CN107596883A - 一种脱硫废水零排放系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脱硫废水零排放系统及其工作方法，其特征在于：包括锅炉、SCR脱硝反应器、烟气循环流化床SO₃脱除装置、旋风分离器、碱性吸收剂混合制备装置、空预器、除尘器、引风机、石灰石石膏湿法脱硫装置和烟囱，锅炉、SCR脱硝反应器、空预器、除尘器、引风机、石灰石石膏湿法脱硫装置和烟囱沿着烟气流动方向依次设置；烟气循环流化床SO₃脱除装置和旋风分离器沿烟气流动方向依次设置，石灰石石膏湿法脱硫装置与碱性吸收剂混合制备装置连通，碱性吸收剂混合制备装置和旋风分离器相互连通，碱性吸收剂混合制备装置与烟气循环流化床SO₃脱除装置连通。本发明减少了系统阻力与能耗物耗。

Description

一种脱硫废水零排放系统及其工作方法

技术领域

本发明属于工业废气净化环保及能源领域，特别涉及一种脱硫废水零排放系统及其

工作方法。

背景技术

我国以煤为主的能源结构在相当长时间内不会改变，因此，控制燃煤烟气污染物排放是我国治理大气污染的一项重要工作。当前燃煤电厂烟气脱硫装置应用最广泛的是石灰石-石膏湿法脱硫技术，该工艺具有高效、成熟、稳定的优点，但其副产物脱硫废水中含有大量的悬浮物、无机盐离子、重金属离子等杂质，如何对其进行高效、低成本处理是当前面临的重要技术问题。另一方面，在当前燃煤电厂全面推进超低排放的形势下，SO₃污染的问题也日益受到重视。目前进入工业应用的烟气SO₃脱除技术包括碱性吸收剂喷射、低低温电除尘器、湿式电除尘器等，其中碱性吸收剂喷射技术由于初投资低、脱除效率高、应用范围广等优点，被广泛认为是烟气SO₃脱除技术的重要发展方向。但需要说明的是，由于常规烟道式吸收剂喷射技术无法对吸收剂进行充分利用，此项技术的吸收剂成本相当可观，在一定程度上也制约了此项技术的广泛应用。因此如何有效提高吸收剂利用率，降低吸收剂成本成为当前燃煤烟气SO₃脱除技术领域的重要研究方向。

采用烟气循环流化床工艺，在处理脱硫废水的同时脱除烟气中的SO₃，而且能够充分利用吸收剂，实现以废治废、减少物耗的效果，对降低污染物处理成本、保护环境具有重要意义。

与本发明相关的专利，如CN 205527837 U——《一种燃煤锅炉旁路烟道废水蒸发装置》，是在SCR反应器尾部与空预器之间的烟道处设置旁路烟道，废水通过旁路烟道内的雾化喷嘴喷入烟道内，在高温烟气的作用下蒸发、结晶，从而实现废水零排放。但此方法对雾化效果及烟气流场要求较高，容易造成旁路烟道内积灰、腐蚀等问题。

再CN 104857841 A——《一种脱除烟气中三氧化硫的装置和方法》，是通过在SCR脱硝反应器前的烟道内喷入强碱性吸收剂，实现脱除烟气中SO₃的目的。但此方法存在高SO₃脱除效率要求下吸收剂耗量较大，相应运行成本较高，过量吸收剂容易造成SCR催化剂碱中毒、影响粉尘比电阻等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的脱硫废水零排放系统及其工作方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种脱硫废水零排放系统，其特征在于：包括锅炉、SCR脱硝反应器、烟气循环流化床SO₃脱除装置、旋风分离器、碱性吸收剂混合制备装置、空预器、除尘器、引风机、石灰石石膏湿法脱硫装置和烟囱，锅炉、SCR脱硝反应器、空预器、除尘器、引风机、石灰石石膏湿法脱硫装置和烟囱沿着烟气流动方向依次设置；烟气循环流化床SO₃脱除装置和旋风分离器沿烟气流动方向依次设置，石灰石石膏湿法脱硫装置与碱性吸收剂混合制备装置连通，碱性吸收剂混合制备装置和旋风分离器相互连通，碱性吸收剂混合制备装置与烟气循环流化床SO₃脱除装置连通。

