CN105668832A - 一种脱硫废水处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种脱硫废水处理系统及方法。其特征在于，首先脱硫吸收塔中的待处理的脱硫废水通过水泵输送到缓冲水箱后，与空气压缩器产生的压缩空气在引射器中混合后进入喷雾喷嘴做雾化处理，生成脱硫废水雾气；然后由未经除尘的锅炉产生的经空气预热器输送进烟道的带有飞灰的烟气与脱硫废水雾气在烟道中形成混合烟气；烟气自身热量使脱硫废水雾气中的水分蒸干；最后在电除尘器中对步骤2中的混合烟气进行除尘处理，清除烟气中的污染物以实现脱硫废水的零排放。本发明通过利用烟气余热进行喷雾蒸发能够有效去除脱硫废水中的有害物质，提高了除尘效率并实现脱硫废水的零排放，也减少了湿法脱硫过程中的水耗量。

Description

一种脱硫废水处理系统及方法

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种脱硫废水处理系统及方法。

背景技术

我国电力结构方面以燃煤机组为主，并且在很长一个时期内，我国仍将保持燃煤发电的主导地位。控制以二氧化硫为代表的火电厂排放的大气污染物将直接影响我国的大气环境质量。

湿法脱硫是应用范围最广的烟气脱硫工艺。产生的脱硫废水由于悬浮物含量高且颗粒细小，并且含有如铜、锌、氟化物、硫化物等二类污染物，以及火电厂现行污水排放标准限制的重金属离子如镉、汞、铬、铅、镍等一类污染物，对环境有很强的污染性。

火电厂脱硫废水目前主要的处理方法为化学沉淀法，但仍无法有效去除氯离子，且工艺复杂，不易自动控制，多数电厂运行结果并不理想。其他的处理方法包括将脱硫废水与浓缩的副产品石膏混合排至灰场，以及水利冲灰，都会因为没有对石膏进行综合利用，降低火电厂的经济性；微滤膜法虽然工艺简单但是滤膜污染堵塞现象严重且滤膜成本较高，因而没有得到推广。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种脱硫废水处理系统，其特征在于，包括：脱硫吸收塔1与水泵连接，水泵的另一端连接至缓冲水箱2的入口，缓冲水箱2的出口和空气压缩机3的出口都连接到引射器4的入口，引射器4的出口与布置于烟道内壁上的若干个喷雾喷嘴5相连；空气预热器6的入口与锅炉相连，空气预热器6的出口连接到烟道的一端，烟道的另一端连接电除尘器7；

所述脱硫吸收塔1用于收集待处理的脱硫废水；

所述缓冲水箱2用于接收脱硫吸收塔排放的脱硫废水；

所述空气压缩机3通过压缩空气调节喷雾喷嘴5内气液比，从而将所述脱硫废水进行雾化处理，生成脱硫废水雾气；

所述引射器4利用空气压力，引射缓冲水箱内的脱硫废水，使出口处有一定的速度，保证空气和脱硫废水的充分混合；

所述喷雾喷嘴5用于产生脱硫废水雾气并将其输送至烟道内与带有飞灰的烟气混合，以使所述脱硫废水雾气中的水分、盐份及重金属离子吸附在所述烟气中的飞尘表面；

所述空气预热器6利用其出口烟气自身热量，使吸附在烟气中的飞尘表面上的脱硫废水雾气中的水分蒸干脱离飞尘；

所述电除尘器7用于对烟道内脱硫废水雾气与带有飞灰的烟气混合后的烟气进行除尘处理，清除脱硫废水中的污染物以实现脱硫废水的零排放。

所述缓冲水箱内2还设置滤网8，用于在雾化处理之前对所述待处理的脱硫废水进行物理过滤。

所述烟道的内壁上安装吹灰器9，用于所述脱硫废水雾气与带有飞灰的烟气混合时对烟道壁进行吹灰操作，以清除烟道壁上吸附的飞尘，防止雾化液滴与飞尘混合后贴壁结垢。

所述喷雾喷嘴5的直径小于5mm。

所述喷雾喷嘴5在横截面为圆形的烟道中按圆周均匀布置，喷雾方向沿烟气流动方向，形成切圆式喷射场，以避免雾化液滴与烟道壁面接触，产生的雾化微粒沿着烟气流动方向螺旋前进，利于雾滴与烟气的混合，从而尽快蒸发。

