CN105217702A - 一种脱硫废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱硫废水处理系统，该脱硫废水处理系统包括加热单元(1)、蒸发器(2)和换热器(3)，加热单元的进口连接有脱硫废水管道(4)，加热单元的出口与蒸发器的进口相连，蒸发器具有底部排出口和顶部的蒸汽排出口，蒸汽排出口通过蒸汽管道(23)与换热器相连，换热器包括底部的排水管道(31)和顶部的排气管道(32)，蒸汽通过换热器换热，部分蒸汽冷凝成冷凝水进入排水管道中，未冷凝的蒸汽通过排气管道排出。脱硫废水中的大部分水分通过蒸发器蒸发和换热器冷凝，以回收再利用，脱硫废水蒸发后的含盐固体被排入脱硫石膏库，使得含盐固体与石膏进行混合处理，实现了脱硫废水的零排放。

Description

一种脱硫废水处理系统

技术领域

本发明涉及废水处理，具体地，涉及一种脱硫废水处理系统。

背景技术

在石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中，为保证脱硫效率，维持系统氯离子平衡，需要排出部分脱硫废水。因脱硫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，不能直接排放。目前，通常采用的脱硫废水处理工艺是采用化学处理方法对废水进行絮凝、沉降及中和，减少废水中的悬浮物及有害物质，达标后作为废水进行排放。

由于通常的化学法处理方法效果有限，且难以处理中性盐份，使废水既难以回收利用，也不能达标对外排放。在目前已有技术中，较为彻底的处理方法是对废水进行固化处理，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，使废水中的水分挥发进入大气，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，与脱硫副产品石膏混合处理。但该类处理工艺存在的问题是：

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，存在运行能耗大，设备易腐蚀、结垢等问题；

3、挥发的水分直接进入大气，难以回收利用。

有鉴于此，需要一种能够的脱硫废水处理系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱硫废水处理系统，该脱硫废水处理系统能够实现脱硫系统中脱硫废水的零排放。

为了实现上述目的，本发明提供一种脱硫废水处理系统，该脱硫废水处理系统包括加热单元、蒸发器和换热器，所述加热单元的进口连接有脱硫废水管道，所述加热单元的出口与所述蒸发器的进口相连，所述蒸发器具有底部排出口和顶部的蒸汽排出口，所述蒸汽排出口通过蒸汽管道与所述换热器相连，所述换热器包括底部的排水管道和顶部的排气管道，蒸汽通过所述换热器换热，部分所述蒸汽冷凝成冷凝水进入所述排水管道中，未冷凝的所述蒸汽通过所述排气管道排出。

优选地，所述底部排出口为两个，其中一个通过循环管道连接所述蒸发器的进口，另一个连接排出管。

优选地，所述循环管道中设有循环蒸发泵。

优选地，所述脱硫废水处理系统还包括增稠器和脱硫石膏库，所述排出管与所述增稠器的进口连接，所述增稠器具有底部出口，所述底部出口通过排固管道连接至所述脱硫石膏库。

优选地，所述增稠器还具有顶部出口，所述顶部出口通过排液管道与所述蒸发器的顶部相连。

优选地，所述排出管中设有盐浆泵。

优选地，所述换热器包括壳体和循环冷却管道，所述循环冷却管道贯穿所述壳体，所述循环冷却管道中通入有冷却介质，所述排气管道连接于所述壳体的顶部，所述排水管道的一端连接于所述壳体的底部，另一端与所述循环冷却管道相连。

优选地，所述排气管道中设有真空泵。

优选地，所述冷却介质为工艺水或冷却水。

优选地，所述加热单元为烟道加热器，所述烟道加热器中通入有高温烟气。

通过上述技术方案，与传统的脱硫废水处理系统相比，脱硫废水在本发明的脱硫废水处理系统中形成闭式循环，脱硫废水中的大部分水分通过蒸发器蒸发和换热器冷凝，以进行回收再利用，脱硫废水蒸发后的含盐固体被排入脱硫石膏库，使得含盐固体与石膏进行混合处理，实现了石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术的废水零排放。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的优选实施方式中脱硫废水处理系统的结构示意图。

