申请日2017.12.26
公开(公告)日2018.06.08
IPC分类号B01D53/80; B01D53/50; C02F1/04; C02F103/18
摘要
本发明公开一种用于湿法脱硫的水处理工艺系统，包括：多层喷淋取水器，设置在脱硫后烟道中，以回收烟气内的水分;蒸发式冷却塔，其内设置有换热管路和喷淋管路;第一通路，连通所述脱硫后烟道的循环冷却水流出口与所述蒸发式冷却塔的换热管路进口;第二通路，连通所述蒸发式冷却塔的换热管路出口与所述脱硫后烟道的循环冷却水流入口，以提供循环冷却水至所述多层喷淋取水器;第三通路，连通湿法脱硫吸收塔的废水出口与所述蒸发式冷却塔的所述喷淋管路的进口。本发明能够有效兼顾整台机组的节水和废水处理效果，具有较好的经济性及市场前景。在此基础上，本发明还提供一种用于湿法脱硫的水处理工艺方法。
权利要求书
1.用于湿法脱硫的水处理工艺系统，其特征在于，包括：
多层喷淋取水器，设置在脱硫后烟道中，以回收烟气内的水分;
蒸发式冷却塔，其内设置有换热管路和喷淋管路;
第一通路，连通所述脱硫后烟道的循环冷却水流出口与所述蒸发式冷却塔的换热管路进口;
第二通路，连通所述蒸发式冷却塔的换热管路出口与所述脱硫后烟道的循环冷却水流入口，以提供循环冷却水至所述多层喷淋取水器;
第三通路，连通湿法脱硫吸收塔的废水出口与所述蒸发式冷却塔的所述喷淋管路的进口。
2.如权利要求1所述的用于湿法脱硫的水处理工艺系统，其特征在于，还包括：
喷流嘴，设置在空预器后烟道中，以雾化脱硫废水;
第四通路，连通所述蒸发式冷却塔的所述喷淋管路的出口与所述喷流嘴;
收集斗，设置在所述空预器后烟道的底部。
3.如权利要求1或2所述的用于湿法脱硫的水处理工艺系统，其特征在于，还包括：
第五通路，连通所述第一通路与湿法脱硫吸收塔的内腔，以作为脱硫补水;
调控装置，设置在所述第五通路上，以调控脱硫补水量。
4.如权利要求3所述的用于湿法脱硫的水 处理工艺系统，其特征在于，还包括：
检测装置，用于获取所述脱硫后烟道中的水位信号;和
控制装置，根据所述水位信号输出指令信号至所述调控装置的信号接收端，以调控脱硫补水量。
5.如权利要求1所述的用于湿法脱硫的水处理工艺系统，其特征在于，还包括：
烟气取水循环泵，设置在所述第一通路上;和
废水泵，设置在所述第三通路上。
6.如权利要求5所述的用于湿法脱硫的水处理工艺系统，其特征在于，还包括：
废水罐，设置在所述废水泵上游侧的所述第三管路上;和
废水缓冲罐，设置在所述废水泵与废水罐之间的所述第三管路上。
7.用于湿法脱硫的水处理工艺方法，其特征在于，以所述湿法脱硫吸收塔排出的脱硫废水，作为回收湿法脱硫后烟气内水分的循环用水在蒸发式冷却塔中的冷却喷淋用水，并加热和部分蒸发所述脱硫废水。
8.如权利要求7所述的用于湿法脱硫的水处理工艺方法，其特征在于，以所述回收湿法脱硫后烟气内水分的循环用水，作为所述湿法脱硫吸收塔的脱硫补水。
9.如权利要求7或8所述的用于湿法脱硫的水处理工艺方法，其特征在于，经加热及部分蒸发后的所述脱硫废水，以喷嘴倾斜向上朝空预器后烟道内雾化喷入。
10.如权利要求9所述的用于湿法脱硫的水处理工艺方法，其特征在于，以循环水喷淋方式对湿法脱硫后烟气进行降温，烟气温度可降至露点温度以下，回收烟气内水分。
