申请日2017.11.28
公开(公告)日2018.02.27
IPC分类号C02F9/08; B03C3/017; B01D53/86; B01D53/78; B01D53/50; B01D53/56; C02F101/20; C02F103/18
摘要
本发明提供—种梯级利用电厂烟气余热实现脱硫废水零排放的装置，包括通过烟道连接的锅炉、SCR催化脱硫系统、空气预热器、电除尘器、浓缩系统、湿法脱硫吸收塔、烟囱，湿法脱硫吸收塔下部还连接有石膏脱水系统，石膏脱水系统脱出的脱硫废水输送至浓缩系统，浓缩系统的上部和下部通过连通管道连通，连通管道上设置有循环泵，浓缩系统底部连接有加药系统，加药系统下部污泥输送至污泥输送系统，加药系统的上部清液输送至废水罐。本发明结构简单，投资及运行成本低，可为企业带来显著经济效益，并具有良好的环境与社会效益。
摘要附图
权利要求书
1.一种梯级利用电厂烟气余热实现脱硫废水零排放的装置，包括通过烟道连接的锅炉(1)、SCR催化脱硫系统(2)、空气预热器(3)、电除尘器(6)、浓缩系统(7)、湿法脱硫吸收塔(8)、烟囱(9)，其特征在于：所述湿法脱硫吸收塔(8)下部还连接有石膏脱水系统(10)，所述石膏脱水系统(10)脱出的脱硫废水输送至浓缩系统(7)，浓缩系统(7)的上部和下部通过连通管道连通，连通管道上设置有循环泵(14)，所述浓缩系统(7)底部连接有加药系统(11)，加药系统(11)下部污泥输送至污泥输送系统(15)，加药系统(11)的上部清液输送至废水罐(12)。
2.根据权利要求1所述的—种梯级利用电厂烟气余热实现脱硫废水零排放的装置，其特征在于：所述空气预热器(3)和电除尘器(6)之间的烟道Ⅱ(21)下部设置有雾化系统(5)，所述雾化系统(5)的下部连接废水罐(12);所述空气预热器(3)的出口烟道Ⅱ(21)和空气预热器(3)的入口烟道Ⅰ(20)之间连接旁路引风系统(4)。
3.根据权利要求1所述的—种梯级利用电厂烟气余热实现脱硫废水零排放的装置，其特征在于：所述浓缩系统(7)连接在电除尘器(6)和湿法脱硫吸收塔(8)之间的烟道Ⅲ(22)上。
4.根据权利要求1所述的—种梯级利用电厂烟气余热实现脱硫废水零排放的装置，其特征在于：所述浓缩系统(7)连接在电除尘器(6)和湿法脱硫吸收塔(8)之间的烟道Ⅲ(22)的旁路上，此时，烟道Ⅲ(22)通过输入旁路烟道输出烟气至浓缩系统(7)，浓缩系统(7)通过输出旁路烟道连通烟道Ⅲ(22)，所述输入旁路烟道与烟道Ⅲ(22)之间设置有挡板(28)。
5.根据权利要求1所述的—种梯级利用电厂烟气余热实现脱硫废水零排放的装置，其特征在于：所述废水罐(12)内设置有水量监测仪表Ⅰ(17)，所述浓缩系统(7)内设置有水量监测仪表Ⅱ(19)，所述浓缩系统(7)的上部和下部连通的连通管道上设置有循环泵(14)，所述水量监测仪表Ⅰ(17)、水量监测仪表Ⅱ(19)、循环泵(14)均与设置在外部的控制中心(27)连接。
6.根据权利要求1所述的—种梯级利用电厂烟气余热实现脱硫废水零排放的装置，其特征在于：所述电除尘器(18)的入口烟道Ⅱ(21)上设置有烟气温湿度传感器(18)，所述烟气温湿度传感器(18)与设置在外部的控制中心(27)连接。
7.根据权利要求2所述的—种梯级利用电厂烟气余热实现脱硫废水零排放的装置，其特征在于：所述旁路引风系统(4)包括引风管道，所述引风管道设置在空气预热器(3)的出口烟道Ⅱ(21)和空气预热器(3)的入口烟道Ⅰ(20)之间，所述引风管道上设置有烟气流量控制阀(16)，所述烟气流量控制阀(16)、雾化系统(5)均与设置在外部的控制中心(27)连接。
