CN109305737A - 一种基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法 - Google Patents

一种基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法 Download PDF

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Abstract

一种基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法，属于热电厂节能与污水处理技术领域。本发明采用了除氧器及热网回水加热蒸汽的高品位热能、及烟气高温段显热余热等多种余热驱动方式，对脱硫排污水蒸发浓缩减量、热法蒸发及高纯度分盐，并将脱硫水中的氯离子、悬浮物、高价离子及重金属等不断从循环中分离，而经净化调质后的回用水、回收的清水均返回到脱硫水循环系统，并保持脱硫循环水的水质始终在允许范围内，从而实现脱硫循环水的自持式运行；同时可回收高纯度的氯化钠用于作为氯碱厂等的原料。该方法显著降低了污水零排放及实现高效资源化的运行能耗及费用，尤其适合于热电厂或热源厂与氯碱工艺联合运行的场合。

Description

一种基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法
技术领域
本发明涉及一种基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法，属于热电厂节能与污水处理技术领域。
背景技术
目前热电厂或热源厂的锅炉排烟的脱硫处理系统中大量采用湿法脱硫方式，该方式需要排出较多的脱硫废水，因为脱硫水循环中因与烟气接触而吸收和吸附了大量的反应产物及烟气所含组分，使得脱硫塔低池水的成分复杂且腐蚀性强、易结垢等，需要及时排出一部分高浓度脱硫水，并及时补充新水进行稀释，以保证送入脱硫塔内的喷淋循环水的水质满足脱硫过程持续正常运行的需要。但所排出的这部分高浓度脱硫水属于危废污水，通常混入到厂内污水处理池统一处理时会增大后处理流程难度、并花费更多的投入，而如能单独对该部分脱硫废水进行处理将有效减轻其它污水的处理难度和成本，但单独处理脱硫废水、乃至实现零排放的处理存在流程链条长、投资高、运行能耗及费用过大等困难。
另一方面，所产生的杂盐因其成分复杂，并含有COD、重金属等较多有害物，因而被归为危废物，其环保税、危废处置费高昂，且全社会此类危废盐类的数量极其巨大，造成严重的环保隐患。
上述问题表明，脱硫废水及类似的工业危废污水已经越来越成为目前的产业难题，并越来越成为重要的社会问题。
发明内容
本发明的目的和任务是，针对上述脱硫水循环中必须排出高浓度危废污水、但又必须耗费较多的清水进行补充、且脱硫废水处理能耗及运行费用过高、产生的固态盐属于危废物等问题，采用了基于热法的污水零排放及资源回收技术，通过多种余热驱动方式，对脱硫排污水蒸发浓缩减量、热法蒸发及分盐结晶，并将脱硫水中的氯离子、悬浮物、高价离子及重金属等不断从循环中分离，实现水资源及内含物料资源的回收利用，而经净化调质后的回用水、回收的清水均返回到脱硫水循环系统，并保持脱硫循环水的水质始终在允许范围内，从而实现脱硫循环水的自持式运行；同时可回收高纯度的氯化钠用于作为氯碱厂等的原料。
