CN104649498B - 一种脱硫废水蒸发工艺及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脱硫废水蒸发工艺及系统,该系统的水水换热器的浓液进口通过管道与废水输送管连接，其浓液出口依次通过初级加热蒸发装置、一级加热蒸发装置、二级加热蒸发装置、三级加热蒸发装置与结晶处理器的浓液进口连接；三级闪蒸罐的三级二次蒸汽输出口之一与三级加热器的蒸汽源输入口连接，其三级二次蒸汽输出口之二与二级加热器的蒸汽源输入口连接；二级闪蒸罐的二级二次蒸汽输出口与初级加热器的蒸汽源输入口连接；初级闪蒸罐的初级二次蒸汽输出口与冷却器的蒸汽源输入口连接，所述冷却器的排气口与真空泵连接；本发明能够有效避免脱硫废水蒸发过程中的结垢问题，同时能够有效降低能耗、提高蒸发效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸发工艺及系统，具体涉及一种脱硫废水蒸发工艺及系统。
背景技术
脱硫废水处理是目前燃煤锅炉环保的最后一个难关，随着环保要求提高，废水已不能随意排放，需要做回收处理。脱硫废水的特点是：盐分高成分复杂结垢性强，目前常规工艺无法对它进行回收处理，蒸发法成了脱硫废水处理的最重要手段；由于脱硫废水的特点决定蒸发设备结垢会非常严重，影响蒸发系统长期稳定运行。
传统工艺为防止结垢采取工艺为：加药化学软化+薄膜蒸发结晶工艺。即通过投加大量药剂的方法将废水中硬度进行最大限度的去除，有些甚至通过软化树脂进行深度处理，进入蒸发系统为软化水。优点：废水经过软化，蒸发过程结垢问题得到很好的解决，产生的结晶盐纯度也相对较高；缺点：脱硫废水钙镁硬度大,软化药剂费用非常高，投加的药剂产生大量的废渣，软化工艺控制难度较大出水波动很大。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种脱硫废水蒸发工艺,能够有效避免脱硫废水蒸发过程中的结垢问题，同时能够有效降低能耗、提高蒸发效率。
本发明的第二个目的是为了提供一种脱硫废水蒸发系统，能够有效避免脱硫废水蒸发过程中的结垢问题，同时能够有效降低能耗、提高蒸发效率。
实现本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种脱硫废水蒸发工艺，其特征在于,包括以下工艺步骤:
1)将废水进行预加热处理,将废水加热至75-85℃；
2)将经过步骤1)处理后的废水依次送入初级加热蒸发装置、一级加热蒸发装置、二级加热蒸发装置和三级加热蒸发装置；其中，初级加热蒸发装置包括初级加热器、初级闪蒸罐和设置在它们之间的初级循环泵；一级加热蒸发装置包括一级加热器、一级闪蒸罐和设置在它们之间的一级循环泵以及蒸汽压缩机；二级加热蒸发装置包括二级加热器、二级闪蒸罐和设置在它们之间的二级循环泵；三级加热蒸发装置包括三级加热器、三级闪蒸罐和设置在它们之间的三级循环泵；
2-1)将废水送入初级闪蒸罐中进行蒸发，得到初级浓液、初级二次蒸汽；初级浓液在初级加热器和初级闪蒸罐之间循环流动；初级闪蒸罐的温度控制在95-100℃，真空压力控制在0.085MPa-0.103Mpa；将初级二次蒸汽输送到冷却器中作为热交换的加热气源，所述冷却器的排气口与真空泵连接；