附图标记说明

1加热单元2蒸发器

3换热器4脱硫废水管道

5循环蒸发泵6增稠器

7脱硫石膏库8盐浆泵

9真空泵

21排出管22循环管道

23蒸汽管道31排水管道

32排气管道33壳体

34循环冷却管道61排液管道

62排固管道

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

图1显示了一种脱硫废水处理系统，该脱硫废水处理系统包括加热单元1、蒸发器2和换热器3，加热单元1的进口连接有脱硫废水管道4，加热单元1的出口与蒸发器2的进口相连，蒸发器2具有底部排出口和顶部的蒸汽排出口，蒸汽排出口通过蒸汽管道23与换热器3相连，换热器3包括底部的排水管道31和顶部的排气管道32，蒸汽通过换热器3换热，部分蒸汽冷凝成冷凝水进入排水管道31中，未冷凝的蒸汽通过排气管道32排出。

脱硫废水通过脱硫废水管道4进入加热单元1，并通过加热单元1加热脱硫废水，加热后的脱硫废水进入蒸发器2中，并在蒸发器2中蒸发以形成蒸汽和含盐产物。其中，含盐产物通过蒸发器2的底部排出口排出；蒸汽通过蒸发器2的顶部的蒸汽排出口排出，并通过蒸汽管道23进入换热器3中，蒸汽在换热器3中进行换热，使得部分蒸汽冷凝后形成冷凝水进入排水管道31中，以进行再回收利用，未冷凝的蒸汽通过排气管道32排出。

与传统的脱硫废水处理系统相比，脱硫废水在本发明的脱硫废水处理系统中形成闭式循环，脱硫废水中的水分通过蒸发器2蒸发形成蒸汽，蒸汽经过换热器3换热，使得大部分蒸汽冷凝形成冷凝水，并对该冷凝水回收再利用，从而降低了脱硫废水处理系统中水量的消耗；未冷凝的蒸汽排入大气中，排出的蒸汽不会对环境造成污染。脱硫废水蒸发后得到的含盐产物被排入脱硫石膏库7中，使得含盐产物与石膏进行混合处理，实现了石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术中脱硫废水的零排放。

在本发明的脱硫废水处理系统中，蒸发器2可以为单效或多效蒸发器。在本发明的优选实施方式中，蒸发器2采用双效蒸发器，在进水温度80-85℃、真空度-90kPa左右的条件下，对脱硫废水进行真空蒸发，一般可以达到75％以上的蒸发量。蒸发器2的加热表面在长时间使用后总是产生污垢，该污垢可以分为水溶性污垢和不溶性污垢。水溶性污垢是蒸发饱和溶液时所析出的盐类结晶，可用纯水或稀的不饱和溶液定期清洗，设备清洗时，先通过蒸发器2的底部排出口将滞留的含盐产物排净，整个清洗过程中可以运用含盐产物蒸发原理进行。钙、镁、硅等低溶解度的盐类以及大分子有机聚合物等，易产生不溶性结垢的物质，要定期停车用酸、碱清洗，或用机械方式将结垢去除，因此蒸发器2的材质可采用耐腐蚀的不锈钢材质，例如316L、2205。

在本发明的脱硫废水处理系统中，加热单元1可以为蒸汽加热器或电加热器，但为了降低能耗，优选地，采用烟气余热加热脱硫废水，因此特别地，加热单元1为烟道加热器，所述烟道加热器中通入有高温烟气，该高温烟气是来自火电厂的烟气。通过利用来自火电厂的烟气的余热进行加热脱硫废水，使得烟气与脱硫废水直接进行换热，不需要消耗其他热源。通常来自火电厂的烟气的温度为130-160℃，烟气在烟道加热器的烟道中的流速为15m/s，脱硫废水经过烟道加热器后，应被加热至80-85℃，以便于在充分利用烟气余热的同时，有效减少换热面积，降低设备成本，从而有效利用热能，节约能耗。

在本发明的一种实施方式中，脱硫废水处理系统中的加热单元1为烟道加热器，烟道加热器中通入来自火电厂的烟气，利用烟气的余热加热脱硫废水，加热后的脱硫废水在蒸发器2中进行真空闪蒸，蒸发后的含盐产物中的液体浓度小于20％，在此情况下，蒸发器2的底部排出口可以直接连接至脱硫石膏库，使得蒸发后的含盐产物直接排入脱硫石膏库7中，从而在低成本、低能耗的条件下，实现了石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术中脱硫废水的零排放。

