CN102172467B - 锅炉烟气与碱性废水联合治理及余热利用的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锅炉烟气与碱性废水联合治理及余热综合利用的方法及系统，属于一种废水、废气的处理方法，先将碱性废水送入碱液池调匀水质、水量，然后送往一体化脱硫除尘装置，从脱硫除尘装置出来的废水经温度传感器检测后或送往水-水换热器或直接送往废液池。与此同时，锅炉烟气先经余热回收后再送往一体化脱硫除尘装置进行脱硫除尘。与传统的烟气脱硫除尘方法不同的是，本发明采用曝气的方式使烟气与废水强烈接触，克服了传统方法基建投资大、运行成本高或脱硫效率低的问题，同时，使烟气脱硫除尘与烟气余热回收、废水余热回收协同控制，在保证高效的脱硫除尘效果的同时，有效回收低品位余热。

Description

锅炉烟气与碱性废水联合治理及余热利用的方法及系统
技术领域
本发明提供了一种锅炉烟气与碱性废水联合治理及余热利用的方法及系统，尤其是涉及一种含硫量高的燃煤锅炉烟气与碱性工业废水联合治理，实现以废治废的方法，在治废的同时实现余热的回收利用。
背景技术
燃煤锅炉、燃油锅炉使用时产生的烟气含有大量的SO2。目前通常采用湿法对烟气进行脱硫，而湿法中90％为石灰/石灰石-石膏湿法，脱硫效率比较高。但国内对该技术尚未有突破进展，该系统以从日本进口为主，我国70％的中小型锅炉(1吨-35吨)企业负担不了目前常用脱硫工艺的大量基建投资和高昂的运行费用。而且，石灰/石灰石-石膏湿法脱硫后形成含有大量杂质的石膏，也成为难以处理的废弃物。与此同时，我国印染、造纸、制革、化工等企业每年排放大量碱性废水，例如，2007年纺织印染废水的排放量总量高达22.5亿吨，中小型造纸企业排放的碱性废水约有10多亿吨。这些废水需要加入大量的酸进行中和后，才能进行其它生化、物化处理，中和成本很高。因此，为了减少烟气脱硫的基建投资，减少购买脱硫剂的费用和水治理费用，对于一些具有自备锅炉的工业企业来说，完全可以以废治废，利用碱性工业废水来处理锅炉烟气。
目前，国内外已经有不少学者利用碱性废水为锅炉烟气脱硫除尘，例如专利CN 1736560 A、CN 101716459 A，但都采用喷淋的方式而导致废水无法完全覆盖烟气，脱硫除尘效率不高。
发明内容
本发明的目的是针对现有脱硫除尘工艺基建投资大、运行费用高或脱硫效率偏低的问题，设计一种基建投资小、运行费用低、脱硫效率高的锅炉烟气脱硫除尘方法，实现以废治废的同时有效回收利用废水与烟气的余热。
为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：
锅炉烟气与碱性废水联合治理及余热综合利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a，先将碱性废水初级过滤后送往综合循环池的碱液池，调匀水质、水量；
b，然后将调匀水质水量后的碱性废水送往一体化脱硫除尘装置与烟气强烈接触，进行脱硫除尘；
c，从一体化脱硫除尘装置出来的废水送入分离沉降池，除去其中的烟气灰尘后，通过温度传感器检测其温度；
d，若沉降池出来的废水温度达到设定值则经过滤后送往水-水换热器，与自来水进行换热；
e，若沉降池出来的废水温度达不到设定值则与换热器出来的废水一起送往废液池。
所述碱液池的碱性废水PH值控制在11到12.5之间，当碱性废水PH低于11时，通过浓碱池调节，当碱性废水PH值大于12.5时，则通过废液池自动调节。
所述一体化脱硫除尘装置是采用曝气的方式使烟气与废水强烈接触的。在一体化脱硫除尘装置的底部设置烟管，并根据烟气流量确定烟管的根数。烟管上开有数千至数万个烟孔，烟孔孔径≤3毫米。在所述一体化脱硫除尘装置内放置大量填料，以保证废水与烟气的接触时间。
