CN109626691B - 一种灵活可调的火电厂高盐废水零排放系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种灵活可调的火电厂高盐废水零排放系统，包括与火电厂主烟道系统相连的烟气旁路子系统和废水子系统，火电厂主烟道系统包括主烟道及其上依次连接的SCR脱硝装置、空预器、除尘器和脱硫塔；烟气旁路子系统包括：旁路烟道，入口与空预器之前主烟道连，出口与空预器之后主烟道连；蒸发塔，设于旁路烟道上且底端侧面与旁路烟道连，内部顶端设旋转雾化器及烟气导流系统；废水子系统包括：脱硫废水管道，入口与脱硫塔连；废水调节箱，与脱硫废水管道出口相连且通过废水主管道与旋转雾化器连。本发明还公开了一种灵活可调的火电厂高盐废水零排放方法。本发明的有益效果：灵活调节废水流量和工艺流程，节约废水处理成本，实现废水零排放。

Description

一种灵活可调的火电厂高盐废水零排放系统及方法
技术领域
本发明涉及火力发电节能减排技术领域，具体而言，涉及一种灵活可调的火电厂高盐废水零排放系统及方法。
背景技术
火力发电厂在生产过程中会产生大量的高盐废水(主要包括脱硫废水和其它高盐废水等)，这些废水往往富含盐和悬浮物，成分极其复杂，若直接排放会对环境造成严重污染，近年来其零排放成为了业内关注的热点。在诸多零排放技术中，旋转雾化式烟道蒸发技术工艺流程简单，投资和运行成本低，成为了火电厂高盐废水零排放的主流技术之一。这类技术设置与空预器并联的蒸发塔，从空预器前的主烟道引高温烟气进入塔体，将废水引入塔顶的旋转雾化器，采用高速旋转的方式将废水雾化为微小液滴，利用烟气携带的余热将废水蒸发。由于采用了高速旋转雾化的方式(雾化设备孔径较大，不易发生堵塞)，该技术对废水水质要求低，火电厂的高盐废水可不进行前处理(主要为软化和浓缩减量)即可直接蒸发，极大地节约了前处理工艺的成本。然而，旋转雾化式烟道蒸发技术可处理的废水量往往有限，当产生废水量超过可处理量时必须对废水进行软化和浓缩减量，导致废水前处理成本大幅增大。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种灵活可调的火电厂高盐废水零排放系统及方法，可对废水流量和工艺流程进行灵活调节，节约废水处理成本，实现废水的零排放。
本发明提供了一种灵活可调的火电厂高盐废水零排放系统，所述火电厂高盐废水零排放系统包括与火电厂主烟道系统相连的烟气旁路子系统和废水子系统，所述火电厂主烟道系统包括主烟道以及所述主烟道上依次连接的SCR脱硝装置、空预器、除尘器和脱硫塔；
所述烟气旁路子系统包括：
旁路烟道，其入口与所述空预器之前的主烟道相连，所述旁路烟道出口与所述空预器之后的主烟道相连；
蒸发塔，其设于所述旁路烟道上且底端侧面与所述旁路烟道相连，所述蒸发塔内部顶端设有旋转雾化器以及与所述旁路烟道相连的烟气导流系统；
所述废水子系统包括：
脱硫废水管道，其入口与所述脱硫塔相连；
废水调节箱，其与所述脱硫废水管道出口相连，且所述废水调节箱通过废水主管道与所述旋转雾化器相连。
作为本发明进一步的改进，所述旁路烟道与所述空预器之前的主烟道的连接处设有可调节开度的旁路烟道挡板。
作为本发明进一步的改进，所述废水调节箱与所述脱硫废水管道的连接处设有可调流量的脱硫废水管道调节阀。
作为本发明进一步的改进，所述蒸发塔底部设有排灰管道。
作为本发明进一步的改进，所述废水子系统还包括：
废水旁路管道，其上依次设有废水调节池、软化系统和膜浓缩系统，所述废水调节池与所述脱硫废水管出口相连，所述膜浓缩系统通过废水旁路管道与所述废水调节箱相连。
作为本发明进一步的改进，所述废水调节池上还接有其它高盐废水管道。
