公布日：2022.09.16
申请日：2022.07.26
分类号：C02F9/10(2006.01)I;C02F11/122(2019.01)I;B01D53/62(2006.01)I;B01D53/78(2006.01)I
摘要
本发明涉及一种利用电厂余热资源化脱硫废水的处理系统及方法，涉及电力系统节能减排技术领域，包括一体化混凝过滤装置，废水软化装置，一效蒸发装置，二效蒸发装置，及冷凝水回收装置；所述一体化混凝过滤装置与废水软化装置连通，所述废水软化装置与一效蒸发装置连通，所述二效蒸发装置与一效蒸发装置连通，所述一效蒸发装置与冷凝水回收装置连通。本发明实现了废水再生，使厂内水资源可以循环利用，最终使厂内水系统实现闭路循环，同时实现盐类回收收集。
权利要求书
1.一种利用电厂余热资源化脱硫废水的处理系统，其特征在于，包括用于将脱硫废水澄清过滤得到澄清过滤后的废水的一体化混凝过滤装置(1)，用于将澄清过滤后的废水软化得到软化废水的废水软化装置(2)，用于将软化废水加热得到待蒸发软化废水及将二效的蒸汽降温的一效蒸发装置(3)，用于将待蒸发软化废水与原烟气进行换热得到二效的蒸汽的二效蒸发装置(4)，及用于将降温的二效的蒸汽进行冷凝收集得到补给水的冷凝水回收装置(5)；所述一体化混凝过滤装置(1)与废水软化装置(2)连通，所述废水软化装置(2)与一效蒸发装置(3)连通，所述二效蒸发装置(4)与一效蒸发装置(3)连通，所述一效蒸发装置(3)与冷凝水回收装置(5)连通。
2.根据权利要求1所述一种利用电厂余热资源化脱硫废水的处理系统，其特征在于，所述一体化混凝过滤装置(1)包括脱硫废水进管(108)、碱化加料装置(103)、絮凝剂加料装置(105)、输送泵Ⅰ(104)、压滤机Ⅰ(102)、管道混合器Ⅰ(106)和管道混合器Ⅱ(107)，所述碱化加料装置(103)与脱硫废水进管(108)通过管道混合器Ⅰ(106)连通，所述絮凝剂加料装置(105)与脱硫废水进管(108)通过管道混合器Ⅱ(107)连通，所述管道混合器Ⅱ(107)位于管道混合器Ⅰ(106)和脱硫废水进管(108)的出口之间，所述压滤机Ⅰ(102)的入口与脱硫废水进管(108)的出口连通，所述压滤机Ⅰ(102)与管道混合器Ⅱ(107)之间的脱硫废水进管(108)上设置有输送泵Ⅰ(104)。
3.根据权利要求2所述一种利用电厂余热资源化脱硫废水的处理系统，其特征在于，所述一体化混凝过滤装置(1)还包括混凝澄清器(101)，所述混凝澄清器(101)设置在所述输送泵Ⅰ(104)与管道混合器Ⅱ(107)之间的脱硫废水进管(108)上，所述混凝澄清器(101)内设置有搅拌装置(110)。
4.根据权利要求2所述一种利用电厂余热资源化脱硫废水的处理系统，其特征在于，所述废水软化装置(2)包括喷淋塔(202)、输送泵Ⅱ(205)及压滤机Ⅱ(204)；所述喷淋塔(202)的中下部与压滤机Ⅰ(102)的出口连通；所述喷淋塔(202)内腔中从下至上依次设置有溶液槽(206)和除雾器(209)，所述溶液槽(206)与循环管Ⅰ(207)的一端连通，所述循环管Ⅰ(207)的另一端延伸到位于所述溶液槽(206)和除雾器(209)之间的喷淋塔(202)内腔中，并连接有喷嘴(208