2-2)将初级浓液送入一级加热蒸发装置中进行蒸发，得到一级浓液、一级二次蒸汽；一级浓液在一级加热器和一级闪蒸罐之间循环流动；将一级二次蒸汽输送到蒸汽压缩机中进行加压升温，由蒸汽压缩机输出升温的一级二次蒸汽到一级加热器中作为热交换的加热气源；
2-3)将一级浓液送入二级加热蒸发装置中进行蒸发，得到二级浓液、二级二次蒸汽；二级浓液在二级加热器和二级闪蒸罐之间循环流动；将二级二次蒸汽输送到初级加热器中作为热交换的加热气源；
2-4)将二级浓液送入三级加热蒸发装置中进行蒸发，得到三级浓液、三级二次蒸汽；三级浓液在三级加热器和三级闪蒸罐之间循环流动；将三级二次蒸汽分成两部分，一部分送入二级加热器中作为热交换的蒸汽源；另一部分送入三级加热器中作为热交换的蒸汽源；
3)将三级浓液送入结晶闪蒸器中进行结晶处理，得到结晶盐、和分离母液；其中，控制结晶闪蒸器的温度在65℃-75℃；将结晶盐送入下一级处理系统，将分离母液依次送入三级加热器和三级闪蒸罐中进行蒸发处理。
作为优选，在步骤1)中，将废水送入水水换热器进行预热处理；同时,将由初级加热器、一级加热器、二级加热器和三级加热器产生的冷凝水分别输送到水水换热器中作为热交换的加热水源。
作为优选，在步骤2-4)中，需要将新鲜蒸汽补充到第三效热交换器中，作为启动蒸汽或补充蒸汽；
作为优选，在步骤2-4)中，首先将新鲜蒸汽注入到射流器中，同时将第三效二次蒸汽的一部分蒸汽注入到射流器中与新鲜蒸汽汇合,然后将它们一起送入三级加热器中作为热交换的蒸汽源。
作为优选，在步骤3)中，先将分离母液通过一浓液泵送入浓水再热器中进行加热，然后将加热后的分离母液依次送入三级加热器和三级闪蒸罐中进行蒸发处理。
作为优选，在步骤3)中，在结晶处理过程中，不必加入晶种。
实现本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种脱硫废水蒸发系统，其特征在于，包括水水换热器、初级加热蒸发装置、一级加热蒸发装置、二级加热蒸发装置、三级加热蒸发装置、结晶处理器、冷却器和真空泵；
初级加热蒸发装置包括初级加热器、初级闪蒸罐和设置在它们之间的初级循环泵；
一级加热蒸发装置包括一级加热器、一级闪蒸罐和设置在它们之间的一级循环泵；在一级加热器与一级闪蒸罐之间还设有蒸汽压缩机；
二级加热蒸发装置包括二级加热器、二级闪蒸罐和设置在它们之间的二级循环泵；
三级加热蒸发装置包括三级加热器、三级闪蒸罐和设置在它们之间的三级循环泵；
所述水水换热器的浓液进口通过管道与废水输送管连接，其浓液出口依次通过初级加热蒸发装置、一级加热蒸发装置、二级加热蒸发装置、三级加热蒸发装置与结晶处理器的浓液进口连接；所述结晶处理器的分离母液输出口与三级加热器的浓液输入口连接；
所述三级闪蒸罐的三级二次蒸汽输出口之一通过管道与三级加热器的蒸汽源输入口连接，其三级二次蒸汽输出口之二通过管道与二级加热器的蒸汽源输入口连接；所述二级闪蒸罐的二级二次蒸汽输出口通过管道与初级加热器的蒸汽源输入口连接；所述初级闪蒸罐的初级二次蒸汽输出口通过管道与冷却器的蒸汽源输入口连接，所述冷却器的排气口与真空泵连接；
所述一级闪蒸罐的一级二次蒸汽输出口之一通过管道与蒸汽压缩机的进气口连接，所述蒸汽压缩机的出气口通过管道与一级加热器的蒸汽源输入口连接。
作为优选，所述初级加热器、一级加热器、二级加热器和三级加热器的冷凝水输出口分别通过管道与水水换热器的加热水源输入口连接。