在本发明的另一种实施方式中，通过加热单元1加热的脱硫废水进入蒸发器2中蒸发，蒸发后的含盐产物中液体浓度大于20％，在此情况下，特别地，底部排出口可以为两个，其中一个通过循环管道22连接蒸发器2的进口，另一个直接连接至脱硫石膏库7。其中，液体浓度小于20％的含盐产物直接排放至脱硫石膏库7中；液体浓度大于20％的含盐产物将通过循环管道22返回至蒸发器2中，以进行再次蒸发。特别地，循环管道22中设有循环蒸发泵5。液体浓度大于20％的含盐产物将通过循环蒸发泵5泵送至蒸发器2的进口。

在本发明的优选实施方式中，特别地，脱硫废水处理系统还包括增稠器6和脱硫石膏库7，底部排出口可以为两个，其中一个通过循环管道22连接蒸发器2的进口，使得液体浓度远远大于20％的含盐产物将通过循环管道22返回至蒸发器2中，以进行再次蒸发；另一个连接排出管21，排出管21与增稠器6的进口连接，增稠器6具有底部出口，底部出口通过排固管道62连接至脱硫石膏库7，使得液体浓度稍大于20％的含盐产物进入增稠器6中进行增稠浓缩，经增稠器6浓缩使底部的含盐产物中液体浓度小于20％，再通过与增稠器6的底部出口连接的排固管道62排入脱硫石膏库7中。

为了增加增稠器6的浓缩含盐产物的效率，特别地，增稠器6还具有顶部出口，顶部出口通过排液管道61与蒸发器2的顶部相连。含盐产物在增稠器6中进行浓缩时，增稠器6的顶部形成为澄清液，底部形成为液体浓度小于20％的含盐产物。增稠器6顶部的澄清液从顶部出口排出，并通过排液管道61返回至蒸发器2中，进行蒸发以形成蒸汽；增稠器6底部的含盐产物通过与增稠器6的底部出口连接的排固管道62排入脱硫石膏库7中。

由于从排出管21中排出的含盐产物为浓稠的浆状，不易顺利地流动至增稠器6或脱硫石膏库7中，因此特别地，排出管21中设有盐浆泵8。通过盐浆泵8能够将浓稠的含盐产物顺利地泵送至增稠器6或脱硫石膏库7中。

特别地，换热器3包括壳体33和循环冷却管道34，循环冷却管道34贯穿壳体33，循环冷却管道34中通入有冷却介质，排气管道32连接于壳体33的顶部，排水管道31的一端连接于壳体33的底部，另一端与循环冷却管道34相连。其中，特别地，冷却介质为工艺水或冷却水。从蒸发器2中排出的蒸汽通过蒸汽管道23进入壳体33中，在壳体33中的蒸汽与循环冷却管道34中冷却水进行换热，使得大部分蒸汽冷凝形成冷凝水，并通过排水管道31流至循环冷却管道34中；未冷凝的蒸汽从壳体33的顶部通过排气管道32排出。为了使得未冷凝的蒸汽快速地排出，特别地，排气管道32中设有真空泵9。

在本发明的优选实施方式中，排水管道31中设有单向阀。该单向阀只允许壳体33中的水通过排水管道31流至循环冷却管道34中，以避免循环冷却管道34倒流至壳体33中，使得提高了换热器3的换热效率。

在本发明的优选实施方式中，处理脱硫废水的工艺流程如下：

第一步，将脱硫废水引入烟道加热器中；

第二步，来自火电厂的高温烟气与脱硫废水在烟道加热器中进行换热，将脱硫废水加热至80-85℃；

第三步，将加热后的脱硫废水引入双效蒸发器中；

第四步，在双效蒸发器中，脱硫废水经真空闪蒸得到蒸汽和含盐浆液，蒸汽由双效蒸发器的顶部排出，含盐浆液由双效蒸发器底部经盐浆泵8排出；

第五步，双效蒸发器的部分含盐浆液由循环蒸发泵5输送至双效蒸发器的顶部，再次进行蒸发；

第六步，由双效蒸发器的顶部排出的蒸汽进入换热器3的壳体33中，与循环冷却管道34中的冷却水进行换热，经冷凝后，与冷却水合并至循环冷却管道34中，再次进行循环利用；

