CN101417828B - 一种处理脱硫废水的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理脱硫废水的方法及系统，适于处理石灰石-石膏湿法烟气脱硫后产生的废水及其他含盐量高的废水，系统包括：喷雾干燥机、烟气输送管道、除尘器、排烟风机、废料排灰出口等；其是在喷雾干燥机内，利用热烟气与脱硫废水对流接触换热，使废水变为颗粒与湿烟气，沉降的颗粒排出，湿烟气与悬浮颗粒经除尘器后被抽走，具有成本低、不占地、耗能低、实现石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术废水零排放及提高出力的优点。
Description
技术领域
本发明公开了一种处理脱硫废水的方法及系统，特别适于处理石灰石-石膏湿法烟气脱硫后产生的废水，也适于对高含盐量废水的处理。
背景技术
国际上研究过的脱硫技术达200余种，分三种形式，分别是燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫，只有第三种是世界上唯一大规模商业化应用的技术。第三种形式，按脱硫剂形态分有湿法、干法、半干法；而湿法中最主要的烟气脱硫技术是美国湿式石灰石/石灰法和日本的湿式石灰石/石膏法。
中国电厂烟气脱硫技术起步于1961年，科研院所和高等院校相继投入，进行干法、湿法和半干法等的烟气脱硫的探索研究，国家科技部(原国家科委)“七五”“八五”和“九五”的脱硫专项支持取得极好进展。但目前我国自行开发的烟气脱硫工程，尚处在小试、中试阶段，工业化、产业化技术不多。目前，火力发电厂锅炉用的较多的是石灰石-石膏湿法烟气脱硫。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术中，产生大量的脱硫废水，因废水中含有大量溶解盐、固体悬浮物及少量氟离子、重金属离子等有害污染物，不能排放。通常的化学法达标处理效果有限，而且由于环境条件限制，即便对其中有害物质进行了净化处理，由于其中中性盐含量高，难以回收利用也不能对外排放。已有技术最彻底的处理方法就是固化处理。当前脱硫废水的固化处理，主要是把废水通过曝晒蒸发或加热蒸发，使废水中的水份挥发进入大气，盐、固体悬浮物及少量氟离子、重金属离子等有害污染物形成固定物质，处理收集起来。但这两种处理方式存在的问题是：
1、曝晒固化脱硫废水，需要较大的场地，并且受气候条件限制；
2、采用加热器蒸发固化脱硫废水，存在严重的腐蚀、结垢问题，需要昂贵的防腐材料，并且运行控制难度大；
3、加热蒸发固化处理需要消耗大量电能或其它热能源；
4、加热蒸发固化还需要添加化学试剂；
5、上述两种处理方式，成本都高，时间长；
6、上述两种处理方式，都不能对原石灰石-石膏湿法烟气脱硫处理工艺带来任何帮助。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理脱硫废水的方法及系统，其利用火电厂烟气对脱硫废水，或其它难以回收利用的高含盐量废水，进行加热蒸发、固化处理，能够对原石灰石-石膏湿法烟气脱硫处理工艺提供帮助、实现石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术废水零排放的特点。
本发明的目的是这样实现的：一种脱硫废水的处理方法，其是：
第一步，脱硫废水通过废水输送管道由喷雾干燥机的原料液进口进入喷雾干燥机；
第二步，热烟气经热烟气进烟道由喷雾干燥机上的热空气进口进入喷雾干燥机；
第三步，进入到喷雾干燥机的脱硫废水由喷头喷出与热烟气在喷雾干燥机内直接接触换热，形成干粉废料；
第四步，沉淀在喷雾干燥机底部的干粉废料由废料排灰出口排出；
第五步，与脱硫废水接触后的热烟气变为湿烟气，与悬浮的干粉废料一起由喷雾干燥机的废气排出口排出，经湿烟气输送管道到除尘器内；
第六步，与湿烟气一同进入除尘器的悬浮的干粉废料，沉降在除尘器(7)底部，经除尘器的排灰口排出；