8.根据权利要求2所述的—种梯级利用电厂烟气余热实现脱硫废水零排放的装置，其特征在于：所述雾化系统(5)与废水罐(12)之间的输水管道Ⅳ(26)上设置有废水泵(13)，所述废水泵(13)与设置在外部的控制中心(27)连接。
9.根据权利要求1所述的—种梯级利用电厂烟气余热实现脱硫废水零排放的装置，其特征在于：所述挡板(28)与设置在外部的控制中心(27)连接。
说明书
—种梯级利用电厂烟气余热实现脱硫废水零排放的装置
技术领域
本发明属于工业废水处理领域，具体涉及一种利用烟气余热对脱硫废水进行浓缩减量和雾化蒸发的处理装置。
背景技术
石灰石/石膏湿法脱硫工艺作为当前燃煤电厂主流脱硫技术，具有脱硫效率高，技术成熟，运行稳定且维护方便等优点，但为了维持浆液循环系统稳定可靠运行，需要定期排放一定量的脱硫废水。2017年6月正式开始实施的《火电厂污染防治可行技术指南》明确提出，除脱硫废水外，各类废水经处理后基本能实现“一水多用，梯级利用”、废水不外排，实现废水近零排放的关键是实现脱硫废水零排放。但脱硫废水是电厂终端废水，受多种因素影响，且随工况及煤种影响大;pH在4.5-6.5之间，呈弱酸性，氯离子含量高;以石膏颗粒，二氧化硅，铁铝化合物为主要成分的悬浮物含量较高，易造成膜过滤装置污堵;总溶解性固体含量较高，且变化范围大，一般在30000-60000 mg/L，Ca2+和Mg2+等硬度离子含量高，汞、铅、砷等重金属污染物超标。目前常用的传统物理化学脱硫废水处理方法，仅能去除大部分的重金属离子，但无法去除迁移性较强的氯离子。
针对水质复杂的脱硫废水及其难以处理的现状，专利号为201710054360.3的中国专利公开了一种利用烟气余热基于液柱蒸发的废水浓缩系统及方法，将脱硫废水以液柱喷射的方式喷入蒸发塔中，利用脱硫塔前的烟气余热对脱硫废水进行浓缩，蒸发塔出口布置除雾器以脱除烟气中的液滴，脱硫废水浓水从系统排出，达到通过利用烟气余热对脱硫废水浓缩减量的目的，但该方法加重了现有烟道的腐蚀;专利号为201010179796.3的中国专利公开了一种火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法，将脱硫废水直接在电除尘器前烟道内喷雾蒸发以实现脱硫废水的零排放，但该方法将不经减量处理的脱硫废水直接喷入静电除尘器前的主烟道中增加了静电除尘器的腐蚀风险;专利号为201510275955.2的中国专利公开了一种脱硫废水零排放工艺及系统，利用加药软化以及微滤膜进行预处理，采用纳滤以及反渗透分离，冷冻结晶析出99%以上纯度的十水合硫酸钠，蒸发结晶析出98%纯度的氯化钠，还提供了一种能够将脱硫废水回用的零排放系统，但系统冗长，处理步骤繁琐，投资和运行成本较高;专利号为201611008084.9的中国专利公开了一种脱硫废水浓缩及烟气干燥综合处理的系统与方法，将脱硫废水经传统三联箱处理后，利用蒸发器浓缩，浓缩后的废水利用旁路烟道烟气热量完成蒸发结晶，气流经除尘后从烟囱排出，但该方法直接利用空气预热器前的高温烟气对脱硫废水进行蒸发，且后续固态蒸干产物采用旋风除尘器收集而非由静电除尘器捕集并混入飞灰中，不仅增加了脱硫废水蒸发的能耗，而且其固态蒸干产物由于富集重金属等污染物还需作为危险固体废弃物处理。专利号为201610031262.3的中国专利公开了一种利用烟气余热处理脱硫废水的方法及装置，其石膏脱水系统排出的脱硫废水直接喷入湿法脱硫吸收塔前由主烟道改造而成的浓缩塔中，浓缩塔出水直接送至静电除尘器前主烟道内进行雾化蒸发，但该方法的脱硫废水不经三联箱加药处理，水体中钙镁离子、重金属离子较多，水质较差，不仅增加了静电除尘器前主烟道的腐蚀和结垢的风险，而且增加了其采用的机械雾化或介质雾化方式的堵塞风险。
