CN107827306A - 一种火力发电厂脱硫废水零排放处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，包括在锅炉和烟囱之间的空气预热器、除尘器和脱硫吸收塔，还包括，碱性物质供给装置，与空气预热器和除尘器之间相连通，碱性供给装置包含干粉储罐、称料机、风机和粉末喷头，粉末喷头伸入空气预热器和除尘器之间的烟气管道的内；氯离子浓度检测器，设置于空气预热器的烟气出口端；控制器分别与氯离子浓度检测器和称料机相连接；脱硫废水循环利用装置，包含废水中和池、沉淀池、絮凝池、澄清池、RO反渗透机和蒸发器，RO反渗透机的低盐度出水口与脱硫吸收塔相连通。该系统可大大减少进入脱硫吸收塔内部的氯离子含量，从而显著减少脱硫废水的排放量；且能实现脱硫废水的零排放。

Description

一种火力发电厂脱硫废水零排放处理系统
技术领域
本发明属于脱硫废水处理领域，尤其是涉及一种火力发电厂脱硫废水零排放处理系统。
背景技术
脱硫废水产生的根本原因是脱硫浆液的循环利用，导致了脱硫塔内氯离子富集，为维持脱硫系统中脱硫塔内平衡，需将脱硫塔内的脱硫废水不断排出并注入新的工业用水，从而产生了大量的脱硫废水。脱硫废水因浊度大、硬度高，及其重金属、氯离子等含量高，容易结垢、腐蚀，处理难度较大，脱硫废水处理量大、水质差，无法满足日益严格的环保要求。
脱硫系统的氯离子来源主要是燃煤和工艺水，脱硫废水排放量随锅炉容量和煤种含氯量的增大而增加。现有的脱除氯离子的方式是将脱硫废水与高浓度的碱液中和后喷雾到空预器和除尘器之间烟道中，但是目前国内大容量锅炉空预器出口烟气温度大约为120-128度，向空预器和除尘器之间烟道中喷液后会导致锅炉排放的烟气温度的降低，造成除尘器低温腐蚀，影响其除尘效果；且在50％BMCR工况下，锅炉排放的烟气温度将更低，对烟气管道及除尘器的低温腐蚀更明显；此外，喷入的碱液还会增加烟道中烟气的湿度，不利于后续烟气的处理和排放。
发明内容
为解决以上问题，本发明的目的在于提供一种火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，利用向烟气管道内喷洒干粉状的碱性物质，可大大减少进入脱硫吸收塔内部的氯离子含量，从而显著减少脱硫吸收塔中为维持氯离子平衡而造成的脱硫废水的排放量；同时，脱硫吸收塔排出的少量的脱硫废水可通过脱硫废水循环利用装置作为脱硫吸收塔的补给水再次回流至脱硫吸收塔内，从而实现火力发电厂脱硫废水的零排放，该系统结构简单，成本低，实用性强。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。
本发明的内容提出一种火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，包括经烟气管道依次连通在锅炉尾部烟气出口和烟囱烟气入口之间的空气预热器、除尘器和脱硫吸收塔，还包括碱性物质供给装置、氯离子浓度检测器、控制器和脱硫废水循环利用装置；所述碱性物质供给装置通过供给管道与所述空气预热器和所述除尘器之间的烟气管道相连通，所述碱性物质供给装置包含经供给管道依次连通的干粉储罐、称料机、风机和粉末喷头，所述供给管道的一端为干粉储罐，所述供给管道的另一端为粉末喷头，所述粉末喷头伸入所述空气预热器和所述除尘器之间的烟气管道内；所述氯离子浓度检测器设置于所述空气预热器的烟气出口端；所述控制器的信号输入端与所述氯离子浓度检测器的信号输出端相连接，所述控制器的信号输出端与所述称料机的控制端相连接；所述脱硫废水循环利用装置包含经废水排放管路依次连通的废水中和池、沉淀池、絮凝池、澄清池、RO反渗透机和蒸发器，所述RO反渗透机的高盐度出水口通过第一回水管道与所述蒸发器的进水口相连通，所述RO反渗透机的低盐度出水口与所述脱硫吸收塔的进水口相连通。
根据本发明的火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，氯离子浓度检测器用于检测空气预热器出口端的烟气中氯离子的含量，控制器根据氯离子浓度检测器所检测到的氯离子的含量控制调节碱性物质供给装置的称料机中碱性物质的重量，碱性物质为生石灰，干粉储罐用于存储碱性物质。利用风机通过供给管道将碱性物质输送至粉末喷头，风机为罗茨风机，粉末喷头将碱性物质喷洒至空气预热器和除尘器之间的烟气管道中，碱性物质和烟气管道内烟气中的氯离子反应生成固体盐，固体盐随飞灰一起被除尘器除去，除尘器为静电除尘器，由此降低了烟气中氯离子的浓度，从而大大减少了为维持脱硫吸收塔内氯离子的平衡而造成的脱硫废水的排放量；除尘后的烟气通过脱硫吸收塔脱硫后从烟囱排出。