作为优选，所述脱硫废水蒸发系统还包括射流器，所述三级闪蒸罐的三级二次蒸汽输出口之一通过管道与射流器的进气口之一连接，所述射流器的出气口与三级加热器的蒸汽源输入口连接；所述射流器的进气口之二外接新鲜蒸汽。
作为优选，所述脱硫废水蒸发系统还包括浓液泵和浓水再热器，所述结晶处理器的分离母液输出口依次通过浓液泵、浓水再热器与三级加热器的浓液输入口连接。
本发明的有益效果在于：
1、本发明采用多蒸汽直接蒸发与蒸汽机械压缩蒸发相结合，将蒸汽直接蒸发前置于蒸汽机械压缩蒸发，在初级闪蒸罐内实现废水迅速提温闪蒸，解决硫酸钙在较高温度下溶解度随温度上升而下降而造成废水在加热过程产生结垢问题。多级蒸汽直接蒸发及机械压缩蒸发采用加热与蒸发分离方式进行，通过前级热交换器后，被加热水的温度为75-85℃，防止硫酸钙、碳酸氢钙溶解度随着温度变析出产生结垢；而初级闪蒸罐的蒸发温度为95-100℃，加热温升很低，实现废水迅速提温闪蒸，温度变化对加热器结垢风险非常小，避免了蒸发过程中产生的析出物在闪蒸罐内产生；
2、本发明在结晶处理器内能够自我产生晶种，无需额外投加；
3、本发明通过三级蒸发起到了预加热功能，可提高系统进水出换热器的进出水温差，大幅降低前置水水换热器换热面积；三级闪蒸罐产生的二次蒸汽直接用于对三级加热器内的原水预热，减少末端冷却器规模。
4、本发明还可以将末效蒸发装置产生的蒸汽引入结晶盐干燥系统对含水结晶盐进行非接触加热干燥，减少系统总蒸汽消耗；
5、本发明对高温盐水混合物进行负压闪蒸，可蒸发更多的水以及降低产盐温度；
6、本发明的末端结晶处理器的负压度较高，使得三级闪蒸罐的三级浓液通过自压进入结晶处理器内，无需配置浓浆泵。
7、本发明将结晶处理器的排水通过浓液泵抽回至三级闪蒸罐进行再蒸发，经过结晶处理器的浓液温度及含盐量非常低对泵的磨损非常小。
附图说明
图1为本发明所述的脱硫废水蒸发系统的结构框图。
其中，1、水水换热器；21、初级加热器；22、初级闪蒸罐；23、初级循环泵；31、一级加热器；32、一级闪蒸罐；33、一级循环泵；34、蒸汽压缩机；41、二级加热器；42、二级闪蒸罐；43、二级循环泵；51、三级加热器；52、三级闪蒸罐；53、三级循环泵；6、结晶处理器；7、冷却器；8、真空泵；9、射流器；10、浓液泵；11、浓水再热器。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述：
实施例1：
参照图1，本实施例所述的脱硫废水蒸发系统，包括水水换热器1、初级加热蒸发装置、一级加热蒸发装置、二级加热蒸发装置、三级加热蒸发装置、结晶处理器6、冷却器7和真空泵8；
初级加热蒸发装置包括初级加热器21、初级闪蒸罐22和设置在它们之间的初级循环泵23；
一级加热蒸发装置包括一级加热器31、一级闪蒸罐32和设置在它们之间的一级循环泵33；在一级加热器31与一级闪蒸罐32之间还设有蒸汽压缩机34；
二级加热蒸发装置包括二级加热器41、二级闪蒸罐42和设置在它们之间的二级循环泵43；
三级加热蒸发装置包括三级加热器51、三级闪蒸罐52和设置在它们之间的三级循环泵53；
所述水水换热器1的浓液进口通过管道与废水输送管连接，其浓液出口依次通过初级加热蒸发装置的初级闪蒸罐22、一级加热蒸发装置、二级加热蒸发装置、三级加热蒸发装置与结晶处理器6的浓液进口连接；所述结晶处理器6的分离母液输出口与三级加热器51的浓液输入口连接；
