CN109231330A - 一种脱硫废水零排放处理系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脱硫废水零排放处理系统及工艺，目的是为了解决现有的脱硫废水处理系统及工艺中存在的工艺流程长、投资成本大、运行维护成本高技以及采用烟道蒸发技术时会造成烟道腐蚀、引发安全隐患的技术问题，本发明的系统包括锅炉尾部烟道系统、依次连接的预处理系统、浓缩减量系统和尾液高效处理系统，预处理系统用于去除脱硫废水中的钙镁硬度和固体悬浮物，浓缩减量系统用于对预处理后的脱硫废水进行浓缩减量，尾液高效处理系统用于对浓缩后的尾液进行雾化蒸发；本发明通过依次连接的预处理系统、浓缩减量系统和尾液处理系统实现了脱硫废水的零排放，处理过程中利用用锅炉尾部烟气余热，实现了能源的梯级利用，具有高效节能的优点。
Description
技术领域
本发明属于脱硫废水处理技术领域，具体涉及一种脱硫废水零排放处理系统及工艺。
背景技术
脱硫装置运行过程中定期排放大量废水，即脱硫废水。该废水具有悬浮物浓度高、无机盐及重金属离子浓度高等特点，现有脱硫废水处理工艺为传统三联箱工艺，包括中和-沉降-絮凝等过程，经处理后的水质需达到国家《污水综合排放标准》GB8978-1996一级标准及DL/T997《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》。但采用传统三联箱工艺处理后水中氯离子无法去除，难以进入系统回用，同时该法还存在工艺流程长、投资成本大、运行维护成本高等诸多缺点。
根据国家水污染治理最新指导方针和政策，要求电厂废水实现清污分流、一水多用、集中处理与分散处理相结合的原则，鼓励火电厂实现废水的循环使用不外排；脱硫废水应经过中和、沉淀、絮凝、澄清等传统工艺处理，鼓励利用余热蒸发干燥、结晶等处理工艺，实现电力行业脱硫废水的零排放。
目前国内出现利用雾化喷嘴将脱硫废水喷入空气预热器和静电除尘器之间的烟道内，通过高温烟气蒸发废水形成固体颗粒而被除尘器脱除的烟道蒸发技术，可以较好地处理脱硫废水。但该工艺中若脱硫废水在烟道内未能完全蒸发，残余的脱硫废水液滴将会直接进入电除尘器，对电除尘器及下游设备和烟道造成腐蚀和安全隐患。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有脱硫废水处理系统存在的工艺流程长、投资成本大、运行维护成本高以及采用烟道蒸发技术时会造成烟道腐蚀、引发安全隐患的技术问题，提供一种脱硫废水零排放的处理系统及工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种脱硫废水零排放处理系统，包括锅炉尾部烟道系统、依次连接的预处理系统、浓缩减量系统和尾液高效处理系统，所述预处理系统用于去除脱硫废水中的钙镁硬度和固体悬浮物，所述浓缩减量系统用于对预处理后的脱硫废水进行浓缩减量，所述尾液高效处理系统用于对浓缩后的尾液进行雾化蒸发；
所述锅炉尾部烟道系统包括锅炉尾部烟道、依次安装在锅炉尾部烟道内腔的空预器和除尘器；
所述预处理系统包括用于调节水量的缓冲水池、预处理一体化装置和废水提升泵，所述缓冲水池的出水口与预处理一体化装置的进水口连接，所述预处理一体化装置的出水口与废水提升泵的进水口连接；
所述浓缩减量系统包括安装在锅炉尾部烟道内腔的烟道换热器、一效分离器、一效强制循环泵、一效换热器、首端凝结水箱、循环泵、首端真空泵、二效分离器、二效强制循环泵、二效换热器、三效分离器、三效强制循环泵、三效换热器、浓缩液储罐、尾端换热器、尾端凝结水箱和尾端真空泵；