通过蒸发结晶的方法处理脱硫废水，要想实现较高的分盐要求，往往能耗较高，经济成本过高;而相比于烟道蒸发，旁路蒸发塔一方面给电厂带来相对较大的投资，另一方面给本身设备占地紧张的电厂带来用地压力。但烟道蒸发所存在的脱硫废水处理量低和在低负荷下无法完全蒸干的问题限制了脱硫废水烟道蒸发技术的发展，因此，需要对脱硫废水采取先利用脱硫塔前烟气余热(90~120℃)左右进行减量浓缩，后利用电除尘前烟气余热(150℃左右)进行雾化蒸干的处理技术手段，梯级利用电厂烟气余热，在降低电厂投资的同时实现了脱硫废水的零排放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设备简单、运行稳定，低投资和运行费用的脱硫废水浓缩减量和雾化蒸发的装置。
本发明采用以下技术方案：
—种梯级利用电厂烟气余热实现脱硫废水零排放的装置，包括通过烟道连接的锅炉1、SCR催化脱硫系统2、空气预热器3、电除尘器6、浓缩系统7、湿法脱硫吸收塔8、烟囱9，所述湿法脱硫吸收塔8下部还连接有石膏脱水系统10，所述石膏脱水系统10脱出的脱硫废水输送至浓缩系统7，浓缩系统7的上部和下部通过连通管道连通，连通管道上设置有循环泵14，所述浓缩系统7底部连接有加药系统11，加药系统11下部污泥输送至污泥输送系统15，加药系统11的上部清液输送至废水罐12。
所述空气预热器3和电除尘器6之间的烟道Ⅱ21下部设置有雾化系统5，所述雾化系统5的下部连接废水罐12;所述空气预热器3的出口烟道Ⅱ21和空气预热器3的入口烟道Ⅰ20之间连接旁路引风系统4。
所述浓缩系统7连接在电除尘器6和湿法脱硫吸收塔8之间的烟道Ⅲ22上。
所述浓缩系统7连接在电除尘器6和湿法脱硫吸收塔8之间的烟道Ⅲ22的旁路上，此时，烟道Ⅲ22通过输入旁路烟道输出烟气至浓缩系统7，浓缩系统7通过输出旁路烟道连通烟道Ⅲ22，所述输入旁路烟道与烟道Ⅲ22之间设置有挡板28。
所述废水罐12内设置有水量监测仪表Ⅰ17，所述浓缩系统7内设置有水量监测仪表Ⅱ19，所述浓缩系统7的上部和下部连通的连通管道上设置有循环泵14，所述水量监测仪表Ⅰ17、水量监测仪表Ⅱ19、循环泵14均与设置在外部的控制中心27连接。
所述电除尘器18的入口烟道Ⅱ21上设置有烟气温湿度传感器18，所述烟气温湿度传感器18与设置在外部的控制中心27连接。
所述旁路引风系统4包括引风管道，所述引风管道设置在空气预热器3的出口烟道Ⅱ21和空气预热器3的入口烟道Ⅰ20之间，所述引风管道上设置有烟气流量控制阀16，所述烟气流量控制阀16、雾化系统5均与设置在外部的控制中心27连接。
所述雾化系统5与废水罐12之间的输水管道Ⅳ26上设置有废水泵13，所述废水泵13与设置在外部的控制中心27连接。
所述挡板28与设置在外部的控制中心27连接。
本发明的有益效果：本发明在静电除尘器后设置脱硫废水浓缩塔，利用余热烟气与脱硫废水直接接触进行强烈的传质传热，达到对脱硫废水减量化处理的效果，避免了由于脱硫废水烟道蒸发量大而导致主烟道内烟气温度低于酸露点的问题，增强了脱硫废水烟道蒸发的稳定性;经过浓缩塔后的高盐废水通过三联箱加药进行化学处理，脱除钙镁离子、重金属离子等污染物，后经超声波雾化系统将其雾化为20um以下的雾滴并送入蒸发烟道，利用超声波引起的空化效应实现对脱硫废水的超细雾化，蒸发时间大大缩短，保证了在有限长的低温烟道内雾化液滴完全蒸干，减小了脱硫废水未能完全蒸干所导致的后续静电除尘器的腐蚀风险;同时，蒸发速率的加快也减小了烟道内固态蒸发产物结垢的风险;另外，整个系统备有空气预热器旁路引风结构，当烟道蒸发区温度较低时，通过引入空气预热器前的高温烟气提升废水蒸发区温度，加速蒸发，保证系统运行的稳定性。本发明结构简单，投资及运行成本低，可为企业带来显著经济效益，并具有良好的环境与社会效益。