脱硫吸收塔排出的少量的脱硫废水通过脱硫废水循环利用装置实现脱硫废水的循环利用，先通过废水中和池将脱硫废水的pH调节至9.0以上，再在沉淀池中沉淀脱硫废水中的重金属离子，接着进入絮凝池，将脱硫废水中的细小而分散的颗粒和胶体物质凝聚沉积，澄清池将絮凝后的脱硫废水中污泥等浑浊物质沉降，得清液，清液经过RO反渗透机得到低盐度水和高盐度水，低盐度水通过第一回水管道在泵的作用下输送至脱硫吸收塔，高盐度水通过废水排放管路输送至蒸发器，通过蒸发器蒸发生成结晶物，结晶物可送入化工厂等进行再利用，从而完成脱硫废水的循环处理，实现脱硫废水的零排放。
本发明的火力发电厂脱硫废水零排放处理系统通过向空气预热器和除尘器之间的烟气管道中喷入干粉状碱性物质，降低烟气中氯离子的浓度，可大大减少脱硫吸收塔中为维持氯离子平衡而产生的脱硫废水的排放量，脱硫废水排放量的减少降低了后期设备的投资成本，节约运行成本，比目前常规的方法可节约50％的成本。
此外，通过氯离子浓度检测器可实时监测空气预热器出口处的氯离子浓度，并根据所检测到的氯离子浓度通过控制器调节向烟道内喷洒的碱性物质的用量，调节方便、精确度高，提高了原料的利用率，降低成本。碱性物质以干粉的形式喷入空气预热器和除尘器之间的烟气管道中，不会降低烟气管道内的温度，不会对烟气管道造成腐蚀，且不影响除尘器等的除尘效果，并且不会增大烟气的湿度，不影响烟气后续的处理和排放，不影响火力发电厂脱硫废水零排放处理系统的使用寿命。
作为优选的，所述粉末喷头伸入烟气管道内靠近空气预热器的一侧。
根据本发明的火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，粉末喷头伸入烟气管道内靠近空气预热器的一侧，使烟气管道内粉末喷头喷出的碱性物质与烟气中的氯离子能充分接触反应，提高氯离子的去除效果。
作为优选的，所述碱性物质为生石灰。
根据本发明的火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，碱性物质为生石灰，能与烟气中的氯离子充分反应，并生成结晶物质，氯离子去除效果佳，结晶物质易随飞灰被除尘器除去。
作为优选的，所述生石灰为干粉状生石灰。
根据本发明的火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，干粉状生石灰，在去除烟气中的氯离子时，不会降低烟气管道内的温度，不会对烟气管道造成腐蚀，且不影响除尘器等的除尘效果，并且不会增大烟气的湿度，不影响烟气后续的处理和排放，不影响火力发电厂脱硫废水零排放处理系统的使用寿命。
作为优选的，所述粉末喷头的端口的朝向与所述烟气管道内烟气流动的方向的夹角为0-90°。
根据本发明的火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，粉末喷头的端口的朝向与烟气管道内烟气流动的方向的夹角为0-90°，使粉末喷头喷出的碱性物质与空气预热器出口端烟气中的氯离子充分接触反应，并保证反应后生成的结晶盐能被除尘器充分吸收，提高除尘器的除尘效率。
作为优选的，所述粉末喷头为多个。
根据本发明的火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，粉末喷头为多个可使粉末喷头喷出的碱性物质在空气预热器和除尘器之间的烟气管道中分布更均匀，提高碱性物质与烟气中氯离子的接触率，使其充分反应，有利于进一步降低氯离子的浓度，减少脱硫吸收塔中脱硫废水的排放量。
作为优选的，所述供给管道的一端设置有支管，所述支管设置于所述烟气管道的内壁上，所述支管的一侧设置有多个喷管，所述粉末喷头连接在所述喷管的端口上。
根据本发明的火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，在烟气管道的内壁上设置与供给管道相连通的支管，支管可水平于烟气流动方向设置于烟气管道的内壁上，也可垂直于烟气流动方向设置于烟气管道的内壁上；支管的一侧设置有多个喷管，喷管的端口上连接有粉末喷头，可使粉末喷头喷出的碱性物质在空气预热器和除尘器之间的烟气管道中分布更均匀，提高碱性物质与烟气中氯离子的接触率，使其充分反应，有利于进一步降低氯离子的浓度，减少脱硫吸收塔中脱硫废水的排放量。
