CN107792905A - 一种脱硫废水处理装置及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种脱硫废水处理装置，其特征在于：在空气预热器(14)的入口烟道设置与其并联的并联烟道(4),用于独立加热脱硫废水；在并联烟道(4)的入口段设置雾化碰嘴(3)和污水泵(5)，雾化碰嘴(3)和污水泵(5)通过污水管道连接；并联烟道(4)的出口连通空预器出口烟道(13)，空预器出口烟道(13)处设置低温省煤器(8)，低温省煤器(8)出口通过烟道连接电除尘器(9)；空气预热器(14)进口的一次风、二次风风道处设置暖风器(11)。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域,尤其涉及一种脱硫废水处理装置及其处理方法。
背景技术
燃煤电厂湿法脱硫工艺中产生的脱硫废水水质特殊，污染物含量高，对环境的危害较大。脱硫废水中含有高浓度的氯离子，也影响脱硫废水的再利用，因此燃煤电厂脱硫废水零排放是一个技术难题。
目前，国内电厂脱硫废水深度处理后存在一些潜在的问题：产生的固体物具有环境污染隐患，可溶性盐会在雨水的作用下会产生二次污染，作为商品出售附加价值不高，还可能沦为危险固体废物，发生高昂的处置费用。
脱硫废水处理技术主要有浓缩蒸干、蒸发塘蒸发、脱硫废水烟气喷雾蒸发三种。
脱硫废水浓缩蒸干中,国内流行的处理设备有碟管式DTRO膜、管网式AFRO膜、正渗透膜、电离子膜和蒸发器等。应用于高含盐废水处理的反渗透膜主要有普通卷式RO膜、管网式AFRO膜、碟管式DTRO膜、高压碟管式DTRO膜。高压碟管式反渗透膜进水条件较低，耐高盐废水和水回收率均优于其他型式的反渗透膜。应用的蒸发器主要有:低温多效蒸发器(MED)、热蒸汽再压缩(TVR)和机械蒸汽再压缩(MVR)三种。
依据常规脱硫废水水质特点，三种蒸发器设备吨水造价相当，其中MVR蒸发器运行成本最低。正渗透装置设备费用最高，运行成本最高，但随着正渗透技术不断发展和改进，设备价格和运行费用也会有所调整。结晶和固体废物处理单元是整个工艺流程中最后一个阶段，废水经预处理、浓缩后产生的高浓度废水，不能够再浓缩，需将其结晶、干燥打包外运。这些分离或化学方法已经形成了大量的专利技术，如浙江大学的“一种板式多级闪蒸脱硫废水处理与回收装置及其方法”(CN201410699622.8)、龙净环保科技工程有限公司的“一种适用于电厂脱硫废水零排放的方法及系统”(CN201510868739.9)、杭州蓝然环境技术有限公司的“一种脱硫废水零排放工艺：(CN201510526476.3)。这些技术的共同特点就是成本较高，每吨脱硫废水的处理成本大约为15元以上。
采用蒸发塘自然蒸发是最简易脱硫废水处理方法，但是该方法对场地要求较高，实际使用较少。
目前比较受到关注的是价格低廉的脱硫废水烟气喷雾蒸发，采用雾化喷嘴将电厂脱硫废水进行雾化，喷入电厂空预器与电除尘器之间的烟道内，利用烟道内高温烟气将雾化后的废水液滴蒸干，形成细小固体颗粒结晶随烟气灰尘进入电除尘器被电极捕捉，进入除尘器灰斗随灰外排，达到脱硫废水零排放的目的。该技术已被多篇专利文献所公开，如中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北分公司的“一种脱硫废水零排放处理装置”(CN201510608278.1)、重庆远达水务有限公司的“利用烟气余热处理脱硫废水的方法及装置”(CN201610031262.3)等。但这些工艺流程共同特点为，脱硫废水喷射在空气预热器之后的全部低温烟气中，对脱硫废水的性质考虑不足，导致脱硫废水雾化后，由于混合后的热力学平衡温度低于脱硫废水的沸点，导致无法实现完全蒸发，与含盐液滴与烟气中的飞灰粘结，影响到除尘器的安全运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是解决脱硫废水分离不充分的问题。