本发明所述锅炉、SCR脱硝反应器、烟气循环流化床SO₃脱除装置、旋风分离器、空预器、除尘器、引风机、石灰石石膏湿法脱硫装置和烟囱沿烟气流动方向依次设置。

本发明所述SCR脱硝反应器和空预器之间可设置有一号旁路烟道，一号旁路烟道内设置有一号旁路烟道挡板和旁路烟道引风机，一号旁路烟道与烟气循环流化床SO₃脱除装置连通，一号旁路烟道挡板、旁路烟道引风机和烟气循环流化床SO₃脱除装置沿着一号旁路烟道内烟气流动方向依次设置。与一号旁路烟道相对应地，在SCR脱硝反应器和空预器之间还设置有二号旁路烟道，二号旁路烟道内设置有二号旁路烟道挡板，二号旁路烟道贯通至旋风分离器。

本发明所述SCR脱硝反应器和烟气循环流化床SO₃脱除装置之间可设置有旁路烟道，旁路烟道贯通至空预器，旁路烟道内设置有旁路烟道挡板，SCR脱硝反应器、旁路烟道挡板和空预器沿着旁路烟道内烟气流动方向依次设置。

本发明所述旋风分离器和除尘器均连通于灰库。

一种脱硫废水零排放系统的工作方法，其特征在于：包括如下步骤：烟气从锅炉出来后，首先进入SCR脱硝反应器进行脱硝反应，然后进入空预器进行换热，然后依次经过除尘器、引风机、石灰石石膏湿法脱硫装置后，进入烟囱排放；烟气还进入烟气循环流化床SO₃脱除装置内脱除SO₃，然后进入旋风分离器中分离出干灰，干灰落入碱性吸收剂混合制备装置，石灰石石膏湿法脱硫装置排出的废水作为脱除SO₃的吸收剂制备液流入碱性吸收剂混合制备装置，在碱性吸收剂混合制备装置中吸收剂制备液与干灰混合形成SO₃吸收剂浆液，然后流入烟气循环流化床SO₃脱除装置。SO₃吸收剂浆液进入烟气循环流化床SO₃脱除装置后，在高温烟气的作用下蒸发、结晶，最终实现脱硫废水零排放。同时旋风分离器分离出的干灰一部分作为再循环干灰进入碱性吸收剂混合制备装置，另一部分与除尘器的干灰一起进入灰库。

本发明打开一号旁路烟道挡板和旁路烟道引风机，一部分烟气从SCR脱硝反应器直接流向空预器，另一部分烟气从SCR脱硝反应器离开沿着一号旁路烟道前往烟气循环流化床SO₃脱除装置，然后经旋风分离器和二号旁路烟道进入空预器。

本发明打开旁路烟道挡板，一部分烟气从SCR脱硝反应器离开后沿着旁路烟道直接流向空预器，另一部分烟气从SCR脱硝反应器离开后依次经过烟气循环流化床SO₃脱除装置、旋风分离器和空预器。

根据所要求的SO₃脱除效率与脱硫废水处理量，确定烟气循环流化床SO₃脱除装置的烟气处理量，根据烟气处理量可选择以进入空预器的烟道为主烟道，经主烟道上的一号旁路烟道烟气进入烟气循环流化床SO₃脱除装置，或以进入烟气循环流化床SO₃脱除装置的烟道作为主烟道，经旁路烟道烟气进入空预器，从而尽量减少系统阻力与能耗物耗。

本发明所述SO₃吸收剂浆液为CaCO₃、Ca(OH)₂、Na₂CO₃或Mg(OH)₂。SO₃吸收剂浆液为碱性吸收剂，包括但不限于上述几种。

本发明相比现有技术，可实现SO₃与脱硫废水的协同处理，具有系统简单、运行费用低、吸收剂利用率高、废水零排放等优点，具有广泛的应用前景。本发明是在SCR脱硝反应器与空预器之间设置烟气循环流化床SO₃脱除装置，采用脱硫废水制备的吸收剂浆液脱除烟气中的SO₃，从而实现SO₃与脱硫废水的协同处理。

