CN110282718B - 一种还原法处理含硝酸盐废水的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种还原法处理含硝酸盐废水的系统，包括废水输送单元、配料单元、混料单元、输送单元、烧结单元与除尘单元，本发明通过将脱硫脱硝废水分为两股，一股脱硫脱硝废水与混料混合后用于烧结；另一股脱硫脱硝废水在烧结单元烟道内汽化，汽化后析出的颗粒物作为灰渣与烧结料混合形成混料。通过烧结，使脱硫脱硝废水中带来的氮氧化物在烧结料中的焦炭、煤粉在铁基催化下发生还原反应生成氮气，从而实现了脱硫脱硝废水的零排放。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，涉及一种废水的处理系统，具体涉及一种还原法处理含硝酸盐废水的系统。
背景技术
烧结使钢铁冶炼过程中的一个重要环节，是将各种不能直接入炉的炼钢原料，如粉矿、辅料等配加一定的燃料后，加热到一定的温度，使粉料烧结成块状的工艺，钢铁烧结过程中伴随着大量烟气的产生，烟气中含有硫氧化物、氮氧化物以及粉尘等大气污染物，需要经过脱硫脱硝工艺处理达标后才能排放。
目前，为实现烟气中硫氧化物、氮氧化物的脱除，目前常用臭氧作为氧化剂，将烟气中的NO氧化为NO2，然后借助吸收塔实现硫氧化物与氮氧化物的联合脱除。
CN 101485957 A公开了一种臭氧氧化结合双塔洗涤对烟气同时脱硫脱硝的装置及方法，锅炉烟气先进入碱液洗涤塔，硫氧化物被吸入液相，臭氧发生器产生的臭氧将四价硫氧化成六价硫，生成稳定的硫酸盐；然后混合烟气中的氮氧化物在碱液洗涤塔B内被吸收，碱液洗涤塔中的碱液为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、氧化钙或碳酸钙中的一种，但在实际应用中，脱硝效率较低，而且排出的废水中含有大量的NO2-、NO3-、SO4 2-、Cl-等离子，废水成分比较复杂。
CN 108191056 A公开了一种脱硫脱硝废水与氨氮废水的脱硫除氮方法，包括如下步骤：将含有SO2、NOX的工业烟气脱硝和湿法脱硫处理后，产生含硫酸盐和硝酸盐的脱硫脱硝废水，将脱硫脱硝废水与工业排放的氨氮废水均匀混合，然后将混合后的废水依次泵入缺氧反硝化池与厌氧生物反应池中，从而实现了脱硫脱硝废水的处理，但生化处理的速度慢，花费时间长，且成本较高，无法应用于对脱硫脱硝废水的快速处理。
CN 108211706 A公开了一种用于钢铁行业的脱硫脱硝及废水零排放系统及方法，包括烟气管道、烟气在线监测系统、氧气系统、脱硫系统、脱硝系统、控制系统、废水蒸发系统，烟气管道上依次设置有引风机、烟气在线监测系统、氧化系统，氧化系统后依次设置脱硫系统和脱硝系统，脱硫系统与脱硝系统外排的废水与高温钢渣反应，并将产生的水蒸气引入引风机，但废水中的杂质与高温钢渣反应并未达到真正的零排放，仍然会产生大量的固废。
脱硫塔、脱硝塔或同时进行脱硫脱硝的吸收塔所用吸收液主要为钙业，则吸收后的浆液中主要成分为硫酸钙、亚硫酸钙、硝酸钙以及亚硝酸钙，由于硫酸钙与亚硫酸钙的溶解度低，易沉淀结晶，因此，可以将浆液输送至石膏脱水系统进行脱水以得到石膏，脱水后的水分钟的主要成分为Ca2+、NO3 -以及NO2 -，需要开发一种结构简单的、不额外的产生固废、能够实现脱硫脱硝废水的零排放还原法处理含硝酸盐废水的系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种还原法处理含硝酸盐废水的系统，所述还原法处理含硝酸盐废水的系统根据脱硫脱硝废水的性质，将脱硫脱硝废水分别与烧结料与烧结烟气混合，不仅减轻了使用烧结机的处理压力，还能提高烧结效果，并提高脱硫脱硝废水的处理效率，实现脱硫脱硝废水的零排放。
为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种还原法处理含硝酸盐废水的系统，所述还原法处理含硝酸盐废水的系统包括废水输送单元、配料单元、混料单元、输送单元、烧结单元与除尘单元。
配料单元的进料口与除尘单元的排渣口连接。
