CN106277127A - 一种泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的装置及方法,属于脱硫废水处理技术领域。该装置包括泥水混合装置、浓缩塔、浓水箱和蒸发炉;脱硫塔中脱硫废水经管道输送至泥水混合装置,出水进入浓缩塔进行一级蒸发,浓缩塔浓缩之后的出水进入浓水箱,浓水箱出水进入蒸发炉进行二级蒸发,蒸干后蒸干盐被除尘器收集。本装置及方法解决了常规脱硫废水零排放投资运行高、运行不稳定、污泥设备无法稳定运行和产生污泥危险废弃物需无害化处理等问题。

Description

一种泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的装置及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,特别是指一种泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的装置及方法。
背景技术
随着国家对于大气环境保护和水环境保护的认识逐渐加深,燃煤电厂等大型工业烟气二氧化硫排放标准要求的变得愈加严格,湿法脱硫技术在业内得到广泛的认可和应用。近年,随着大气污染物排放标准的进一步收紧,超净排放改造已经在重点地区燃煤电厂中得到实施,高效湿法脱硫技术就成为目前脱除烟气中二氧化硫的主力技术。在火电厂紧盯降低大气污染物浓度的同时,电厂废水排放问题日益得到关注,针对脱硫废水零排放的概念也渐渐被提出,脱硫废水零排放技术逐渐兴起。
继烟气湿法脱硫技术在燃煤工业领域得到广泛应用后,其系统产生的脱硫废水由于盐分含量较高,已经成为处理的难题。近年来随着国家对于工业水排放要求的逐渐提高,脱硫废水的零排放技术已经得到相关技术领域的重视,尤其是应用在燃煤电厂脱硫废水零排放技术的可靠性得到更多的关注。
燃煤电厂湿法脱硫废水与电厂其它系统所产生的废水差异较大,是燃煤电厂水系统内水质最复杂、污染最严重的水体。脱硫废水含有高浓度的悬浮物、高氯根、高含盐量、高浓度重金属,对环境污染性极强,因此脱硫废水零排放势在必行。
目前,脱硫废水零排放技术主要分为蒸发结晶出盐技术和热烟气蒸发技术。蒸发结晶出盐技术需对脱硫废水进行软化和浓缩等预处理,由于脱硫废水硬度高、成分复杂,因此软化和浓缩处理工艺投资运行费用较高,且运行不稳定。后续蒸发结晶投资高能耗大,且对前端预处理要求较高,否则极易结垢堵塞,产生结晶盐无法处理。热烟气蒸发技术同样需要软化和浓缩等预处理,预处理投资运行费用较高,后续烟气蒸发采用原有烟道进行喷射蒸发,无法解决废水的彻底蒸干问题,烟道积灰严重,无法长期稳定运行,严重影响机组的稳定运行。
通过上述分析,现有两种技术均无法较好的满足脱硫废水零排放的要求。蒸发结晶出盐技术投资运行费用较高,运行不稳定,产生结晶盐无法处理,热烟气蒸发技术利用烟道进行蒸发无法保证蒸发时间和蒸发距离,烟道积灰严重,无法长期稳定运行。同时上述两种技术在预处理过程中都会产生污泥,污泥的稳定脱水存在问题较大,同时由于污泥中富含重金属,污泥的无害化处理存在较大问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的装置及方法,以解决现有技术无法较好的满足脱硫废水零排放的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的装置,包括泥水混合装置、浓缩塔、浓水箱和蒸发炉,除尘器设置在低温换热器之后,除尘器之后接脱硫塔,脱硫塔中脱硫废水经管道输送至泥水混合装置,泥水混合装置中泥水进入浓缩塔,浓水箱设置在浓缩塔和蒸发炉之间。脱硫塔中脱硫废水经管道输送至泥水混合装置,出水进入浓缩塔进行一级蒸发,浓缩塔浓缩之后的出水进入浓水箱,浓水箱出水进入蒸发炉进行二级蒸发,蒸干后蒸干盐被除尘器收集,实现脱硫废水零排放。