附图说明

图1是本发明实施例1的平面结构示意图。

图2是本发明实施例2的平面结构示意图。

图3是本发明实施例3的平面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1。

参见图1。

本实施例为一种脱硫废水零排放系统，包括锅炉1、SCR脱硝反应器2、烟气循环流化床SO₃脱除装置3、旋风分离器4、碱性吸收剂混合制备装置10、空预器5、除尘器6、引风机7、石灰石石膏湿法脱硫装置8和烟囱9。锅炉1、SCR脱硝反应器2、烟气循环流化床SO₃脱除装置3、旋风分离器4、空预器5、除尘器6、引风机7、石灰石石膏湿法脱硫装置8和烟囱9沿着烟气流动方向依次设置。石灰石石膏湿法脱硫装置8与碱性吸收剂混合制备装置10连通，碱性吸收剂混合制备装置10和旋风分离器4相互贯通，碱性吸收剂混合制备装置10与烟气循环流化床SO₃脱除装置3连通。旋风分离器4和除尘器6均连通于灰库。

本实施例还提供了脱硫废水零排放系统的工作方法，包括如下步骤：烟气从锅炉1出来后，首先进入SCR脱硝反应器2进行脱硝反应，然后进入烟气循环流化床SO₃脱除装置3内脱除SO₃，然后进入旋风分离器4中分离出干灰，旋风分离器4分离出的干灰一部分作为再循环干灰进入碱性吸收剂混合制备装置10，烟气离开旋风分离器4然后进入空预器5进行换热，然后依次经过除尘器6、引风机7、石灰石石膏湿法脱硫装置8后，进入烟囱9排放。

石灰石石膏湿法脱硫装置8排出的废水作为脱除SO₃的吸收剂制备液流入碱性吸收剂混合制备装置10，在碱性吸收剂混合制备装置10中吸收剂制备液与再循环干灰混合形成SO₃吸收剂浆液，然后流入烟气循环流化床SO₃脱除装置3。SO₃吸收剂浆液进入烟气循环流化床SO₃脱除装置3后，在高温烟气的作用下蒸发、结晶，最终实现脱硫废水零排放。除了再循环干灰外的其余干灰与除尘器分离出的干灰一起进入灰库。

SO₃吸收剂浆液为碱性吸收剂，包括但不限于CaCO₃、Ca(OH)₂、Na₂CO₃或Mg(OH)₂。

实施例2。

参见图2。

本实施例为一种脱硫废水零排放系统，包括锅炉1、SCR脱硝反应器2、烟气循环流化床SO₃脱除装置3、旋风分离器4、碱性吸收剂混合制备装置10、空预器5、除尘器6、引风机7、石灰石石膏湿法脱硫装置8和烟囱9。锅炉1、SCR脱硝反应器2、空预器5、除尘器6、引风机7、石灰石石膏湿法脱硫装置8和烟囱9沿着烟气流动方向依次设置。其中SCR脱硝反应器2和空预器5之间通过烟道相连，该烟道作为本实施例的主烟道。旋风分离器4和除尘器6均连通于灰库。

SCR脱硝反应器2和空预器5之间设置有一号旁路烟道，一号旁路烟道连通于主烟道。一号旁路烟道内设置有一号旁路烟道挡板11和旁路烟道引风机12，一号旁路烟道与烟气循环流化床SO₃脱除装置3连通，一号旁路烟道挡板11、旁路烟道引风机12、烟气循环流化床SO₃脱除装置3和旋风分离器4沿着一号旁路烟道内烟气流动方向依次设置。

石灰石石膏湿法脱硫装置8与碱性吸收剂混合制备装置10连通，碱性吸收剂混合制备装置10和旋风分离器4相互贯通，碱性吸收剂混合制备装置10与烟气循环流化床SO₃脱除装置3连通。

SCR脱硝反应器2和空预器5之间还设置有二号旁路烟道，二号旁路烟道设置在主烟道上。二号旁路烟道内设置有二号旁路烟道挡板13，二号旁路烟道贯通至旋风分离器4。本实施例适用于当系统对SO₃脱除效率以及脱硫废水处理量要求不高的情况。

