CN103982903A - 一种利用烟气余热处理末端废水的系统及其方法 - Google Patents

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一种利用烟气余热处理末端废水的系统及其方法，该系统包括依次连通的省煤器、空气预热器、烟气冷却器、电除尘器、脱硫塔、废水预处理器和废水喷雾蒸发器，在连通废水预处理器和废水喷雾蒸发器的管路上设有废水泵，废水喷雾蒸发器烟气入口与省煤器和空气预热器间的管路连通，烟气冷却器热水出口通过循环泵和余热暖风器连通，余热暖风器热空气出口和空气预热器连通，废水喷雾蒸发器烟气出口通过烟气冷却器和电除尘器连通；本发明提供了利用烟气余热处理末端废水的方法；本发明在处理末端废水的同时来进行烟气调质和降低烟温，提高了除尘效率，实现了低低温除尘，减少了脱硫水耗，兼具节能、节水、环保三方面的效益，真正实现电厂废水“零排放”。

Description

一种利用烟气余热处理末端废水的系统及其方法
技术领域
本发明属于烟气余热利用和末端废水处理技术领域，具体涉及一种利用烟气余热处理末端废水的系统及其方法。
背景技术
近几年我国进一步提高了燃煤电厂SO2、NOx及烟尘的排放标准，达到甚至优于国际先进标准。为了排放达标，国内外电厂在电除尘器的应用上采用了许多新技术，在一定的条件下可提高除尘效率、降低烟尘排放浓度，其中包含了烟气调质和低低温电除尘技术。
烟气调质调整的是烟气，实质是针对烟气中的粉尘。通过调整烟气或烟气粉尘的组分及一些物理特性，从而降低粉尘比电阻或改变粉尘的物理化学特性，提高电除尘效率。烟气调质技术的应用，彻底改变传统电除尘被动适应粉尘、工况参数的除尘技术模式，是电除尘技术的革命性技术。
低低温电除尘器技术是将电除尘器入口烟气温度降低到酸露点以下，能够有效降低粉尘比电阻，减小烟气体积流量，提高除尘效率，可将除尘器出口烟尘浓度控制在30mg/m3以内。
我国现役火电机组中锅炉排烟温度普遍维持在125～150℃左右水平，排烟温度高是一个普遍现象。如果有效降低除尘器入口烟气温度，同时对烟气进行调质，改变烟尘的组分及物理性质，从而把低低温电除尘和烟气调质结合起来，综合提高除尘器效率，有可能在现有设备条件下，满足烟尘浓度20mg/m3的排放要求。
与此同时，近年来为了节约水资源和防止水污染，许多火电厂要求按全厂废水“零排放”设计。为满足脱硫系统正常运行以及系统内物料平衡，需排放脱硫废水。脱硫废水一般水温在40～50℃，其水质含盐量高，并且水质差异性大，具有强腐蚀性及易结垢等特点。目前电厂对脱硫废水一般采用三联箱处理，对废水重金属及悬浮物进行去除，处理后排放到灰场或者煤场，这是一种假的“零排放”。
现有实现“零排放”的工艺一般采用盐水浓缩蒸发和结晶技术进行深度处理。95％的废水可转化为高纯度蒸馏水，产生的高质量蒸馏水可用于锅炉补水、冷却塔补水、其他工业用水等；剩余的5％为高浓度浆液，可送到小型曝晒池蒸发，或在结晶器或喷雾干燥器内处理成固体颗粒，最终的盐分残渣固体一般当作普通固体废弃物，根据其成分可回收利用或掩埋等方法处理。该技术设备投资成本高，运行费用高，吨水处理费用上百元，全世界采用该技术进行脱硫废水处理的电厂仅有5家左右。
喷雾干燥是流化技术用于液态物料干燥的一种方法。它是将液态物料浓缩至适宜的密度后，雾化成细小雾滴，与一定流速的热气流进行热交换，使水分迅速蒸发，物料干燥成粉末状或颗粒状的方法。把末端废水雾化后与热烟气混合，利用烟气的余热使水分快速蒸发，水中的盐会结晶形成颗粒物随着烟气进入除尘器脱除，同时，利用雾化液滴蒸发吸收热量，可以降低烟气温度。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用烟气余热处理末端废水的系统及其方法，本发明在处理末端废水的同时来进行烟气调质和降低烟温，提高了除尘效率，实现了低低温除尘，减少了脱硫水耗，兼具节能、节水、环保三方面的效益，真正实现电厂废水“零排放”。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用烟气余热处理末端废水的系统，包括通过管路依次连通的省煤器1、空气预热器2、烟气冷却器3、电除尘器6、脱硫塔7、废水预处理器8和废水喷雾蒸发器10，在连通废水预处理器8和废水喷雾蒸发器10的管路上设置有废水泵9，所述废水喷雾蒸发器10的烟气入口与省煤器1和空气预热器2间的管路连通，所述烟气冷却器3的热水出口通过循环泵4和余热暖风器5连通，所述余热暖风器5的热空气出口和空气预热器2连通，所述废水喷雾蒸发器10的烟气出口通过烟气冷却器3和电除尘器6连通。