作为优选的，所述澄清池和所述RO反渗透机之间设置有多介质过滤器。
根据本发明的火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，通过多介质过滤器有效的除去澄清池上清液中悬浮杂质，使水进一步澄清、软化，利于RO反渗透机脱盐处理。
作为优选的，所述多介质过滤器和所述RO反渗透机之间设置有阴阳床树脂交换器。
根据本发明的火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，将多介质过滤器澄清、软化后的水通过阴阳床树脂交换器进一步脱盐，降低脱硫废水中的盐对RO反渗透机的损害，进一步提高RO反渗透机的处理效率，且多介质过滤器和阴阳床树脂交换器比常规的超滤膜的成本低，能显著降低火力发电厂脱硫废水零排放处理系统的生产和运行成本。
作为优选的，所述蒸发器的蒸馏水出口通过第二回水管道与所述脱硫吸收塔的进水口相连通。
根据本发明的火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，RO反渗透机得到的高盐度水通过蒸发器处理后的水蒸气经过冷凝后得到的冷凝水，冷凝水利用泵通过第二回水管道输送至脱硫吸收塔，减少脱硫吸收塔的用水量，实现脱硫废水的零排放。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明的自火力发电厂脱硫废水零排放处理系统的一种实施例的整体结构示意简图。
在以上图中：1烟气管道；2锅炉；3空气预热器；4除尘器；5脱硫吸收塔；6烟囱；7供给管道；8干粉储罐；9称料机；10风机；11粉末喷头；12氯离子浓度检测器；13控制器；14废水排放管路；15废水中和池；16沉淀池；17絮凝池；18澄清池；19多介质过滤器；20阴阳床树脂交换器；21RO反渗透机；22蒸发器；23第一回水管道；24第二回水管道。
具体实施方式
参考图1，根据本发明的内容的实施例所提出的火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，包括经烟气管道1依次连通在锅炉2尾部烟气出口和烟囱6烟气入口之间的空气预热器3、除尘器4和脱硫吸收塔5，还包括，碱性物质供给装置，氯离子浓度检测器12、控制器13和脱硫废水循环利用装置；所述碱性物质供给装置通过供给管道7与所述空气预热器3和所述除尘器4之间的烟气管道1相连通，所述碱性供给装置包含经供给管道7依次连通的干粉储罐8、称料机9、风机10和粉末喷头11，所述供给管道7的一端为干粉储罐8，所述供给管道7的另一端为粉末喷头11，所述粉末喷头11伸入所述空气预热器和所述除尘器之间的烟气管道1内；所述氯离子浓度检测器12设置于所述空气预热器3的烟气出口端；所述控制器13的信号输入端与所述氯离子浓度检测器12的信号输出端相连接，所述控制器13的信号输出端与所述称料机9的控制端相连接；所述脱硫废水循环利用装置包含经废水排放管路14依次连通的废水中和池15、沉淀池16、絮凝池17、澄清池18、RO反渗透机21和蒸发器22，所述RO反渗透机21的高盐度出水口通过第一回水管道23与所述蒸发器22的进水口相连通，所述RO反渗透机21的低盐度出水口与所述脱硫吸收塔5的进水口相连通。
在以上实施例中，氯离子浓度检测器12用于检测空气预热器3出口端的烟气中氯离子的含量，控制器13根据氯离子浓度检测器12所检测到的氯离子的含量控制调节碱性物质供给装置的称料机9中碱性物质的重量，碱性物质为生石灰，干粉储罐8用于储存碱性物质。利用风机10通过供给管道7将碱性物质输送至粉末喷头11，风机10为罗茨风机，粉末喷头11将碱性物质喷洒至空气预热器3和除尘器4之间的烟气管道1中，碱性物质和烟气管道1内烟气中的氯离子反应生成固体盐，固体盐随飞灰一起被除尘器4除去，除尘器4为静电除尘器，由此降低了烟气中氯离子的浓度，从而大大减少了为维持脱硫吸收塔5内氯离子的平衡而造成的脱硫废水的排放量；除尘后的烟气通过脱硫吸收塔5脱硫后从烟囱6排出。