)，所述循环管Ⅰ(207)上设置有喷淋循环泵(203)，所述喷淋塔(202)下部与烟道Ⅲ(10)的一端连通，所述烟道Ⅲ(10)的另一端与脱硫塔(7)连通，所述烟道Ⅲ(10)上设置有引风机Ⅰ(201)，所述喷淋塔(202)的顶部与烟道Ⅳ(11)的一端连通；所述溶液槽(206)的出口与输送泵Ⅱ(205)的进口连通，所述输送泵Ⅱ(205)的出口与压滤机Ⅱ(204)的入口连通，所述压滤机Ⅱ(204)的出口与所述一效蒸发装置(3)连通二效蒸发装置(4)连通。
5.根据权利要求4所述一种利用电厂余热资源化脱硫废水的处理系统，其特征在于，所述一效蒸发装置(3)包括一效分离室(303)、一效换热器(302)及一效循环泵(301)，所述一效分离室(303)的入口与压滤机Ⅱ(204)的出口连通，所述一效分离室(303)的底部出口与一效循环泵(301)的入口连通，所述一效循环泵(301)的出口与一效换热器(302)的管程入口连通，所述一效换热器(302)的管程出口与一效分离室(303)的上部的循环入口连通，所述一效分离室(303)的上部侧壁上的出口与二效蒸发装置(4)连通，所述一效换热器(302)的壳程分别与二效蒸发装置(4)和冷凝水回收装置(5)连通。
6.根据权利要求5所述一种利用电厂余热资源化脱硫废水的处理系统，其特征在于，所述二效蒸发装置(4)包括二效分离室(403)、二效换热器(402)、输送泵Ⅲ(404)、旋流器(405)、离心机(406)及二效循环泵(401)；所述二效分离室(403)的下部侧壁上的入液口与一效分离室(303)的上部侧壁上的出口连通，所述二效分离室(403)的下部侧壁上的入液口处的液位低于与一效分离室(303)的上部侧壁上的出口处的液位，所述二效分离室(403)与一效分离室(303)连通的管道上设置有连通阀(12)，所述二效分离室(403)的顶部与一效换热器(302)的壳程进口连通；所述二效分离室(403)的底部出口与二效循环泵(401)的入口连通，所述二效循环泵(401)的出口与二效换热器(402)的管程入口连接，所述二效换热器(402)的管程出口与二效分离室(403)的循环入口连通；所述二效分离室(403)的出口与输送泵Ⅲ(404)的入口连通，所述输送泵Ⅲ(404)的出口与旋流器(405)的入口连通，所述旋流器(405)的出口与离心机(406)的入口连通，所述离心机(406)的出口管道及旋流器(405)的上清液管与二效分离室(403)的循环入口连通；所述二效换热器(402)的壳程入口与烟道Ⅰ(8)连通，所述二效换热器(402)的壳程出口与烟道Ⅱ(9)的一端连接，所述烟道Ⅱ(9)的另一端与脱硫塔(7)连通，所述烟道Ⅱ(9)上设置有引风机Ⅱ(6)。
7.根据权利要求6所述一种利用电厂余热资源化脱硫废水的处理系统，其特征在于，所述二效分离室(403)内从下至上依次设置有一个温度计、一个液位计及一个真空表。
8.根据权利要求6所述一种利用电厂余热资源化脱硫废水的处理系统，其特征在于，所述冷凝水回收装置(5)包括闭式空冷塔(501)、气液分离器(502)、水环真空泵(503)及冷凝水箱(504)，所述闭式空冷塔(501)的入口与一效换热器(302)的壳程出口连通；所述闭式空冷塔(501)的出口与气液分离器(502)的入口连通，所述气液分离器(502)的气出口与水环真空泵(503)连接，所述气液分离器(502)的液出口与冷凝水箱(504)连通。
