CN104710069A - 冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法，包括：将冶炼厂废水进行预除杂处理，以便除去废水中悬浮物、胶体和结垢物质；利用余热发电尾汽对废水进行蒸发处理，以便得到淡水和浓水；将淡水用于余热锅炉或化学处理站；以及将浓水用于冷却冶炼废渣。该方法工艺流程简单、处理效率高、成本低，能实现热源梯级利用和水资源回收利用。

Description

冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法

技术领域

本发明属于资源综合利用领域，具体而言，本发明涉及利用冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法。

背景技术

目前，冶炼厂余热发电后产生的尾汽需经循环冷却水冷却后变为冷凝水，冷却过程中损失了尾汽携带的潜热资源，且冷却过程须不断消耗新水资源，还需排放污水至环境中。

另一方面，目前广泛应用于冶炼厂生产废水处理的工艺是膜过滤法。然而，膜法废水处理工艺需经过复杂的预处理过程，且存在投资高、产水率低(50-60％)、膜寿命短(1年更换)。废水经膜过滤处理后，还将产生约30-40％的浓水，因此膜分离法无法做到真正意义的零排放。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法，该方法流程简单、处理效率高、低成本，能实现热源梯级利用、水资源回收利用以及废水零排放的目的。

根据本发明实施例的冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法，包括：将冶炼厂废水进行预除杂处理，以便除去所述废水中悬浮物、胶体和结垢物质；利用余热发电尾汽对所述废水进行蒸发处理，以便得到淡水和浓水；将所述淡水用于余热锅炉或化学处理站；以及将所述浓水用于冷却冶炼废渣。

本发明上述实施例的冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法利用余热发电后的低品位尾汽结合蒸发设备对废水进行处理。由此，该方法充分利用低品位尾汽的热能处理废水，将冶炼厂中毫不相关的两方面废弃物耦合，同时解决了余热锅炉尾汽热能的浪费问题，又解决了冶炼厂废水的处理问题，可以显著降低废水处理的成本，达到节能减排的目的。另外，将经过处理后的得到淡水用于锅炉，浓水用于冷却冶炼废渣，不仅提高了水资源的再利用率，同时还实现了废水的零排放。本发明的上述处理废水的方法工艺流程简单、处理效率高、成本低，能够实现热源的梯级利用和水资源的回收利用。

另外，根据本发明上述实施例的冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述预除杂处理包括：将所述废水进行混凝沉淀，以便使废水中悬浮颗粒、胶体和结垢物质发生沉淀；将经过所述混凝沉淀后的废水通过介质过滤器进行过滤处理，以便除去沉淀物。由此可以有效地除去废水中的悬浮物、胶体和结垢物质等杂质，进而有效防止下一步对废水进行蒸发处理过程中堵塞多效降膜蒸发器，进而提高处理效率。

在本发明的一些实施例中，所述废水为污酸污水处理后液、、循环排污水、化学处理站废水中的至少一种。因此，本发明实施例的冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法具有广泛的适用性。

在本发明的一些实施例中，所述废水的硬度(以CaCO₃计)为1000-1500mg/L。

在本发明的一些实施例中，所述废水中含有1000-10000mg/L的硫酸根离子，400-600mg/L的钙离子。

在本发明的一些实施例中，所述余热发电后乏汽的设定温度为50-70摄氏度。由此更加符合多效降膜蒸发器的热源要求。

在本发明的一些实施例中，利用低温蒸发设备对所述废水进行蒸发处理。

在本发明的一些实施例中，所述低温蒸发设备为5-10效低温多效蒸发器。由此可以进一步提高蒸发效率。

在本发明的一些实施例中，在所述蒸发处理过程中加入晶种，以便吸附易结垢物质。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明实施例的利用冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法。根据本发明的具体实施例，该方法包括：将冶炼废水进行预除杂处理，以便除去所述废水中悬浮物、胶体和结垢物质；利用冶炼厂余热发电尾汽在换热蒸发设备内对冶炼废水进行蒸发处理，以便得到淡水和浓水；

将所述淡水用于余热锅炉或化学处理站；以及

将所述浓水用于冷却冶炼废渣。

下面参考图1详细描述本发明具体实施例的利用冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法。

冶炼废水预除杂处理

根据本发明的具体实施例，上述方法处理的冶炼厂废水可以是从冶炼厂不同生产环节来源的成分不同的废水，例如可以是污酸污水处理后液、循环排污水、化学处理站废水等等。本发明实施例的利用冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法具有广泛的适用性，可用于处理上述任意一种废水或任意多种废水的混合物。

