CN108529808A - 一种脱硫废水处理系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适于燃煤电厂脱硫废水处理系统，包括锅炉、空气预热器、烟道、除尘器、脱硫塔、废水加药处理装置和浓缩装置，脱硫系统排出的浑浊废水进入废水加药处理装置进行初步处理，处理后的清水通过清水泵输送至浓缩装置；在浓缩装置内进行浓淡分离，分离出的清水回收再利用，浓水通过泵输送至锅炉空气预热器后除尘器前烟道内，烟道内设置喷射装置将废水雾化被烟气余热蒸发；脱硫废水中液态组份蒸发后剩余的固态物质在所述除尘器中被去除，脱硫废水中的液态组份蒸发形成的蒸汽随烟气进入脱硫塔后由烟囱排放。本发明可实现燃煤电厂脱硫废水的零排放，并通过充分利用燃煤电厂烟气余热蒸发脱硫废水，不需要消耗其它热源，节能减排。

Description

一种脱硫废水处理系统及工艺

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种适用于燃煤电厂脱硫废水零排放处理系统及工艺。

背景技术

我国二氧化硫排量居世界首位，已连续多年超过2000万吨，其中燃煤电厂排放二氧化硫接近总量的50％，而二氧化硫是造成大气污染的主要原因之一，也是造成酸雨的重要原因。我国能源结构的特点决定了控制燃煤二氧化硫的排放是我国控制二氧化硫污染的重点，而控制燃煤电厂二氧化硫排放又是控制燃煤二氧化硫污染的关键，其中燃煤电厂运行过程中产生含有二氧化硫的烟气是二氧化硫的排放大户。

我国绝大多数电厂采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术脱除烟气中的二氧化硫，湿法脱硫工艺会产生脱硫废水，该废水受煤质和工艺补充水水质等的影响，水质波动较大，主要表现为成份复杂、腐蚀性强、含盐量高、回用困难等特点，成为制约燃煤电厂废水零排放的关键因素。

目前常用的湿法烟气脱硫废水处理采用的是加药处理的工艺。参见图1，该工艺主要流程为：初始脱硫废水通过废水输送泵送至中和箱，在中和箱内添加石灰乳溶液，将废水的pH值提高至9.0以上，在此环境下，大多数重金属离子会生成难溶的氢氧化物并沉淀，同时石灰乳中的Ca²⁺与废水中的部分F^-反应，生成难溶的CaF₂并沉淀；在反应箱内添加有机硫，使其与残余的离子态的Ca²⁺、Hg²⁺生成难溶的硫化物从而沉淀下来；在絮凝箱内添加混凝剂，有絮凝箱出口处添加助凝剂，使前面形成的难溶物凝聚成大颗粒从而沉淀下来；絮凝后的出水进入澄清池，在澄清池内絮凝物与清水分离；清水在清水箱内调整PH至6-9后外排；沉淀污泥经脱水机脱水，形成泥饼外运。然而上述废水处理工艺出水依然含盐量高，且对废水中高浓度的Cl^-几乎不做任何脱除，这不利于脱硫废水的重新利用，而过量的Cl^-会对环境产生不良影响。

发明内容

基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种适用于燃煤电厂脱硫废水零排放处理系统及工艺，以解决现有技术中燃煤电厂脱硫废水处理不彻底、无法实现零排放的技术问题。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种脱硫废水处理系统，包括锅炉、空气预热器、烟道、除尘器、脱硫塔、废水加药处理装置和浓缩装置；

其中，所述锅炉、所述空气预热器、所述烟道、所述除尘器和所述脱硫塔顺次相连通；所述脱硫塔还与所述废水加药处理装置相连通，用于使所述脱硫塔内的废水进入所述废水加药处理装置中进行初步处理；所述废水加药处理装置与所述浓缩装置相连通，用于使初步处理后的废水进行浓淡分离；所述浓缩装置与所述烟道相连通，用于使浓淡分离后的浓水进入所述烟道内进行蒸发。