说明书
用于湿法脱硫的水处理工艺系统及方法
技术领域
本发明涉及火力燃煤机组环保技术领域，具体涉及一种用于湿法脱硫水处理工艺系统及方法。
背景技术
随着经济的快速发展，近年来能源资源的消耗持续增长，大气环境、资源节约面临着前所未有的压力，大气形势、节水形势日趋严峻，国家相继出台相关政策进行治理。基于行业的特殊性，火力发电厂作为用水大户，同时也是排污大户。另外，随着国家环保政策日益加强对污染物排放总量的控制，火力发电厂规模的扩大，造成了火力发电厂污染物排放总量和水资源消耗量持续增长。一方面，由于资源产地与资源消耗区域的不协调发展，造成很大一部分火力发电厂均处在缺水地区，水资源的短缺已影响了这部分企业的生产活动，严重制约了电力行业的持续健康发展;另外一方面，在积极推进水污染防治，提高水资源的利用率的形势下，节水及废水处理的需求已经迫在眉睫。
众所周知，在各类锅炉及炉窑的排烟中蕴含有大量的水资源，尤其是以天然气及高水分煤种为燃料产生烟气的含湿量较高，水蒸汽容积份额可达15%以上。可见，从烟气中回收水资源对缓减水资源紧张、保护地区生态环境及实现经济可持续发展具有特殊意义。
现有技术中，燃煤电厂主要的水回收工艺是，通过脱硫后的尾部烟道采用热交换的方式降低脱硫后烟气温度，受热后的循环水则随循环管道流入蒸发式冷却塔中进行降温处理，冷却后的循环水重复使用，以达到节水的目的。然而，该方式的冷却效果受环境温度的影响很大，在环境温度较高的情况下，通常采用换热管外喷淋降温的方式进行来促进蒸发式冷却塔的冷却效果，由此，又使得蒸发式空冷塔成为了另一个“耗水大户”，无法从根本上实现有效节水。
此外，现有利用热烟气喷雾蒸发废水的处理技术中，受其自身结构的限制，无法迅速的完成脱硫废水的完全蒸干，而未完全蒸发的脱硫废水附着在烟道壁板上，由此产生结垢现象;甚至部分脱硫废水以液态进入电除尘器中，造成电除尘器输灰管道堵塞甚至电场短路，进而影响粉尘排放。
有鉴于此，亟待另辟蹊径针对现有湿法脱硫水处理工艺进行优化设计，在满足排放要求的基础上，从而确保整台机组的节水和废水处理效果。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于湿法脱硫的水处理工艺系统及方法，该系统和方法能够有效兼顾整台机组的节水和废水处理效果。
本发明提供的用于湿法脱硫的水处理工艺系统，包括：
多层喷淋取水器，设置在脱硫后烟道中，以回收烟气内的水分;
蒸发式冷却塔，其内设置有换热管路和喷淋管路;
第一通路，连通所述脱硫后烟道的循环冷却水流出口与所述蒸发式冷却塔的换热管路进口;
第二通路，连通所述蒸发式冷却塔的换热管路出口与所述脱硫后烟道的循环冷却水流入口，以提供循环冷却水至所述多层喷淋取水器;
第三通路，连通湿法脱硫吸收塔的废水出口与所述蒸发式冷却塔的所述喷淋管路的进口。
优选地，还包括：
喷流嘴，设置在空预器后烟道中，以雾化脱硫废水;
第四通路，连通所述蒸发式冷却塔的所述喷淋管路的出口与所述喷流嘴;
收集斗，设置在所述空预器后烟道的底部。
优选地，还包括：
第五通路，连通所述第一通路与湿法脱硫吸收塔的内腔，以作为脱硫补水;
调控装置，设置在所述第五通路上，以调控脱硫补水量。
优选地，还包括：
检测装置，用于获取所述脱硫后烟道中的水位信号;和