废水输送单元包括泵、第一输送管道、第二输送管道，第一输送管道与混料单元连接，第二输送管道与烧结单元的烟道连接，第一输送管道与第二输送管道上相互独立的设置有阀门。
混料单元的混料出口与烧结单元的进料口的连接管道上设置有输送单元，烧结单元的烟道出口与除尘单元进气口连接。
本发明并未对所述配料单元与混料单元的连接关系做具体限定，配料单元内的物料输送至混料单元的方法包括人工的方法和/或机械输送的方法。其中，所述人工的方法为将配料单元内的物料由人工搬运至混料单元；所述机械输送的方法包括但不限于皮带输送的方法，本领域技术人员可根据实际需要进行合理地选择。
本发明所述“脱硫脱硝废水”为除尘烟气经吸收塔吸收后，经过石膏脱水系统处理所得到的废水，所述“脱硫脱硝废水”中主要包括Ca2+、SO4 2-、NO3 -以及NO2 -。
一部分脱硫脱硝废水由第一输送管道输送至混料单元，并在混料单元内与来自配料单元的混料混合，形成烧结浆料，烧结浆料由输送单元输送至烧结单元，并在烧结单元内完成烧结。另一部分脱硫脱硝废水由第二输送管道输送至烧结单元的烟道并汽化，汽化后的脱硫脱硝废水与烧结烟气一同进入除尘单元，除尘后的灰渣进入配料单元，在配料单元内与烧结料混合形成混料，除尘后的除尘烟气进入后续工段进行脱硫脱硝。
本发明通过将脱硫脱硝废水由第一输送管道与第二输送管道分为两股，并通过阀门的开度控制两股脱硫脱硝废水的流量，从而实现了两股脱硫脱硝废水根据工况不同进行的流量调节。
而且，本发明所述还原法处理含硝酸盐废水的系统的结构简单，利用脱硫脱硝废水中存在的硝酸根与亚硝酸根，使硝酸根、亚硝酸根与烧结料中的焦粉、煤粉在铁基催化下发生还原反生生成氮气；并利用烧结烟气的热量时多余的脱硫脱硝废水汽化，汽化后含有硝酸根、亚硝酸根的颗粒物经干式静电除尘器收集，与烧结料混合。通过上述两个过程，本发明提供的还原法处理含硝酸盐废水的系统实现了对脱硫脱硝废水的充分利用，实现了脱硫脱硝废水的零排放。
优选地，所述配料单元为配料罐。
本发明所述配料罐的包括规则形状的配料罐与不规则形状的配料罐，只要能够实现灰渣与烧结料混合的配料罐均属于本发明所述配料罐。
优选地，所述混料单元为混合罐。
本发明所述混合罐的包括规则形状的混合罐与不规则形状的混合罐，只要能够实现灰渣与烧结料混合的混合罐均属于本发明所述混合罐。
优选地，所述混合罐为带有搅拌装置的混合罐。
搅拌装置能够使脱硫脱硝废水与混料混合均匀，提高烧结浆料的均一性，从而提高烧结过程中氮氧化物被还原的效果。
优选地，所述除尘单元为干式静电除尘器。
优选地，所述还原法处理含硝酸盐废水的系统还包括数控单元。
优选地，所述阀门包括电磁阀和/或气动阀。
本发明通过数控单元检测除尘烟气中的氮氧化物浓度，并根据氮氧化物浓度的变化调节第一输送管道以及第二输送管道内的流量。其中，数控单元为本领域常用的数控单元，包括但不限于PLC控制系统。
优选地，所述第二输送管道与烧结单元的烟道连接端处设置有雾化喷嘴。
本发明所述雾化喷嘴的设置能够提高脱硫脱硝废水的汽化效率，从而提高所述还原法处理含硝酸盐废水的系统处理脱硫脱硝废水的效率。
优选地，所述输送单元为浆料泵。
作为本发明所述还原法处理含硝酸盐废水的系统的优选技术方案，所述还原法处理含硝酸盐废水的系统包括废水输送单元、配料罐、带有搅拌装置的混合罐、浆料泵、烧结机、静电除尘器与数控单元。
配料罐的进料口与静电除尘器的排渣口连接。
废水输送单元包括泵、第一输送管道、第二输送管道，第一输送管道与带有搅拌装置的混合罐连接，第二输送管道与烧结机的烟道连接，第一输送管道与第二输送管道上相互独立的设置有电磁阀和/或气动阀，数控单元用于控制电磁阀和/或气动阀的启闭。
带有搅拌装置的混合罐的混料出口与烧结机的进料口的连接管道上设置有浆料泵，烧结机的烟道出口与静电除尘器进气口连接。
所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明将脱硫脱硝废水分为两股，一股脱硫脱硝废水与混料混合后用于烧结；另一股脱硫脱硝废水在烧结单元烟道内汽化，汽化后析出的颗粒物作为灰渣与烧结料混合形成混料。通过烧结，使脱硫脱硝废水中带来的氮氧化物在烧结料中的焦炭、煤粉在铁基催化下发生还原反应生成氮气，从而实现了脱硫脱硝废水的零排放。