脱硫吸收塔5排出的少量的脱硫废水通过脱硫废水循环利用装置实现脱硫废水的循环利用，先通过废水中和池15将脱硫废水的pH调节至9.0以上，再在沉淀池16中沉淀脱硫废水中的重金属离子，接着进入絮凝池17将脱硫废水中的细小而分散的颗粒和胶体物质凝聚沉积，澄清池18将絮凝后的脱硫废水中污泥等浑浊物质沉降，得清液，清液经过RO反渗透机21得到低盐度水和高盐度水，低盐度水通过第一回水管道23在泵的作用下输送至脱硫吸收塔5，高盐度水通过废水排放管路14输送至蒸发器22，通过蒸发器22蒸发生成结晶物，结晶物可送入化工厂等进行再利用，从而完成脱硫废水的循环处理，实现脱硫废水的零排放。
本发明的火力发电厂脱硫废水零排放处理系统通过向空气预热器3和除尘器4之间的烟气管道1中喷入干粉状碱性物质，降低烟气中氯离子的浓度，可大大减少脱硫吸收塔5中为维持氯离子平衡而产生的脱硫废水的排放量，脱硫废水排放量的减少降低了后期设备的投资成本，节约运行成本，比目前常规的方法可节约50％的成本。
此外，通过氯离子浓度检测器12可实时监测空气预热器3出口处的氯离子浓度，并根据所检测到的氯离子浓度通过控制器13调节向烟道内喷洒的碱性物质的用量，调节方便、精确度高，提高了原料的利用率，降低成本。碱性物质以干粉的形式喷入空气预热器3和除尘器4之间的烟气管道1中，不会降低烟气管道1内的温度，不会对烟气管道1造成腐蚀，且不影响除尘器4等的除尘效果，并且不会增大烟气的湿度，不影响烟气后续的处理和排放，不影响火力发电厂脱硫废水零排放处理系统的使用寿命。
根据本发明的一个实施例，所述粉末喷头11伸入烟气管道1内靠近空气预热器3的一侧。
在以上实施例中，粉末喷头11伸入烟气管道1内靠近空气预热器3的一侧，使烟气管道1内粉末喷头11喷出的碱性物质与烟气中的氯离子能充分接触反应，提高氯离子的去除效果。
根据本发明的一个实施例，所述碱性物质为生石灰。
在以上实施例中，碱性物质为生石灰，能与烟气中的氯离子充分反应，并生成结晶物质，氯离子去除效果佳，结晶物质易随飞灰被除尘器4除去。
根据本发明的一个实施例，所述生石灰为干粉状生石灰。
在以上实施例中，干粉状生石灰，在去除烟气中的氯离子时，不会降低烟气管道1内的温度，不会对烟气管道1造成腐蚀，且不影响除尘器4等的除尘效果，并且不会增大烟气的湿度，不影响烟气后续的处理和排放，不影响火力发电厂脱硫废水零排放处理系统的使用寿命。
根据本发明的一个实施例，所述粉末喷头11的端口的朝向与所述烟气管道1内烟气流动的方向的夹角为0-90°。
在以上实施例中，粉末喷头11的端口的朝向与烟气管道1内烟气流动的方向的夹角为0-90°，使粉末喷头11喷出的碱性物质与空气预热器3出口端烟气中的氯离子充分接触反应，并保证反应后生成的结晶盐能被除尘器4充分吸收，提高除尘器4的除尘效率。
根据本发明的一个实施例，所述粉末喷头11为多个。
在以上实施例中，粉末喷头11为多个可使粉末喷头11喷出的碱性物质在空气预热器3和除尘器4之间的烟气管道1中分布更均匀，提高碱性物质与烟气中氯离子的接触率，使其充分反应，有利于进一步降低氯离子的浓度，减少脱硫吸收塔5中脱硫废水的排放量。
根据本发明的一个实施例，所述供给管道7的一端设置有支管，所述支管设置于所述烟气管道1的内壁上，所述支管的一侧设置有多个喷管，所述粉末喷头11连接在所述喷管的端口上。
在以上实施例中，在烟气管道1的内壁上设置与供给管道7相连通的支管，支管可水平于烟气流动方向设置于烟气管道1的内壁上，也可垂直于烟气流动方向设置于烟气管道1的内壁上；支管的一侧设置有多个喷管，喷管的端口上连接有粉末喷头11，可使粉末喷头11喷出的碱性物质在空气预热器3和除尘器4之间的烟气管道1中分布更均匀，提高碱性物质与烟气中氯离子的接触率，使其充分反应，有利于进一步降低氯离子的浓度，减少脱硫吸收塔5中脱硫废水的排放量。
参考图1，根据本发明的一个实施例，所述澄清池18和所述RO反渗透机21之间设置有多介质过滤器19。
在以上实施例中，通过多介质过滤器19有效的除去澄清池18上清液中悬浮杂质，使水进一步澄清、软化，利于RO反渗透机21脱盐处理。
参考图1，根据本发明的一个实施例，所述多介质过滤器19和所述RO反渗透机21之间设置有阴阳床树脂交换器20。
在以上实施例中，将多介质过滤器19澄清、软化后的水通过阴阳床树脂交换器20进一步脱盐，降低脱硫废水中的盐对RO反渗透机21的损害，进一步提高RO反渗透机21的处理效率，且多介质过滤器19和阴阳床树脂交换器20比常规的超滤膜的成本低，能显著降低火力发电厂脱硫废水零排放处理系统的生产和运行成本。