烟道换热器采用水为热量传输介质，利用锅炉烟气余热，将换热介质加热成水蒸汽，所述烟道换热器的蒸汽出口与一效换热器的蒸汽进口连接，所述一效换热器的凝结水出口与首端凝结水箱的进水口连接，所述首端凝结水箱的出水口与循环泵的进水口连接，在所述首端凝结水箱上设有首端真空泵，所述循环泵的出水口与烟道换热器的进水口连接；
所述废水提升泵的出水口与一效分离器的进水口a1连接，所述一效分离器的出水口d1与一效强制循环泵的进水口连接，所述一效强制循环泵的出水口与一效换热器的循环液入口连接，所述一效换热器的循环液出口与一效分离器的循环液入口b1连接，经一效分离器浓缩后的脱硫废水进入二效分离器进一步浓缩；
所述一效分离器的蒸汽出口与二效换热器的蒸汽入口连接，一效分离器的未凝结蒸汽作为二效换热器的闪蒸热源；
所述一效分离器的浓缩液出口c1与二效分离器的进水口a2连接，所述二效分离器的出水口d2与二效强制循环泵的进水口连接，所述二效强制循环泵的出水口与二效换热器的循环液入口连接，所述二效换热器的循环液出口与二效分离器的循环液入口b2连接，经二效分离器浓缩后的脱硫废水进入三效分离器进一步浓缩；
所述二效分离器的蒸汽出口与三效换热器的蒸汽入口连接，二效分离器的未凝结蒸汽作为三效换热器的闪蒸热源；
所述二效分离器的浓缩液出口c2与三效分离器的进水口a3连接，所述三效分离器的出水口d3与三效强制循环泵的进水口连接，所述三效强制循环泵的出水口与三效换热器的循环液入口连接，所述三效换热器的循环液出口与三效分离器的循环液入口b3连接，经三效分离器浓缩的脱硫废水尾液进入浓缩液储罐；
所述三效分离器的蒸汽出口与尾端换热器的进气口连接，所述二效换热器、三效换热器、尾端换热器的凝结水出口分别与尾端凝结水箱的进水口连接，所述尾端凝结水箱上设有尾端真空泵；
所述尾液高效处理系统包括尾液提升泵、至少一支双流体喷枪、空气压缩机和旁路干燥塔；所述旁路干燥塔的入口烟道与空预器的入口相连通，所述旁路干燥塔的出口烟道与空预器和除尘器之间的锅炉尾部烟道相连通，所述双流体喷枪布置在旁路干燥塔入口烟道的一侧或两侧，所述双流体喷枪的压缩空气入口与空气压缩机的气源接口连接，所述双流体喷枪的浓缩尾液入口与尾液提升泵的出水口连接，所述尾液提升泵的进水口与浓缩液储罐的出水口连接。
进一步地，所述双流体喷枪对称的布置在旁路干燥塔入口烟道的两侧。
进一步地，所述尾端凝结水箱的出水口处设有尾端凝结水泵。
进一步地，所述浓缩液储罐的排污口处设有污泥泵。
进一步地，所述预处理一体化装置包括除硬模块和除悬浮物模块，所述除硬模块用于去除脱硫废水的钙、镁离子，所述除悬浮物模块用于去除脱硫废水中的固体悬浮物。
一种脱硫废水零排放处理工艺，包括预处理阶段、浓缩减量阶段和尾液高效处理阶段，具体步骤如下|：
1)预处理阶段：
来自吸收塔的脱硫废水进入缓冲水池，然后进入预处理一体化装置中，依次去除钙镁离子和固体悬浮物；
2)浓缩减量阶段：
经过预处理的脱硫废水经废水提升泵进入到浓缩减量系统中的一效分离器中，并在一效分离器与一效换热器之间强制循环，脱硫废水在一效分离器中完成气液分离后，再依次进入二效分离器、二效换热器、三效分离器和三效换热器中，脱硫废水经三效闪蒸后，浓缩液进入浓缩液储罐中；
3)尾液高效处理阶段：
浓缩液储罐中的浓缩尾液经尾液提升泵输入到双流体喷枪中，经双流体喷枪雾化喷出，雾化液滴经旁路干燥塔入口烟道内的热烟气携带入旁路干燥塔中进行蒸发干燥，液滴水分被蒸干后，残余的固态杂质通过旁路干燥塔出口烟道进入除尘器中，固态杂质经除尘器去除，最终实现脱硫废水的零排放。