所述三级闪蒸罐52的三级二次蒸汽输出口之一通过管道与三级加热器51的蒸汽源输入口连接，其三级二次蒸汽输出口之二通过管道与二级加热器41的蒸汽源输入口连接；所述二级闪蒸罐42的二级二次蒸汽输出口通过管道与初级加热器21的蒸汽源输入口连接；所述初级闪蒸罐22的初级二次蒸汽输出口通过管道与冷却器7的蒸汽源输入口连接，所述冷却器7的排气口与真空泵8连接；
所述一级闪蒸罐32的一级二次蒸汽输出口之一通过管道与蒸汽压缩机34的进气口连接，所述蒸汽压缩机34的出气口通过管道与一级加热器31的蒸汽源输入口连接。
所述初级加热器21、一级加热器31、二级加热器41和三级加热器51的冷凝水输出口分别通过管道与水水换热器1的加热水源输入口连接。
所述脱硫废水蒸发系统还包括射流器9，所述三级闪蒸罐52的三级二次蒸汽输出口之一通过管道与射流器9的进气口之一连接，所述射流器9的出气口与三级加热器51的蒸汽源输入口连接；所述射流器9的进气口之二外接新鲜蒸汽。
所述脱硫废水蒸发系统还包括浓液泵10和浓水再热器11，所述结晶处理器6的分离母液输出口依次通过浓液泵10、浓水再热器11与三级加热器51的浓液输入口连接。
本实施例所述的脱硫废水蒸发工艺，包括以下工艺步骤:
1)将废水进行预加热处理,将废水加热至75℃；将废水送入水水换热器进行预热处理；同时,将由初级加热器、一级加热器、二级加热器和三级加热器产生的冷凝水分别输送到水水换热器中作为热交换的加热水源；
2)将经过步骤1)处理后的废水依次送入初级加热蒸发装置、一级加热蒸发装置、二级加热蒸发装置和三级加热蒸发装置；其中，初级加热蒸发装置包括初级加热器、初级闪蒸罐和设置在它们之间的初级循环泵；一级加热蒸发装置包括一级加热器、一级闪蒸罐和设置在它们之间的一级循环泵；二级加热蒸发装置包括二级加热器、二级闪蒸罐和设置在它们之间的二级循环泵；三级加热蒸发装置包括三级加热器、三级闪蒸罐和设置在它们之间的三级循环泵；
2-1)将废水送入初级闪蒸罐中进行蒸发，得到初级浓液、初级二次蒸汽；初级浓液在初级加热器和初级闪蒸罐之间循环流动；初级闪蒸罐的温度控制在95℃，真空压力控制在0.085Mpa；将初级二次蒸汽输送到冷却器中作为热交换的加热气源，所述冷却器的排气口与真空泵连接；
2-2)将初级浓液送入一级加热蒸发装置中进行蒸发，得到一级浓液、一级二次蒸汽；一级浓液在一级加热器和一级闪蒸罐之间循环流动；将一级二次蒸汽输送到蒸汽压缩机中进行加压升温，由蒸汽压缩机输出升温的一级二次蒸汽到一级加热器中作为热交换的加热气源；一级闪蒸罐的温度控制在98℃；
2-3)将一级浓液送入二级加热蒸发装置中进行蒸发，得到二级浓液、二级二次蒸汽；二级浓液在二级加热器和二级闪蒸罐之间循环流动；将二级二次蒸汽输送到初级加热器中作为热交换的加热气源；二级闪蒸罐的温度控制在99℃；
2-4)将二级浓液送入三级加热蒸发装置中进行蒸发，得到三级浓液、三级二次蒸汽；三级浓液在三级加热器和三级闪蒸罐之间循环流动；将三级二次蒸汽分成两部分，一部分送入二级加热器中作为热交换的蒸汽源；另一部分送入三级加热器中作为热交换的蒸汽源；首先将新鲜蒸汽注入到射流器中，同时将第三效二次蒸汽的一部分蒸汽注入到射流器中与新鲜蒸汽汇合,然后将它们一起送入三级加热器中作为热交换的蒸汽源。三级闪蒸罐的温度控制在109℃；