所述的烟气先经过余热回收系统(如污泥干燥系统、空气预热系统等)回收其余热后，再进入一体化脱硫除尘装置进行脱硫除尘。
本发明还公开了一种锅炉烟气与碱性废水联合治理及余热综合利用的系统，包括综合循环池，综合循环池包括由隔板隔开并内部相连通的碱液池和废液池；碱液池分别与废碱液输入管路、浓碱池、一体化脱硫除尘装置连接，一体化脱硫除尘装置另一侧依次连接风机、烟气余热回收系统和烟气输入管道；与所述废液池依次连接有水-水换热器、全自动清洗过滤器、温度传感器、分离沉降池，分离沉降池另一端连接到一体化脱硫除尘装置，温度传感器与全自动清洗过滤器之间的管路上设有支路，该支路连接到废液池。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
(1)采用曝气的方式将烟气通入水中，使烟气与废水强烈接触，保证废水对烟气的覆盖率，烟气脱硫除尘效率高。
(2)烟气脱硫除尘一体化，减少企业基建投资与系统运行费用。若企业原自备有烟气除尘装置，也可以有效利用原有装置，从而更进一步减少烟气烟尘。
(3)实现与烟气余热回收系统、废水余热回收系统的协同控制，在保证脱硫除尘效率的同时有效回收低品位的余热，减少企业运行成本。
附图说明
图1为本发明的系统整体结构示意图；
附图标记说明：1-综合循环池；11-碱液池；12-废液池；13-浓碱池；2-一体化脱硫除尘装置；21-烟管；22-烟孔；23-风机；3-分离沉降池；4-温度传感器；5-水-水换热器；6-烟气余热回收系统；7-全自动清洗过滤器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例：
从图1所表示的工艺流程可知，本发明之方法是，先将碱性废水初级过滤后送往综合循环池1，调匀水质、水量；然后将调匀水质水量后的碱性废水送往一体化脱硫除尘装置2与烟气强烈接触，进行脱硫除尘；从一体化脱硫除尘装置2出来的废水送入分离沉降池3，除去其中的烟气灰尘后，通过温度传感器4检测其温度；若沉降池3出来的废水温度达到设定值则经过滤后送往水-水换热器5，与自来水进行换热；若沉降池3出来的废水温度达不到设定值则与换热器5出来的废水一起送往废液池12。
其中的综合循环池1分为两部分，前部为碱液池11，后部为废液池12，中间通过隔板隔开，并用溢流管相连接。当碱液池11废水的PH值偏低时，通过浓碱池13调节，当碱液池11废水的PH值偏高时，通过废液池12调节。碱液池11的大小可根据碱性工业废水产生的水量、水质的一个变化周期为准。如果周期难以把握，可按污水停留时间为8小时设计。综合循环池1可适应碱性工业废水排放的不均匀特性。
其中的一体化脱硫除尘装置2是采用曝气的方式使烟气与废水强烈接触的，具体曝气的结构为：在一体化脱硫除尘装置2的底部设置烟管21，并根据烟气流量确定烟管21的根数，烟管21上开有数千至数万个烟孔22，烟孔22孔径≤3毫米；在所述一体化脱硫除尘装置2内放置大量填料，以保证废水与烟气的接触时间。
其中的水-水换热器5可采用装有反清洗装置的防腐蚀换热器。
其中的烟气先经过余热回收系统6回收其余热后，再进入一体化脱硫除尘装置2进行脱硫除尘。如果企业原自备有烟气除尘装置，烟气可先除尘后，再进行余热回收。
下面给出图1所示的一种锅炉烟气与碱性废水联合治理及余热综合利用的方法及系统的实施例。
以某印染厂为例，经检测其排放的碱性废水PH值约为12，废水中OH-1的平均含量为0.01mol/L；印染厂燃煤锅炉的烟气排放量约6万NM3/h，烟气含硫量约2600mg/m3，脱硫后排放烟气的含硫量要达150mg/m3，则脱硫所需的印染废水量约276m3/h。为了尽量减少脱硫剂的使用量，同时防止由于废水PH值过高导致的结垢现象，控制碱液池11废水的PH值在11到12.5之间。具体实施如下：