本发明的有益效果是：
1、本发明中通过依次连接的预处理系统、浓缩减量系统和尾液高效处理系统实现了脱硫废水的零排放，利用锅炉尾部烟气作为热源，实现了能源的梯级利用，具有节能降耗的优点；
2、本发明中采用预处理一体化装置代替传统的三联箱工艺，只需要经过简单的除硬和除悬浮物模块，即可为浓缩减量阶段提供水质保证，装置简单，系统易操作；
3、本发明中浓缩减量系统采用水为热量传输介质，通过在锅炉尾部烟道安装烟道换热器，利用锅炉热烟气将换热介质水加热成水蒸汽，再以多级闪蒸的方式对脱硫废水进行循环加热，经循环加热后的脱硫废水在多效分离器内完成气液分离，实现了热能的充分利用；且冷却水经凝结水箱收集后可回用，节约了电厂水资源；
4、本发明中尾液高效处理阶段以锅炉尾部烟道空预器之前的高温烟气为热源，将雾化液滴在旁路干燥塔中蒸发干燥，水分被蒸干后剩余的固态杂质进入除尘器中去除；
5、本发明中浓缩减量后的脱硫废水量大幅度减少，只需抽取少量的热烟气，尾液蒸发速率快，可保证废水的完全蒸发，无液滴残留，不存在腐蚀烟道的问题，具有较高的推广应用价值。
附图说明
图1为本发明脱硫废水零排放处理系统的结构示意图；
图中，1-缓冲水池、2-预处理一体化装置、3-废水提升泵、4-烟道换热器、5-一效分离器、6-一效强制循环泵、7-一效换热器、8-首端凝结水箱、9-循环泵、10-首端真空泵、11-二效分离器、12-二效强制循环泵、13-二效换热器、14-三效分离器、15-三效强制循环泵、16-三效换热器、17-浓缩液储罐、18-尾端换热器、19-尾端凝结水箱、20-尾端真空泵、21-尾端凝结水泵、22-污泥泵、23-尾液提升泵、24-双流体喷枪、25-空气压缩机、26-旁路干燥塔、27-锅炉尾部烟道、28-空预器、29-除尘器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本实施例中的一种脱硫废水零排放处理系统，包括锅炉尾部烟道系统、依次连接的预处理系统、浓缩减量系统和尾液高效处理系统，所述预处理系统用于去除脱硫废水中的钙镁硬度和固体悬浮物，所述浓缩减量系统用于对预处理后的脱硫废水进行浓缩减量，所述尾液高效处理系统用于对浓缩后的尾液进行雾化蒸发；
所述锅炉尾部烟道系统包括锅炉尾部烟道27、依次安装在锅炉尾部烟道27内腔的空预器28和除尘器29；
所述预处理系统包括用于调节水量的缓冲水池1、预处理一体化装置2和废水提升泵3，所述缓冲水池1的出水口与预处理一体化装置2的进水口连接，所述预处理一体化装置2的出水口与废水提升泵3的进水口连接；
所述预处理一体化装置2包括除硬模块和除悬浮物模块，所述除硬模块用于去除脱硫废水的钙、镁离子，所述除悬浮物模块用于去除脱硫废水中的固体悬浮物。
所述浓缩减量系统包括安装在锅炉尾部烟道27内腔的烟道换热器4、一效分离器5、一效强制循环泵6、一效换热器7、首端凝结水箱8、循环泵9、首端真空泵10、二效分离器11、二效强制循环泵12、二效换热器13、三效分离器14、三效强制循环泵15、三效换热器16、浓缩液储罐17、尾端换热器18、尾端凝结水箱19和尾端真空泵20；
烟道换热器4采用水为热量传输介质，利用锅炉烟气余热，将换热介质加热成水蒸汽，所述烟道换热器4的蒸汽出口与一效换热器7的蒸汽进口连接，所述一效换热器7的凝结水出口与首端凝结水箱8的进水口连接，所述首端凝结水箱8的出水口与循环泵9的进水口连接，在所述首端凝结水箱8上设有首端真空泵10，首端真空泵10将循环回路中的空气抽离并排入大气，使循环系统保持真空状态，以提高烟道换热器4内蒸汽的汽化潜热，所述循环泵9的出水口与烟道换热器4的进水口连接；