第七步，排烟风机将除尘器内的湿烟气通过除尘器的排气口抽出，送入湿烟气排烟道排出。
该方法还可以包括第八步，湿烟气排烟道输出的湿烟气送入石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中的待脱硫烟气输入管道。
其中在第一步，直接由石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中的脱硫废水池向废水输送管道输送脱硫废水。
在第二步中，热烟气来自电除尘器后温度在120～150℃的烟气。
本发明还包括一种处理脱硫废水的系统，它有喷雾干燥机、热烟气进烟道、废水输送管道、湿烟气输送管道、除尘器、排烟风机、湿烟气排烟道、废料排灰出口；其中，热烟气进烟道接喷雾干燥机上的热空气进口，废水输送管道接喷雾干燥机的原料液进口，干物料经废料排灰出口排出，喷雾干燥机的废气排出口接湿烟气输送管道的一端，湿烟气输送管道的另一端接除尘器的入口，飞灰经除尘器的排灰口排出，与干物料一起处置，除尘器的排气口接排烟风机的入口，排烟风机的出口接湿烟气排烟道。
废水输送管道接石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中的脱硫废水池。
在废水输送管道与脱硫废水池之间装有废水泵。
湿烟气排烟道接石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中的待脱硫烟气输入管道。
喷雾干燥机壁面上涂有一层防腐层，脱硫废水接触的喷头采用防腐耐磨材料制备。
本发明的优点是：本发明与已有脱硫废水处理技术相比，由于本发明系统的是利用火电厂烟气与脱硫废水直接进行接触换热，不需要消耗其它热源，成本低，耗能少。脱硫废水在本发明系统内通过雾化处理，没有废水排除，只有固体颗粒沉积，实现了石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术废水零排放；沉降后的颗粒与除尘器收集的颗粒可进行无害化填埋处置，只有湿烟气排出，如果湿烟气进入原石灰石-石膏湿法烟气脱硫处理工艺，能提高石灰石-石膏湿法烟气脱硫处理工艺效率。湿烟气携带的水分，相应减少后续脱硫系统的水分蒸发，降低脱硫系统水量消耗，相当于回收了废水中的全部量；能够对原石灰石-石膏湿法烟气脱硫处理工艺提供帮助；本发明还可以作为脱硫岛前置烟气处理，热烟气在此得到加湿降温，代替脱硫吸收塔入口的喷水降温处理。本发明系统中不存在传热部件，免去了已有脱硫废水处理技术中昂贵的防腐金属材料，并且不需要特别的防垢处理；只有喷头部位需要进行防腐耐磨处理。
本发明技术还可以同时处理其它难以回收的高含盐量废水，达到废水回收利用目的；电厂化学水处理车间排出的高含盐量酸碱废水，由于缺乏盐分输出条件，这部份废水通常难以回收利用。采用本发明后，高含盐量废水就可以进入脱硫岛循环利用，其中盐分可以通过形成固体颗粒排出。
本发明的利用可以解决火电厂废水零排放的根本性难题，同时也是提高废水回用率，节约水资源的可靠手段。
除了风机、水泵电耗外，本发明没有其它能源消耗，并且对脱硫岛运行没有不利影响。
本发明结构简单，所有设备产品成熟，易于实施；仅管道、喷嘴选用防腐耐磨材料；由于没有间接传热部件，从而避免了由于传热造成的腐蚀与结垢问题，不需要添加任何化学药品。
附图说明
图1是本发明系统的结构示意图；
图中，1是喷雾干燥机、2是热烟气进烟道、3是脱硫废水池、4是废水泵、5是废水输送管道、6是湿烟气输送管道、7是除尘器、8是排烟风机 9是废料排灰出口、10是湿烟气排烟道、11是喷头。
具体实施方式
下面通过附图结合实施例对本发明做进一步说明：
一种处理脱硫废水的系统，包括有：喷雾干燥机1、热烟气进烟道2、废水输送管道5、湿烟气输送管道6、除尘器7、排烟风机8、湿烟气排烟道10、废料排灰出口9；