其中,两级蒸发分别为废水经过浓缩塔进行一级蒸发,浓缩塔产生的浓水进入蒸发炉进行二级蒸发。一级蒸发(浓缩塔):从除尘器之后的主烟道上引一路烟气(温度80℃—150℃)作为一级蒸发起点,经烟道接入浓缩塔,废水在浓缩塔内进行一级蒸发,浓缩塔出口烟气温度40℃—70℃,通过烟道接入脱硫塔前的主烟道,烟道与脱硫塔前主烟道相交处作为一级蒸发终点。二级蒸发(蒸发炉)系统:从锅炉空预器前引300℃—400℃以上烟气或热一次风作为二级蒸发起点,经烟(风)道接入蒸发炉中,浓水在蒸发炉内进行二级蒸发,蒸发炉出口烟气温度80℃—150℃,通过烟(风)道接入除尘器之前的主烟道,烟(风)道与除尘器主烟道相交处作为二级蒸发终点。
其中,所述脱硫废水一级蒸发前设置泥水混合装置,泥水混合采用三种方式进行运行;方式一:脱硫塔中脱硫废水通过泥水混合装置泥水混合液直接进入浓缩塔中;方式二:脱硫废水通过泥水混合装置,上清液进入浓缩塔中,底泥进入浓水箱通过搅拌器与浓水进行混合;方式三:脱硫废水通过泥水混合装置上清液进入浓缩塔中,底泥进行石膏分离,石膏返回脱硫塔或进行石膏脱水,其余部分进入浓水箱通过搅拌器与浓水进行混合。
其中,浓水箱中设置搅拌器,浓水箱中的浓水通过计量分配模块给入蒸发炉。
其中,二级蒸发,单独设置蒸发炉,蒸发炉内自上而下分为稳流布气段、汇流蒸发段、环流干化段和干燥收集段,通过四段法设计较好的解决浓水的蒸干问题,彻底解决积灰堵塞等问题,运行可靠性高。
其中,一级蒸发和二级蒸发的起点和终点处均设置挡板门或插板门。
其中,浓缩塔和浓缩塔内部件采用防腐材料喷涂或由防腐材料制成。
为解决上述技术问题,本发明提供一种泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的方法,两级蒸发分别为废水经过浓缩塔进行一级蒸发,浓缩塔产生的浓水进入蒸发炉进行二级蒸发;其中,一级蒸发:从除尘器之后的主烟道上引一路烟气,作为一级蒸发起点,烟气温度为80℃-150℃,经烟道接入浓缩塔,废水在浓缩塔内进行一级蒸发,浓缩塔出口烟气温度40℃-70℃,通过烟道接入脱硫塔前的主烟道,烟道与脱硫塔前主烟道相交处作为一级蒸发终点;二级蒸发系统:从锅炉空预器前引300℃-400℃烟气或热一次风作为二级蒸发起点,经烟道接入蒸发炉中,浓水在蒸发炉内进行二级蒸发,蒸发炉出口烟气温度80℃-150℃,通过烟道接入除尘器之前的主烟道,烟道与除尘器主烟道相交处作为二级蒸发终点。
其中,所述脱硫废水一级蒸发前设置泥水混合装置,泥水混合采用三种方式进行运行;方式一:脱硫塔中脱硫废水通过泥水混合装置泥水混合液直接进入浓缩塔中;方式二:脱硫废水通过泥水混合装置,上清液进入浓缩塔中,底泥进入浓水箱通过搅拌器与浓水进行混合;方式三:脱硫废水通过泥水混合装置上清液进入浓缩塔中,底泥进行石膏分离,石膏返回脱硫塔或进行石膏脱水,其余部分进入浓水箱通过搅拌器与浓水进行混合。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
上述方案中,泥水混合使原有的脱硫废水不再由于污泥的出现需要分成泥和水两部分进行处理,使燃煤电厂由于湿法脱硫带来的污泥处理问题变得简单易行,解决了常规污泥处理故障率较高、运行可靠性差和危废处理问题。泥水混合技术真正意义上实现脱硫废水的零排放。