上述所述的系统利用烟气余热处理末端废水的方法，包括如下步骤：
步骤1：脱硫塔7产生废水在废水预处理器8中进行预处理后，经废水泵9送至废水喷雾蒸发器10内；
步骤2：预处理后的废水在废水喷雾蒸发器10内均匀雾化，形成雾化废水液滴，雾化废水液滴粒径小于100μm；
步骤3：一部分来自省煤器1和空气预热器2之间的热烟气也通入废水喷雾蒸发器10内，并与步骤2形成的雾化废水液滴混合，使雾化废水液滴受热蒸发，雾化废水液滴中的盐类物质在蒸发过程中被不断析出，一部分盐类析出物和热烟气中的粉尘颗粒由废水喷雾蒸发器10排出；另一部分附着在粉尘颗粒上的盐类析出物，改变了粉尘颗粒的物化特性，降低比电阻，提高电除尘效率，同时，雾化废水液滴蒸发吸热从而降低热烟气温度；
步骤4：步骤3所得烟气流入烟气冷却器3中加热冷媒介质水，使烟气温度进一步降低，实现低低温除尘，同时，烟气冷却器3中的冷媒介质水被加热，所得热水经循环泵4送至余热暖风器5，使冷空气加热升温，避免了省煤器1和空气预热器2之间的烟气旁路引起的风温降低，实现烟气余热回收利用；
步骤5：步骤4流入烟气冷却器3中加热冷媒介质水所得降温后烟气通入电除尘器6，在步骤3废水喷雾蒸发器10中未排出的盐类析出物和粉尘颗粒在电除尘器6中被一起捕集；
步骤6：步骤5所得经除尘后的烟气流入脱硫塔7进行脱硫处理，由于烟温较低，能够有效地减少脱硫水耗；
步骤7：步骤6经脱硫处理后产生的废水送至废水预处理器8中进行预处理；不断重复以上步骤1～7从而实现在处理末端废水的同时进行烟气调质，降低烟气温度，提高除尘效率，减少脱硫水耗，使有限的水资源在电厂得以高效循环利用，真正实现电厂废水的“零排放”。
步骤7所述的末端废水为脱硫废水或与其它工艺废水的混合液体。
本发明和现有技术相比较，具备如下优点：
1.本发明在处理末端废水的同时，进行烟气调质，降低烟温，提高了除尘效率并有效减少了后续脱硫工艺的水耗，实现了末端废水的循环再利用，真正做到电厂废水“零排放”。
2.本发明末端废水在废水喷雾蒸发器中均匀雾化并与热烟气混合，利用废水喷雾蒸发器进行烟气调质和降低烟温，同时废水中盐类污染物在蒸发过程中被不断析出，一部分盐类析出物和粉尘颗粒在废水喷雾蒸发器中排出，未排尽的盐类析出物和粉尘颗粒一起由现有的电除尘器捕集，故本发明省去了高投资高运行成本的传统脱硫废水处理工艺。
3.本发明所采用的末端废水喷雾蒸发器是一个独立系统，可以根据锅炉实际负荷灵活地调节运行状况，具有极强的适应能力，同时该末端废水喷雾蒸发系统可以非连续运行便于系统维护。
附图说明
附图为本发明系统示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作更详细的说明。
如附图所示，本发明一种利用烟气余热处理末端废水的系统，包括通过管路依次连通的省煤器1、空气预热器2、烟气冷却器3、电除尘器6、脱硫塔7、废水预处理器8和废水喷雾蒸发器10，在连通废水预处理器8和废水喷雾蒸发器10的管路上设置有废水泵9，所述废水喷雾蒸发器10的烟气入口与省煤器1和空气预热器2间的管路连通，所述烟气冷却器3的热水出口通过循环泵4和余热暖风器5连通，所述余热暖风器5的热空气出口和空气预热器2连通，所述废水喷雾蒸发器10的烟气出口通过烟气冷却器3和电除尘器6连通。
如附图所示，利用烟气余热处理末端废水的方法，包括如下步骤：
步骤1：脱硫塔7产生废水在废水预处理器8中进行预处理后，经废水泵9送至废水喷雾蒸发器10内；
步骤2：预处理后的废水在废水喷雾蒸发器10内均匀雾化，形成雾化废水液滴，雾化废水液滴粒径小于100μm；
