CN107089755A - 一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置，包括预处理单元、膜浓缩单元和空预器旁路干燥单元，预处理单元连接膜浓缩单元，膜浓缩单元连接空预器旁路干燥单元，预处理单元包括一体化高效沉淀池和微滤装置，一膜浓缩单元包括一级特种中高压反渗透膜系统和二级海水淡化反渗透膜浓缩系统，空预器旁路干燥单元包括废水干燥塔供料箱、干燥塔高位水箱、喷雾干燥塔、空预器和SCR反应器。该装置采用了软化浓缩+空预器旁路干燥塔蒸发的方案，实现了脱硫废水的零排放，其产生的淡水回用作为锅炉除盐水补水，蒸发采用烟气余热，蒸发塔可独立于主机系统进行检修。

Description

一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置
技术领域
本发明涉及一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置。
背景技术
我国是个以燃煤火电厂发电为主的国家，每年排放大量的二氧化硫，现在火力发电厂烟气主要采用石灰石湿法脱硫技术，伴随脱硫技术而来的是脱硫废水的处理、回收利用问题。近年来环保部门要求日趋严格，国家环保部门要求脱硫废水达到零排放标准。
现有的脱硫废水零排放技术中存在诸多问题，例如蒸发结晶法的投资运行费用极高；烟道喷雾法易引起烟道和电袋除尘器结垢、腐蚀，检修时需要主机停机。因此，急需寻找新的脱硫废水零排放处理方案。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置。
为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置，包括预处理单元、膜浓缩单元和空预器旁路干燥单元，预处理单元连接膜浓缩单元，膜浓缩单元连接空预器旁路干燥单元，预处理单元包括一体化高效沉淀池和微滤装置，一体化高效沉淀池的一侧连接有脱硫废水处理系统，一体化高效沉淀池的另一侧连接微滤装置，微滤装置连接膜浓缩单元，膜浓缩单元包括一级特种中高压反渗透膜系统和二级海水淡化反渗透膜浓缩系统，一级特种中高压反渗透膜系统的一侧连接微滤装置，一级特种中高压反渗透膜系统的另一侧连接二级海水淡化反渗透膜浓缩系统，二级海水淡化反渗透膜浓缩系统连接有浓盐水箱，浓盐水箱连接空预器旁路干燥单元，空预器旁路干燥单元包括废水干燥塔供料箱、干燥塔高位水箱、喷雾干燥塔、空预器旁路烟道、空预器和SCR反应器，废水干燥塔供料箱的一侧连接浓盐水箱，废水干燥塔供料箱的另一侧连接干燥塔高位水箱，干燥塔高位水箱连接喷雾干燥塔，喷雾干燥塔的顶部设有雾化装置，雾化装置连接有高温烟气进管，高温烟气进管连接有空预器旁路烟道，空预器旁路烟道内设有SCR反应器，高温烟气进管连接有空预器，喷雾干燥塔的侧下部连接有低温烟气出管，低温烟气出管连接空预器，低温烟气出管连接有除尘管，除尘管连接有除尘箱，喷雾干燥塔的底部设有粗颗粒出管，粗颗粒出管连接有仓泵。先将电厂脱硫废水出水作为进水进入到预处理单元内进行预处理，预处理单元用于去除来水中的高硬度，比如Ca2+、Mg2+等，降低废水硬度指标，保证反渗透进水水质指标，产生的污泥送入原脱水系统污泥脱水机脱水。然后将软化后的废水先后通过一级特种中高压反渗透膜系统和二级海水淡化反渗透膜浓缩系统，一级膜浓缩的产水回收率≥50％，二级膜浓缩产水回收率≥40％，浓缩后的高浓度盐水量4t/h，得淡水和浓缩废水，淡水可作为电厂的锅炉除盐水补水回用，浓缩废水暂时输送到浓盐水箱内进行储存；接着将浓缩废水用输送泵泵入废水干燥塔供料箱，并用废水干燥塔供料泵送入废水干燥塔高位水箱，最后靠重力进入干燥塔内造雾装置雾化后与热烟气迅速混合，在极短的时间内完成干燥蒸发结晶析出。喷雾干燥塔热源来自于空气预热器前的高温烟气(约320-390℃)，将脱硫废水从塔顶雾化喷入，在塔内优化后的流场里与高温烟气充分混合；水分在极短时间内(3-5s)蒸发变成水蒸气，干燥析出的盐分混入烟尘中，部分粗颗粒在重力作用下进入干燥塔底部粗颗粒出管，用仓泵送入灰库；另一部分细颗粒随烟气排入空预器出口烟道，最终被除尘器捕捉下来，进入粉煤灰中，从而达到脱硫废水零排放的效果，此装置有如下优势：喷雾干燥塔独立设置，不影响主系统；独立的干燥蒸发塔内易实现流场优化设计，将塔内结垢风险降到最低；利用空预器前后压差，不另设置风机，简化了系统；烟气温度高，所需烟气量小，蒸发塔规模小；蒸发后的盐分混入烟尘，最终被除尘器收集或通过气力输送系统进入灰库。