一级蒸发浓缩塔取代了现有脱硫废水零排放技术中预处理(水质软化、膜浓缩等)部分,利用烟气余热进行浓缩,降低了投资和运行费用,设备运行可靠性高。
二级蒸发蒸发炉,采用300℃—400℃热源和四段法蒸发环境,从热源和反应环境的源头根本解决了雾滴蒸发问题和传统烟道蒸发带来的飞灰积灰问题,另外,二级蒸发方案采用与主烟气隔离方案,独立布置,从反应位置的角度上增加了反应的灵活性,从根本上实现了脱硫废水蒸发系统可脱离烟气主系统独立检修,不会造成机组被迫停机的局面,机组不受脱硫废水喷射蒸发装置影响,可正常运行,保证了机组正常运行的稳定性。
本发明将泥水混合和两级蒸发结合起来,能够实现脱硫废水零排放的优化处理,有效降低投资和运行费用,实现废水和污泥的零排放。
附图说明
图1为本发明实施例1中装置结构示意图;
图2为本发明实施例2中装置结构示意图;
图3为本发明实施例3中装置结构示意图;
图4为本发明蒸发炉结构示意图。
其中:1-锅炉;
2-省煤器;
3-空预器;
4-低温换热器;
5-除尘器;
6-脱硫塔;
7-泥水混合装置;
8-浓缩塔;
9-浓水箱;
10-蒸发炉;
11-主烟道;
12-稳流布气段;
13-汇流蒸发段;
14-环流干化段;
15-干燥收集段。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种两级蒸发处理脱硫废水的装置及方法,以解决现有技术无法较好的满足脱硫废水零排放的问题。
实施例1
如图1所示,火电厂中,锅炉1后设置省煤器2,省煤器2后设置空预器3,空预器3后连接低温换热器4,除尘器5设置在低温换热器4之后,除尘器5之后接脱硫塔6,脱硫塔6中脱硫废水经管道输送至浓缩塔8,浓水箱9设置在浓缩塔8和蒸发炉10之间,从锅炉1引部分烟气作为旁路起点,经管道接入蒸发炉10中,蒸发炉10中烟气通过管道接入除尘器5之前的主烟道11,管道与主烟道11相交处作为旁路终点,除尘器5之后的主烟道11上引一路烟气接入浓缩塔8中,浓缩塔8中烟气输出连接到脱硫塔6前的主烟道11。
实施例2
如图2所示,火电厂中,锅炉1后设置省煤器2,省煤器2后设置空预器3,空预器3后连接低温换热器4,除尘器5设置在低温换热器4之后,除尘器5之后接脱硫塔6,脱硫塔6中脱硫废水接入泥水混合装置7中,泥水混合装置7中上层清液进入浓缩塔8中,泥水混合装置7下层泥水进入浓水箱9,浓水箱9设置在浓缩塔8和蒸发炉10之间,从锅炉1引部分烟气作为旁路起点,经管道接入蒸发炉10中,蒸发炉10中烟气通过管道接入除尘器5之前的主烟道11,管道与主烟道11相交处作为旁路终点,除尘器5之后的主烟道11上引一路烟气接入浓缩塔8中,浓缩塔8中烟气输出连接到脱硫塔6前的主烟道11。
实施例3
如图3所示,火电厂中,锅炉1后设置省煤器2,省煤器2后设置空预器3,空预器3后连接低温换热器4,除尘器5设置在低温换热器4之后,除尘器5之后接脱硫塔6,脱硫塔6中脱硫废水泥水混合装置7中,泥水混合装置7中上层清液进入浓缩塔8中,泥水混合装置中设置石膏分离装置,泥水混合装置7下层泥水中的石膏经分离后返回脱硫塔6,剩余泥水进入浓水箱9,浓水箱9设置在浓缩塔8和蒸发炉10之间,从锅炉1引部分烟气作为旁路起点,经管道接入蒸发炉10中,蒸发炉10中烟气通过管道接入除尘器5之前的主烟道11,管道与主烟道11相交处作为旁路终点,除尘器5之后的主烟道11上引一路烟气接入浓缩塔8中,浓缩塔8中烟气输出连接到脱硫塔6前的主烟道11。