步骤3：一部分来自省煤器1和空气预热器2之间的热烟气也通入废水喷雾蒸发器10内，并与步骤2形成的雾化废水液滴混合，使雾化废水液滴受热蒸发，雾化废水液滴中的盐类物质在蒸发过程中被不断析出，一部分盐类析出物和热烟气中的粉尘颗粒由废水喷雾蒸发器10排出；另一部分附着在粉尘颗粒上的盐类析出物，改变了粉尘颗粒的物化特性，降低比电阻，提高电除尘效率，同时，雾化废水液滴蒸发吸热从而降低热烟气温度；
步骤4：步骤3所得烟气流入烟气冷却器3中加热冷媒介质水，使烟气温度进一步降低，实现低低温除尘，同时，烟气冷却器3中的冷媒介质水被加热，所得热水经循环泵4送至余热暖风器5，使冷空气加热升温，避免了省煤器1和空气预热器2之间的烟气旁路引起的风温降低，实现烟气余热回收利用；
步骤5：步骤4流入烟气冷却器3中加热冷媒介质水所得降温后烟气通入电除尘器6，在步骤3废水喷雾蒸发器10中未排出的盐类析出物和粉尘颗粒在电除尘器6中被一起捕集；
步骤6：步骤5所得经除尘后的烟气流入脱硫塔7进行脱硫处理，由于烟温较低，能够有效地减少脱硫水耗；
步骤7：步骤6经脱硫处理后产生的废水送至废水预处理器8中进行预处理；不断重复以上步骤1～7从而实现在处理末端废水的同时进行烟气调质，降低烟气温度，提高除尘效率，减少脱硫水耗，使有限的水资源在电厂得以高效循环利用，真正实现电厂废水的“零排放”。
作为本发明的优选实施方式，步骤7所述的末端废水为脱硫废水或与其它工艺废水的混合液体。
最后需要说明的是，以上所述实施例仅用来说明本发明的技术方案而非限制，本领域的技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种利用烟气余热处理末端废水的系统，其特征在于：包括通过管路依次连通的省煤器(1)、空气预热器(2)、烟气冷却器(3)、电除尘器(6)、脱硫塔(7)、废水预处理器(8)和废水喷雾蒸发器(10)，在连通废水预处理器(8)和废水喷雾蒸发器(10)的管路上设置有废水泵(9)，所述废水喷雾蒸发器(10)的烟气入口与省煤器(1)和空气预热器(2)间的管路连通，所述烟气冷却器(3)的热水出口通过循环泵(4)和余热暖风器(5)连通，所述余热暖风器(5)的热空气出口和空气预热器(2)连通，所述废水喷雾蒸发器(10)的烟气出口通过烟气冷却器(3)和电除尘器(6)连通。
2.权利要求1所述的系统利用烟气余热处理末端废水的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：脱硫塔(7)产生废水在废水预处理器(8)中进行预处理后，经废水泵(9)送至废水喷雾蒸发器(10)内；
步骤2：预处理后的废水在废水喷雾蒸发器(10)内均匀雾化，形成雾化废水液滴，雾化废水液滴粒径小于100μm；
步骤3：一部分来自省煤器(1)和空气预热器(2)之间的热烟气也通入废水喷雾蒸发器(10)内，并与步骤2形成的雾化废水液滴混合，使雾化废水液滴受热蒸发，雾化废水液滴中的盐类物质在蒸发过程中被不断析出，一部分盐类析出物和热烟气中的粉尘颗粒由废水喷雾蒸发器(10)排出；另一部分附着在粉尘颗粒上的盐类析出物，改变了粉尘颗粒的物化特性，降低比电阻，提高电除尘效率，同时，雾化废水液滴蒸发吸热从而降低热烟气温度；
步骤4：步骤3所得烟气流入烟气冷却器(3)中加热冷媒介质水，使烟气温度进一步降低，实现低低温除尘，同时，烟气冷却器(3)中的冷媒介质水被加热，所得热水经循环泵(4)送至余热暖风器(5)，使冷空气加热升温，避免了省煤器(1)和空气预热器(2)之间的烟气旁路引起的风温降低，实现烟气余热回收利用；
步骤5：步骤4流入烟气冷却器(3)中加热冷媒介质水所得降温后烟气通入电除尘器(6)，在步骤3废水喷雾蒸发器(10)中未排出的盐类析出物和粉尘颗粒在电除尘器(6)中被一起捕集；
步骤6：步骤5所得经除尘后的烟气流入脱硫塔(7)进行脱硫处理；
步骤7：步骤6经脱硫处理后产生的废水送至废水预处理器(8)中进行预处理；不断重复以上步骤1～7从而实现在处理末端废水的同时进行烟气调质，降低烟气温度，提高除尘效率，减少脱硫水耗。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤7所述的末端废水为脱硫废水或与其它工艺废水的混合液体。
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