所述喷雾喷嘴5在横截面为矩形烟道中沿烟道四周均匀分布，喷嘴间距约0.3m，喷雾喷嘴5的个数取决于烟道横截面积和锅炉容量，喷雾喷嘴5喷射方向为偏向带有飞灰的烟气流动方向30°～60°角，确保脱硫废水雾气的雾滴能与带有飞灰的烟气充分接触，加快蒸发，且避免被带有飞灰的烟气吹向烟道壁面造成结垢。

一种脱硫废水处理方法，其特征在于，包括：

步骤1、脱硫吸收塔1中的待处理的脱硫废水通过水泵输送到缓冲水箱2后，与空气压缩器3产生的压缩空气在引射器4中混合后进入喷雾喷嘴5做雾化处理，生成脱硫废水雾气；

步骤2、由未经除尘的锅炉产生的经空气预热器6输送进烟道的带有飞灰的烟气与脱硫废水雾气在烟道中形成混合烟气；烟气自身热量使脱硫废水雾气中的水分蒸干；

步骤3、在电除尘器7中对步骤2中的混合烟气进行除尘处理，清除烟气中的污染物以实现脱硫废水的零排放。

在所述脱硫吸收塔1中的待处理的脱硫废水通过水泵输送到缓冲水箱2之前对水泵输送的待处理的脱硫废水进行物理过滤。

所述雾化处理生成的脱硫废水雾气的雾滴直径不大于50μm。

所述由未经除尘的锅炉产生的经空气预热器6输送进烟道的带有飞灰的烟气的温度大于100℃。

有益效果

本发明提供的一种脱硫废水处理系统及方法通过将脱硫废水做雾化处理，并与带有飞灰的烟气结合从而被加热蒸发，使得脱硫废水所含盐份及重金属离子吸附在所述飞灰表面，通过对飞灰做除尘处理以实现脱硫废水的零排放。所需设备少，不仅减少了脱硫废水处理系统的初投资，也有效节约了运行费用，提高了除尘效率，由于烟气温度的降低和烟气含湿量的增加，同时也减少了湿法脱硫过程中的水耗量。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的脱硫废水处理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的脱硫废水处理系统的结构示意图；

图3为圆形截面烟道喷嘴布置示意图；

图4为矩形形截面烟道喷嘴布置示意图。

1-脱硫吸收塔；2-缓冲水箱；3-空气压缩机；4-引射器；5-喷雾喷嘴；6-空气预热器；7-电除尘器；8-滤网；9-吹尘器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明。图1为本发明实施例一提供的脱硫废水处理系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：脱硫吸收塔1与水泵连接，水泵的另一端连接至缓冲水箱2的入口，缓冲水箱2的出口和空气压缩机3的出口都连接到引射器4的入口，引射器4的出口与布置于烟道内壁上的若干个喷雾喷嘴5相连；空气预热器6的入口与锅炉相连，空气预热器6的出口连接到烟道的一端，烟道的另一端连接电除尘器7；

步骤101、利用空气压缩机3的压缩空气通过引射器4输送待处理的脱硫废水并在喷雾喷嘴5中对所述脱硫废水做雾化处理，以生成脱硫废水雾气；

本步骤中，废水与压缩空气在引射器中混合后进入喷雾喷嘴雾化，对所述脱硫废水做雾化处理时，脱硫废水雾气的雾滴直径不大于50μm，雾滴速度为50-80m/s，雾滴直径越小，越有利于后续步骤的加热和蒸干，速度过低会引起贴壁，速度过高会导致蒸发不完全。雾化处理采用将脱硫废水与压缩空气混合进入喷雾喷嘴，将喷雾喷嘴的直径控制在小于5mm之内。

步骤102、通过喷嘴喷射，将所述脱硫废水雾气与带有飞灰的烟气混合，以使所述脱硫废水雾气中的水分、盐份及重金属离子吸附在所述烟气中的飞尘表面；利用烟气自身热量，使吸附在烟气中飞尘上的所述脱硫废水雾气中的水分蒸干脱离所述飞尘

飞灰是具有一定颗粒大小的固定物，在一定条件下能在空气中漂浮，比如烟道内的灰尘。飞尘能起到吸附脱硫废水混合蒸汽中杂质和水分的作用，比如盐分和水分以及铜、锌、氟化物、硫化物、镉、汞、铬、铅、镍等重金属离子。