9.根据权利要求8所述一种利用电厂余热资源化脱硫废水的处理系统，其特征在于，所述闭式空冷塔(501)与气液分离器(502)连通的管道上设置有另一个真空表。
10.基于权利要求1至9任一项所述一种利用电厂余热资源化脱硫废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：脱硫废水除杂：通过一体化混凝过滤装置(1)将脱硫废水澄清过滤得到澄清过滤后的废水；步骤2：废水软化:通过废水软化装置(2)将将澄清过滤后的废水软化得到软化废水和碳酸钙盐；步骤3：软化废水升温与冷凝水回收：通过一效蒸发装置(3)将软化废水加热得到待蒸发软化废水及将二效的蒸汽降温成冷凝水，通过冷凝水回收装置(5)将冷凝水进行冷凝收集得到补给水；步骤4：废水汽化：通过二效蒸发装置(4)将待蒸发软化废水与原烟气进行换热得到二效的蒸汽和钠盐，所述二效的蒸汽用于步骤3。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用电厂余热资源化脱硫废水的处理系统及方法。目的是实现废水再生，使厂内水资源可以循环利用，在实现零排放的基础上逐步降低厂用水耗，最终使厂内水系统实现闭路循环，同时实现盐类收集，为盐类资源的再利用创造条件。且本发明的处理系统结构简单，制造容易，使用安全可靠，便于实施推广应用，具有一定的实际应用前景。
本发明为了解决上述技术问题，第一个目的是提供一种利用电厂余热资源化脱硫废水的处理系统，包括用于将脱硫废水澄清过滤得到澄清过滤后的废水的一体化混凝过滤装置，用于将澄清过滤后的废水软化得到软化废水的废水软化装置，用于将软化废水加热得到待蒸发软化废水及将二效的蒸汽降温的一效蒸发装置，用于将待蒸发软化废水与原烟气进行换热得到二效的蒸汽的二效蒸发装置，及用于将降温的二效的蒸汽进行冷凝收集得到补给水的冷凝水回收装置；所述一体化混凝过滤装置与废水软化装置连通，所述废水软化装置与一效蒸发装置连通，所述二效蒸发装置与一效蒸发装置连通，所述一效蒸发装置与冷凝水回收装置连通。
本发明的有益效果是：脱硫废水经过调节pH值和加絮凝剂进入一体化混凝过滤装置，去除废水内悬浮杂质、镁和大多数重金属离子，得到澄清过滤后的废水，然后进入净烟气喷淋废水软化装置，过滤去除绝大部分钙盐，形成含有大量钠离子、氯离子、少量硫酸根离子的软化废水，同时提升废水温度，升温后的软化废水进入一效蒸发装置继续升温，得到待蒸发软化废水，再到二效蒸发装置，在二效分离室内实现气液分离得到二效的蒸汽，二效的蒸汽进入冷凝水回收装置，二效蒸发装置内的废水在不断蒸发过程中析出晶体钠盐，通过过滤实现固液分离再利用。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述一体化混凝过滤装置包括脱硫废水进管、碱化加料装置、絮凝剂加料装置、输送泵Ⅰ、压滤机Ⅰ、管道混合器Ⅰ和管道混合器Ⅱ，所述碱化加料装置与脱硫废水进管通过管道混合器Ⅰ连通，所述絮凝剂加料装置与脱硫废水进管通过管道混合器Ⅱ连通，所述管道混合器Ⅱ位于管道混合器Ⅰ和脱硫废水进管的出口之间，所述压滤机Ⅰ的入口与脱硫废水进管的出口连通，所述压滤机Ⅰ与管道混合器Ⅱ之间的脱硫废水进管上设置有输送泵Ⅰ。所述脱硫废水进管的进口是用于进脱硫废水。靠近所述管道混合器Ⅰ侧的脱硫废水进管上设置有流量计及pH计。