附图说明
图1为实施例1提供的还原法处理含硝酸盐废水的系统的结构示意图；
图2为实施例2提供的还原法处理含硝酸盐废水的系统的结构示意图；
其中：1，配料罐；2，混合罐；3，烧结机；4，干式静电除尘器；5，浆料泵；6，PLC控制器。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明提供了一种还原法处理含硝酸盐废水的系统，所述还原法处理含硝酸盐废水的系统包括废水输送单元、配料单元、混料单元、输送单元、烧结单元与除尘单元。
配料单元的进料口与除尘单元的排渣口连接。
废水输送单元包括泵、第一输送管道、第二输送管道，第一输送管道与混料单元连接，第二输送管道与烧结单元的烟道连接，第一输送管道与第二输送管道上相互独立的设置有阀门。
混料单元的混料出口与烧结单元的进料口的连接管道上设置有输送单元，烧结单元的烟道出口与除尘单元进气口连接。
本发明通过将脱硫脱硝废水由第一输送管道与第二输送管道分为两股，并通过阀门的开度控制两股脱硫脱硝废水的流量，从而实现了两股脱硫脱硝废水根据工况不同进行的流量调节。
一部分脱硫脱硝废水由第一输送管道输送至混料单元，并在混料单元内与来自配料单元的混料混合，形成烧结浆料，烧结浆料由输送单元输送至烧结单元，并在烧结单元内完成烧结。另一部分脱硫脱硝废水由第二输送管道输送至烧结单元的烟道并汽化，汽化后的脱硫脱硝废水与烧结烟气一同进入除尘单元，除尘后的灰渣进入配料单元，在配料单元内与烧结料混合形成混料，除尘后的除尘烟气进入后续工段进行脱硫脱硝。
进一步的，所述还原法处理含硝酸盐废水的系统还包括数控单元，所述阀门包括电磁阀和/或气动阀。
本发明通过数控单元检测除尘烟气中的氮氧化物浓度，并根据氮氧化物浓度的变化调节第一输送管道以及第二输送管道内的流量。其中，数控单元为本领域常用的数控单元，包括但不限于PLC控制系统。
进一步的，所述第二输送管道与烧结单元的烟道连接端处设置有雾化喷嘴。
所述雾化喷嘴的设置能够提高脱硫脱硝废水的汽化效率，从而提高所述还原法处理含硝酸盐废水的系统处理脱硫脱硝废水的效率。
实施例1
本实施例提供了一种还原法处理含硝酸盐废水的系统，所述还原法处理含硝酸盐废水的系统的结构示意图如图1所示，包括废水输送单元、配料罐1、带有搅拌装置的混合罐2、浆料泵5、烧结机3与干式静电除尘器4。
配料罐1的进料口与干式静电除尘器4的排渣口连接。
废水输送单元包括泵、第一输送管道、第二输送管道，第一输送管道与带有搅拌装置的混合罐2连接，第二输送管道与烧结机3的烟道连接，第二输送管道与烧结单元的烟道连接，第一输送管道与第二输送管道上相互独立的设置有阀门。
带有搅拌装置的混合罐2的混料出口与烧结机3的进料口的连接管道上设置有浆料泵5，烧结机3的烟道出口与干式静电除尘器4进气口连接。
应用所述还原法处理含硝酸盐废水的系统处理脱硫脱硝废水时，脱硫脱硝废水由第一输送管道与第二输送管道分为两股，一部分脱硫脱硝废水由第一输送管道输送至混合罐2，并在混合罐2内于来自配料罐1的混料混合，形成烧结浆料，烧结浆料由浆料泵5输送至烧结机3，并在烧结机3内完成烧结。
另一部分脱硫脱硝废水由第二输送管道输送至烧结机3的烟道并汽化，汽化后的脱硫脱硝废水与烧结烟气一同进入干式静电除尘器4，除尘后的灰渣进入配料罐1，在配料管内与烧结料混合形成混料，经干式静电除尘器4处理后的除尘烟气进行后续工段进行脱硫脱硝。
实施例2
本实施例提供了一种还原法处理含硝酸盐废水的系统，所述还原法处理含硝酸盐废水的系统的结构示意图如图2所示，包括废水输送单元、配料罐1、带有搅拌装置的混合罐2、浆料泵5、烧结机3、干式静电除尘器4与PLC控制器6。
配料罐1的进料口与干式静电除尘器4的排渣口连接。
废水输送单元包括泵、第一输送管道、第二输送管道，第一输送管道与带有搅拌装置的混合罐2连接，第二输送管道与烧结机3的烟道连接，所述第二输送管道与烧结单元的烟道连接端处设置有雾化喷嘴，第一输送管道与第二输送管道上相互独立的设置有气动阀，PLC控制器6根据静电除尘器出气口排出气体中氮氧化物的浓度控制气动阀的启闭。
