道气和固体材料进料到颗粒收集器之前，使烟道气冷却且加湿并且使混合物内的固体颗粒干燥。
此外，公开了用于蒸发废水且减少燃烧烟道气中的酸性气体排放的方法，所述方法包括将废水供应到用于加热废水的热交换器，以产生经加热的废水，在闪蒸器中蒸发经加热的废水，收集闪蒸器中剩余的废水，将剩余的废水供应到蒸发器装置，蒸发器装置布置有通过蒸发器装置的烟道气流，用于蒸发蒸发器装置中的剩余废水，并且将烟道气供应到湿法烟道气脱硫系统，用于从烟道气吸收酸性气体，以产生经处理的烟道气用于释放到环境中。该方法还包括在废水的加热和蒸发之前，将来自活性炭、活性焦、碱性试剂和防垢剂中的至少一种加入废水中。另外，该方法还包括将吸收剂液体供应到湿法烟道气脱硫系统，用于在与烟道气接触时从烟道气吸收酸性气体。根据该方法，在热交换器中的废水在约175°F至约350°F、或约80℃至约180℃的温度下，以及在约1巴(绝对)至约10巴(绝对)、或约1.4巴(绝对)至约6巴(绝对)的压力下加热。根据该方法，蒸发器装置可以是喷雾干燥器。另外根据该方法，蒸发器装置可以是具有吸湿剂材料分散的系统。再进一步地，公开的是用于蒸发废水且减少来自燃烧烟道气的酸性气体排放的系统，所述系统包括湿法烟道气脱硫系统，用于从烟道气吸收酸性气体，由此产生废水并且产生经处理的烟道气，用于释放到环境中，供应废水的热交换器，用于加热供应的废水，以产生经加热的废水，用于蒸发经加热的废水并且用于收集闪蒸器中剩余的废水的闪蒸器，以及在湿法烟道气脱硫系统上游的蒸发装置，用于蒸发流过蒸发器装置的烟道气流中的剩余废水。另外，该系统还包括流体连接到蒸发器装置的产生烟道气的燃烧单元，使得烟道气的至少第一部分被供应到蒸发器装置。根据该系统，蒸发器装置可以是喷雾干燥器。另外，蒸发器装置可以是具有吸湿剂材料分散的系统。此外，该系统包括可操作用于调节系统操作条件的控制装置。控制装置可操作以接纳来自一个或多个系统传感器的测量，用于间歇或连续测量温度、流速和湿度中的至少一种系统操作条件。系统热交换器可在约175°F至约350°F、或约80℃至约180℃的温度，以及约1巴(绝对)至约10巴(绝对)、或约1.4巴(绝对)至约6巴(绝对)的压力下操作，用于加热废水。上述和其他特征由下述附图和详细说明例示。
附图说明
现在参考其为示例性实施例的附图，并且其中相似的元件是相似编号的：
图1是用于蒸发废水且减少酸性气体排放的仪器的第一示例性实施例的方框图;
图2是用于蒸发废水且减少酸性气体排放的仪器的第二示例性实施例的方框图;
图3是用于蒸发废水且减少烟道气酸性气体排放的仪器的另一个示例性实施例的示意性方框图;和
图4是用于蒸发废水且减少烟道气酸性气体排放的仪器的另外一个示例性实施例的示意性方框图。
根据示例性实施例和相关示例性方法的下述描述，本文公开的创新的实施例的其他细节、目的和优点将变得显而易见。