其中,浓水箱9是浓水收集、缓冲以及跟污泥混合的载体,浓水箱9设置搅拌器,避免浓水箱9箱体内浓水的自然沉淀,保证排入的污泥与浓水的良好混合。
在实际应用中,主要采用泥水混合两级蒸发的方法对脱硫废水进行处理,具体处理步骤如下:
S1火电厂锅炉1产生的烟气沿主烟道11经除尘器5处理后进入脱硫塔6,经脱硫处理后,当脱硫废水含固量≤1%时,如实施例1所示,优先考虑脱硫废水直接经管道输送至浓缩塔8进行浓缩处理;当脱硫废水含固量≤1.5%时,如实施例2所示,优先考虑脱硫废水进入泥水混合装置7沉淀后,上层清液进入浓缩塔8中进行浓缩处理,下层泥水直接进入浓水箱9中;当脱硫废水含固量≤2%时,如实施例3所示,优先考虑脱硫废水进入泥水混合装置7沉淀后,上层清液进入浓缩塔8中进行浓缩处理,下层泥水经石膏分离装置,将石膏分离返回脱硫塔6后,剩余泥水进入浓水箱9中;
S2脱硫废水一级蒸发:脱硫废水从浓缩塔8侧部入口进入浓缩塔8的废水池,废水池中的水体通过废水循环泵打入塔内上部的喷淋设施进行喷淋,喷淋浓缩后的水体落入下部废水池,形成水体的循环,废水在这个过程中不断循环不断浓缩;从除尘器5后的主烟道11引一路热烟气从浓缩塔8中下部进入塔内,由塔顶部排出回到脱硫塔6前主烟道11;当浓缩塔8中废水池中废水浓度达到要求后,由浓缩塔出口排入浓水箱9;
S3浓水箱9中泥水经搅拌器搅拌均匀后,通过计量分配模块分配至蒸发炉10;
S4脱硫废水二级蒸发:S3中搅拌均匀的泥水在蒸发炉10中进行四段出盐蒸发,从锅炉1引部分烟气经管道接入蒸发炉10中,参与四段出盐蒸发,蒸发炉10中烟气通过管道接入除尘器5之前的主烟道11,如图4所示,在四段出盐蒸发中,首选经过稳流布气段12,稳流布气段12位于泥水喷入位置之前,用于使烟气气流均布;然后经过汇流蒸发段13,泥水经喷枪雾化后形成的雾滴与高温烟气或一次风充分混合,进行游离水的蒸发;再经过环流干化段14,通过采用环风布气模块在蒸发炉炉体周边形成环风,防止雾滴贴壁,对雾滴结晶水进行干化处理;最后经过干燥收集段15,采用布风收集模块,对蒸干盐进行干燥和收集,进一步降低蒸干盐的含水率,完成出盐蒸发过程。
本发明充分利用现有设备和锅炉系统烟气热量,设置了脱硫前低温段一级蒸发浓缩装置,空预器前高温段二级蒸发装置,将废水中水分减量并完全蒸发,从而使废水中的水分和污染物完全分离便于处理,节省常规废水处理方法所采用的化学药品部分,以实现锅炉废水的彻底无害化处理;泥水混合在脱硫废水零排放处理的同时,引入同步污泥处理的概念,使原有的脱硫废水不再由于污泥的出现需要分成泥和水两部分进行处理,使燃煤电厂由于湿法脱硫带来的污泥处理问题变得简单易行,解决了常规污泥处理故障率较高、运行可靠性差和危废处理问题。泥水混合技术真正意义上实现脱硫废水的零排放。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的装置,其特征在于:包括泥水混合装置、浓缩塔、浓水箱和蒸发炉;脱硫塔中脱硫废水经管道输送至泥水混合装置,出水进入浓缩塔进行一级蒸发,浓缩塔浓缩之后的出水进入浓水箱,浓水箱出水进入蒸发炉进行二级蒸发,蒸干后蒸干盐被除尘器收集。
2.根据权利要求1所述的泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的装置,其特征在于:两级蒸发分别为废水经过浓缩塔进行一级蒸发,浓缩塔产生的浓水进入蒸发炉进行二级蒸发;其中,一级蒸发:从除尘器之后的主烟道上引一路烟气,作为一级蒸发起点,烟气温度为80℃—150℃,经烟道接入浓缩塔,废水在浓缩塔内进行一级蒸发,浓缩塔出口烟气温度40℃—70℃,通过烟道接入脱硫塔前的主烟道,烟道与脱硫塔前主烟道相交处作为一级蒸发终点;二级蒸发系统:从锅炉空预器前引300℃—400℃烟气或热一次风作为二级蒸发起点,经烟道接入蒸发炉中,浓水在蒸发炉内进行二级蒸发,蒸发炉出口烟气温度80℃—150℃,通过烟道接入除尘器之前的主烟道,烟道与除尘器主烟道相交处作为二级蒸发终点。