本发明的具体描述是：一种基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法，针对脱硫水运行中包括氯离子在内的有害成分富集导致腐蚀结垢、乃至脱硫过程不能正常进行，从而必须不断排出高浓危废污水并不断补充稀释用新水的问题，本发明提出了基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法，其特征在于，来自脱硫塔1的塔底水池的脱硫排污水A经过脱硫排污预处理池3后，送入到氧化钙化池4，氧化钙化池4设置有氧化剂O的进口、石灰乳及复合药剂F的投料口、硫酸钙K3的出料口、其它固态盐K5的出料口、处理水出口，氧化钙化池4的处理水出口与微滤膜净化装置5的原水进口相连，微滤膜净化装置5设置有碱液CH的进料口、再生污水G3的出口、高浓水H的进口和处理水出口，微滤膜净化装置5的处理水出口与纳滤膜分盐装置6的原水进口相连，纳滤膜分盐装置6的高浓水H的出口与氧化钙化池4的高浓水H的进口相连，纳滤膜分盐装置6的净化水出口与余热蒸发结晶器7的原水进口相连，余热蒸发结晶器7设置有余热热源J1的进口、余热热源出水J2的出口、工业级氯化钠K1的出盐口、污水二次蒸汽L的出口和母液G4的出口，其中余热蒸发结晶器7的污水二次蒸汽L的出口与余热回收器组件8+9的高温侧进口相连，余热回收器组件8+9的高温侧出口与回用清水D的集水管相连。
脱硫塔1的塔底水池的脱硫排污水A的出口与烟气蒸发器20的喷淋装置22的进口相连，烟气蒸发器20的脱硫浓缩水G5的出口与脱硫排污预处理池3的杂浓水进口相连，烟气蒸发器20的烟气进口管21与来自锅炉或除尘器的高温排烟Y的烟道相连，烟气蒸发器20的中温烟气Y0通过烟气出口管23与脱硫塔1的脱硫进烟Y1的进口相连。
氧化钙化池4的氧化剂O的进口与氧化装置11的出料口相连。
脱硫排污预处理池3的悬浮高浓水G1的出口与压滤机10的原水进口相连，脱硫排污预处理池3的杂污水G的进口分别与压滤机10的净化水G2进口、微滤膜净化装置5的再生污水G3的出口、余热蒸发结晶器7的母液G4的出口相连，压滤机10设置有污泥K2的排出口。
余热蒸发结晶器7的工业级氯化钠K1的出口与结晶盐再净化装置71的进料口相连，结晶盐再净化装置71设置有再净化余热热源J3的进口、再净化余热热源出水J4的出口和高纯度工业级氯化钠K4的出口，结晶盐再净化装置71采用大颗粒结晶成盐的热工流程及控制方式与结构，并采用正压一级换热结构、正压多级换热结构、负压一级蒸发换热结构或负压多级蒸发换热结构。
余热回收器组件8+9包括除氧器及工艺水余热加热器8，除氧器及工艺水余热加热器8的低温侧进口与除氧器及工艺水进水来水M1相通，除氧器及工艺水余热加热器8的低温侧出口与除氧器及工艺水进水去水M2相通，除氧器及工艺水余热加热器8的高温侧进口与余热蒸发结晶器7的污水二次蒸汽L的出口相连，除氧器及工艺水余热加热器8的高温侧第一排水D1的出口与回用清水D的集水管相连。
余热回收器组件8+9包括热网回水余热加热器9，热网回水余热加热器9的低温侧进口与热网回水进水来水N1相通，热网回水余热加热器9的低温侧出口与热网回水进水去水N2相通，热网回水余热加热器9的高温侧进口与余热蒸发结晶器7的污水二次蒸汽L的出口相连，热网回水余热加热器9的高温侧第二排水D2的出口与回用清水D的集水管相连。
余热蒸发结晶器7采用大颗粒结晶成盐的热工流程及控制方式与结构，并采用正压一级换热结构、正压多级换热结构、负压一级蒸发换热结构或负压多级蒸发换热结构。
本发明解决了目前广泛存在的锅炉排烟湿法脱硫过程中产生大量高浓度危废污水需要外排的难题，实现了无需外排污水、可自持式循环运行的脱硫水循环工艺流程，既通过清水回用节约了补水需求，又通过向脱硫循环水补充碱性水改善了脱硫工艺效果，还回收了高纯度工业级氯化钠、硫酸钙等资源，同时大幅节省了人工能源的耗费及其运行费用。其中与常规污水零排放及危废盐提纯回收技术相比，可降低90%左右的人工能源需求，大幅降低能耗的同时可将运行费用降低一个数量级，成为大多数热电厂、锅炉房及有关工业用户建得起、用得起的全面污水治理及资源化回收的全新技术方式。本发明可使燃煤锅炉这一主要热源及动力系统实现由高污染高排放方式向工艺污水零排放、水资源消耗显著降低的清洁生产型绿色化动力工厂模式转变，兼具技术、经济价值和环保、社会效果。