本发明提供了一种脱硫废水处理装置及其处理方法，从而使得脱硫废水中水分蒸发完全，盐分留存转化为固体颗粒。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种脱硫废水处理装置，在空气预热器14的入口烟道设置与其并联的并联烟道4,用于独立加热脱硫废水；在并联烟道4的入口段设置雾化碰嘴3和污水泵5，雾化碰嘴3和污水泵5通过污水管道连接；并联烟道4的出口连通空预器出口烟道13，空预器出口烟道13处设置低温省煤器8，低温省煤器8出口通过烟道连接电除尘器9；空气预热器14进口的一次风、二次风风道处设置暖风器11；低温省煤器8产生的热水通过循环水泵12、循环水管道送入暖风器11，暖风器11加热一次风、二次风，热水被降温并被重新送入低温省煤器8，循环使用，被加热的一次风、二次风通过风机10送入空气预热器14，通过空预器加热的一次风、二次风的热烟气热量过剩，并联烟道4中引入热烟气，脱硫废水或废水浓缩液通过污水泵5、污水管道和雾化碰嘴3喷入并联烟道4，被热烟气彻底蒸干，盐分转化为固体颗粒，被电除尘器9捕获。
优选地，并联烟道4的出口处设置烟气挡板7，用于调节进入并联烟道4的烟气量。
优选地，通过并联烟道4的处理脱硫废水的烟气量一般为锅炉总烟气量的10％-20％。
优选地，并联烟道4的蒸干段后设置高温余热换热器6,用于进一步回收利用并联烟道4中烟气的温度。
优选地，处理脱硫废水的烟气温度大于300℃。
优选地，并联烟道4中，烟气的停留时间不小于0.75s，之后再进入高温余热换热器6，以实现脱硫废水雾化后的完全蒸发。
优选地，脱硫废水喷入烟气的雾化方式采用机械雾化和/或介质雾化。
优选地，脱硫废水雾化后的液滴粒度在78-420微米范围内。
本发明解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
一种使用脱硫废水处理装置的脱硫废水处理方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤1：低温省煤器8将电除尘器9前的烟气温度降低，低温省煤器8产生的热水通过循环水泵12、循环水管道送入暖风器11；
步骤2：暖风器11加热一次风、二次风，暖风器11中的热水被降温，并被重新送入低温省煤器8，循环使用；
步骤3：被加热的一次风、二次风通过风机10被送入空气预热器14，通过空预器加热的一次风、二次风的烟气热量过剩，并联烟道4中引入热烟气；
步骤4：脱硫废水或废水浓缩液通过污水泵5、污水管道和雾化喷嘴3被喷入并联烟道4，被热烟气彻底蒸干，盐分转化为固体颗粒，与飞灰混合在一起进入除尘器，由电除尘器9捕捉下来成为粉煤灰的一部分。
进一步，步骤4中，并联烟道4中的烟气在蒸干脱硫废水后，通过高温余热换热器6进一步回收利用热量，最后汇入空预器出口烟道13。
进一步，步骤4中，可通过调节烟气挡板7，调节进入并联烟道4的烟气量。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：
1.脱硫废水直接喷入并联烟道时，脱硫废水中水分蒸发完全，盐分留存转化为固体颗粒，易于被电除尘捕捉，且降低了使用脱硫废水烟气喷雾蒸发法回收利用脱硫废水时除尘器的故障比率，确保其能安全运行。
2.采用结晶法处理脱硫废水时，在高温烟气并联烟道产生的高温水或蒸汽，可做为热源替代结晶法所需要的蒸汽或电能，节约能源。
附图说明
图1是为本发明所述装置的结构示意图；
【主要组件符号说明】
1：脱硝装置 2：省煤器(或无)
3：雾化喷嘴 4：并联烟道
5：污水泵 6：高温余热换热器
