申请日2018.07.02
公开(公告)日2018.10.02
IPC分类号C02F9/10; C02F103/18; C02F101/20
摘要
本发明公开了废水处理技术领域内的一种脱硫废水的处理系统及方法，包括脱硫塔和喷雾干燥塔，喷雾干燥塔内设置有旋转雾化器，旋转雾化器的下方设置有气体分布器，脱硫塔产生的脱硫废水输送至三联箱，三联箱的出液口与废水泵的进液口连通，废水泵的出液口通过管路连通喷雾干燥塔，从脱硝反应器和空气预热器之间的主烟道抽取热烟气，热烟气经高温除尘器净化后输送至喷雾干燥塔内，喷雾干燥塔的底部为出料口，干燥后的无机盐分从出料口输送至盐分回收系统;本发明结构简单，操作方便，成本低。
权利要求书
1.一种脱硫废水的处理系统，包括脱硫塔和喷雾干燥塔，喷雾干燥塔内设置有旋转雾化器，旋转雾化器的下方设置有气体分布器，其特征在于，所述脱硫塔产生的脱硫废水输送至三联箱，三联箱的出液口与废水泵的进液口连通，废水泵的出液口通过管路连通喷雾干燥塔，从脱硝反应器和空气预热器之间的主烟道抽取热烟气，热烟气经高温除尘器净化后输送至喷雾干燥塔内，喷雾干燥塔的底部为出料口，干燥后的无机盐分从出料口输送至盐分回收系统。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫废水的处理系统，其特征在于，所述喷雾干燥塔入口处设置有可根据烟气温度调节进入喷雾干燥塔内烟气量的进口挡板门，进口挡板门为电动调节型挡板门。
3.根据权利要求1所述的一种脱硫废水的处理系统，其特征在于，所述喷雾干燥塔的侧部开有出气口，出气口在喷雾干燥塔的下部，出气口连通电除尘器，电除尘器将烟气中的颗粒烟尘去除后经引风机通入脱硫塔，经脱硫塔脱硫后的烟气通入烟囱。
4.根据权利要求1所述的一种脱硫废水的处理系统，其特征在于，所述三联箱的出液口连通膜过滤器，经膜过滤器过滤后的废水输送至废水泵内。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种脱硫废水的处理系统，其特征在于，所述废水泵与喷雾干燥塔连通的管路上设有高位给料箱，所述高位给料箱设置在喷雾干燥塔的上方。
6.根据权利要求5所述的一种脱硫废水的处理系统，其特征在于，所述高温除尘器为高温颗粒床过滤除尘器、高温金属过滤除尘器或高温陶瓷过滤除尘器。
7.一种脱硫废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
湿法脱硫过程中产生的脱硫废水经过三联箱将废水中的重金属沉淀下来，从三联箱输出的脱硫废水经过膜过滤器去除悬浮物，实现固液分离，膜过滤器输出废水，废水由废水泵输送至高位给料箱，自流进入喷雾干燥塔内，经旋转雾化器雾化后向下喷出;
从脱硝反应器和空气预热器之间的主烟道抽取热烟气，抽取的热烟气先通过高温除尘器净化，控制温度至少为Tmin的净化后的热烟气经气体分布器进入喷雾干燥塔内，Tmin为设定的最低温度值，热烟气与雾化后的液滴充分接触，水分进入烟气中，废水迅速蒸干，蒸发析出的一部分无机盐分落入喷雾干燥塔底部的出料口并输送至盐分回收系统;另一部分细小的无机盐分随烟气进入除尘器处理捕集，处理后的烟气经引风机抽取至脱硫塔内脱硫，脱硫后的烟气经烟囱排出。