该方法显著降低了污水零排放及实现高效资源化的运行能耗及费用，尤其适合于热电厂或热源厂与氯碱工艺联合运行的场合。同时，本发明所设计的技术方法及其装置与工程实施方案，也可进一步推广到其它行业的类似脱硫工艺乃至其它相关危废物处理工艺中去，具有更普遍的产业应用价值与社会经济效益。
附图说明
图1是本发明的系统示意图。
图1中各部件编号与名称如下。
脱硫塔1、脱硫排污预处理池3、氧化钙化池4、微滤膜净化装置5、纳滤膜分盐装置6、余热蒸发结晶器7、结晶盐再净化装置71、除氧器及工艺水余热加热器8、热网回水余热加热器9、压滤机10、氧化装置11、烟气蒸发器20、烟气进口管21、喷淋装置22、烟气出口管23、脱硫排污水A、脱硫循环水B、混合进水B1、脱硫补水C、回用清水D、高温侧第一排水D1、高温侧第二排水D2、石灰乳及复合药剂F、杂污水G、悬浮高浓水G1、压滤机10的净化水G2、再生污水G3、母液G4、脱硫浓缩水G5、高浓水H、余热热源J1、余热热源出水J2、再净化余热热源J3、再净化余热热源出水J4、工业级氯化钠K1、污泥K2、硫酸钙K3、高纯度工业级氯化钠K4、其它固态盐K5、污水二次蒸汽L、除氧器及工艺水进水来水M1、除氧器及工艺水进水去水M2、热网回水进水来水N1、热网回水进水去水N2、氧化剂O、高温排烟Y、中温烟气Y0、脱硫进烟Y1、脱硫排烟Y2。
具体实施方式
图1是本发明的系统示意图。
本发明的具体实施例如下：一种基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法，来自脱硫塔1的塔底水池的脱硫排污水A经过脱硫排污预处理池3后，送入到氧化钙化池4，氧化钙化池4设置有氧化剂O的进口、石灰乳及复合药剂F的投料口、硫酸钙K3的出料口、其它固态盐K5的出料口、处理水出口，氧化钙化池4的处理水出口与微滤膜净化装置5的原水进口相连，微滤膜净化装置5设置有碱液CH的进料口、再生污水G3的出口、高浓水H的进口和处理水出口，微滤膜净化装置5的处理水出口与纳滤膜分盐装置6的原水进口相连，纳滤膜分盐装置6的高浓水H的出口与氧化钙化池4的高浓水H的进口相连，纳滤膜分盐装置6的净化水出口与余热蒸发结晶器7的原水进口相连，余热蒸发结晶器7设置有余热热源J1的进口、余热热源出水J2的出口、工业级氯化钠K1的出盐口、污水二次蒸汽L的出口和母液G4的出口，其中余热蒸发结晶器7的污水二次蒸汽L的出口与余热回收器组件8+9的高温侧进口相连，余热回收器组件8+9的高温侧出口与回用清水D的集水管相连。
脱硫塔1的塔底水池的脱硫排污水A的出口与烟气蒸发器20的喷淋装置22的进口相连，烟气蒸发器20的脱硫浓缩水G5的出口与脱硫排污预处理池3的杂浓水进口相连，烟气蒸发器20的烟气进口管21与来自锅炉或除尘器的高温排烟Y的烟道相连，烟气蒸发器20的中温烟气Y0通过烟气出口管23与脱硫塔1的脱硫进烟Y1的进口相连。
氧化钙化池4的氧化剂O的进口与氧化装置11的出料口相连。
脱硫排污预处理池3的悬浮高浓水G1的出口与压滤机10的原水进口相连，脱硫排污预处理池3的杂污水G的进口分别与压滤机10的净化水G2进口、微滤膜净化装置5的再生污水G3的出口、余热蒸发结晶器7的母液G4的出口相连，压滤机10设置有污泥K2的排出口。