所述废水提升泵3的出水口与一效分离器5的进水口a1连接，所述一效分离器5的出水口d1与一效强制循环泵6的进水口连接，所述一效强制循环泵6的出水口与一效换热器7的循环液入口连接，所述一效换热器7的循环液出口与一效分离器5的循环液入口b1连接，经一效分离器5浓缩后的脱硫废水进入二效分离器11进一步浓缩；
所述一效分离器5的蒸汽出口与二效换热器13的蒸汽入口连接，一效分离器的未凝结蒸汽作为二效换热器的闪蒸热源；
所述一效分离器5的浓缩液出口c1与二效分离器11的进水口a2连接，所述二效分离器11的出水口d2与二效强制循环泵12的进水口连接，所述二效强制循环泵12的出水口与二效换热器13的循环液入口连接，所述二效换热器13的循环液出口与二效分离器11的循环液入口b2连接，经二效分离器11浓缩后的脱硫废水进入三效分离器14进一步浓缩；
所述二效分离器11的蒸汽出口与三效换热器16的蒸汽入口连接，二效分离器的未凝结蒸汽作为三效换热器的闪蒸热源；
所述二效分离器11的浓缩液出口c2与三效分离器14的进水口a3连接，所述三效分离器14的出水口d3与三效强制循环泵15的进水口连接，所述三效强制循环泵15的出水口与三效换热器16的循环液入口连接，所述三效换热器16的循环液出口与三效分离器14的循环液入口b3连接，经三效分离器14浓缩的脱硫废水尾液进入浓缩液储罐17；
所述三效分离器14的蒸汽出口与尾端换热器18的进气口连接，所述二效换热器13、三效换热器16、尾端换热器18的凝结水出口分别与尾端凝结水箱19的进水口连接，所述尾端凝结水箱19上设有尾端真空泵20，其作用同首端真空泵10，所述尾端凝结水箱19的出水口处设有尾端凝结水泵21，用于将冷凝水回用至电厂其他系统。
所述尾液高效处理系统包括尾液提升泵23、两支双流体喷枪24、空气压缩机25和旁路干燥塔26；所述旁路干燥塔26的入口烟道与空预器28的入口相连通，所述旁路干燥塔26的出口烟道与空预器28和除尘器29之间的锅炉尾部烟道27相连通，所述双流体喷枪24对称的布置在旁路干燥塔26入口烟道的两侧，所述双流体喷枪24的压缩空气入口与空气压缩机25的气源接口连接，所述双流体喷枪24的浓缩尾液入口与尾液提升泵23的出水口连接，所述尾液提升泵23的进水口与浓缩液储罐17的出水口连接，所述浓缩液储罐17的排污口处设有污泥泵22，用于定期清理液储罐17中的底泥。
本实施例中的一种脱硫废水零排放处理工艺，包括预处理阶段、浓缩减量阶段和尾液高效处理阶段，具体步骤如下：
1)预处理阶段：
来自吸收塔的脱硫废水进入缓冲水池1，然后进入预处理一体化装置2中，依次去除钙、镁等硬度离子和固体悬浮物，完成预处理的脱硫废水经废水提升泵3进入到浓缩减量系统的一效分离器5中；
2)浓缩减量阶段：
经过预处理的脱硫废水经废水提升泵3进入到浓缩减量系统中的一效分离器5中，烟道换热器4以锅炉烟道27尾部的热烟气作为热源，将烟道换热器4中的水介质变成水蒸气输入到一效换热器7的壳程中，作为一效换热器7的闪蒸热源，来自一效分离器5的脱硫废水输入到一效换热器7的管程中，脱硫废水在一效换热器7与一效分离器5之间实现高倍率循环，一效换热器7的冷凝水进入到首端凝结水箱8中，再进入烟道换热器4中循环使用；
一效分离器5输出的蒸汽进入二效换热器13的壳程中，作为二效换热器13的闪蒸热源，来自二效分离器11的脱硫废水输入到二效换热器13的管程中，脱硫废水在二效换热器13与二效分离器11之间实现高倍率循环，二效换热器13的冷凝水进入到尾端凝结水箱19中；