8.根据权利要求7所述的一种脱硫废水的处理方法，其特征在于，处理脱硫废水时还使用控制装置，控制装置包括控制器和用于检测进气温度的温度传感器一，温度传感器一设置在喷雾干燥塔与高温除尘器之间的管道内，温度传感器一与喷雾干燥塔的进气口相对应设置;喷雾干燥塔下部的出气口处设有用于检测出气温度的温度传感器二，喷雾干燥塔与高位给料箱之间的管道上设有检测通入喷雾干燥塔内的废水流量的液体流量计，液体流量计与高位给料箱之间的管路上设有用于调节废水流量的流量调节阀，高温除尘器与喷雾干燥塔之间的烟道上设有气体流量计;控制温度不低于Tmin的净化后的热烟气经气体分布器进入喷雾干燥塔内，具体的控制方法为，温度传感器一检测到的温度低于Tmin时，控制进口挡板门完全关闭。
9.根据权利要求7或8所述的一种脱硫废水的处理方法，其特征在于，在通入热烟气时，还包括以下步骤：
(a1)液体流量计将检测到的流量信号发送给控制器，控制器根据接收到的废水流量计算出进入喷雾干燥塔内的废水质量，控制器记录开始通入废水的时间点ts0;
(a2)气体流量计将检测到的气体流量信号发送给控制器，控制器根据接收到的气体流量信号和进口挡板门的开合度计算出进入喷雾干燥塔内的烟气量，并记录开始通入烟气的时间点t0;
(a3)控制器根据时间点ts0和t0判断出通入烟气和废水的先后顺序，若先通入废水，计算出在△t0= t0-ts0时间内已经通入喷雾干燥塔内的废水质量m△t0，控制器根据已通入的废水质量mst和检测到的烟气温度调节进口挡板门的开合度以控制烟气量，使雾化后的液滴迅速蒸发;其中，确定废水质量与通入喷雾干燥塔内的烟气量之间的关系具体的为，t时间内，蒸发废水需要的能量Qst计算公式如下所示，
Qst=1000mst[rw+(T0-T1)cw] (1);
烟气散发热量Q气计算公式如下所示，
Q气=c气m气△T气 (2);
△T气=T入-T出 (3);
由公式(1)～公式(3)可以计算出烟气量和水量的关系如下式，
V气 =1000mst[rw+(T1-T)cw]/[ c气*ρ气*(T入-T出)] (4);
其中，mst为t时间内通入喷雾干燥塔内的废水质量， rw为水的汽化潜热，cw为水的比热容，T0为废水的原始温度，T1为蒸发后的蒸汽温度，c气为烟气比热容， T入为烟气入口温度，T出为烟气出口温度，ρ气为烟气密度;T入由温度传感器一测得，T出由温度传感器二检测得到，mst=m△t0+mt，m△t0为通入烟气前已经通入喷雾干燥塔内的废水质量， mt为时间点t0至t时长内，通入喷雾干燥塔内的废水质量;
控制器根据检测到的烟气温度、废水流量控制进气挡板的开合度和流量调节阀的开合度，使在设定的t1时间内，通入的烟气量与mst1符合关系式(4);
在t1时间点后，根据实时通入的废水质量根据关系式(4)计算出需要通入的烟气量，控制进口挡板门的开合度调节通入喷雾干燥塔内的烟气量;
若先通入热烟气，计算出△t0= ts0- t0时间内通入喷雾干燥塔内的烟气量，设定为V△t0，控制器根据检测到的烟气温度、已通入塔内的烟气量调节进气挡板的开合度和流量调节阀的开合度，使在设定的t2时间内，V气t2与mst2符合关系式(4)，V气t2= V△t0+Vt2-ts0，Vt2-ts0为ts0至t2时长内通入喷雾干燥塔内的烟气量;
在t2时间点后，根据实时通入的废水质量根据关系式(4)计算出需要通入的烟气量，控制进口挡板门的开合度调节通入喷雾干燥塔内的烟气量;
(a4)判断液体流量计检测到的流量是否为0，液体流量计检测到的流量为0时，记录当前的时间点为t3，且液体流量持续为0至设定的时间阈值tmax时，控制器确认已无脱硫废水通入喷雾干燥塔，设定控制器累加计算得到废水总质量为m总，由m总计算得到需要通入喷雾干燥塔内的总烟气量V总，判断 ts0至t3时长内，已通入的烟气量V t3是否超过V总，若V t3
