CN108163954B - 无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统及其处理方法，涉及脱硫及脱硫废水处理技术领域，用于解决现有技术中存在的装置中容易产生污染环境的排放物的技术问题。本发明的一种无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统，包括脱硫装置，通过使脱硫废水循环池和第一加药装置相连，废水池和第二加药装置相连，可将氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液分别加入到脱硫废水循环池和废水池中，能够防止石膏烟羽的产生，脱硫产生的高盐废水实现资源化零放，整个过程循环利用，无污废水排放，避免造成环境污染的现象。

Description

无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统及其处理方法

技术领域

本发明涉及脱硫及脱硫废水处理技术领域，特别地涉及一种无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统及其处理方法。

背景技术

石膏法脱硫由于其适用的煤种范围广、脱硫效率高、吸收剂利用率高、设备运转率高以及工作的可靠性高等多种优点，已经成为国内外选择火电厂烟气脱硫工艺的优先选择。

现有的脱硫装置一般采用双碱法进行脱硫，即采用氢氧化钠和石灰两种碱性物质做脱硫剂进行脱硫。进行脱硫时，将氢氧化钠和石灰同时加入到反应池中进行反应，由于脱硫及硫酸盐析出在一个系统，使得产生的石膏容易被烟气带到大气环境，造成PM2.5高、污染环境，而且产生的石膏容易堵塞脱硫布水系统。

发明内容

本发明提供一种无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统及其处理方法，用于解决现有技术中存在的脱硫装置中容易产生污染环境的排放物的技术问题。

本发明提供一种无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统，包括脱硫装置，所述脱硫装置包括依次连接的脱硫塔和脱硫废水循环池，所述脱硫废水循环池的输出端与所述脱硫塔的其中一个输入端相连，所述脱硫废水循环池的加药口与装载有氢氧化钠溶液的第一加药装置相连。

在一个实施方式中，所述脱硫废水循环池的输出端还与废水池的输入端相连，所述废水池的加药口与装载有氢氧化钙的第二加药装置相连；

所述废水池的输出端通过石膏液泵与第二固液分离装置相连，所述第二固液分离装置的废水输出端与集水箱相连。

在一个实施方式中，所述第二固液分离装置的循环水输出端与所述脱硫废水循环池的输入端相连。

在一个实施方式中，所述集水箱的输出端与资源化装置相连，所述资源化装置的淡水输出端和碱液输出端分别与所述脱硫塔的输入端相连，所述资源化装置气体输出端与氯气收集系统相连。

在一个实施方式中，所述集水箱的输出端与所述资源化装置的输入端之间依次连接有循环泵和固液浓缩分离装置，所述固液浓缩分离装置的第一输出端与所述资源化装置的输入端相连。

在一个实施方式中，所述固液浓缩分离装置的第二输出端与所述废水池的输入端相连。

在一个实施方式中，所述第二固液分离装置为框板压滤机或真空皮带机。

在一个实施方式中，所述固液浓缩分离装置为微米级的陶瓷膜微滤器。

在一个实施方式中，所述资源化装置为电化学反应器。

一种无石膏烟羽、无废水排放的脱硫处理方法，采用权上述的无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统，包括以下步骤：

步骤S11：向脱硫废水循环池中加入氢氧化钠溶液，脱硫废水循环池吸收塔内二氧化硫气体获得硫酸钠溶液；

步骤S12：向具有硫酸钠溶液的废水池中加入氢氧化钙溶液，获得具有析出物硫酸钙的废水。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过使脱硫废水循环池和第一加药装置相连，废水池和第二加药装置相连，可将氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液分别加入到脱硫废水循环池和废水池中，使脱二氧化硫与脱硫酸根离子分别两个独立系统进行，不仅能够避免产生的石膏容易被烟气带到大气环境，造成PM2.5高的现象，同时还能避免石膏堵塞脱硫布水系统。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。