作为本发明进一步的改进，所述废水调节池和所述软化系统之间的废水旁路管道上设有可调流量的废水旁路管道调节阀。
本发明还提供了一种灵活可调的火电厂高盐废水零排放方法，包括：
步骤1，打开脱硫废水管道调节阀，脱硫塔产生的部分脱硫废水经脱硫废水管道直接进入废水调节箱，其余脱硫废水经脱硫废水管道进入废水调节池；
步骤2，其它高盐废水经其它高盐废水管道进入所述废水调节池，与进入所述废水调节池的脱硫废水混合，得到混合高盐废水；
步骤3，打开废水旁路管道调节阀，调节其开度使废水流量稳定，混合高盐废水通过废水旁路管道进入软化系统，废水中的悬浮物、钙离子和镁离子被去除，得到软化废水；
步骤4，软化废水通过所述废水旁路管道进入膜浓缩系统，盐浓度被提升为10％-20％，废水流量被降低，得到浓缩废水；
步骤5，浓缩废水进入所述废水调节箱，与步骤1中进入所述废水调节箱的脱硫废水混合，得到浓缩混合液；
步骤6，浓缩混合液经过废水主管道进入旋转雾化器，经高速旋转被雾化为粒径为20-80μm的废水液滴，并进入蒸发塔；
步骤7，打开旁路烟道挡板，空预器之前的主烟道内的部分高温烟气经旁路烟道进入烟气导流系统，形成螺旋烟气流，并进入所述蒸发塔；
步骤8，螺旋烟气流与废水液滴在所述蒸发塔内充分混合换热，废水液滴被快速蒸干，产生的固体颗粒物一部分经所述蒸发塔底部的排灰管道排出，另一部分随烟气从所述蒸发塔底端侧面排出，回到所述空预器之后的主烟道，最终被除尘器捕捉。
作为本发明进一步的改进，当机组负荷降低或废水产生量升高时，步骤1还包括：减小所述脱硫废水管道调节阀的开度，使更多的脱硫废水进入所述废水调节池、所述软化系统和所述膜浓缩系统。
作为本发明进一步的改进，当机组负荷升高或废水产生量降低时，步骤1还包括：增大所述脱硫废水管道调节阀的开度，使更多的脱硫废水直接进入所述废水调节箱。
本发明的有益效果为：
1.可灵活调节废水流量和处理流程，部分脱硫废水可不经软化和浓缩减量，直接进行蒸发，降低了该部分废水的软化和浓缩成本。
2.当机组负荷降低(烟气温度和流量下降)或废水产生量升高时，可灵活调节废水处理流程，对更多的废水进行软化和浓缩减量，降低最终待处理的废水量，确保机组负荷低或废水产生量大时废水的零排放。
3.脱硫废水的蒸发增大了烟气湿度，有利于烟气细小颗粒物的团聚，减少了细小颗粒物的排放。
4.有效利用烟气携带的废热实现了废水零排放，同时达到了节能和环保的目的。
附图说明
图1为本发明实施例所述的一种灵活可调的火电厂高盐废水零排放系统的结构示意图。
图中，
1、SCR脱硝装置；2、空预器；3、除尘器；4、脱硫塔；5、主烟道；6、旁路烟道；7、旁路烟道挡板；8、蒸发塔；9、旋转雾化器；10、烟气导流系统；11、软化系统；12、膜浓缩系统；13、废水旁路管道调节阀；14、排灰管道；15、脱硫废水管道调节阀；16、废水旁路管道；17、脱硫废水管道；18、其它高盐废水管道；19、废水调节池；20、废水调节箱；21、废水主管道。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
如图1所示，本发明实施例的一种灵活可调的火电厂高盐废水零排放系统，包括与火电厂主烟道系统相连的烟气旁路子系统和废水子系统，火电厂主烟道系统包括主烟道5以及主烟道5上依次连接的SCR脱硝装置1、空预器2、除尘器3和脱硫塔4。
烟气旁路子系统包括旁路烟道6和蒸发塔8。旁路烟道6入口与空预器2之前的主烟道5相连，旁路烟道6出口与空预器2之后的主烟道5相连。蒸发塔8设于旁路烟道6上且底端侧面与旁路烟道6相连，蒸发塔8内部顶端设有旋转雾化器9以及与旁路烟道6相连的烟气导流系统10。蒸发塔8底部设有排灰管道14，便于将蒸发塔8内部产生的固体颗粒物排出。进一步的，旁路烟道6与空预器2之前的主烟道5的连接处设有可调节开度的旁路烟道挡板7，通过旁路烟道挡板7开度的调节，即可实现高温烟气流量的调节。