控制装置，根据所述水位信号输出指令信号至所述调控装置的信号接收端，以调控脱硫补水量。
优选地，还包括：
烟气取水循环泵，设置在所述第一通路上;和
废水泵，设置在所述第三通路上。
优选地，还包括：
废水罐，设置在所述废水泵上游侧的所述第三管路上;和
废水缓冲罐，设置在所述废水泵与废水罐之间的所述第三管路上。
本发明提供的用于湿法脱硫的水处理工艺方法，以所述湿法脱硫吸收塔排出的脱硫废水，作为回收湿法脱硫后烟气内水分的循环用水在蒸发式冷却塔中的冷却喷淋用水，并加热并部分蒸发所述脱硫废水。
优选地，以所述回收湿法脱硫后烟气内水分的循环用水，作为所述湿法脱硫吸收塔的脱硫补水。
优选地，经加热及部分蒸发后的所述脱硫废水，以喷嘴倾斜向上朝空预器后烟道内雾化喷入。
优选地，以循环水喷淋方式回收湿法脱硫后烟气进行降温，烟气温度可降至露点温度以下，回收烟气内水分。
针对现有技术所存在的节水、废水处理效果不理想的现状，本发明另辟蹊径提出了一种水处理工艺方案，构建了脱硫后水回收和脱硫废水减量两个子系统。与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、有效回收并利用湿法脱硫后烟气中所含水分。
首先，脱硫后水回收子系统中，低温循环水经多层喷淋取水器可对烟气进行全方位、无死角的喷淋冷却，烟气中的水汽与喷淋水混合，最终冷凝析出，进而完成烟气中水分的充分回收;此时，混合后的高温循环水经第一通路进入蒸发式冷却塔进行冷却处理，再经第二通路流回脱硫后烟道重复喷淋使用。
2、有效利用脱硫废水，避免循环水冷却用水的浪费。
同时，脱硫废水减量子系统中，湿法脱硫吸收塔收集到的脱硫废水经第三通路进入蒸发式冷却塔的喷淋管路，也就是说，进入蒸发式冷却塔的喷淋系统，经换热管内的循环水加热后，部分脱硫废水随冷却塔热空气蒸发至大气中，进入下级处理系统的脱硫废水得以减量。本方案有机结合了脱硫后水回收子系统与脱硫废水处理系统，利用喷淋技术在确保循环水得以冷却的基础上，最大限度地发挥脱硫废水的功能作用。如此设置，降低了蒸发式冷却塔的水耗量，实现了节水功能，大大降低了环境温度对蒸发式冷却塔的影响，并确保了进入空预器后烟道的脱硫废水快速蒸发处理，实现脱硫废水零排放。
3、有效利用系统内热量，提供脱硫废水减量途径。
本方案，利用脱硫废水充当蒸发式冷却塔的喷淋水，经蒸发可实现脱硫废水的减量化处理，充分利用了蒸发式冷却塔内的循环水热量来蒸发加热脱硫废水，合理利用了系统余热，且不影响锅炉效率。
4、避免废水处理下游系统的结垢问题，可靠性高。
本发明的优选方案还包括脱硫废水蒸发子系统，废水经减量后，即便在机组低负荷、烟温低的情况下，也能够保证经第四通路进入烟道的脱硫废水雾滴快速蒸发，避免了大分子雾滴在烟道壁板、导流板、支撑结构上粘附而结垢的问题出现，保证了系统对机组负荷的适应性。与此同时，脱硫废水雾滴可与烟气粉尘均匀混合，形成胶状凝并，并对烟气实现有效的增湿，降低了烟气温度以及烟气流量，提高了电除尘器的除尘效率。
5、实现了脱硫了“零水耗”，具有较高的经济性。
在本发明的另一优选方案中，烟气回收水子系统收集下来的烟气中的水分，可以利用调控装置经第五通路重新进入湿法脱硫吸收塔中，进行脱硫补水，在维持系统循环水量恒定的基础上，实现了脱硫了“零水耗”运行。