图1是本发明的一种无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统的结构示意图；

图2是图1所示的资源化装置的结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

附图标记：

1-固液浓缩分离装置； 2-资源化装置； 3-脱硫装置；

11-壳体； 12-陶瓷膜管； 13-第一输出端；

14-第二输出端； 21-箱体； 22-膜堆；

23-电源； 24-高盐废水入口； 31-脱硫塔；

32-脱硫循环废水池； 33-脱硫循环泵； 34-废水池；

35-石膏液泵； 36-第二固液分离装置； 37-集水箱；

38-循环泵； 221-极端板； 222-阳极端板；

223-阴极室； 224-阳极室； 225-阳膜；

226-阴极板； 227-第一带网隔板； 228-阳极板；

229-第二带网隔板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明提供一种无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统，包括脱硫装置3，其中，脱硫装置3包括依次连接的脱硫塔31和脱硫废水循环池32，脱硫废水循环池32的输出端与脱硫塔31的其中一个输入端相连，脱硫废水循环池32的加药口与装载有氢氧化钠溶液的第一加药装置4相连。

从图1可看出，从脱硫塔31的输出端输出的废水进入脱硫废水循环池32中，通过第一加药装置4向脱硫废水循环池32中加入氢氧化钠溶液，从而去除废水中的二氧化硫气体。

具体地，在脱硫废水循环池32中发生反应的方程式为：

2NaOH+SO₂＝Na₂SO₄+H₂O

因此，在脱硫废水循环池32中可获得带有硫酸根离子的废水。

脱硫废水循环池32的输出端还与废水池34的输入端相连，废水池34的加药口与装载有氢氧化钙的第二加药装置5相连。

由脱硫废水循环池32的输出端输出的废水进入废水池34中，在废水池34中通过第二加药装置5加入氢氧化钙溶液，从而去除废水中的硫酸根离子。

具体地，在废水池34中发生反应的方程式为：

Na₂SO₄+Ca(OH)₂＝CaSO₄↓+2NaOH

由此，可将硫酸根离子以析出物的方式进行去除。

因此本发明的脱硫装置3不同于传统的双碱法脱硫装置。具体来说，由于传统的双碱法脱硫是将氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液同时加入到废水中进行脱硫，不仅不能严格地监控其中发生的反应，而且还会产生一些石膏烟羽，这些石膏烟羽会导致PM2.5的产生，因此会对环境造成污染。而本发明中，通过将氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液加入到不同的反应池中，既能方便地监控不同的反应池中发生的反应，又能防止石膏烟羽的产生。

此外，由于脱硫废水循环池32的输出端还与脱硫塔31的其中一个输入端相连，即脱硫废水循环池32中输出的废水，一部分通过脱硫循环泵33进入废水池34中，另一部分则通过脱硫循环泵33进入脱硫塔31中进行循环利用，此为脱硫装置3中的第一个循环。

在一个实施例中，对于废水池34中产生的硫酸钙等沉淀物，通过第二固液分离装置进行分离。

具体地，废水池34的输出端通过石膏液泵35与第二固液分离装置36相连，第二固液分离装置36的废水输出端与集水箱37相连。

进一步地，第二固液分离装置36的循环水输出端与脱硫废水循环池32的输入端相连。即第二固液分离装置36分离后的清水一部分进入集水箱37中，另一部则返回至脱硫废水循环池32中进行循环利用，此为脱硫装置3中的第一个循环。

在一个实施例中，为了提高废水处理的质量，使废水能够做到零排放，在集水箱37的输出端连接有资源化装置2。具体来说，集水箱37的输出端与资源化装置2的输入端相连，资源化装置2的淡水输出端和碱液输出端分别与脱硫塔31的输入端相连，资源化装置2的气体输出端与氯气收集系统相连用于循环冷却水系统杀菌灭藻。

从图1可看出，资源化装置2中产生的淡水和碱液分别补充至脱硫塔31中进行重复利用，产生的氯气则收集至氯气收集系统中。

其中，为方便使用，氯气收集系统中，可以用氢氧化钠吸收氯气，并将其转化为次氯酸钠进行收集。

此外，为了使进入资源化装置2的水中不含固体盐及其他杂质，在集水箱37和资源化装置2之间设置有固液浓缩分离装置1。具体来说，集水箱37的输出端与资源化装置2的输入端之间依次连接有循环泵38和固液浓缩分离装置1，固液浓缩分离装置1的第一输出端13与资源化装置2的输入端相连。