余热蒸发结晶器7的工业级氯化钠K1的出口与结晶盐再净化装置71的进料口相连，结晶盐再净化装置71设置有再净化余热热源J3的进口、再净化余热热源出水J4的出口和高纯度工业级氯化钠K4的出口，结晶盐再净化装置71采用大颗粒结晶成盐的热工流程及控制方式与结构，并采用正压一级换热结构、正压多级换热结构、负压一级蒸发换热结构或负压多级蒸发换热结构。
余热回收器组件8+9包括除氧器及工艺水余热加热器8，除氧器及工艺水余热加热器8的低温侧进口与除氧器及工艺水进水来水M1相通，除氧器及工艺水余热加热器8的低温侧出口与除氧器及工艺水进水去水M2相通，除氧器及工艺水余热加热器8的高温侧进口与余热蒸发结晶器7的污水二次蒸汽L的出口相连，除氧器及工艺水余热加热器8的高温侧第一排水D1的出口与回用清水D的集水管相连。
余热回收器组件8+9包括热网回水余热加热器9，热网回水余热加热器9的低温侧进口与热网回水进水来水N1相通，热网回水余热加热器9的低温侧出口与热网回水进水去水N2相通，热网回水余热加热器9的高温侧进口与余热蒸发结晶器7的污水二次蒸汽L的出口相连，热网回水余热加热器9的高温侧第二排水D2的出口与回用清水D的集水管相连。
余热蒸发结晶器7采用大颗粒结晶成盐的热工流程及控制方式与结构，并采用正压一级换热结构、正压多级换热结构、负压一级蒸发换热结构或负压多级蒸发换热结构。
需要说明的是，本发明提出了如何采用换热方法、余热蒸发与能源梯级利用方法等全面解决脱硫危废污水的水资源与物料资源的回用问题的方法，而按照此一总体解决方案可有不同的具体实施措施和不同结构的具体实施装置，上述具体实施方式仅仅是其中的一种而已，任何其它类似的简单变形的实施方式，例如涉及所述余热回收换热器型式的选型及台数变化；余热热源型式是采用低于100℃的低压蒸汽、高于大气压的正压蒸汽、或者余热热水、烟气等余热型式；仅仅实施权利要求项中的一部分而不是全部的余热驱动的蒸发方式、或污水预处理流程、或者后处理流程等；或者将污水预处理池与脱硫排污预处理池合并，及其它简单地对处理设备或过程合并或分开设计；或者采用简单的更换不同种类、性能和质量的膜或其它污水处理装置进行相应环节的污水处理；或者进行普通专业人士均可想到的其它变形方式等；或者将该技术方式以相同或相似的方法、系统与结构应用于除燃煤锅炉湿法脱硫废水处理之外的其它行业的类似脱硫水处理及应用场合，均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法，针对脱硫水运行中包括氯离子在内的有害成分富集导致腐蚀结垢、乃至脱硫过程不能正常进行，从而必须不断排出高浓危废污水并不断补充稀释用新水的问题，本发明提出了基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法，其特征在于，来自脱硫塔（1）的塔底水池的脱硫排污水（A）经过脱硫排污预处理池（3）后，送入到氧化钙化池（4），氧化钙化池（4）设置有氧化剂（O）的进口、石灰乳及复合药剂（F）的投料口、硫酸钙（K3）的出料口、其它固态盐（K5）的出料口、处理水出口，氧化钙化池（4）的处理水出口与微滤膜净化装置（5）的原水进口相连，微滤膜净化装置（5）设置有碱液（CH）的进料口、再生污水（G3）的出口、高浓水（H）的进口和处理水出口，微滤膜净化装置（5）的处理水出口与纳滤膜分盐装置（6）的原水进口相连，纳滤膜分盐装置（6）的高浓水（H）的出口与氧化钙化池（4）的高浓水（H）的进口相连，纳滤膜分盐装置（6）的净化水出口与余热蒸发结晶器（7）的原水进口相连，余热蒸发结晶器（7）设置有余热热源（J1）的进口、余热热源出水（J2）的出口、工业级氯化钠（K1）的出盐口、污水二次蒸汽（L）的出口和母液（G4）的出口，其中余热蒸发结晶器（7）的污水二次蒸汽（L）的出口与余热回收器组件（8+9）的高温侧进口相连，余热回收器组件（8+9）的高温侧出口与回用清水（D）的集水管相连。