本实施例还提供了脱硫废水零排放系统的工作方法，包括如下步骤：烟气从锅炉1出来后，首先进入SCR脱硝反应器2进行脱硝反应，然后大部分烟气沿着主烟道进入空预器5进行换热，然后依次经过除尘器6、引风机7、石灰石石膏湿法脱硫装置8后，进入烟囱9排放。打开一号旁路烟道挡板11和旁路烟道引风机12，小部分烟气沿着一号旁路烟道依次通过一号旁路烟道挡板11和旁路烟道引风机12前往烟气循环流化床SO₃脱除装置3。本实施例减少系统阻力与能耗物耗。

小部分烟气进入烟气循环流化床SO₃脱除装置3内脱除SO₃，然后进入旋风分离器4中分离出干灰，一部分干灰作为再循环干灰落入碱性吸收剂混合制备装置10，石灰石石膏湿法脱硫装置8排出的废水作为脱除SO₃的吸收剂制备液流入碱性吸收剂混合制备装置10，在碱性吸收剂混合制备装置10中吸收剂制备液与再循环干灰混合形成SO₃吸收剂浆液，然后流入烟气循环流化床SO₃脱除装置3。SO₃吸收剂浆液进入烟气循环流化床SO₃脱除装置3后，在高温烟气的作用下蒸发、结晶，最终实现脱硫废水零排放。除再循环干灰外的其余干灰与除尘器分离出的干灰一起进入灰库。打开二号旁路烟道挡板13，烟气从旋风分离器4沿着二号旁路烟道流向空预器5。

SO₃吸收剂浆液为碱性吸收剂，包括但不限于CaCO₃、Ca(OH)₂、Na₂CO₃或Mg(OH)₂。

实施例3。

参见图3。

本实施例为一种脱硫废水零排放系统，包括锅炉1、SCR脱硝反应器2、烟气循环流化床SO₃脱除装置3、旋风分离器4、碱性吸收剂混合制备装置10、空预器5、除尘器6、引风机7、石灰石石膏湿法脱硫装置8和烟囱9。锅炉1、SCR脱硝反应器2、烟气循环流化床SO₃脱除装置3、旋风分离器4、空预器5、除尘器6、引风机7、石灰石石膏湿法脱硫装置8和烟囱9沿着烟气流动方向依次设置。其中SCR脱硝反应器2和烟气循环流化床SO₃脱除装置3之间通过烟道连接，该烟道作为主烟道。旋风分离器4和除尘器6均连通于灰库。

石灰石石膏湿法脱硫装置8与碱性吸收剂混合制备装置10连通，碱性吸收剂混合制备装置10和旋风分离器4相互贯通，碱性吸收剂混合制备装置10与烟气循环流化床SO₃脱除装置3连通。

SCR脱硝反应器2和烟气循环流化床SO₃脱除装置3之间设置有旁路烟道，旁路烟道贯通至空预器5，旁路烟道内设置有旁路烟道挡板14，SCR脱硝反应器2、旁路烟道挡板14和空预器5沿着旁路烟道内烟气流动方向依次设置。本实施例适用于系统对SO₃脱除效率以及脱硫废水处理量要求较高但无需引接全负荷烟气量的情况。

本实施例还提供了脱硫废水零排放系统的工作方法，包括如下步骤：烟气从锅炉1出来后，首先进入SCR脱硝反应器2进行脱硝反应，大部分烟气沿着主烟道进入烟气循环流化床SO₃脱除装置3内脱除SO₃，然后进入旋风分离器4中分离出干灰，一部分干灰作为再循环干灰落入碱性吸收剂混合制备装置10，然后烟气进入空预器5进行换热，然后依次经过除尘器6、引风机7、石灰石石膏湿法脱硫装置8后，进入烟囱9排放。打开旁路烟道挡板14，少部分烟气从SCR脱硝反应器2离开沿着旁路烟道直接流向空预器5，与从旋风分离器4离开的烟气汇合流向除尘器6。

石灰石石膏湿法脱硫装置8排出的废水作为脱除SO₃的吸收剂制备液流入碱性吸收剂混合制备装置10，在碱性吸收剂混合制备装置10中吸收剂制备液与再循环干灰混合形成SO₃吸收剂浆液，然后流入烟气循环流化床SO₃脱除装置3。SO₃吸收剂浆液进入烟气循环流化床SO₃脱除装置3后，在高温烟气的作用下蒸发、结晶，最终实现脱硫废水零排放。除再循环干灰外的干灰与除尘器的干灰一起进入灰库。本实施例减少了系统阻力与能耗物耗。