7：烟气挡板 8：低温省煤器
9:电除尘器 10:风机(一次风机、二次风机)
11:暖风器 12:循环水水泵
13:空预器出口烟道 14:空气预热器
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种脱硫废水处理装置及其处理方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1:
一种脱硫废水处理装置，在空气预热器14的入口烟道设置与其并联的并联烟道4,用于独立加热脱硫废水；在并联烟道4的入口段设置雾化碰嘴3和污水泵5，雾化碰嘴3和污水泵5通过污水管道连接；并联烟道4的出口连通空预器出口烟道13，空预器出口烟道13处设置低温省煤器8，低温省煤器8出口通过烟道连接电除尘器9；空气预热器14进口的一次风、二次风风道处设置暖风器11。
利用低温省煤器8降低电除尘器9前的烟气温度，通常情况下该处的烟气温度大于125℃，利用低温省煤器8可将该烟气温度降低到90℃左右，并产生100℃左右的热水。低温省煤器8可采用烟气-水管式换热器，换热原件结构可采用光管、H型翅片管、螺旋翅片管等，换热原件的材料可选用20G、ND钢(09CrCuSb)、316L等，或多种材料的合理搭配。
低温省煤器8产生的热水通过循环水泵12、循环水管道送入暖风器11，加热一次风、二次风，之后暖风器11中的热水由此被降温(约70℃)，并被重新送入低温省煤器8，循环使用。暖风器11可采用空气-水管式换热器，换热原件结构可采用光管、H型翅片管、螺旋翅片管等，换热原件的材料可选用碳钢、钢铝复合材料等。
被加热的一次风、二次风通过风机10被送入空气预热器14，通过空预器加热的一次风、二次风的烟气热量过剩，温度提高。并联烟道4中引入热烟气，引入并联烟道4的处理脱硫废水的烟气量为锅炉总烟气量的10％，烟气温度为300℃。
脱硫废水或废水浓缩液通过污水泵5、污水管道和雾化喷嘴3被喷入并联烟道4，脱硫废水喷入烟气的雾化方式采用机械雾化和/或介质雾化，脱硫废水雾化后的液滴粒度为78微米。烟气在并联烟道4中的停留时间为0.75s，以实现脱硫废水雾化后的完全蒸发。被热烟气彻底蒸干，盐分转化为固体颗粒，与飞灰混合在一起进入除尘器，由电除尘器9捕捉下来成为粉煤灰的一部分，完成脱硫废水或废水浓缩液的处理，实现脱硫废水零排放。
实施例2:
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例所述的脱硫废水处理装置在并联烟道4的出口处还设置烟气挡板7，用于调节进入并联烟道4的烟气量；在并联烟道4的蒸干段后还设置了高温余热换热器6，用于进一步回收利用并联烟道4中烟气的温度。
引入并联烟道4的处理脱硫废水的烟气量为锅炉总烟气量的20％，烟气温度为380℃。
脱硫废水或废水浓缩液通过污水泵5、污水管道和雾化喷嘴3被喷入并联烟道4的液滴粒度为420微米。烟气在并联烟道4中的停留时间为1.2s，并联烟道4旁路中的烟气在蒸干脱硫废水后，仍有较高的温度，可通过高温余热换热器6进一步降温，最后汇入空预器出口烟道13。高温余热换热器产生的热量可进一步回收利用，如：用作脱硫废水浓缩、加热凝结水产生经济效益等。
实施例3：
本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：
引入并联烟道4的处理脱硫废水的烟气量为锅炉总烟气量的15％，烟气温度为450℃。
脱硫废水或废水浓缩液通过污水泵5、污水管道和雾化喷嘴3被喷入并联烟道4的液滴粒度为280微米。烟气在并联烟道4中的停留时间为0.9s，之后再进入高温余热换热器6，以实现脱硫废水雾化后的完全蒸发。