喷雾干燥机1是市场上能够买到的通用技术产品，喷雾干燥机1上开有热空气进口、原料液进口、干物料出口、废气排出口；其中，喷雾干燥机1上与脱硫废水接触的喷头11和壁面，要进行防腐处理，喷头11上涂一层防腐层，以利于喷头与脱硫废水接触，同时考虑耐磨问题。
除尘器7也是市场上能够买到的通用技术产品，除尘器7上开有入口、排灰口、排气口；
排烟风机8也是市场上能够买到的通用技术产品，一端是风机入口，另一端是风机出口；因整个系统内部处于负压工作状态，只有通过排烟风机能将降温后的湿烟气抽出；
热烟气进烟道2接喷雾干燥机1上的热空气进口，废水输送管道5接喷雾干燥机1的原料液进口，喷雾干燥机1的干物料出口接废料排灰出口9，喷雾干燥机1的废气排出口接湿烟气输送管道6的一端；
湿烟气输送管道6的另一端接除尘器7的入口，除尘器7的排灰口也连接废料排灰出口9，除尘器7的排气口接排烟风机8的入口，排烟风机8的出口接湿烟气排烟道10；
其中，废水输送管道5可以接石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术系统中的脱硫废水池3；利用原石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术系统中的脱硫废水池可以提高整个系统的利用率，降低运行成本；
在废水输送管道5与脱硫废水池3之间装有废水泵4，废水泵4进行防腐处理；湿烟气排烟道10可以连接石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中的待脱硫烟气输入管道；这对原石灰石-石膏湿法烟气脱硫处理工艺提供帮助，在同等出力的情况下，提高原脱硫处理工艺的用功与效率。
脱硫废水的处理过程是：
第一步，脱硫废水通过废水输送管道5由喷雾干燥机1的原料液进口进入喷雾干燥机1；脱硫废水直接来自石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中的脱硫废水池3；
第二步，热烟气经热烟气进烟道2由喷雾干燥机1上的热空气进口进入喷雾干燥机1；
第三步，进入到喷雾干燥机1的脱硫废水由喷头11喷出与热烟气在喷雾干燥机1直接接触换热，形成干粉废料；
第四步，沉淀在喷雾干燥机1底部的干粉废料由废料排灰出口9排出；
第五步，与脱硫废水接触后的热烟气降温变为湿烟气，与悬浮的干粉废料由喷雾干燥机1的废气排出口，经湿烟气输送管道6到除尘器7内；
第六步，与湿烟气一同进入除尘器7的干粉废料被收集，经除尘器7的排灰口也由废料排灰出口9排出；
第七步，排烟风机8将除尘器7内的湿烟气通过除尘器7的排气口抽出，送入湿烟气排烟道10，排出；
排出的湿烟气可以送入石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中的待脱硫烟气输入管道；
在上述处理方法中，烟气入口温度为：120～150℃，烟气出口温度为：80～90℃，烟气量与废水量之间比例与原烟气湿度相关，不同煤质、空气湿度条件下，烟气湿度不同，其带水能力也有差异。
例如，某电厂原烟气含水率(V/V％)为：8.47％，脱硫后烟气含水率(V/V％)增加到：11.3％。每立方米标态原烟气从喷雾干燥机携带水量约：26g。干燥10t/h废水需原烟气385000Nm3/h。
本发明可以建在与石灰石-石膏湿法烟气脱硫吸收塔相邻处，在喷雾干燥机1内，脱硫废水喷淋成细小雾滴落下，与上升的热烟气接触，瞬间形成固体降落到喷雾干燥机1的底部，沉降的固体颗粒由废料排灰出口9排出进行无害化填埋处置，悬浮的固体颗粒随烟气通过除尘器收集后排出，进行无害化填埋处置，湿烟气一方面有助于固体颗粒的降落，另一方面进入石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中的待脱硫烟气输入管道，能够提高石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的效率。
本发明还可以作为脱硫岛前置烟气处理工艺，热烟气在此得到加湿降温，代替脱硫吸收塔入口的喷水降温处理，由于烟气中含有一定水分，使脱硫吸收塔内的水分蒸发损失降低，相应节省部份脱硫用水量，回收了废水中的全部水分。