进一步地，所述烟道内设置有喷射装置；所述浓缩装置上设置有浓水出口和淡水出口，所述浓水出口通过管道与所述喷射装置相连通，所述淡水出口与淡水回收装置相连通。

进一步地，所述废水加药处理装置包括三联箱、澄清器、脱水机和清水箱，所述三联箱与所述澄清器连接，所述澄清器分别与所述脱水机和所述清水箱连接。

进一步地，所述三联箱包括中和箱、还原箱和絮凝箱。

进一步地，所述脱硫塔与所述废水加药处理装置之间还顺次设置有沉淀池和旋流分离器。

本发明还提供了一种脱硫废水处理工艺，包括以下步骤：

步骤1)：脱硫塔排出的浑浊废水进入废水加药处理装置进行初步处理，初步处理后的得到的清水通过清水泵输送至浓缩装置；

步骤2)：在所述浓缩装置内进行浓淡分离，分离出的清水直接回收再利用，分离出的浓水通过输送泵输送至锅炉的空气预热器与除尘器之间的烟道内；所述烟道内设置喷射装置，所述喷射装置将输送至所述烟道内的浓水雾化并被所述烟道内的烟气余热蒸发；

步骤3)：所述脱硫废水中的液态组份蒸发形成的蒸汽以及所述脱硫废水中液态组份蒸发后剩余的固态物质随所述烟气进入除尘器，所述脱硫废水中液态组份蒸发后剩余的固态物质在所述除尘器中被去除，所述脱硫废水中的液态组份蒸发形成的蒸汽随烟气进入脱硫塔后由烟囱排放。

进一步地，初步处理后清水经所述浓缩装置浓淡分离分离后的浓水与淡水比例为4：6。

本发明的脱硫废水处理工艺原理为：脱硫系统排放的废水水质主要特点为呈弱酸性、悬浮物含量大、浊度高，且含有多种重金属，Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺等含量高。脱硫废水第一步进入废水加药处理装置去除悬浮物和大部分重金属离子，经废水加药处理装置后的脱硫废水进一步进入浓缩装置，脱硫废水在浓缩装置内进行浓缩减量处理，浓缩装置产水(淡水)约为进水总量的60％，剩余40％为浓缩后的高含盐废水。将浓缩后的高含盐废水通过泵及管道输送至烟道，在烟道内设置喷射装置将浓缩后的高含盐废水雾化，利用烟道内的高温烟气将雾化后的液态组份蒸发为水蒸汽，该部分水蒸汽跟随烟气依次经过除尘器、脱硫塔进入烟囱排入大气。脱硫废水中液态组份蒸发后剩余的固态物质(包括重金属、各种盐以及其他杂质)和燃煤燃烧的灰一起悬浮在烟气中并随着烟气运动，进入除尘器后被除尘器捕捉，从而被去除，实现了燃煤电厂脱硫废水的零排放。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1.本发明可实现燃煤电厂脱硫废水的零排放，保护了水资源；

2.本发明通过充分利用燃煤电厂烟气余热蒸发脱硫废水，不需要消耗其它热源，达到节能减排目的；

3.本发明的脱硫废水零排放工艺回收了脱硫废水中的大部分水分，降低了脱硫系统水量的消耗；

4.本发明能够提高电厂除尘系统和脱硫系统的效率，降低电厂能耗；

5.本发明的脱硫废水零排放工艺简单，易于实施。

附图说明

图1为目前常用的湿法烟气脱硫废水加药处理装置工艺的原理示意图；

图2为本发明提供的脱硫废水处理系统的结构示意图；

图3为本发明提供的脱硫废水处理系统的另一结构示意图。

其中，1为锅炉，2为空气预热器，3为烟道，4为喷射装置，5为除尘器，6为脱硫塔，7为烟囱，8为废水加药处理装置，9为浓缩装置，10为沉淀池，11为旋流分离器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的脱硫废水处理系统及处理工艺作进一步详细说明。

本发明的实施例提供了一种脱硫废水处理系统，如图2所示，包括锅炉、空气预热器、烟道、除尘器、脱硫塔、废水加药处理装置和浓缩装置；

其中，锅炉、空气预热器、烟道、除尘器和脱硫塔顺次相连通；脱硫塔还与废水加药处理装置相连通，用于使脱硫塔内的废水进入所述废水加药处理装置中进行初步处理；废水加药处理装置与浓缩装置相连通，用于使初步处理后的废水进行浓淡分离；浓缩装置与烟道相连通，用于使浓淡分离后的浓水进入烟道内进行蒸发。