2.如权利要求1所述的基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法，其特征在于所述的脱硫塔（1）的塔底水池的脱硫排污水（A）的出口与烟气蒸发器（20）的喷淋装置（22）的进口相连，烟气蒸发器（20）的脱硫浓缩水（G5）的出口与脱硫排污预处理池（3）的杂浓水进口相连，烟气蒸发器（20）的烟气进口管（21）与来自锅炉或除尘器的高温排烟（Y）的烟道相连，烟气蒸发器（20）的中温烟气（Y0）通过烟气出口管（23）与脱硫塔（1）的脱硫进烟（Y1）的进口相连。
3.如权利要求1所述的基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法，其特征在于所述的氧化钙化池（4）的氧化剂（O）的进口与氧化装置（11）的出料口相连。
4.如权利要求1所述的基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法，其特征在于所述的脱硫排污预处理池（3）的悬浮高浓水（G1）的出口与压滤机（10）的原水进口相连，脱硫排污预处理池（3）的杂污水（G）的进口分别与压滤机（10）的净化水（G2）进口、微滤膜净化装置（5）的再生污水（G3）的出口、余热蒸发结晶器（7）的母液（G4）的出口相连，压滤机（10）设置有污泥（K2）的排出口。
5.如权利要求1所述的基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法，其特征在于所述的余热蒸发结晶器（7）的工业级氯化钠（K1）的出口与结晶盐再净化装置（71）的进料口相连，结晶盐再净化装置（71）设置有再净化余热热源（J3）的进口、再净化余热热源出水（J4）的出口和高纯度工业级氯化钠（K4）的出口，结晶盐再净化装置（71）采用大颗粒结晶成盐的热工流程及控制方式与结构，并采用正压一级换热结构、正压多级换热结构、负压一级蒸发换热结构或负压多级蒸发换热结构。
6.如权利要求1所述的基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法，其特征在于所述的余热回收器组件（8+9）包括除氧器及工艺水余热加热器（8），除氧器及工艺水余热加热器（8）的低温侧进口与除氧器及工艺水进水来水（M1）相通，除氧器及工艺水余热加热器（8）的低温侧出口与除氧器及工艺水进水去水（M2）相通，除氧器及工艺水余热加热器（8）的高温侧进口与余热蒸发结晶器（7）的污水二次蒸汽（L）的出口相连，除氧器及工艺水余热加热器（8）的高温侧第一排水（D1）的出口与回用清水（D）的集水管相连。
7.如权利要求1所述的基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法，其特征在于所述的余热回收器组件（8+9）包括热网回水余热加热器（9），热网回水余热加热器（9）的低温侧进口与热网回水进水来水（N1）相通，热网回水余热加热器（9）的低温侧出口与热网回水进水去水（N2）相通，热网回水余热加热器（9）的高温侧进口与余热蒸发结晶器（7）的污水二次蒸汽（L）的出口相连，热网回水余热加热器（9）的高温侧第二排水（D2）的出口与回用清水（D）的集水管相连。
8.如权利要求1所述的基于热法的脱硫水零排放及高纯度氯化钠提取方法，其特征在于所述的余热蒸发结晶器（7）采用大颗粒结晶成盐的热工流程及控制方式与结构，并采用正压一级换热结构、正压多级换热结构、负压一级蒸发换热结构或负压多级蒸发换热结构。
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