说明书
一种脱硫废水的处理系统及方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种脱硫废水的处理系统及方法。
背景技术
随着我国经济水平的提高，工业、生活用电需求越来越大，当前国内主要以火力发电为主，煤炭消耗量增加，导致我国大气污染呈现出加速恶化的趋势。为了达到《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)，石灰石-石膏法脱硫工艺已成为燃煤电厂的标准配置。但是该工艺在运行过程中，会产生含有各种杂质的脱硫废水，要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐和重金属，其中很多是国家环保标准中的第一类污染物。
目前，国内有电厂采用蒸发结晶工艺对脱硫废水进行深度处理来达到零排放的要求，但该工艺的建设投资和运行费用均较高。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种脱硫废水的处理系统及方法，此系统操作方便，成本低。
本发明的目的是这样实现的：一种脱硫废水的处理系统，包括脱硫塔和喷雾干燥塔，喷雾干燥塔内设置有气体分布器和旋转雾化器，所述脱硫塔产生的脱硫废水输送至三联箱，三联箱的出液口与废水泵的进液口连通，废水泵的出液口通过管路连通喷雾干燥塔，从脱硝反应器和空气预热器之间的主烟道抽取热烟气，热烟气经高温除尘器净化后输送至喷雾干燥塔内，喷雾干燥塔的底部为出料口，干燥后的无机盐分从出料口输送至盐分回收系统。
为了实现通入喷雾干燥塔内烟气量的可调性，喷雾干燥塔入口处设置有可根据烟气温度调节进入喷雾干燥塔内烟气量的进口挡板门，进口挡板门为电动调节型挡板门。
为了进一步净化从喷雾干燥塔向外排出的烟气，所述喷雾干燥塔的侧部开有出气口，出气口在喷雾干燥塔的下部，出气口连通电除尘器，电除尘器将烟气中的颗粒烟尘去除后经引风机通入脱硫塔，经脱硫塔脱硫后的烟气通入烟囱。
为了进一步净化脱硫废水，所述三联箱的出液口连通膜过滤器，经膜过滤器过滤后的废水输送至废水泵内。
为了实现喷雾干燥塔的进料，所述废水泵与喷雾干燥塔连通的管路上设有高位给料箱，所述高位给料箱设置在喷雾干燥塔的上方。
作为本发明的进一步改进，所述高温除尘器为高温颗粒床过滤除尘器、高温金属过滤除尘器或高温陶瓷过滤除尘器。
一种脱硫废水的处理方法，包括以下步骤：
湿法脱硫过程中产生的脱硫废水经过三联箱将废水中的重金属沉淀下来，从三联箱输出的脱硫废水经过膜过滤器去除悬浮物，实现固液分离，膜过滤器输出废水，废水由废水泵输送至高位给料箱，自流进入喷雾干燥塔内，经旋转雾化器雾化后向下喷出;
从脱硝反应器和空气预热器之间的主烟道抽取热烟气，抽取的热烟气先通过高温除尘器净化，控制温度至少为Tmin的净化后的热烟气经气体分布器进入喷雾干燥塔内，Tmin为设定的最低温度值，热烟气与雾化后的液滴充分接触，水分进入烟气中，废水迅速蒸干，蒸发析出的一部分无机盐分落入喷雾干燥塔底部的出料口并输送至盐分回收系统;另一部分细小的无机盐分随烟气进入除尘器处理捕集，处理后的烟气经引风机抽取至脱硫塔内脱硫，脱硫后的烟气经烟囱排出。