本步骤具体地烟气温度大于100℃。高温烟气的目的在于将吸附在飞尘的水分蒸干，使其快速从飞尘中脱离，则飞尘中只剩下被吸附的杂质。

步骤103、所述脱硫废水雾气和烟气的混合物进入除尘器进行除尘处理，清除脱硫废水中的污染物以实现脱硫废水的零排放。

上述实施例提供的处理方法，首先将脱硫废水做雾化处理，使得雾化后的脱硫废水在未经除尘100℃以上的锅炉烟气环境中与飞灰吸附在一起，并在达到电除尘器之前将其水分蒸干，而脱硫废水中剩余的固体物重金属、杂质以及各种金属盐等，便附在飞灰表面，对吸附重金属、杂质以及各种金属盐的飞灰进行除尘操作能实现脱硫废水的零排放并且能外排综合利用。由于喷雾蒸干，烟道中的温度将会5-8℃降低，但会高于酸露点，并不会造成腐蚀，而温度的降低以及湿度的升高，也降低了电除尘中灰的比电阻，有利于提高除尘效率。另外，由于烟气温度的降低和烟气含湿量的增加，同时也减少了湿法脱硫过程中的水耗量。

图2为本发明实施例二提供的脱硫废水处理系统的结构示意图，实施例二在实施例一的基础上，增加了滤网8和吹尘器9，具体如图2所示，缓冲水箱2内设置滤网8，用于对所述脱硫废水做雾化处理之前对所述待处理的脱硫废水进行物理过滤。

烟道的内壁上安装吹灰器9，用于所述脱硫废水雾气输送至烟道内与带有飞灰的烟气混合时对烟道壁进行吹灰操作，以清除烟道壁上吸附的飞尘。

具体步骤如下：

步骤201、利用滤网8对待处理的脱硫废水进行物理过滤处理；

本步骤中，在脱硫废水的输入通道内加设一定密度的滤网，对脱硫废水进行初步的物理过滤，目的在于清除脱硫废水中大颗粒的杂质。

步骤202、物理过滤后的脱硫废水在压缩空气作用下通过引射器4，混合后进入喷嘴5做雾化处理，以生成脱硫废水雾气；

步骤203、利用烟气自身热量，使吸附在烟气中飞尘上的所述脱硫废水雾气中的水分蒸干脱离所述飞尘；

步骤204、对所述脱硫废水雾气和烟气的混合物进行除尘处理，清除脱硫废水中的污染物以实现脱硫废水的零排放；

步骤202～步骤204与步骤101～步骤103相同，在此不再赘述。

实施例二提供的处理方法首先对待处理的脱硫废水进行物理过滤处理，能过滤清除掉颗粒较大的杂质，一方面避免大颗粒的杂质阻塞雾化处理是的喷雾喷嘴，一方面避免大颗粒的杂质进入后续的混合加热的处理，给除尘过程带来问题。此外在烟道流体模拟计算的易积灰处均布置了吹灰器9，确保不积灰，不结垢，不阻塞烟道。

在实施例一、二的技术方案的基础上，所述喷雾喷嘴的直径小于5mm，且喷雾雾滴直径不大于50μm。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述喷雾喷嘴在同一轴线上并排放置。

图3为圆形截面烟道喷嘴布置示意图。

在圆形烟道中，喷嘴按圆周均匀布置，形成切圆式喷射场，产生的雾化微粒沿着烟气流动方向螺旋前进。利于雾滴与烟气的混合，从而尽快蒸发。

图4为矩形形截面烟道喷嘴布置示意图。

在矩形烟道中，喷嘴沿烟道四周均匀分布，喷嘴间距约0.3m，喷嘴个数取决于烟道截面积，锅炉容量，可如图所示布置多排。烟气沿垂直于纸面方向流动，喷嘴喷射方向分别为偏向烟气流动方向30°-60°角，此时雾滴与烟气充分接触，加快蒸发，且避免被烟气吹向烟道壁面造成结垢。

喷嘴布置位置为锅炉尾部烟道空预器与除尘器之间，烟气流速为5-11m/s的区域内，烟气温度应满足高于100℃的条件。

Claims (10)