另外，电厂化学水处理车间排出的高含盐量酸碱废水，由于缺乏盐分输出条件，这部份废水通常难以回收利用。采用本发明后，高含盐量废水就可以进入脱硫岛循环利用，其中盐分可以通过本发明形成固体结晶排出。
Claims (11)
1.一种处理脱硫废水的方法，其特征是：
第一步，脱硫废水通过废水输送管道(5)由喷雾干燥机(1)的原料液进口进入喷雾干燥机(1)；
第二步，热烟气经热烟气进烟道(2)由喷雾干燥机(1)上的热空气进口进入喷雾干燥机(1)；
第三步，进入到喷雾干燥机(1)的脱硫废水由喷头(11)喷出与热烟气在喷雾干燥机(1)内直接接触换热，形成干粉废料；
第四步，沉淀在喷雾干燥机(1)底部的干粉废料由废料排灰出口(9)排出；
第五步，与脱硫废水接触后的热烟气变为湿烟气，与悬浮的干粉废料一起由喷雾干燥机(1)的废气排出口排出，经湿烟气输送管道(6)到除尘器(7)内；
第六步，与湿烟气一同进入除尘器(7)的悬浮的干粉废料，沉降在除尘器(7)底部，经除尘器(7)的排灰口排出；
第七步，排烟风机(8)将除尘器(7)内的湿烟气通过除尘器(7)的排气口抽出，送入湿烟气排烟道(10)排出。
2.如权利要求1所述的一种处理脱硫废水的方法，其特征是：在权利要求1所述的前七步后，第八步是，湿烟气排烟道(10)输出的湿烟气送入石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中的待脱硫烟气输入管道。
3.如权利要求1或2所述的一种处理脱硫废水的方法，其特征是：在第一步中，直接由石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中的脱硫废水池(3)向废水输送管道(5)输送脱硫废水。
4.如权利要求1或2所述的一种处理脱硫废水的方法，其特征是：在第二步中，热烟气来自电除尘器后温度在120～150℃的烟气。
5.如权利要求3所述的一种处理脱硫废水的方法，其特征是：在第二步中，热烟气来自电除尘器后温度在120～150℃的烟气。
6.一种使用权利要求1-5所述的任一处理脱硫废水方法的装置，其特征是：它有喷雾干燥机(1)、热烟气进烟道(2)、废水输送管道(5)、湿烟气输送管道(6)、除尘器(7)、排烟风机(8)、湿烟气排烟道(10)、废料排灰出口(9)；其中，热烟气进烟道(2)接喷雾干燥机(1)上的热空气进口，废水输送管道(5)接喷雾干燥机(1)的原料液进口，干物料经废料排灰出口(9)排出，喷雾干燥机(1)的废气排出口接湿烟气输送管道(6)的一端，湿烟气输送管道(6)的另一端接除尘器(7)的入口，飞灰经除尘器(7)的排灰口排出，与干物料一起处置，除尘器(7)的排气口接排烟风机(8)的入口，排烟风机(8)的出口接湿烟气排烟道(10)。
7.如权利要求6所述的一种处理脱硫废水的装置，其特征是：废水输送管道(5)接石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中的脱硫废水池(3)。
8.如权利要求7所述的一种处理脱硫废水的装置，其特征是：在废水输送管道(5)与脱硫废水池(3)之间装有废水泵(4)。
9.如权利要求6-8任一所述的一种处理脱硫废水的装置，其特征是：湿烟气排烟道(10)接石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中的待脱硫烟气输入管道。
10.如权利要求6-8任一所述的一种处理脱硫废水的装置，其特征是：喷雾干燥机(1)壁面上涂有一层防腐层，脱硫废水接触的喷头(11)采用防腐耐磨材料制备。
11.如权利要求9所述的一种处理脱硫废水的装置，其特征是：喷雾干燥机(1)壁面上涂有一层防腐层，脱硫废水接触的喷头(11)采用防腐耐磨材料制备。
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