二效分离器11输出的蒸汽进入三效换热器16的壳程中，作为三效换热器16的闪蒸热源，来自三效分离器14的脱硫废水输入到三效换热器16的管程中，脱硫废水在三效换热器16与三效分离器14之间实现高倍率循环，三效分离器14输出的蒸汽进入尾端换热器18中冷凝液化，最终进入到尾端凝结水箱19中；经三效分离器14闪蒸浓缩后的脱硫废水进入浓缩液储罐17中；
3)尾液高效处理阶段：
浓缩液储罐17中的上层清液经尾液提升泵23进入双流体喷枪24中，经双流体喷枪24雾化喷出，雾化液滴随热烟气进入旁路干燥塔26中，液滴水分被蒸干后，残余的固态杂质随旁路烟气进入除尘器29入口烟道中，固态杂质经除尘器29去除，最终实现脱硫废水的零排放。
Claims (6)
1.一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：包括锅炉尾部烟道系统、依次连接的预处理系统、浓缩减量系统和尾液高效处理系统，所述预处理系统用于去除脱硫废水中的钙镁硬度和固体悬浮物，所述浓缩减量系统用于对预处理后的脱硫废水进行浓缩减量，所述尾液高效处理系统用于对浓缩后的尾液进行雾化蒸发；
所述锅炉尾部烟道系统包括锅炉尾部烟道(27)、依次安装在锅炉尾部烟道(27)内腔的空预器(28)和除尘器(29)；
所述预处理系统包括用于调节水量的缓冲水池(1)、预处理一体化装置(2)和废水提升泵(3)，所述缓冲水池(1)的出水口与预处理一体化装置(2)的进水口连接，所述预处理一体化装置(2)的出水口与废水提升泵(3)的进水口连接；
所述浓缩减量系统包括安装在锅炉尾部烟道(27)内腔的烟道换热器(4)、一效分离器(5)、一效强制循环泵(6)、一效换热器(7)、首端凝结水箱(8)、循环泵(9)、首端真空泵(10)、二效分离器(11)、二效强制循环泵(12)、二效换热器(13)、三效分离器(14)、三效强制循环泵(15)、三效换热器(16)、浓缩液储罐(17)、尾端换热器(18)、尾端凝结水箱(19)和尾端真空泵(20)；
烟道换热器(4)采用水为热量传输介质，利用锅炉烟气余热，将换热介质加热成水蒸汽，所述烟道换热器(4)的蒸汽出口与一效换热器(7)的蒸汽进口连接，所述一效换热器(7)的凝结水出口与首端凝结水箱(8)的进水口连接，所述首端凝结水箱(8)的出水口与循环泵(9)的进水口连接，在所述首端凝结水箱(8)上设有首端真空泵(10)，所述循环泵(9)的出水口与烟道换热器(4)的进水口连接；
所述废水提升泵(3)的出水口与一效分离器(5)的进水口a1连接，所述一效分离器(5)的出水口d1与一效强制循环泵(6)的进水口连接，所述一效强制循环泵(6)的出水口与一效换热器(7)的循环液入口连接，所述一效换热器(7)的循环液出口与一效分离器(5)的循环液入口b1连接，经一效分离器(5)浓缩后的脱硫废水进入二效分离器(11)进一步浓缩；
所述一效分离器(5)的蒸汽出口与二效换热器(13)的蒸汽入口连接，一效分离器的未凝结蒸汽作为二效换热器的闪蒸热源；
所述一效分离器(5)的浓缩液出口c1与二效分离器(11)的进水口a2连接，所述二效分离器(11)的出水口d2与二效强制循环泵(12)的进水口连接，所述二效强制循环泵(12)的出水口与二效换热器(13)的循环液入口连接，所述二效换热器(13)的循环液出口与二效分离器(11)的循环液入口b2连接，经二效分离器(11)浓缩后的脱硫废水进入三效分离器(14)进一步浓缩；
所述二效分离器(11)的蒸汽出口与三效换热器(16)的蒸汽入口连接，二效分离器的未凝结蒸汽作为三效换热器的闪蒸热源；