废水子系统包括脱硫废水管道17和废水调节箱20。脱硫废水管道17入口与脱硫塔4相连，废水调节箱20与脱硫废水管道17出口相连，且废水调节箱20通过废水主管道21与旋转雾化器9相连。进一步的，废水调节箱20与脱硫废水管道17的连接处设有可调流量的脱硫废水管道调节阀15，通过调节脱硫废水管道调节阀15即可实现脱硫废水流量的调节。
废水子系统还包括废水旁路管道16，废水旁路管道16上依次设有废水调节池19、软化系统11和膜浓缩系统12，废水调节池19与脱硫废水管道17出口相连，膜浓缩系统12通过废水旁路管道16与废水调节箱20相连，废水调节池19上还接有其它高盐废水管道18。进一步的，废水调节池19和软化系统11之间的废水旁路管道16上设有可调流量的废水旁路管道调节阀13，通过调节废水旁路管道调节阀13，即可实现混合高盐废水流量的调节。
基于上述灵活可调的火电厂高盐废水零排放装置的火电厂高盐废水零排放方法，包括以下步骤：
步骤1，打开脱硫废水管道调节阀15，脱硫塔4产生的部分脱硫废水经脱硫废水管道17直接进入废水调节箱20，其余脱硫废水经脱硫废水管道17进入废水调节池19；
步骤2，其它高盐废水经其它高盐废水管道18进入废水调节池19，与进入废水调节池19的脱硫废水混合，得到混合高盐废水；
步骤3，打开废水旁路管道调节阀13，调节其开度使废水流量稳定，混合高盐废水通过废水旁路管道16进入软化系统11，废水中的悬浮物、钙离子和镁离子被去除，得到软化废水；
步骤4，软化废水通过废水旁路管道16进入膜浓缩系统12，盐浓度被提升为10％-20％，废水流量被降低，得到浓缩废水；
步骤5，浓缩废水进入废水调节箱20，与步骤1中进入废水调节箱20的脱硫废水混合，得到浓缩混合液；
步骤6，浓缩混合液经过废水主管道21进入旋转雾化器9，经高速旋转被雾化为粒径为20-80μm的废水液滴，并进入蒸发塔8；
步骤7，打开旁路烟道挡板7，空预器2之前的主烟道5内的部分高温烟气经旁路烟道6进入烟气导流系统10，形成螺旋烟气流，并进入蒸发塔8；
步骤8，螺旋烟气流与废水液滴在蒸发塔8内充分混合换热，废水液滴被快速蒸干，产生的固体颗粒物一部分经蒸发塔8底部的排灰管道14排出，另一部分随烟气从蒸发塔8底端侧面排出，回到空预器2之后的主烟道5，最终被除尘器3捕捉。
当机组负荷降低或废水产生量升高时，步骤1还包括：减小脱硫废水管道调节阀15的开度，使更多的脱硫废水进入废水调节池19、软化系统11和膜浓缩系统12，经浓缩废水流量被降低，其蒸发过程对烟气热量的需求也被降低。
当机组负荷升高或废水产生量降低时，步骤1还包括：增大脱硫废水管道调节阀15的开度，使更多的脱硫废水直接进入废水调节箱20，这部分废水不需要经过软化和膜浓缩环节，可节约相应的处理成本。
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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种灵活可调的火电厂高盐废水零排放系统，其特征在于，所述火电厂高盐废水零排放系统包括与火电厂主烟道系统相连的烟气旁路子系统和废水子系统，所述火电厂主烟道系统包括主烟道(5)以及所述主烟道(5)上依次连接的SCR脱硝装置(1)、空预器(2)、除尘器(3)和脱硫塔(4)；
所述烟气旁路子系统包括：
旁路烟道(6)，其入口与所述空预器(2)之前的主烟道(5)相连，所述旁路烟道(6)出口与所述空预器(2)之后的主烟道(5)相连；
蒸发塔(8)，其设于所述旁路烟道(6)上且底端侧面与所述旁路烟道(6)相连，所述蒸发塔(8)内部顶端设有旋转雾化器(9)以及与所述旁路烟道(6)相连的烟气导流系统(10)；