所述一体化混凝过滤装置还包括混凝澄清器，所述混凝澄清器设置在所述输送泵Ⅰ与管道混合器Ⅱ之间的脱硫废水进管上，具体的所述混凝澄清器的进口与靠近所述管道混合器Ⅰ侧的脱硫废水进管连通，所述混凝澄清器的出口与输送泵Ⅰ的入口连通，所述混凝澄清器内设置有搅拌装置。
采用上述进一步方案的有益效果是：在一体化混凝过滤装置内实现脱硫废水的澄清过滤，脱硫废水通过碱化加料装置加氢氧化钙溶液进行碱化，后再通过絮凝剂加料装置加入高效絮凝剂，絮凝剂为pH值9-10之间适用的高效絮凝剂，脱硫废水和高效絮凝剂在混凝澄清器均匀混合，絮凝颗粒快速长大，将脱硫废水中的悬浮物、氟化物、硫化物、镁离子、重金属离子形成沉淀物，再经过压滤机实现液固分离，得到澄清过滤后的废水。
进一步，所述废水软化装置包括喷淋塔、输送泵Ⅱ及压滤机Ⅱ；所述喷淋塔的中下部与压滤机Ⅰ的出口连通；所述喷淋塔内腔中从下至上依次设置有溶液槽和除雾器，所述溶液槽与循环管Ⅰ的一端连通，所述循环管Ⅰ的另一端延伸到位于所述溶液槽和除雾器之间的喷淋塔内腔中，并连接有喷嘴，所述循环管Ⅰ上设置有喷淋循环泵，所述喷淋塔下部与烟道Ⅲ的一端连通，所述烟道Ⅲ的另一端与脱硫塔连通，所述烟道Ⅲ上设置有引风机Ⅰ，所述喷淋塔的顶部与烟道Ⅳ的一端连通；所述溶液槽的出口与输送泵Ⅱ的进口连通，所述输送泵Ⅱ的出口与压滤机Ⅱ的入口连通，所述压滤机Ⅱ的出口与所述一效蒸发装置连通二效蒸发装置连通。其中烟道Ⅳ的另一端可以与脱硫塔，也可以与外部的储气装置连通，也可以敞口设置。
所述溶液槽中设置有温度计、液位计及pH计。引风机Ⅰ的入口与脱硫塔的出口之间的烟道Ⅲ上安装一电动调节阀。
采用上述进一步方案的有益效果是：澄清过滤后的废水含有过饱和的钙离子，在喷淋塔内与净烟气中的二氧化碳充分反应，生产碳酸钙沉淀，控制PH在9-10之间，确保生成的碳酸钙不再溶解，废水量较大时可以适当加入纯碱溶液(碳酸钠)调节pH值。通过压滤机实现废水和沉淀的分离，得到软化废水。在实现废水软化的过程中，同时软化废水的温度提高到50℃左右。此时软化废水中主要含有氯离子和钠离子，少量的硫酸根离子。
进一步，所述一效蒸发装置包括一效分离室、一效换热器及一效循环泵，所述一效分离室的入口与压滤机Ⅱ的出口连通，所述一效分离室的底部出口与一效循环泵的入口连通，所述一效循环泵的出口与一效换热器的管程入口连通，所述一效换热器的管程出口与一效分离室的上部的循环入口连通，所述一效分离室的上部侧壁上的出口与二效蒸发装置连通，所述一效换热器的壳程分别与二效蒸发装置和冷凝水回收装置连通。
所述一效分离室上设置有中视窗，温度计和液位计，所述一效循环泵与一效换热器之间的管道上设置有温度计和流量计。
采用上述进一步方案的有益效果是：软化废水进入一效分离室，通过一效循环泵在一效蒸发装置内强制循环，同时与二效蒸发装置二效过来的二效的蒸汽蒸汽进行换热，将软化废水温度提高至75-85℃，得到待蒸发软化废水，同时将二效的蒸汽降温成冷凝水。