根据本发明的具体实施例，上述废水的硬度为1000～1500mg/L(以CaCO₃计)，所述废水中含有1000～10000mg/L的硫酸根离子，400～600mg/L的钙离子。

根据本发明的具体实施例，首先将冶炼废水进行预除杂处理，以便除去所述废水中悬浮物、胶体和结垢物质。由此可以防止下一步对废水进行处理时堵塞设备，使后续设备能够连续稳定运行，进而提高处理效率。

根据本发明的具体实施例，上述预除杂处理可以具体包括：将废水进行混凝沉淀，以便除去废水中悬浮颗粒、胶体和结垢物质；以及将经过混凝沉淀后的废水通过介质过滤器进行过滤处理，以便除去沉淀物。由此可以有效地除去废水中的悬浮物、胶体和结垢物质等杂质，进而有效防止下一步对废水进行处理时堵塞设备，使后续设备能够连续稳定运行，进而提高处理效率。

根据本发明的具体实施例，在进行混凝沉淀处理前，还可以将不同厂区或者不同来源的废水首先引入调节池，进行水质水量的调节，尽量保持待处理废水水质的均一性和水量的稳定。例如，当某生产环节产生的废水成分或水量发生变化时，可以通过主动调节其他废水的水量来使调节池中的废水成分和水量尽量保持稳定，使得整个废水处理过程能够稳定持续地进行，进而提高整个废水处理系统的稳定性和可靠性。

利用余热发电尾汽对冶炼废水进行蒸发处理

根据本发明的具体实施例，进一步地，利用冶炼厂余热发电尾汽对经过预除杂处理后的废水进行蒸发处理。所述蒸发处理可采用各种已有的换热蒸发设备，例如：低温蒸发设备、MVR蒸发器、高温多效蒸发器等等。通过将冶炼厂余热发电尾汽和冶炼废水引入到换热蒸发设备，可以利用尾汽中的热能使冶炼废水得到浓缩，大大减少了冶炼废水量。这样，普通的换热蒸发设备成为了冶炼废水处理设备，尾汽得到资源化利用，冶炼废水也得到处理，一举两得。由于换热蒸发过程中废水中的部分物质会逐渐过饱和而生成微小结晶，这些结晶在后续通过简单过滤即可除掉。相比传统冶炼废水处理方法，这种方法完全不需要向废水中加入沉淀剂或中和剂，不但减掉了中和/沉淀所需的物料消耗和相应的成本，还大大减少了渣量(实际上没有传统意义上的渣，而仅有一些微小结晶物)。

根据本发明的具体实施例，上述冶炼厂余热发电尾汽资源化利用方法有以下突出优点：

通常，冶炼厂余热发电尾汽作为余热锅炉产生的高压蒸汽经过汽轮机发电做功后排出的低品位蒸汽，对于冶炼厂而言已经没有再利用的价值。对于这种尾汽，现有的通常做法是通过凝汽器冷凝成水作为余热锅炉的循环冷却补充水，被凝汽器冷凝成水的这部分蒸汽中的热能没有被利用。本申请提出的方法利用这些尾汽处理厂区的废水，由此不仅回收了尾汽中的低品位热能，同时废水得到了处理，进而省去了传统冶炼厂废水处理所需的大量物料消耗，节省了处理成本。

根据本发明的具体实施例，控制上述余热发电尾汽的温度为50-70摄氏度。申请人通过研究发现，该温度下的余热发电尾汽尤其适用于本申请提出的尾汽资源化利用方法对冶炼厂废水进行处理，因为该尾汽能够有效维持蒸发顶温低，保证蒸发过程不易结垢，减缓腐蚀，而且通过选用合适的换热蒸发设备(例如，低温蒸发设备)对废水进行处理，其蒸发效率高，造水比和浓缩比高，进而可以显著节省能耗，提高处理效率。

根据本发明的具体实施例，蒸发过程中还可以加入晶种，用于吸附新生成的硫酸钙、碳酸钙和氢氧化镁等易结垢物质，晶种长大的过程中除去了废水中易结垢成分，然后通过沉淀或过滤去除这些成分。通过加入晶种能促进结垢物质附着在晶种上，而不是在蒸发设备上结垢，因此能减缓或消除蒸发设备结垢。此外，由于晶种能够促进结垢物质形成较大颗粒并最终去除，因此能够避免在后续步骤中引入碳酸钠等软化药剂，减少含钠渣量，并能提高废水浓缩比。