所述废水子系统包括：
脱硫废水管道(17)，其入口与所述脱硫塔(4)相连；
废水调节箱(20)，其与所述脱硫废水管道(17)出口相连，且所述废水调节箱(20)通过废水主管道(21)与所述旋转雾化器(9)相连；
所述旁路烟道(6)与所述空预器(2)之前的主烟道(5)的连接处设有可调节开度的旁路烟道挡板(7)；
所述废水调节箱(20)与所述脱硫废水管道(17)的连接处设有可调流量的脱硫废水管道调节阀(15)。
2.根据权利要求1所述的火电厂高盐废水零排放系统，其特征在于，所述蒸发塔(8)底部设有排灰管道(14)。
3.根据权利要求1所述的火电厂高盐废水零排放系统，其特征在于，所述废水子系统还包括：
废水旁路管道(16)，其上依次设有废水调节池(19)、软化系统(11)和膜浓缩系统(12)，所述废水调节池(19)与所述脱硫废水管道(17)出口相连，所述膜浓缩系统(12)通过废水旁路管道(16)与所述废水调节箱(20)相连。
4.根据权利要求3所述的火电厂高盐废水零排放系统，其特征在于，所述废水调节池(19)上还接有其它高盐废水管道(18)。
5.根据权利要求3所述的火电厂高盐废水零排放系统，其特征在于，所述废水调节池(19)和所述软化系统(11)之间的废水旁路管道(16)上设有可调流量的废水旁路管道调节阀(13)。
6.一种灵活可调的火电厂高盐废水零排放方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，打开脱硫废水管道调节阀(15)，脱硫塔(4)产生的部分脱硫废水经脱硫废水管道(17)直接进入废水调节箱(20)，其余脱硫废水经脱硫废水管道(17)进入废水调节池(19)；
步骤2，其它高盐废水经其它高盐废水管道(18)进入所述废水调节池(19)，与进入所述废水调节池(19)的脱硫废水混合，得到混合高盐废水；
步骤3，打开废水旁路管道调节阀(13)，调节其开度使废水流量稳定，混合高盐废水通过废水旁路管道(16)进入软化系统(11)，废水中的悬浮物、钙离子和镁离子被去除，得到软化废水；
步骤4，软化废水通过所述废水旁路管道(16)进入膜浓缩系统(12)，盐浓度被提升为10％-20％，废水流量被降低，得到浓缩废水；
步骤5，浓缩废水进入所述废水调节箱(20)，与步骤1中进入所述废水调节箱(20)的脱硫废水混合，得到浓缩混合液；
步骤6，浓缩混合液经过废水主管道(21)进入旋转雾化器(9)，经高速旋转被雾化为粒径为20-80μm的废水液滴，并进入蒸发塔(8)；
步骤7，打开旁路烟道挡板(7)，空预器(2)之前的主烟道(5)内的部分高温烟气经旁路烟道(6)进入烟气导流系统(10)，形成螺旋烟气流，并进入所述蒸发塔(8)；
步骤8，螺旋烟气流与废水液滴在所述蒸发塔(8)内充分混合换热，废水液滴被快速蒸干，产生的固体颗粒物一部分经所述蒸发塔(8)底部的排灰管道(14)排出，另一部分随烟气从所述蒸发塔(8)底端侧面排出，回到所述空预器(2)之后的主烟道(5)，最终被除尘器(3)捕捉。
7.根据权利要求6所述的火电厂高盐废水零排放方法，其特征在于，当机组负荷降低或废水产生量升高时，步骤1还包括：减小所述脱硫废水管道调节阀(15)的开度，使更多的脱硫废水进入所述废水调节池(19)、所述软化系统(11)和所述膜浓缩系统(12)。
8.根据权利要求6所述的火电厂高盐废水零排放方法，其特征在于，当机组负荷升高或废水产生量降低时，步骤1还包括：增大所述脱硫废水管道调节阀(15)的开度，使更多的脱硫废水直接进入所述废水调节箱(20)。
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