本发明通过电除尘器前的低温省煤器产生的热水加热锅炉的一次风和二次风，降低锅炉的燃煤量；一次风和二次风的温度提高后，空预器所需要的热烟气量减少，为多余的热烟气(300℃以上)开辟新的并联烟道，利用并联烟道中的热烟气彻底蒸干脱硫废液或脱硫浓缩废液。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种脱硫废水处理装置，其特征在于：在空气预热器(14)的入口烟道设置与其并联的并联烟道(4),用于独立加热脱硫废水；在并联烟道(4)的入口段设置雾化碰嘴(3)和污水泵(5)，雾化碰嘴(3)和污水泵(5)通过污水管道连接；并联烟道(4)的出口连通空预器出口烟道(13)，空预器出口烟道(13)处设置低温省煤器(8)，低温省煤器(8)出口通过烟道连接电除尘器(9)；空气预热器(14)进口的一次风、二次风风道处设置暖风器(11)；低温省煤器(8)产生的热水通过循环水泵(12)、循环水管道送入暖风器(11)，暖风器(11)加热一次风、二次风，热水被降温并被重新送入低温省煤器(8)，循环使用，被加热的一次风、二次风通过风机(10)送入空气预热器(14)，通过空预器加热的一次风、二次风的热烟气热量过剩，并联烟道(4)中引入热烟气，脱硫废水或废水浓缩液通过污水泵(5)、污水管道和雾化碰嘴(3)喷入并联烟道(4)，被热烟气彻底蒸干，盐分转化为固体颗粒，被电除尘器(9)捕获。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水处理装置，其特征在于：并联烟道(4)的出口处设置烟气挡板(7)，用于调节进入并联烟道(4)的烟气量。
3.根据权利要求2所述的脱硫废水处理装置，其特征在于：通过并联烟道(4)的处理脱硫废水的烟气量一般为锅炉总烟气量的10％-20％。
4.根据权利要求2所述的脱硫废水处理装置，其特征在于：并联烟道(4)的蒸干段后设置高温余热换热器(6),用于进一步回收利用并联烟道(4)中烟气的温度。
5.根据权利要求1所述的脱硫废水处理装置，其特征在于：处理脱硫废水的烟气温度大于300℃。
6.根据权利要求4所述的脱硫废水处理装置，其特征在于：并联烟道(4)中，烟气的停留时间不小于0.75s，之后再进入高温烟气余热换热器(6)，以实现脱硫废水雾化后的完全蒸发。
7.根据权利要求1所述的脱硫废水处理装置，其特征在于：脱硫废水喷入烟气的雾化方式采用机械雾化和/或介质雾化。
8.根据权利要求1所述的脱硫废水处理装置，其特征在于：脱硫废水雾化后的液滴粒度在78-420微米范围内。
9.一种使用权利要求1至8任意权利要求所述的脱硫废水处理装置的脱硫废水处理方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤1：低温省煤器(8)将电除尘器(9)前的烟气温度降低，低温省煤器(8)产生的热水通过循环水泵(12)、循环水管道送入暖风器(11)；
步骤2：暖风器(11)加热一次风、二次风，暖风器(11)中的热水被降温，并被重新送入低温省煤器(8)，循环使用；
步骤3：被加热的一次风、二次风通过风机(10)被送入空气预热器(14)，通过空预器加热的一次风、二次风的烟气热量过剩，并联烟道(4)中引入热烟气；
步骤4：脱硫废水或废水浓缩液通过污水泵(5)、污水管道和雾化喷嘴(3)被喷入并联烟道(4)，被热烟气彻底蒸干，盐分转化为固体颗粒，与飞灰混合在一起进入除尘器，由电除尘器(9)捕捉下来成为粉煤灰的一部分。
10.根据权利要求9所述的脱硫废水处理方法，其特征在于：步骤4中，并联烟道(4)中的烟气在蒸干脱硫废水后，通过高温余热换热器(6)进一步回收利用热量，最后汇入空预器出口烟道(13),可通过调节烟气挡板(7)，调节进入并联烟道(4)的烟气量。
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