本发明实施例提供的脱硫废水处理系统包括锅炉、空气预热器、烟道、除尘器、脱硫塔、废水加药处理装置和浓缩装置；脱硫塔还与废水加药处理装置相连通，废水加药处理装置与浓缩装置相连通，脱硫塔内的脱硫废水通过废水加药处理装置能够去除其中的悬浮物和大部分重金属离子，经废水加药处理装置初步处理后的脱硫废水进一步进入浓缩装置，脱硫废水在浓缩装置内进行浓缩减量处理，通过浓缩减量处理能够回收大部分淡水，实现水资源的循环利用，同时进一步减少了脱硫废水对烟道可能产生的影响。浓缩减量处理的浓水进入烟道，利用电厂烟气余热将浓水的液态组份蒸发，浓水的液态组份蒸发形成蒸汽随烟气经过除尘器、脱硫塔后经烟囱排放，浓水的固态组份也随着烟气一起运动，在除尘器中被去除，从而实现脱硫废水的部分回收利用和零排放；同时，脱硫废水在烟道内蒸发，进入除尘器烟气的温度降低、湿度升高和工况下烟气量降低，能降低电除尘器中灰的比电阻，利于后续除尘和脱硫效率的提高，降低运行能耗。

本发明实施例提供的脱硫废水处理系统的废水加药处理装置是燃煤电厂脱硫废水常用处理工艺，但现已无法满足脱硫废水零排放要求，而且普遍面临着投药量大、运行可靠性差的问题，本发明可以利旧该装置，对其进行优化改造，降低运行投药量，提高运行可靠性，使其成为本发明工艺系统中的脱硫废水预处理单元，在实施脱硫废水零排放改造时，有效利用了电厂原有设备，节省占地面积，降低初始投资。

本发明实施例提供的脱硫废水处理系统浓缩装置通过浓缩减少脱硫废水的水量，回收大部分淡水，实现水资源的循环利用，同时进一步减少了脱硫废水对烟道可能产生的影响。

需要说明的是，在现有的电厂中，锅炉、空气预热器、烟道、除尘器、脱硫塔以及烟囱都是现有的，不需要额外新建，因此，本发明的处理系统的初始投资较低。并且脱硫废水处理系统的构成可根据电厂的具体情况进行选择，如有脱硫废水加药处理装置，可将其进行优化改造后利旧，降低该装置运行维护成本，如脱硫废水水量小于锅炉烟气余热可蒸发的量，则可取消浓缩装置，节省投资运行成本。在此基础上，利用锅炉烟气余热来使脱硫废水蒸发避免了结垢的问题，使本发明的处理系统在运行过程中的维护管理较为简单，显著降低了运行维护工作量以及运行维护费用，大大降低了燃煤电厂脱硫废水处理成本，从而提高电厂的经济效益。

在本发明的一个实施例中，优选地，烟道内设置有喷射装置；浓缩装置上设置有浓水出口和淡水出口，浓水出口通过管道与喷射装置相连通，淡水出口与淡水回收装置相连通。

在该实施例中，浓缩后的高含盐废水通过泵及管道输送至烟道，通过在烟道内设置喷射装置，能够将浓缩后的高含盐废水雾化，并被烟道内的烟气余热蒸发。

在本发明的一个实施例中，优选地，废水加药处理装置包括三联箱、澄清器、脱水机和清水箱，三联箱与所述澄清器连接，澄清器分别与脱水机和清水箱连接。

在该实施例中，废水加药处理装置选用现有技术常用的废水加药处理装置，其包括三联箱、澄清器、脱水机和清水箱，脱硫塔产生的脱硫废水通过废水加药处理装置能够去除其中的悬浮物和大部分重金属离子，经废水加药处理装置初步处理后的脱硫废水进一步进入浓缩装置。本领域技术人员可以理解的是，浓缩装置包括一系列设备，其中包括三联箱浓缩设备、蒸发设备、正渗透浓缩设备或高效反渗透浓缩设备等，根据具体的使用需求可以单独使用一种浓缩设备，也可以多种浓缩设备联合使用，在此不再具体限定。

在本发明的一个实施例中，优选地，所述三联箱包括中和箱、还原箱和絮凝箱。

在该实施例中，脱硫塔产生的脱硫废水首先进入中和箱，加入石灰乳进行中和反应；再通过还原箱，加入有机硫进行还原反应；再进入絮凝箱，在混凝剂和助凝剂的作用下发生沉淀；再经澄清器作用，使清水进入清水箱，沉淀进入脱水机，从而去除废水中的悬浮物和大部分重金属离子。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图3所示，脱硫塔与废水加药处理装置之间还顺次设置有沉淀池和旋流分离器。

在该实施例中，沉淀池和旋流分离器能够起到对脱硫塔排出的脱硫废水逐级处理的作用，脱硫废水首先通过沉淀池将废水中的大尺寸固体颗粒除去，再通过旋流分离器将废水中的直径较小的杂质除去，较少杂质对管道堵塞及后续的雾化影响。