3)将三级浓液送入结晶闪蒸器中进行结晶处理，得到结晶盐、和分离母液；其中，控制结晶闪蒸器的温度在65℃；将结晶盐送入下一级处理系统，先将分离母液通过一浓液泵送入浓水再热器中进行加热，然后将加热后的分离母液依次送入三级加热器和三级闪蒸罐中进行蒸发处理。在结晶处理过程中，不必加入晶种。
实施例2：
本实施例的特点是：脱硫废水蒸发系统与实施例1相同，区别在于脱硫废水蒸发工艺中的控制参数不同，具体如下：
1)将废水温度预加热至80℃。
2)控制初级闪蒸罐的温度在98℃，真空压力控制在0.094Mpa；
3)控制一级闪蒸罐的温度在100℃。
4)控制二级闪蒸罐的温度在102℃。
5)控制三级闪蒸罐的温度在112℃。
6)控制结晶蒸发器的温度在70℃。
其他与具体实施例1相同。
实施例3：
本实施例的特点是：脱硫废水蒸发系统与实施例1相同，区别在于脱硫废水蒸发工艺中的控制参数不同，具体如下：
1)将废水温度预加热至85℃。
2)控制初级闪蒸罐的温度在100℃，真空压力控制在0.1013Mpa；
3)控制一级闪蒸罐的温度在102℃。
4)控制二级闪蒸罐的温度在104℃。
5)控制三级闪蒸罐的温度在114℃。
6)控制结晶蒸发器的温度在75℃。
其他与具体实施例1相同。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种脱硫废水蒸发工艺，其特征在于,包括以下工艺步骤:
1)将废水进行预加热处理,将废水加热至75-85℃；
2)将经过步骤1)处理后的废水依次送入初级加热蒸发装置、一级加热蒸发装置、二级加热蒸发装置和三级加热蒸发装置；其中，初级加热蒸发装置包括初级加热器、初级闪蒸罐和设置在它们之间的初级循环泵；一级加热蒸发装置包括一级加热器、一级闪蒸罐和设置在它们之间的一级循环泵以及蒸汽压缩机；二级加热蒸发装置包括二级加热器、二级闪蒸罐和设置在它们之间的二级循环泵；三级加热蒸发装置包括三级加热器、三级闪蒸罐和设置在它们之间的三级循环泵；
2-1)将废水送入初级闪蒸罐中进行蒸发，得到初级浓液、初级二次蒸汽；初级浓液在初级加热器和初级闪蒸罐之间循环流动；初级闪蒸罐的温度控制在95-100℃，真空压力控制在0.085MPa-0.1013Mpa；将初级二次蒸汽输送到冷却器中作为热交换的加热气源，所述冷却器的排气口与真空泵连接；
2-2)将初级浓液送入一级加热蒸发装置中进行蒸发，得到一级浓液、一级二次蒸汽；一级浓液在一级加热器和一级闪蒸罐之间循环流动；将一级二次蒸汽输送到蒸汽压缩机中进行加压升温，由蒸汽压缩机输出升温的一级二次蒸汽到一级加热器中作为热交换的加热气源；
2-3)将一级浓液送入二级加热蒸发装置中进行蒸发，得到二级浓液、二级二次蒸汽；二级浓液在二级加热器和二级闪蒸罐之间循环流 动；将二级二次蒸汽输送到初级加热器中作为热交换的加热气源；
2-4)将二级浓液送入三级加热蒸发装置中进行蒸发，得到三级浓液、三级二次蒸汽；三级浓液在三级加热器和三级闪蒸罐之间循环流动；将三级二次蒸汽分成两部分，一部分送入二级加热器中作为热交换的蒸汽源；另一部分送入三级加热器中作为热交换的蒸汽源；