根据本发明的具体实施例，例如采用低温多效蒸发器，废水首先进冷凝器冷凝末效装置内的二次蒸汽预热，预热后进入第一效蒸发器与余热发电尾汽进行热交换；各效蒸发器内的温度和压力逐效降低，因此各效蒸发后的冶炼废水逐级进入下一效的废水侧。

根据本发明的具体实施例，低温多效蒸发器的效数可以根据余热发电后尾汽的性质、待处理废水的水量以及浓缩倍数等因素并结合技术经济核算确定。因此，根据本发明的具体实施例，通过结合待处理废水的性质，例如废水的硬度和杂质含量，确定所述低温多效蒸发器为5-10效蒸发器，由此可以实现热能利用率高，产水率高的要求。根据本发明的具体示例，采用该方法利用1吨余热发电后尾汽能够产出7-10吨淡水，浓缩比可以达到10-15。由此，通过采用余热发电后尾汽并选择合适效数的低温蒸发设备可以进一步提高废水处理效果，将废水转化为冶炼厂生产中可再利用的水资源。

由此，本发明的冶炼厂余热发电尾汽资源化利用方法结合有色冶炼行业的特点，充分利用了低品位尾汽的热能，实现了能源的梯级利用。并将低品位尾汽与冶炼厂废水处理工艺耦合，大大降低了废水处理成本和难度。

产物处理

根据本发明的具体实施例，冶炼废水通过换热蒸发可以得到淡水和浓水。采用该方法，利用1吨余热发电尾汽能够产出7-10吨淡水，浓缩比可以达到10-15。这些淡水中的含盐量低于5mg/L，完全符合余热锅炉和化学处理站用水的水质要求。因此，将该部分淡水用于余热锅炉或化学处理站可以实现废水的再利用，进而间接降低了废水的处理成本和工厂运行成本。根据本发明的另一个具体实施例，残余的浓水量仅为原有冶炼废水的1/10～1/15，这些少量浓水可以用于冷却冶炼废渣，进而避免了浓水的排放。因此，通过上述方法将淡水用于余热锅炉或化学处理站，将浓水用于冷却冶炼废渣，进而实现了冶炼废水的零排放。

通过采用本发明上述实施例的利用余热发电尾汽资源化利用的方法对冶炼废水进行处理，可以使得整个有色冶炼厂区的生产用水水循环利用率达到97％，进而显著节省了生产水能耗。因此，本发明提出的处理废水的方法更加符合绿色、环保、节能的现代化生产要求。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法，其特征在于，包括：

将冶炼厂废水进行预除杂处理，以便除去所述废水中悬浮物、胶体和结垢物质；

利用余热发电尾汽对所述废水进行蒸发处理，以便得到淡水和浓水；

将所述淡水用于余热锅炉或化学处理站；以及

将所述浓水用于冷却冶炼废渣。

2.根据权利要求1所述冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法，其特征在于，所述预除杂处理包括：

将所述废水进行混凝沉淀，以便使废水中悬浮颗粒、胶体和结垢物质发生沉淀；

将经过所述混凝沉淀后的废水通过介质过滤器进行过滤处理，以便除去沉淀物。

3.根据权利要求1或2所述冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法，其特征在于，所述冶炼厂废水为污酸污水处理后液、循环排污水、化学处理站废水中的至少一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法，其特征在于，所述冶炼厂废水以CaCO₃计的硬度为1000-1500mg/L。

5.根据权利要求1-4任一项所述冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法，其特征在于，所述冶炼厂废水中含有1000-10000mg/L的硫酸根离子，400-600mg/L的钙离子。

6.根据权利要求1所述冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法，其特征在于，控制所述余热发电尾汽的温度为50-70摄氏度。

7.根据权利要求6所述冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法，其特征在于，利用低温蒸发设备对所述冶炼厂废水进行所述蒸发处理。

8.根据权利要求7所述冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法，其特征在于，所述低温蒸发设备为5-10效低温多效蒸发器。

9.根据权利要求1-8任一项所述冶炼厂余热发电尾汽资源化利用的方法，其特征在于，在所述蒸发处理过程中加入晶种，以便吸附易结垢物质。