进一步地，固液浓缩分离装置1的第二输出端14与废水池34的输入端相连，此为第三个循环。

在本发明的一个实施例中，第二固液分离装置36为板框压滤机或真空皮带机。

脱硫装置3中产生的高盐废水的处理过程如下：

首先，通过第一加药装置4向脱硫循环废水池32中加入氢氧化钠，经脱硫循环泵33流入脱硫塔31中，产生的脱硫废水由脱硫塔31的输出端回到脱硫循环废水池32中。这是无石膏烟羽、无废水排放脱硫系统的第一个循环。

其次，脱硫循环废水池32中的废水部分输入到废水池34中，并且通过第二加药装置5向废水池34中加入氢氧化钙进行反应。

第三，废水池34中的废水通过石膏液泵35输入到第二固液分离装置36中，进行压饼固化分离。

第四，在第二固液分离装置36中进行压滤分离后的废水，一部分进入集水箱37中，另一部分则返回至脱硫循环废水池32中进行循环利用，这是是无石膏烟羽、无废水排放脱硫系统的第二个循环。

第四，集水箱37中的废水则通过循环泵37输入至固液浓缩分离装置1中进行固液分离操作。

第五，经过固液浓缩分离装置1处理后的难溶性物质通过第二输出端14返回至废水池34中进行循环处理，这是无石膏烟羽、无废水排放脱硫系统的第三个循环。

第六，经过固液浓缩分离装置1处理后的废水进入资源化装置2进行处理，资源化装置2中产生的淡水通过淡水输出端输送至脱硫塔31中进行循环利用，资源化装置2中产生的碱液则通过碱液输出端输送至脱硫塔31中进行循环利用，此外，资源化装置2产生的氯气则进入电厂进行冷却循环水杀菌灭藻处理。

在本发明的一个实施例中，固液浓缩分离装置1为为微米级的陶瓷膜微滤器。陶瓷膜微滤器的第一输出端13和第二输出端14分别与资源化装置2的高盐废水入口24和脱硫塔31的第一入口相连。

其中，陶瓷膜微滤器包括壳体11和设置在壳体11内部的多个陶瓷膜管12；陶瓷膜管12沿壳体11的轴向方向安装，多个陶瓷膜管12在壳体11内均匀设置。

陶瓷膜管12包括从外到内依次设置的多孔支撑层、过渡层和分离层，多孔支撑层的孔径大于过渡层的孔径，过渡层的孔径大于分离层的孔径。

壳体11上设置有第一输出端13和第二输出端14，第一输出端13与高盐废水入口24相连，第二输出端14与第一入口相连。第一输出端13与高盐废水入口24相连的管路上还可设置控制阀，用于控制液体的流动，在管道上主要起切断和节流作用。

在过滤过程中，待分离的悬浊液在陶瓷膜管12内高速流动，在循环泵37压力的驱动下，含二价离子的大分子组成的混浊浓缩液被陶瓷膜管12留下并输送至脱硫塔31中继续进行反应，可溶性的高盐废水进入资源化装置2中进行电化学反应。

在本发明的一个实施例中，资源化装置2为电化学反应器。具体来说，如图2所示，资源化装置2包括箱体21、设置于箱体21内部的用于发生氧化还原反应的膜堆22以及与膜堆22相连的电源23；膜堆22包括阴极端板221、阳极端板222以及位于阴极端板221和阳极端板222之间的阴极室223和阳极室224。

具体地，阴极室223中产生的碱液输送至脱硫装置3的第二入口；阳极室224中产生的气体输送至电厂进行冷却循环水杀菌灭藻处理，阳极室224中产生的淡水输送至脱硫装置3的第三入口。

阴极室223和阳极室224均包括阳膜225，且阳膜225为阴极室223和阳极室224共用。

阴极室223还包括依次排布的阴极板226和第一带网隔板227，阴极板226位于靠近阴极端板221的一侧；阳极室224还包括依次排布的阳极板228和第二带网隔板229，阳极板228位于靠近阳极端板222的一侧。