参考图1，根据本发明的一个实施例，所述蒸发器22的蒸馏水出口通过第二回水管道24与所述脱硫吸收塔5的进水口相连通。
在以上实施例中，RO反渗透机21得到的高盐度水通过蒸发器22处理后的水蒸气经过冷凝后得到的冷凝水，冷凝水利用泵通过第二回水管道24输送至脱硫吸收塔5，减少脱硫吸收塔5的用水量，实现脱硫废水的零排放。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些改动和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种火力发电厂脱硫废水零排放处理系统，包括经烟气管道(1)依次连通在锅炉(2)尾部烟气出口和烟囱(6)烟气入口之间的空气预热器(3)、除尘器(4)和脱硫吸收塔(5)，其特征在于，还包括，
碱性物质供给装置，所述碱性物质供给装置用于向烟气管道内输送碱性物质；所述碱性物质供给装置包含经供给管道(7)依次连通的干粉储罐(8)、称料机(9)、风机(10)和粉末喷头(11)，所述供给管道(7)的一端为干粉储罐(8)，所述供给管道(7)的另一端为粉末喷头(11)，所述粉末喷头(11)伸入所述空气预热器(3)和所述除尘器(4)之间的烟气管道(1)内；
氯离子浓度检测器(12)，所述氯离子浓度检测器(12)设置于所述空气预热器(3)的烟气出口端；
控制器(13)，所述控制器(13)的信号输入端与所述氯离子浓度检测器(12)的信号输出端相连接，所述控制器(13)的信号输出端与所述称料机(9)的控制端相连接；
脱硫废水循环利用装置，所述脱硫废水循环利用装置包含经废水排放管路(14)依次连通的废水中和池(15)、沉淀池(16)、絮凝池(17)、澄清池(18)、RO反渗透机(21)和蒸发器(22)，所述RO反渗透机(21)的高盐度出水口通过第一回水管道(23)与所述蒸发器(22)的进水口相连通，所述RO反渗透机(21)的低盐度出水口与所述脱硫吸收塔(5)的进水口相连通。
2.根据权利要求1所述的火力发电厂脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，所述粉末喷头(11)伸入烟气管道(1)内靠近空气预热器(3)的一侧。
3.根据权利要求1所述的火力发电厂脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，所述碱性物质为生石灰。
4.根据权利要求3所述的火力发电厂脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，所述生石灰为干粉状生石灰。
5.根据权利要求1所述的火力发电厂脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，所述粉末喷头(11)的端口的朝向与所述烟气管道(1)内烟气流动的方向的夹角为0-90°。
6.根据权利要求1所述的火力发电厂脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，所述粉末喷头(11)为多个。
7.根据权利要求6所述的火力发电厂脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，所述供给管道(7)的一端设置有支管，所述支管设置于所述烟气管道(1)的内壁上，所述支管的一侧设置有多个喷管，所述粉末喷头(11)连接在所述喷管的端口上。
8.根据权利要求1所述的火力发电厂脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，所述澄清池(18)和所述RO反渗透机(21)之间设置有多介质过滤器(19)。
9.根据权利要求8所述的火力发电厂脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，所述多介质过滤器(19)和所述RO反渗透机(21)之间设置有阴阳床树脂交换器(20)。
10.根据权利要求1所述的火力发电厂脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，所述蒸发器(22)的蒸馏水出口通过第二回水管道(24)与所述脱硫吸收塔(5)的进水口相连通。
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