SO₃吸收剂浆液为碱性吸收剂，包括但不限于CaCO₃、Ca(OH)₂、Na₂CO₃或Mg(OH)₂。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种脱硫废水零排放系统，其特征在于：包括锅炉、SCR脱硝反应器、烟气循环流化床SO₃脱除装置、旋风分离器、碱性吸收剂混合制备装置、空预器、除尘器、引风机、石灰石石膏湿法脱硫装置和烟囱，锅炉、SCR脱硝反应器、空预器、除尘器、引风机、石灰石石膏湿法脱硫装置和烟囱沿着烟气流动方向依次设置；烟气循环流化床SO₃脱除装置和旋风分离器沿烟气流动方向依次设置，石灰石石膏湿法脱硫装置与碱性吸收剂混合制备装置连通，碱性吸收剂混合制备装置和旋风分离器相互连通，碱性吸收剂混合制备装置与烟气循环流化床SO₃脱除装置连通。

2.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述锅炉、SCR脱硝反应器、烟气循环流化床SO₃脱除装置、旋风分离器、空预器、除尘器、引风机、石灰石石膏湿法脱硫装置和烟囱沿烟气流动方向依次设置。

3.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述SCR脱硝反应器和空预器之间设置有一号旁路烟道，一号旁路烟道内设置有一号旁路烟道挡板和旁路烟道引风机，一号旁路烟道与烟气循环流化床SO₃脱除装置连通，一号旁路烟道挡板、旁路烟道引风机和烟气循环流化床SO₃脱除装置沿着一号旁路烟道内烟气流动方向依次设置。

4.根据权利要求3所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述SCR脱硝反应器和空预器之间还设置有二号旁路烟道，二号旁路烟道内设置有二号旁路烟道挡板，二号旁路烟道贯通至旋风分离器。

5.根据权利要求2所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述SCR脱硝反应器和烟气循环流化床SO₃脱除装置之间设置有旁路烟道，旁路烟道贯通至空预器，旁路烟道内设置有旁路烟道挡板，SCR脱硝反应器、旁路烟道挡板和空预器沿着旁路烟道内烟气流动方向依次设置。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述旋风分离器和除尘器均连通于灰库。

7.一种如权利要求1-6任一权利要求所述的脱硫废水零排放系统的工作方法，其特征在于：包括如下步骤：烟气从锅炉出来后，首先进入SCR脱硝反应器进行脱硝反应，然后进入空预器进行换热，然后依次经过除尘器、引风机、石灰石石膏湿法脱硫装置后，进入烟囱排放；烟气还进入烟气循环流化床SO₃脱除装置内脱除SO₃，然后进入旋风分离器中分离出干灰，干灰落入碱性吸收剂混合制备装置，石灰石石膏湿法脱硫装置排出的废水作为脱除SO₃的吸收剂制备液流入碱性吸收剂混合制备装置，在碱性吸收剂混合制备装置中吸收剂制备液与干灰混合形成SO₃吸收剂浆液，然后流入烟气循环流化床SO₃脱除装置。

8.根据权利要求7所述的脱硫废水零排放系统的工作方法，其特征在于：打开一号旁路烟道挡板和旁路烟道引风机，一部分烟气从SCR脱硝反应器直接流向空预器，另一部分烟气从SCR脱硝反应器离开沿着一号旁路烟道前往烟气循环流化床SO₃脱除装置，然后经旋风分离器和二号旁路烟道进入空预器。

9.根据权利要求7所述的脱硫废水零排放系统的工作方法，其特征在于：打开旁路烟道挡板，一部分烟气从SCR脱硝反应器离开后沿着旁路烟道直接流向空预器，另一部分烟气从SCR脱硝反应器离开后依次经过烟气循环流化床SO₃脱除装置、旋风分离器和空预器。

10.根据权利要求7或8或9所述的脱硫废水零排放系统的工作方法，其特征在于：所述SO₃吸收剂浆液为CaCO₃、Ca(OH)₂、Na₂CO₃或Mg(OH)₂。