进一步，一体化高效沉淀池的顶部设有药剂投放口。
进一步，一体化高效沉淀池和一级特种中高压反渗透膜系统的底部设有污泥出管，污泥出管连接有污泥脱水机。
进一步，微滤装置连接有第一过滤器，第一过滤器连接有第一增压泵，第一增压泵连接一级特种中高压反渗透膜系统。
进一步，一级特种中高压反渗透膜系统连接有第二过滤器，第二过滤器连接有第二增压泵，第二增压泵连接二级海水淡化反渗透膜浓缩系统。
进一步，浓盐水箱和废水干燥塔供料箱之间设有输送泵。
进一步，高温烟气进管上设有第一电动插板门和第一手动插板门。
进一步，低温烟气出管上设有第二电动插板门和第二手动插板门。
进一步，粗颗粒出管上设有星型卸料阀。
进一步，喷雾干燥塔包括塔体、雾化器间和主塔支撑钢平台，雾化器间设置于塔体的顶部，雾化器间内设有雾化装置，主塔支撑钢平台设置于塔体外壁上。
由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明为一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置，该装置采用了软化浓缩+空预器旁路干燥塔蒸发的方案，实现了脱硫废水的零排放，其产生的淡水回用作为锅炉除盐水补水，蒸发采用烟气余热，蒸发塔可独立于主机系统进行检修。该装置具体有益效果如下：
1.脱硫废水通过软化浓缩，可实现废水的减量化处理，大部分水可回收作为电厂锅炉除盐水补水，浓缩后的高含盐量水的处理可减少能源消耗；
2.喷雾干燥塔采用空预器旁路设计，可利用空预器前后压差，不单独设置风机等动力设备，简化了系统，节约了能源；
3.喷雾干燥塔采用空预器旁路设计，利用烟气余热作为热源，实现了节能降耗的目的，另外，空预器前烟气温度高，所需烟气量小，蒸发塔规模小；
4.独立设计的喷雾干燥塔内易实现流场优化设计，将塔内结垢风险降到最低；
5.蒸发后的盐分混入烟尘，最终被除尘器收集或通过气力输送系统进入灰库，由于蒸发得到的盐重量相对于粉煤灰微乎其微，对粉煤灰品质的影响可以忽略。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明中一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置的结构示意图；
图2为本发明中喷雾干燥塔的结构示意图；
图3为本发明中预处理单元的结构示意图；
图4为本发明中膜浓缩单元的结构示意图；
图5为本发明中空预器旁路干燥单元的结构示意图。
图中：1-预处理单元；2-膜浓缩单元；3-空预器旁路干燥单元；4-一体化高效沉淀池；5-微滤装置；6-药剂投放口；7-脱硫废水处理系统；8-一级特种中高压反渗透膜系统；9-二级海水淡化反渗透膜浓缩系统；10-浓盐水箱；11-污泥出管；12-污泥脱水机；13-第一过滤器；14-第一增压泵；15-第二过滤器；16-第二增压泵；17-废水干燥塔供料箱；18-干燥塔高位水箱；19-喷雾干燥塔；20-空预器；21-SCR反应器；22-输送泵；23-雾化装置；24-高温烟气进管；25-第一电动插板门；26-第一手动插板门；27-低温烟气出管；28-第二电动插板门；29-第二手动插板门；30-粗颗粒出管；31-星型卸料阀；32-仓泵；33-除尘管；34-除尘箱；35-塔体；36-雾化器间；37-主塔支撑钢平台；38-空预器旁路烟道。
具体实施方式
如图1至图5所示，一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置，包括预处理单元1、膜浓缩单元2和空预器旁路干燥单元3，预处理单元1连接膜浓缩单元2，膜浓缩单元2连接空预器旁路干燥单元3。