3.根据权利要求1所述的泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的装置,其特征在于:所述脱硫废水一级蒸发前设置泥水混合装置,泥水混合采用三种方式进行运行;方式一:脱硫塔中脱硫废水通过泥水混合装置泥水混合液直接进入浓缩塔中;方式二:脱硫废水通过泥水混合装置,上清液进入浓缩塔中,底泥进入浓水箱通过搅拌器与浓水进行混合;方式三:脱硫废水通过泥水混合装置上清液进入浓缩塔中,底泥进行石膏分离,石膏返回脱硫塔或进行石膏脱水,其余部分进入浓水箱通过搅拌器与浓水进行混合。
4.根据权利要求1或2或3所述的泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的装置,其特征在于:所述浓水箱中设置搅拌器,浓水箱中的浓水通过计量分配模块给入蒸发炉。
5.根据权利要求1或2或3所述的泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的装置,其特征在于:所述蒸发炉内自上而下分为稳流布气段、汇流蒸发段、环流干化段和干燥收集段。
6.根据权利要求1或2或3所述的泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的装置,其特征在于:所述一级蒸发和二级蒸发起点和终点处均设置挡板门或插板门。
7.根据权利要求1或2或3所述的泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的装置,其特征在于:所述浓缩塔和浓缩塔内部件采用防腐材料喷涂或由防腐材料制成。
8.一种泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的方法,其特征在于:两级蒸发分别为废水经过浓缩塔进行一级蒸发,浓缩塔产生的浓水进入蒸发炉进行二级蒸发;其中,一级蒸发:从除尘器之后的主烟道上引一路烟气,作为一级蒸发起点,烟气温度为80℃—150℃,经烟道接入浓缩塔,废水在浓缩塔内进行一级蒸发,浓缩塔出口烟气温度40℃—70℃,通过烟道接入脱硫塔前的主烟道,烟道与脱硫塔前主烟道相交处作为一级蒸发终点;二级蒸发系统:从锅炉空预器前引300℃—400℃烟气或热一次风作为二级蒸发起点,经烟道接入蒸发炉中,浓水在蒸发炉内进行二级蒸发,蒸发炉出口烟气温度80℃—150℃,通过烟道接入除尘器之前的主烟道,烟道与除尘器主烟道相交处作为二级蒸发终点。
9.根据权利要求8所述的泥水混合、两级蒸发处理脱硫废水的方法,其特征在于:所述脱硫废水一级蒸发前设置泥水混合装置,泥水混合采用三种方式进行运行;方式一:脱硫塔中脱硫废水通过泥水混合装置泥水混合液直接进入浓缩塔中;方式二:脱硫废水通过泥水混合装置,上清液进入浓缩塔中,底泥进入浓水箱通过搅拌器与浓水进行混合;方式三:脱硫废水通过泥水混合装置上清液进入浓缩塔中,底泥进行石膏分离,石膏返回脱硫塔或进行石膏脱水,其余部分进入浓水箱通过搅拌器与浓水进行混合。
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