(1)先将经过粗细格栅初级过滤后的碱性废水送往综合循环池1，若碱性废水PH＜11，则通过浓碱池13调节；若碱性废水PH＞12.5，则通过废液池12调节。
(2)将调匀水质水量的废水送往一体化脱硫除尘装置2。其中的一体化脱硫除尘装置2是采用曝气的方式使烟气与废水强烈接触的，其具体曝气的结构为：在一体化脱硫除尘装2的底部设置9根烟管21，每根烟管21上开有10万多个烟孔22，烟孔22孔径分别为2毫米和3毫米，间隔设置。同时，在一体化脱硫除尘装置放置大量填料，以保证废水与烟气的接触时间。
(3)将经过余热回收的烟气通过2台风机23送往一体化脱硫除尘装置2，烟气出烟孔22的流量控制在4m/s左右。
(4)从一体化脱硫除尘装置2出来的废水送入分离沉降池3，除去其中的烟气灰尘后，通过温度传感器4检测其温度。
(5)若沉降池3出来的废水温度达到设定值50℃，则经全自动清洗过滤器7过滤后送往水-水换热器5，与自来水进行换热；若沉降池3出来的废水温度达不到设定值50℃则与换热器5出来的废水一起送往废液池12。
上述实施例是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.锅炉烟气与碱性废水联合治理及余热综合利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a，将碱性废水初级过滤后送往综合循环池（1）的碱液池（11），调匀水质、水量；
b，然后将调匀水质、水量后的碱性废水送往一体化脱硫除尘装置（2）与烟气强烈接触，进行烟气脱硫除尘；
c，从一体化脱硫除尘装置（2）出来的废水送入分离沉降池（3），除去其中的烟气灰尘后，通过温度传感器（4）检测其温度；
d，若沉降池（3）出来的废水温度达到设定值,则经过滤后送往水-水换热器（5），与自来水进行换热；
e，若沉降池（3）出来的废水温度达不到设定值,则与水-水换热器（5）出来的废水一起送往综合循环池（1）的废液池（12）；
所述一体化脱硫除尘装置（2）是采用曝气的方式使烟气与废水强烈接触的；在所述一体化脱硫除尘装置（2）的底部设置烟管（21），在烟管（21）表面上布满有烟孔（22），所述烟孔（22）的孔径≤3毫米；在所述一体化脱硫除尘装置（2）内放置大量填料，以保证废水与烟气的接触时间。
2.根据权利要求1所述的锅炉烟气与碱性废水联合治理及余热综合利用的方法，其特征在于：所述碱液池（11）的碱性废水pH值控制在11到12.5之间，当碱性废水pH低于11时，通过浓碱池（13）调节，当碱性废水pH值大于12.5时，则通过废液池（12）自动调节。
3.根据权利要求1所述的锅炉烟气与碱性废水联合治理及余热综合利用的方法，其特征在于：所述的烟气先经过余热回收系统（6）回收其余热后，再进入一体化脱硫除尘装置（2）进行脱硫除尘。
4.锅炉烟气与碱性废水联合治理及余热综合利用的系统，其特征在于：包括综合循环池（1），综合循环池（1）包括由隔板隔开并内部相连通的碱液池（11）和废液池（12）；碱液池（11）分别与废碱液输入管路、浓碱池（13）、一体化脱硫除尘装置（2）连接，一体化脱硫除尘装置（2）另一侧依次连接风机（23）、烟气余热回收系统（6）和烟气输入管道；与所述废液池（12）依次连接有水-水换热器（5）、全自动清洗过滤器（7）、温度传感器（4）、分离沉降池（3），分离沉降池（3）另一端连接到一体化脱硫除尘装置（2），温度传感器（4）与全自动清洗过滤器（7）之间的管路上设有支路，该支路连接到废液池（12）；在所述一体化脱硫除尘装置（2）的底部设置烟管（21），在烟管（21）表面上布满有烟孔（22），所述烟孔（22）的孔径≤3毫米；在所述一体化脱硫除尘装置（2）内放置大量填料，以保证废水与烟气的接触时间。
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