预处理单元1包括一体化高效沉淀池4和微滤装置5，一体化高效沉淀池4的顶部设有药剂投放口6。一体化高效沉淀池4的一侧连接有脱硫废水处理系统7，一体化高效沉淀池4的另一侧连接微滤装置5，微滤装置5连接膜浓缩单元2。
膜浓缩单元2包括一级特种中高压反渗透膜系统8和二级海水淡化反渗透膜浓缩系统9，一级特种中高压反渗透膜系统8的一侧连接微滤装置5，一级特种中高压反渗透膜系统8的另一侧连接二级海水淡化反渗透膜浓缩系统9，二级海水淡化反渗透膜浓缩系统9连接有浓盐水箱10，浓盐水箱10连接空预器旁路干燥单元3。一体化高效沉淀池4和一级特种中高压反渗透膜系统8的底部设有污泥出管11，污泥出管11连接有污泥脱水机12。微滤装置5连接有第一过滤器13，第一过滤器13连接有第一增压泵14，第一增压泵14连接一级特种中高压反渗透膜系统8。一级特种中高压反渗透膜系统8连接有第二过滤器15，第二过滤器15连接有第二增压泵16，第二增压泵16连接二级海水淡化反渗透膜浓缩系统9。
空预器旁路干燥单元3包括废水干燥塔供料箱17、干燥塔高位水箱18、喷雾干燥塔19、空预器旁路烟道38、空预器20和SCR反应器21，废水干燥塔供料箱17的一侧连接浓盐水箱10，废水干燥塔供料箱17的另一侧连接干燥塔高位水箱18，浓盐水箱10和废水干燥塔供料箱17之间设有输送泵22。干燥塔高位水箱18连接喷雾干燥塔19，喷雾干燥塔19的顶部设有雾化装置23，雾化装置23连接有高温烟气进管24，高温烟气进管24上设有第一电动插板门25和第一手动插板门26，高温烟气进管24连接有空预器旁路烟道38，所述空预器旁路烟道38内设有SCR反应器21，高温烟气进管24连接有空预器20，喷雾干燥塔19的侧下部连接有低温烟气出管27，低温烟气出管27上设有第二电动插板门28和第二手动插板门29，低温烟气出管27连接空预器20，低温烟气出管27连接有除尘管33，除尘管33连接有除尘箱34，喷雾干燥塔19的底部设有粗颗粒出管30，粗颗粒出管30上设有星型卸料阀31，粗颗粒出管30连接有仓泵32。
喷雾干燥塔19包括塔体35、雾化器间36和主塔支撑钢平台37，雾化器间36设置于塔体35的顶部，雾化器间36内设有雾化装置23，主塔支撑钢平台37设置于塔体35外壁上。
本发明一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置的工作原理：先将电厂脱硫废水出水作为进水进入到预处理单元1内进行预处理，预处理单元1用于去除来水中的高硬度，比如Ca2+、Mg2+等，降低废水硬度指标，保证反渗透进水水质指标，产生的污泥送入原脱水系统污泥脱水机12脱水。然后将软化后的废水先后通过一级特种中高压反渗透膜系统8和二级海水淡化反渗透膜浓缩系统9，一级膜浓缩的产水回收率≥50％，二级膜浓缩产水回收率≥40％，浓缩后的高浓度盐水量4t/h，得淡水和浓缩废水，淡水可作为电厂的锅炉除盐水补水回用，浓缩废水暂时输送到浓盐水箱10内进行储存；接着将浓缩废水用输送泵22泵入废水干燥塔供料箱17，并用废水干燥塔供料泵送入废水干燥塔高位水箱18，最后靠重力进入干燥塔内造雾装置雾化后与热烟气迅速混合，在极短的时间内完成干燥蒸发结晶析出。喷雾干燥塔19热源来自于空气预热器前的高温烟气(约320-390℃)，将脱硫废水从塔顶雾化喷入，在塔内优化后的流场里与高温烟气充分混合；水分在极短时间内(3-5s)蒸发变成水蒸气，干燥析出的盐分混入烟尘中，部分粗颗粒在重力作用下进入干燥塔底部粗颗粒出管30，用仓泵32送入灰库；另一部分细颗粒随烟气排入空预器20出口烟道，最终被除尘器捕捉下来，进入粉煤灰中，从而达到脱硫废水零排放的效果，此装置有如下优势：喷雾干燥塔19独立设置，不影响主系统；独立的干燥蒸发塔内易实现流场优化设计，将塔内结垢风险降到最低；利用空预器20前后压差，不另设置风机，简化了系统；烟气温度高，所需烟气量小，蒸发塔规模小；蒸发后的盐分混入烟尘，最终被除尘器收集或通过气力输送系统进入灰库。
具体实施例：该装置具体应用于某电厂，具体有以下参数：
1.该电厂传统废水系统处理后的出水水质如下表1所示：
表1
电源：380V
气源：仪用压缩空气0.6-0.8MPa
水源：工业水0.5MPa