本发明实施例还提供了一种脱硫废水处理工艺，包括以下步骤：

步骤1)：脱硫塔排出的浑浊废水进入废水加药处理装置进行初步处理，初步处理后的得到的清水通过清水泵输送至浓缩装置；

步骤2)：在浓缩装置内进行浓淡分离，分离后的浓水与淡水比例为4：6，其中分离出的清水直接回收再利用，分离出的浓水通过输送泵输送至锅炉的空气预热器与除尘器之间的烟道内，有效减少进入烟道蒸发的废水量；烟道内设置喷射装置，喷射装置将输送至烟道内的浓水雾化并被烟道内的烟气余热蒸发；

步骤3)：脱硫废水中的液态组份蒸发形成的蒸汽以及脱硫废水中液态组份蒸发后剩余的固态物质随所述烟气进入除尘器，脱硫废水中液态组份蒸发后剩余的固态物质在除尘器中被去除，脱硫废水中的液态组份蒸发形成的蒸汽随烟气进入脱硫塔后由烟囱排放。

本发明提供的燃煤电厂脱硫废水处理工艺中，第一步将脱硫废水进行预处理，实现其浓淡分离，淡水直接回收再利用，节省电厂用水，进一步利用电厂烟气余热将浓水的液态组份蒸发，浓水的液态组份蒸发形成蒸汽随烟气经过除尘器、脱硫塔后经烟囱排放，浓水的固态组份也随着烟气一起运动，在除尘器中被去除，从而实现脱硫废水的部分回收利用和零排放；同时，脱硫废水在烟道内蒸发，进入除尘器烟气的温度降低、湿度升高和工况下烟气量降低，能降低电除尘器中灰的比电阻，利于后续除尘和脱硫效率的提高，降低运行能耗；本发明提供的工艺方法灵活多变，可根据电厂的具体情况进行选择，如有脱硫废水加药处理装置，可将其进行优化改造后利旧，降低该装置运行维护成本，如脱硫废水水量小于锅炉烟气余热可蒸发的量，则可取消浓缩装置，节省投资运行成本。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种脱硫废水处理系统，其特征在于，包括锅炉、空气预热器、烟道、除尘器、脱硫塔、废水加药处理装置和浓缩装置；

其中，所述锅炉、所述空气预热器、所述烟道、所述除尘器和所述脱硫塔顺次相连通；所述脱硫塔还与所述废水加药处理装置相连通，用于使所述脱硫塔内的废水进入所述废水加药处理装置中进行初步处理；所述废水加药处理装置与所述浓缩装置相连通，用于使初步处理后的废水进行浓淡分离；所述浓缩装置与所述烟道相连通，用于使浓淡分离后的浓水进入所述烟道内进行蒸发。

2.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述烟道内设置有喷射装置；所述浓缩装置上设置有浓水出口和淡水出口，所述浓水出口通过管道与所述喷射装置相连通，所述淡水出口与淡水回收装置相连通。

3.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述废水加药处理装置包括三联箱、澄清器、脱水机和清水箱，所述三联箱与所述澄清器连接，所述澄清器分别与所述脱水机和所述清水箱连接。

4.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述三联箱包括中和箱、还原箱和絮凝箱。

5.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述脱硫塔与所述废水加药处理装置之间还顺次设置有沉淀池和旋流分离器。

6.一种脱硫废水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）：脱硫塔排出的浑浊废水进入废水加药处理装置进行初步处理，初步处理后的得到的清水通过清水泵输送至浓缩装置；

步骤2）：在所述浓缩装置内进行浓淡分离，分离出的清水直接回收再利用，分离出的浓水通过输送泵输送至锅炉的空气预热器与除尘器之间的烟道内；所述烟道内设置喷射装置，所述喷射装置将输送至所述烟道内的浓水雾化并被所述烟道内的烟气余热蒸发；

步骤3）：所述脱硫废水中的液态组份蒸发形成的蒸汽以及所述脱硫废水中液态组份蒸发后剩余的固态物质随所述烟气进入除尘器，所述脱硫废水中液态组份蒸发后剩余的固态物质在所述除尘器中被去除，所述脱硫废水中的液态组份蒸发形成的蒸汽随烟气进入脱硫塔后由烟囱排放。

7.根据权利要求3所述的脱硫废水处理工艺，其特征在于，初步处理后清水经所述浓缩装置浓淡分离后的浓水与淡水比例为4：6。