如图2所示，膜堆22的设置方式从左到右依次为：阴极端板221、阴极板226、第一带网隔板227、阳膜225、第二带网隔板229、阳极板228和阳极端板222；其中，阴极板226、第一带网隔板227和阳膜225构成阴极室223；阳膜225、第二带网隔板229和阳极板228构成阳极室224。

其中，电源23的正极与阳极板228相连，电源23的负极与阴极板226相连。

进入膜堆22的浓水反生反应的过程为：流经阳极室224的浓盐水，阳离子迁移至阴极室223中，产出碱液(即，氢氧化钠溶液)；氯离子在阳极室224失去电子发生氧化反应产生氯气；在阳极室224中的有机物经氧化后降解。

本发明提供一种无石膏烟羽、无废水排放的脱硫处理方法，采用上述的无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统，包括以下步骤：

步骤S11：向脱硫废水循环池32中加入氢氧化钠溶液，脱硫废水循环池32吸收脱硫塔31中的二氧化碳气体后获得硫酸钠溶液；

步骤S12：向具有硫酸钠溶液的废水池34中加入氢氧化钙溶液，获得具有析出物硫酸钙的废水。

使脱二氧化硫与脱硫酸根离子分别两个独立系统进行，避免产生的石膏容易被烟气带到大气环境，造成PM2.5高，同时避免石膏堵塞脱硫布水系统。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统，其特征在于，包括脱硫装置(3)，所述脱硫装置(3)包括依次连接的脱硫塔(31)和脱硫废水循环池(32)，所述脱硫废水循环池(32)的输出端与所述脱硫塔(31)的其中一个输入端相连，所述脱硫废水循环池(32)的加药口与装载有氢氧化钠溶液的第一加药装置(4)相连；

所述脱硫废水循环池(32)的输出端还与废水池(34)的输入端相连，所述废水池(34)的加药口与装载有氢氧化钙的第二加药装置(5)相连；

所述废水池(34)的输出端通过石膏液泵(35)与第二固液分离装置(36)相连，所述第二固液分离装置(36)的废水输出端与集水箱(37)相连。

2.根据权利要求1所述的无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统，其特征在于，所述第二固液分离装置(36)的循环水输出端与所述脱硫废水循环池(32)的输入端相连。

3.根据权利要求1或2所述的无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统，其特征在于，所述集水箱(37)的输出端与资源化装置(2)相连，所述资源化装置(2)的淡水输出端和碱液输出端分别与所述脱硫塔(31)的输入端相连，所述资源化装置(2)气体输出端与氯气收集系统相连。

4.根据权利要求3所述的无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统，其特征在于，所述集水箱(37)的输出端与所述资源化装置(2)的输入端之间依次连接有循环泵(38)和固液浓缩分离装置(1)，所述固液浓缩分离装置(1)的第一输出端(13)与所述资源化装置(2)的输入端相连。

5.根据权利要求4所述的无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统，其特征在于，所述固液浓缩分离装置(1)的第二输出端(14)与所述废水池(34)的输入端相连。

6.根据权利要求1或2所述的无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统，其特征在于，所述第二固液分离装置(36)为框板压滤机或真空皮带机。

7.根据权利要求5所述的无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统，其特征在于，所述固液浓缩分离装置(1)为微米级的陶瓷膜微滤器。

8.根据权利要求3所述的无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统，其特征在于，所述资源化装置(2)为电化学反应器。

9.一种无石膏烟羽、无废水排放的脱硫处理方法，采用权利要求1-8中任一项所述的无石膏烟羽、无废水排放的脱硫系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S11：向脱硫废水循环池(32)中加入氢氧化钠溶液，脱硫废水循环池(32)吸收脱硫塔(31)内二氧化硫气体后获得硫酸钠溶液；

步骤S12：向具有硫酸钠溶液的废水池(34)中加入氢氧化钙溶液，获得具有析出物硫酸钙的废水。