2.干燥塔蒸发系统技术参数如下表2所示：
表2
3.该方案主要设备清单如下表3所示：
表3
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置，其特征在于：包括预处理单元、膜浓缩单元和空预器旁路干燥单元，所述预处理单元连接所述膜浓缩单元，所述膜浓缩单元连接所述空预器旁路干燥单元，所述预处理单元包括一体化高效沉淀池和微滤装置，所述一体化高效沉淀池的一侧连接有脱硫废水处理系统，所述一体化高效沉淀池的另一侧连接所述微滤装置，所述微滤装置连接所述膜浓缩单元，所述膜浓缩单元包括一级特种中高压反渗透膜系统和二级海水淡化反渗透膜浓缩系统，所述一级特种中高压反渗透膜系统的一侧连接所述微滤装置，所述一级特种中高压反渗透膜系统的另一侧连接所述二级海水淡化反渗透膜浓缩系统，所述二级海水淡化反渗透膜浓缩系统连接有浓盐水箱，所述浓盐水箱连接所述空预器旁路干燥单元，所述空预器旁路干燥单元包括废水干燥塔供料箱、干燥塔高位水箱、喷雾干燥塔、空预器旁路烟道、空预器和SCR反应器，所述废水干燥塔供料箱的一侧连接所述浓盐水箱，所述废水干燥塔供料箱的另一侧连接所述干燥塔高位水箱，所述干燥塔高位水箱连接所述喷雾干燥塔，所述喷雾干燥塔的顶部设有雾化装置，所述雾化装置连接有高温烟气进管，所述高温烟气进管连接有空预器旁路烟道，所述空预器旁路烟道内设有SCR反应器，所述高温烟气进管连接有空预器，所述喷雾干燥塔的侧下部连接有低温烟气出管，所述低温烟气出管连接所述空预器，所述低温烟气出管连接有除尘管，所述除尘管连接有除尘箱，所述喷雾干燥塔的底部设有粗颗粒出管，所述粗颗粒出管连接有仓泵。
2.根据权利要求1所述的一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置，其特征在于：所述一体化高效沉淀池的顶部设有药剂投放口。
3.根据权利要求1所述的一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置，其特征在于：所述一体化高效沉淀池和所述一级特种中高压反渗透膜系统的底部设有污泥出管，所述污泥出管连接有污泥脱水机。
4.根据权利要求1所述的一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置，其特征在于：所述微滤装置连接有第一过滤器，所述第一过滤器连接有第一增压泵，所述第一增压泵连接所述一级特种中高压反渗透膜系统。
5.根据权利要求1所述的一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置，其特征在于：所述一级特种中高压反渗透膜系统连接有第二过滤器，所述第二过滤器连接有第二增压泵，所述第二增压泵连接所述二级海水淡化反渗透膜浓缩系统。
6.根据权利要求1所述的一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置，其特征在于：所述浓盐水箱和所述废水干燥塔供料箱之间设有输送泵。
7.根据权利要求1所述的一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置，其特征在于：所述高温烟气进管上设有第一电动插板门和第一进气电磁阀。
8.根据权利要求1所述的一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置，其特征在于：所述低温烟气出管上设有第二电动插板门和第二手动插板门。
9.根据权利要求1所述的一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置，其特征在于：所述粗颗粒出管上设有星型卸料阀。
10.根据权利要求1所述的一种浓缩后用干燥塔蒸发的脱硫废水零排放系统装置，其特征在于：所述喷雾干燥塔包括塔体、雾化器间和主塔支撑钢平台，所述雾化器间设置于所述塔体的顶部，所述雾化器间内设有雾化装置，所述主塔支撑钢平台设置于所述塔体外壁上。
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