1.一种脱硫废水处理系统，其特征在于，该系统包括脱硫吸收塔(1)与水泵连接，水泵的另一端连接至缓冲水箱(2)的入口，缓冲水箱(2)的出口和空气压缩机(3)的出口都连接到引射器(4)的入口，引射器(4)的出口与布置于烟道内壁上的若干个喷雾喷嘴(5)相连；空气预热器(6)的入口与锅炉相连，空气预热器(6)的出口连接到烟道的一端，烟道的另一端连接电除尘器(7)；

所述脱硫吸收塔(1)用于收集待处理的脱硫废水；

所述缓冲水箱(2)用于接收脱硫吸收塔排放的脱硫废水；

所述空气压缩机(3)通过压缩空气调节喷雾喷嘴(5)内气液比，从而将所述脱硫废水进行雾化处理，生成脱硫废水雾气；

所述引射器(4)利用空气压力，引射缓冲水箱内的脱硫废水，使出口处有一定的速度，保证空气和脱硫废水的充分混合；

所述喷雾喷嘴(5)用于产生脱硫废水雾气并将其输送至烟道内与带有飞灰的烟气混合，以使所述脱硫废水雾气中的水分、盐份及重金属离子吸附在所述烟气中的飞尘表面；

所述空气预热器(6)利用其出口烟气自身热量，使吸附在烟气中的飞尘表面上的脱硫废水雾气中的水分蒸干脱离飞尘；

所述电除尘器(7)用于对烟道内脱硫废水雾气与带有飞灰的烟气混合后的烟气进行除尘处理，清除脱硫废水中的污染物以实现脱硫废水的零排放。

2.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述缓冲水箱内(2)还设置滤网(8)，用于在雾化处理之前对所述待处理的脱硫废水进行物理过滤。

3.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述烟道的内壁上安装吹灰器(9)，用于所述脱硫废水雾气与带有飞灰的烟气混合时对烟道壁进行吹灰操作，以清除烟道壁上吸附的飞尘，防止雾化液滴与飞尘混合后贴壁结垢。

4.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述喷雾喷嘴(5)的直径小于5mm。

5.根据权利要求1～4任一项所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述喷雾喷嘴(5)在横截面为圆形的烟道中按圆周均匀布置，喷雾方向沿烟气流动方向，形成切圆式喷射场，以避免雾化液滴与烟道壁面接触，产生的雾化微粒沿着烟气流动方向螺旋前进，利于雾滴与烟气的混合，从而尽快蒸发。

6.根据权利要求1～4任一项所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述喷雾喷嘴(5)在横截面为矩形烟道中沿烟道四周均匀分布，喷嘴间距约0.3m，喷雾喷嘴(5)的个数取决于烟道横截面积和锅炉容量，喷雾喷嘴(5)喷射方向为偏向带有飞灰的烟气流动方向30°～60°角，确保脱硫废水雾气的雾滴能与带有飞灰的烟气充分接触，加快蒸发，且避免被带有飞灰的烟气吹向烟道壁面造成结垢。

7.基于权利要求1所述的一种脱硫废水处理方法，其特征在于，包括：

步骤1、脱硫吸收塔(1)中的待处理的脱硫废水通过水泵输送到缓冲水箱(2)后，与空气压缩器(3)产生的压缩空气在引射器(4)中混合后进入喷雾喷嘴(5)做雾化处理，生成脱硫废水雾气；

步骤2、由未经除尘的锅炉产生的经空气预热器(6)输送进烟道的带有飞灰的烟气与脱硫废水雾气在烟道中形成混合烟气；烟气自身热量使脱硫废水雾气中的水分蒸干；

步骤3、在电除尘器(7)中对步骤2中的混合烟气进行除尘处理，清除烟气中的污染物以实现脱硫废水的零排放。

8.根据权利要求7所述的脱硫废水处理方法，其特征在于，在所述脱硫吸收塔(1)中的待处理的脱硫废水通过水泵输送到缓冲水箱(2)之前对水泵输送的待处理的脱硫废水进行物理过滤。

9.根据权利要求7所述的脱硫废水处理方法，其特征在于，所述雾化处理生成的脱硫废水雾气的雾滴直径不大于50μm。

10.根据权利要求7～9任一项所述的脱硫废水处理方法，其特征在于，所述由未经除尘的锅炉产生的经空气预热器(6)输送进烟道的带有飞灰的烟气的温度大于100℃。