所述二效分离器(11)的浓缩液出口c2与三效分离器(14)的进水口a3连接，所述三效分离器(14)的出水口d3与三效强制循环泵(15)的进水口连接，所述三效强制循环泵(15)的出水口与三效换热器(16)的循环液入口连接，所述三效换热器(16)的循环液出口与三效分离器(14)的循环液入口b3连接，经三效分离器(14)浓缩的脱硫废水尾液进入浓缩液储罐(17)；
所述三效分离器(14)的蒸汽出口与尾端换热器(18)的进气口连接，所述二效换热器(13)、三效换热器(16)、尾端换热器(18)的凝结水出口分别与尾端凝结水箱(19)的进水口连接，所述尾端凝结水箱(19)上设有尾端真空泵(20)；
所述尾液高效处理系统包括尾液提升泵(23)、至少一支双流体喷枪(24)、空气压缩机(25)和旁路干燥塔(26)；所述旁路干燥塔(26)的入口烟道与空预器(28)的入口相连通，所述旁路干燥塔(26)的出口烟道与空预器(28)和除尘器(29)之间的锅炉尾部烟道(27)相连通，所述双流体喷枪(24)布置在旁路干燥塔(26)入口烟道的一侧或两侧，所述双流体喷枪(24)的压缩空气入口与空气压缩机(25)的气源接口连接，所述双流体喷枪(24)的浓缩尾液入口与尾液提升泵(23)的出水口连接，所述尾液提升泵(23)的进水口与浓缩液储罐(17)的出水口连接。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述双流体喷枪(24)对称的布置在旁路干燥塔(26)入口烟道的两侧。
3.根据权利要求1所述的一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述尾端凝结水箱(19)的出水口处设有尾端凝结水泵(21)。
4.根据权利要求1所述的一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述浓缩液储罐(17)的排污口处设有污泥泵(22)。
5.根据权利要求1所述的一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述预处理一体化装置(2)包括除硬模块和除悬浮物模块，所述除硬模块用于去除脱硫废水的钙、镁离子，所述除悬浮物模块用于去除脱硫废水中的固体悬浮物。
6.一种基于权利要求1-5中处理系统的脱硫废水零排放处理工艺，其特征在于，包括预处理阶段、浓缩减量阶段和尾液高效处理阶段，具体步骤如下|：
1)预处理阶段：
来自吸收塔的脱硫废水进入缓冲水池(1)，然后进入预处理一体化装置(2)中，依次去除钙镁离子和固体悬浮物；
2)浓缩减量阶段：
经过预处理的脱硫废水经废水提升泵(3)进入到浓缩减量系统中的一效分离器(5)中，并在一效分离器(5)与一效换热器(7)之间强制循环，脱硫废水在一效分离器(5)中完成气液分离后，再依次进入二效分离器(11)、二效换热器(13)、三效分离器(14)和三效换热器(16)中，脱硫废水经三效闪蒸后，浓缩液进入浓缩液储罐(17)中；
3)尾液高效处理阶段：
浓缩液储罐(17)中的浓缩尾液经尾液提升泵(23)输入到双流体喷枪(24)中，经双流体喷枪(24)雾化喷出，雾化液滴经旁路干燥塔(26)入口烟道内的热烟气携带入旁路干燥塔(26)中进行蒸发干燥，液滴水分被蒸干后，残余的固态杂质通过旁路干燥塔(26)出口烟道进入除尘器(29)中，固态杂质经除尘器(29)去除，最终实现脱硫废水的零排放。
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