3)将三级浓液送入结晶闪蒸器中进行结晶处理，得到结晶盐和分离母液；其中，控制结晶闪蒸器的温度在65℃-75℃；将结晶盐送入下一级处理系统，将分离母液依次送入三级加热器和三级闪蒸罐中进行蒸发处理。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水蒸发工艺，其特征在于：在步骤1)中，将废水送入水水换热器进行预热处理；同时,将由初级加热器、一级加热器、二级加热器和三级加热器产生的冷凝水分别输送到水水换热器中作为热交换的加热水源。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水蒸发工艺，其特征在于：在步骤2-4)中，需要将新鲜蒸汽补充到第三效热交换器中，作为启动蒸汽或补充蒸汽；
4.根据权利要求3所述的脱硫废水蒸发工艺，其特征在于：在步骤2-4)中，首先将新鲜蒸汽注入到射流器中，同时将第三效二次蒸汽的一部分蒸汽注入到射流器中与新鲜蒸汽汇合,然后将它们一起送入三级加热器中作为热交换的蒸汽源。
5.根据权利要求1所述的脱硫废水蒸发工艺，其特征在于：在步 骤3)中，先将分离母液通过一浓液泵送入浓水再热器中进行加热，然后将加热后的分离母液依次送入三级加热器和三级闪蒸罐中进行蒸发处理。
6.根据权利要求1所述的脱硫废水蒸发工艺，其特征在于：在步骤3)中，在结晶处理过程中，不必加入晶种。
7.一种脱硫废水蒸发系统，其特征在于：包括水水换热器、初级加热蒸发装置、一级加热蒸发装置、二级加热蒸发装置、三级加热蒸发装置、结晶处理器、冷却器和真空泵；
初级加热蒸发装置包括初级加热器、初级闪蒸罐和设置在它们之间的初级循环泵；
一级加热蒸发装置包括一级加热器、一级闪蒸罐和设置在它们之间的一级循环泵；在一级加热器与一级闪蒸罐之间还设有蒸汽压缩机；
二级加热蒸发装置包括二级加热器、二级闪蒸罐和设置在它们之间的二级循环泵；
三级加热蒸发装置包括三级加热器、三级闪蒸罐和设置在它们之间的三级循环泵；
所述水水换热器的浓液进口通过管道与废水输送管连接，其浓液出口依次通过初级加热蒸发装置、一级加热蒸发装置、二级加热蒸发装置、三级加热蒸发装置与结晶处理器的浓液进口连接；所述结晶处理器的分离母液输出口与三级加热器的浓液输入口连接；
所述三级闪蒸罐的三级二次蒸汽输出口之一通过管道与三级加热器的蒸汽源输入口连接，其三级二次蒸汽输出口之二通过管道与二级加热器的蒸汽源输入口连接；所述二级闪蒸罐的二级二次蒸汽输出口通过管道与初级加热器的蒸汽源输入口连接；所述初级闪蒸罐的初级二次蒸汽输出口通过管道与冷却器的蒸汽源输入口连接，所述冷却器的排气口与真空泵连接；
所述一级闪蒸罐的一级二次蒸汽输出口之一通过管道与蒸汽压缩机的进气口连接，所述蒸汽压缩机的出气口通过管道与一级加热器的蒸汽源输入口连接。
8.根据权利要求7所述的脱硫废水蒸发系统，其特征在于：所述初级加热器、一级加热器、二级加热器和三级加热器的冷凝水输出口分别通过管道与水水换热器的加热水源输入口连接。
9.根据权利要求7所述的脱硫废水蒸发系统，其特征在于：所述脱硫废水蒸发系统还包括射流器，所述三级闪蒸罐的三级二次蒸汽输出口之一通过管道与射流器的进气口之一连接，所述射流器的出气口与三级加热器的蒸汽源输入口连接；所述射流器的进气口之二外接新鲜蒸汽。
10.根据权利要求7所述的脱硫废水蒸发系统，其特征在于：所述脱硫废水蒸发系统还包括浓液泵和浓水再热器，所述结晶处理器的分离母液输出口依次通过浓液泵、浓水再热器与三级加热器的浓液输入口连接。
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