为了实现处理脱硫废水的可控性，处理脱硫废水时还使用控制装置，控制装置包括控制器和用于检测进气温度的温度传感器一，温度传感器一设置在喷雾干燥塔与高温除尘器之间的管道内，温度传感器一与喷雾干燥塔的进气口相对应设置;喷雾干燥塔下部的出气口处设有用于检测出气温度的温度传感器二，喷雾干燥塔与高位给料箱之间的管道上设有检测通入喷雾干燥塔内的废水流量的液体流量计，液体流量计与高位给料箱之间的管路上设有用于调节废水流量的流量调节阀，高温除尘器与喷雾干燥塔之间的烟道上设有气体流量计;控制温度不低于Tmin的净化后的热烟气经气体分布器进入喷雾干燥塔内，具体的控制方法为，温度传感器一检测到的温度低于Tmin时，控制进口挡板门完全关闭。
为了进一步提高蒸发效率及降低蒸发能耗，在通入热烟气时，还包括以下步骤：
(a1)液体流量计将检测到的流量信号发送给控制器，控制器根据接收到的废水流量计算出进入喷雾干燥塔内的废水质量，控制器记录开始通入废水的时间点ts0;
(a2)气体流量计将检测到的气体流量信号发送给控制器，控制器根据接收到的气体流量信号和进口挡板门的开合度计算出进入喷雾干燥塔内的烟气量，并记录开始通入烟气的时间点t0;
(a3)控制器根据时间点ts0和t0判断出通入烟气和废水的先后顺序，若先通入废水，计算出在△t0= t0-ts0时间内已经通入喷雾干燥塔内的废水质量m△t0，控制器根据已通入的废水质量mst和检测到的烟气温度调节进口挡板门的开合度以控制烟气量，使雾化后的液滴迅速蒸发;其中，确定废水质量与通入喷雾干燥塔内的烟气量之间的关系具体的为，t时间内，蒸发废水需要的能量Qst计算公式如下所示，
Qst=1000mst[rw+(T0-T1)cw] (1);
烟气散发热量Q气计算公式如下所示，
Q气=c气m气△T气 (2);
△T气=T入-T出 (3);
由公式(1)～公式(3)可以计算出烟气量和水量的关系如下式，
V气=1000mst[rw+(T1-T)cw]/[ c气*ρ气*(T入-T出)] (4);
其中，mst为t时间内通入喷雾干燥塔内的废水质量， rw为水的汽化潜热，cw为水的比热容，T0为废水的原始温度，T1为蒸发后的蒸汽温度，c气为烟气比热容， T入为烟气入口温度，T出为烟气出口温度，ρ气为烟气密度;T入由温度传感器一测得，T出由温度传感器二检测得到，mst=m△t0+mt，m△t0为通入烟气前已经通入喷雾干燥塔内的废水质量， mt为时间点t0至t时长内，通入喷雾干燥塔内的废水质量;
控制器根据检测到的烟气温度、废水流量控制进气挡板的开合度和流量调节阀的开合度，使在设定的t1时间内，通入的烟气量与mst1符合关系式(4);
在t1时间点后，根据实时通入的废水质量根据关系式(4)计算出需要通入的烟气量，控制进口挡板门的开合度调节通入喷雾干燥塔内的烟气量;
若先通入热烟气，计算出△t0= ts0- t0时间内通入喷雾干燥塔内的烟气量，设定为V△t0，控制器根据检测到的烟气温度、已通入塔内的烟气量调节进气挡板的开合度和流量调节阀的开合度，使在设定的t2时间内，V气t2与mst2符合关系式(4)，V气t2= V△t0+Vt2-ts0，Vt2-ts0为ts0至t2时长内通入喷雾干燥塔内的烟气量;
在t2时间点后，根据实时通入的废水质量根据关系式(4)计算出需要通入的烟气量，控制进口挡板门的开合度调节通入喷雾干燥塔内的烟气量;
(a4)判断液体流量计检测到的流量是否为0，液体流量计检测到的流量为0时，记录当前的时间点为t3，且液体流量持续为0至设定的时间阈值tmax时，控制器确认已无脱硫废水通入喷雾干燥塔，设定控制器累加计算得到废水总质量为m总，由m总计算得到需要通入喷雾干燥塔内的总烟气量V总，判断 ts0至t3时长内，已通入的烟气量V t3是否超过V总，若V t3 ＜V