第七步，少量未冷凝蒸汽由换热器3顶部排出，经真空泵9排入大气；

第八步，由盐浆泵8排出的含盐浆液，进入增稠器6中，并在增稠器6中进行浓缩，得到顶部的澄清液和底部浓缩后的含盐浆液；

第九步，增稠器6的底部浓缩后的含盐浆液中液体浓度小于20％，可直接排入脱硫石膏库7中。

第十步，增稠器6的顶部的澄清液，返回双效蒸发器中进行蒸发。

需要特别说明的是，上述工艺过程中所有与脱硫废水或含盐产物直接接触的设备、部件或管道均应采用耐氯离子腐蚀的材料。由于浓缩后的含盐产物中含有大量的固体、盐分，因此循环蒸发泵5和盐浆泵8应采用耐磨损、抗腐蚀的固体浆液输送泵。另外，在上述工艺过程中，蒸发器2、换热器3和增稠器6均在负压条件下运行，设备在进行设计制造时，应考虑可承受-97kPa的真空度。

综上所述，与现有技术相比，本发明的脱硫废水处理系统至少具有如下优点：1、本发明通过利用火电厂烟气与脱硫废水直接进行换热，不需要消耗其它热源，具有能耗低特点；2、本发明的脱硫废水处理系统回收了脱硫废水中的大部份水分，降低了脱硫系统水量的消耗；3、本发明可实现火电厂脱硫系统废水的零排放，是提高冷却水利用率和节约水资源的可靠手段；4、本发明的主要能耗来自于真空泵、盐浆泵，增稠器的电耗，与其它脱硫废水处理工艺相比，具有能耗低的优势；5、本发明对脱硫系统的运行没有任何不利影响；6、脱硫废水在本发明系统内形成闭式循环，大部份水分被回收利用，系统只有少量固体物排出，且可与脱硫副产物石膏进行混合处理，实现了石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术的废水零排放；7、本发明的脱硫废水处理工艺简单，易于实施。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种脱硫废水处理系统，其特征在于，该脱硫废水处理系统包括加热单元(1)、蒸发器(2)和换热器(3)，所述加热单元(1)的进口连接有脱硫废水管道(4)，所述加热单元(1)的出口与所述蒸发器(2)的进口相连，所述蒸发器(2)具有底部排出口和顶部的蒸汽排出口，所述蒸汽排出口通过蒸汽管道(23)与所述换热器(3)相连，所述换热器(3)包括底部的排水管道(31)和顶部的排气管道(32)，蒸汽通过所述换热器(3)换热，部分所述蒸汽冷凝成冷凝水进入所述排水管道(31)中，未冷凝的所述蒸汽通过所述排气管道(32)排出。

2.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述底部排出口为两个，其中一个通过循环管道(22)连接所述蒸发器(2)的进口，另一个连接排出管(21)。

3.根据权利要求2所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述循环管道(22)中设有循环蒸发泵(5)。

4.根据权利要求2所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述脱硫废水处理系统还包括增稠器(6)和脱硫石膏库(7)，所述排出管(21)与所述增稠器(6)的进口连接，所述增稠器(6)具有底部出口，所述底部出口通过排固管道(62)连接至所述脱硫石膏库(7)。

5.根据权利要求4所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述增稠器(6)还具有顶部出口，所述顶部出口通过排液管道(61)与所述蒸发器(2)的顶部相连。

6.根据权利要求4所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述排出管(21)中设有盐浆泵(8)。

7.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述换热器(3)包括壳体(33)和循环冷却管道(34)，所述循环冷却管道(34)贯穿所述壳体(33)，所述循环冷却管道(34)中通入有冷却介质，所述排气管道(32)连接于所述壳体(33)的顶部，所述排水管道(31)的一端连接于所述壳体(33)的底部，另一端与所述循环冷却管道(34)相连。

8.根据权利要求7所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述排气管道(32)中设有真空泵(9)。

9.根据权利要求7所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述冷却介质为工艺水或冷却水。

10.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述加热单元(1)为烟道加热器，所述烟道加热器中通入有高温烟气。