进一步，所述二效蒸发装置包括二效分离室、二效换热器、输送泵Ⅲ、旋流器、离心机及二效循环泵；所述二效分离室的下部侧壁上的入液口与一效分离室的上部侧壁上的出口连通，所述二效分离室的下部侧壁上的入液口处的液位低于一效分离室的上部侧壁上的出口处的液位，所述二效分离室与一效分离室连通的管道上设置有连通阀，所述二效分离室的顶部与一效换热器的壳程进口连通；所述二效分离室的底部出口与二效循环泵的入口连通，所述二效循环泵的出口与二效换热器的管程入口连接，所述二效换热器的管程出口与二效分离室的循环入口连通；所述二效分离室的出口与输送泵Ⅲ的入口连通，所述输送泵Ⅲ的出口与旋流器的入口连通，所述旋流器的出口与离心机的入口连通，所述离心机的出口管道及旋流器的上清液管与二效分离室的循环入口连通；所述二效换热器的壳程入口与烟道Ⅰ连通，所述二效换热器的壳程出口与烟道Ⅱ的一端连接，所述烟道Ⅱ的另一端与脱硫塔连通，所述烟道Ⅱ上设置有引风机Ⅱ。
所述二效分离室内从下至上依次设置有温度计、液位计及真空表；所述二效循环泵与二效换热器之间的管道上设置有温度计和流量计；所述烟道Ⅰ上设置有温度计和压力表；所述烟道Ⅱ上设置有温度计和压力表。
采用上述进一步方案的有益效果是：经过一效蒸发装置的待蒸发软化废水进入二效分离室，通过二效循环泵在二效蒸发装置内循环，同时与电除尘出口的原烟气进行换热，将待蒸发软化废水温度提高至90-100℃。在二效分离室内不断蒸发，二效的蒸汽进入一效换热器。当二效分离室内有大量固体晶体析出，通过输送泵Ⅲ将废水悬浊液送至旋流器内，清液返回二效分离室，稠液进入离心机固液分离，滤液再进入二效分离室继续蒸发。经过蒸发可以得到纯度较高的硫酸钠和氯化钠，用于工业原料。
进一步，还包括旁路管，所述旁路管的一端与烟道Ⅰ连通，所述旁路管的另一端与烟道Ⅱ连通，所述旁路管上设置有旁路阀。
采用上述进一步方案的有益效果是：系统启动时或二效换热器检修时启用。
进一步，所述冷凝水回收装置包括闭式空冷塔、气液分离器、水环真空泵及冷凝水箱，所述闭式空冷塔的入口与一效换热器的壳程出口连通；所述闭式空冷塔的出口与气液分离器的入口连通，所述气液分离器的气出口与水环真空泵连接，所述气液分离器的液出口与冷凝水箱连通。
所述闭式空冷塔与气液分离器连通的管道上设置有另一个真空表。所述冷凝水箱通过输送泵Ⅳ与锅炉补给水站连通。
采用上述进一步方案的有益效果是：二效分离室的蒸汽经过一效换热器降温冷却后，再进入闭式空冷塔再次降温，然后进入气液分离器，通过水环真空泵将不凝汽排走，冷凝水通过输送泵Ⅳ进入冷凝水箱，用于锅炉补给水。
本发明的另一个目的是提供一种利用电厂余热资源化脱硫废水的处理方法，包括如下步骤：
步骤1：脱硫废水除杂：通过一体化混凝过滤装置将脱硫废水澄清过滤得到澄清过滤后的废水；
步骤2：废水软化:通过废水软化装置将将澄清过滤后的废水软化得到软化废水和碳酸钙盐；
步骤3：软化废水升温与冷凝水回收：通过一效蒸发装置将软化废水加热得到待蒸发软化废水及将二效的蒸汽降温成冷凝水，通过冷凝水回收装置将冷凝水进行冷凝收集得到补给水；
步骤4：废水汽化：通过二效蒸发装置将待蒸发软化废水与原烟气进行换热得到二效的蒸汽和钠盐，所述二效的蒸汽用于步骤3。
（发明人：周广权;采有林;王勇;田建明;宋端阳）