带有搅拌装置的混合罐2的混料出口与烧结机3的进料口的连接管道上设置有浆料泵5，烧结机3的烟道出口与干式静电除尘器4进气口连接。
应用所述还原法处理含硝酸盐废水的系统处理脱硫脱硝废水时，脱硫脱硝废水由第一输送管道与第二输送管道分为两股，一部分脱硫脱硝废水由第一输送管道输送至混合罐2，并在混合罐2内于来自配料罐1的混料混合，形成烧结浆料，烧结浆料由浆料泵5输送至烧结机3，并在烧结机3内完成烧结。
另一部分脱硫脱硝废水由第二输送管道输送至烧结机3的烟道，由雾化喷嘴雾化后进行汽化，汽化后的脱硫脱硝废水与烧结烟气一同进入干式静电除尘器4，除尘后的灰渣进入配料罐1，在配料管内与烧结料混合形成混料，经干式静电除尘器4处理后的除尘烟气进行后续工段进行脱硫脱硝。
PLC控制器6根据除尘烟气中氮氧化物浓度的变化控制第一输送管道与第二输送管道上气动阀的启闭以及开度，从而控制两股脱硫脱硝废水的流量。
综上所述，本发明通过将脱硫脱硝废水分为两股，一股脱硫脱硝废水与混料混合后用于烧结；另一股脱硫脱硝废水在烧结机3烟道内汽化，汽化后析出的颗粒物作为灰渣与烧结料混合形成混料。通过烧结，使脱硫脱硝废水中带来的氮氧化物在烧结料中的焦炭、煤粉在铁基催化下发生还原反应生成氮气，从而实现了脱硫脱硝废水的零排放。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (8)
1.一种还原法处理含硝酸盐废水的系统，其特征在于，所述还原法处理含硝酸盐废水的系统包括废水输送单元、配料单元、混料单元、输送单元、烧结单元与除尘单元；
所述配料单元内的物料输送至混料单元的方法包括人工的方法和/或机械输送的方法，所述人工的方法为将配料单元内的物料由人工搬运至混料单元，所述机械输送的方法包括皮带输送；
配料单元的进料口与除尘单元的排渣口连接；
废水输送单元包括泵、第一输送管道、第二输送管道，第一输送管道与混料单元连接，第二输送管道与烧结单元的烟道连接，第二输送管道与烧结单元的烟道连接端处设置有雾化喷嘴，第一输送管道与第二输送管道上相互独立的设置有阀门；
混料单元的混料出口与烧结单元的进料口的连接管道上设置有输送单元，烧结单元的烟道出口与除尘单元进气口连接；
所述系统还包括数控单元，数控单元检测除尘单元中烟气的氮氧化物浓度；所述数控单元根据除尘烟气中氮氧化物浓度的变化，控制第一输送管道与第二输送管道上阀门的启闭以及开度。
2.根据权利要求1所述的还原法处理含硝酸盐废水的系统，其特征在于，所述配料单元为配料罐。
3.根据权利要求1或2所述的还原法处理含硝酸盐废水的系统，其特征在于，所述混料单元为混合罐。
4.根据权利要求3所述的还原法处理含硝酸盐废水的系统，其特征在于，所述混合罐为带有搅拌装置的混合罐。
5.根据权利要求1所述的还原法处理含硝酸盐废水的系统，其特征在于，所述除尘单元为干式静电除尘器。
6.根据权利要求1所述的还原法处理含硝酸盐废水的系统，其特征在于，所述阀门包括电磁阀和/或气动阀。
7.根据权利要求1所述的还原法处理含硝酸盐废水的系统，其特征在于，所述输送单元为浆料泵。
8.根据权利要求1所述的还原法处理含硝酸盐废水的系统，其特征在于，所述还原法处理含硝酸盐废水的系统包括废水输送单元、配料罐、带有搅拌装置的混合罐、浆料泵、烧结机、静电除尘器与数控单元；
配料罐的进料口与静电除尘器的排渣口连接；
废水输送单元包括泵、第一输送管道、第二输送管道，第一输送管道与带有搅拌装置的混合罐连接，第二输送管道与烧结机的烟道连接，所述第二输送管道与烧结单元的烟道连接端处设置有雾化喷嘴，第一输送管道与第二输送管道上相互独立的设置有电磁阀和/或气动阀，数控单元用于控制电磁阀和/或气动阀的启闭；
带有搅拌装置的混合罐的混料出口与烧结机的进料口的连接管道上设置有浆料泵，烧结机的烟道出口与静电除尘器进气口连接。
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