CN110394031A - 一种余热回收消白联合废水浓缩的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种余热回收消白联合废水浓缩的装置。该装置用于解决电厂烟气余热回收和废水浓缩问题，由吸收热泵系统、废水浓缩系统和蒸发干燥系统等组成。该装置利用燃煤电厂或其他行业烟气余热进行废水浓缩，浓缩过程对烟气湿度影响很小，将废水变为可用之水，最终将所回收烟气热量传递至低加系统，实现热能梯级利用。浓缩减量后的高浓度废水可送至蒸发干燥系统，大大降低蒸发干燥系统所需热量，减少对机组的影响，整个系统具有能耗低、投资少、运行费用低等优点。

Description

一种余热回收消白联合废水浓缩的装置

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种余热回收消白联合废水浓缩的装置，特别涉及一种用于火力发电厂烟气余热深度回收、消除湿烟羽收水协同废水处理或其他领域中烟气余热深度回收、消除湿烟羽收水协同废水处理的方法及装置。

背景技术

目前主流消除湿烟羽技术均为通过在脱硫塔后布置烟道烟气冷凝器、喷淋塔或在浆液循环浆液管上增加浆液冷却器使得脱硫塔出口烟气降温析出水分，用原烟气余热加热净烟气，此类技术不但无法深度回收净烟气水蒸汽大量潜热，还浪费了原烟气显热，同时烟气冷凝析水需外界冷媒，造成能源极大的浪费。为了带走净烟气潜热需要大量的冷却循环水，冷源是目前主流技术必须面对的问题，特别对于规定脱硫塔出口烟温和含湿量的地区，不但冬季需要冷凝，甚至夏季也需要烟气冷凝，而电厂夏季时凉水塔往往是满负荷运行，无法提供有效冷源，若新建凉水塔需增加投资，同时会造成以好水换废水，起不到节水效果。若新建机力通风冷却塔，则建设费用极高，对电厂无法承受。

湿法脱硫废水处理主要采用三联箱预处理+澄清池+脱水机技术，其可以去除部分重金属、降低部分SS、浊度，但不能去除氯离子，处理后的废水无出路。目前正在研究的技术有深度预处理+浓缩减量+蒸发干燥。深度预处理包括加药、澄清和过滤；浓缩减量可利用热法(MED、MVR、NED)和膜法(UF/RO)；蒸发干燥为利用蒸汽或烟气余热进行干燥。采用蒸汽蒸发可产生可回收盐，实现废水中的水回用，其缺点为回收低品位盐，回用困难，其蒸发过程需用较高品质的蒸汽，能耗高、投资大，运行要求高。采用烟气余热蒸发方案具有投资较低，运行费用较低，提高下游除尘效率，其缺点为消耗高品质烟气余热，影响空预器烟气温度，导致机组效率降低，同时会增加除尘设备负荷，若未进行浓缩减量，会使大量水分进入脱硫系统，导致脱硫塔蒸发量减少，影响脱硫冲洗水量，处理废水量也会受烟气温度和负荷限制。

由于目前常规消白技术存在以上能源和水资源浪费、投资成本大，消除湿烟羽只有投资没有收益的问题，脱硫废水浓缩技术存在消耗高品质热能，且能耗高、投资成本大，运行要求高，对机组效率有不利影响等问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是电厂烟气余热深度回收、湿烟羽消除及脱硫废水处理。湿法脱硫后烟气为50℃左右的饱和烟气，烟气中携带大量饱和水和游离水，若直接由烟囱排放，则会造成湿烟羽的视觉污染，同时浪费大量水资源和烟气中水蒸汽潜热。对脱硫废水进行减量浓缩则需大量高品质蒸汽或烟气，能耗又高，无论利用机组抽汽或空预器前烟气余热均会对机组造成不良影响，从而提出了一种余热回收消白联合废水浓缩的装置。

为此，本发明所提供的技术方案如下：

本发明所提供的余热回收消白联合废水浓缩的装置，包括，

吸收热泵系统，包括吸收单元、第一循环回路及设置于所述第一循环回路上的第一换热器，所述第一循环回路的进液端与所述吸收单元的下部连通，出液端与所述吸收单元的上部连通；

废水浓缩系统，包括依次连通的废水闪蒸罐、废水冷却器和沉降装置，所述废水闪蒸罐与第一换热器或第五换热器连接，以使所述出液端的液体与来自外界的脱硫废水在第一换热器或第五换热器内换热后，将升温后的脱硫废水依次送入废水闪蒸罐、废水冷却器和沉降装置中；

蒸发干燥系统，与所述沉降装置连接，以使来自所述沉降装置的浓脱硫废水进入所述蒸发干燥系统中。

进一步地，还包括第二换热器、第三换热器和第五换热器；

所述第二换热器和第三换热器依次连通，所述第二换热器还与所述第一换热器连通，以使热网来水或中间热媒水依次通过所述第一换热器、第二换热器和第三换热器，形成热网回水或中间热媒水；所述第二换热器或第三换热器还与所述第五换热器连接，以将部分热网来水或中间热媒水送入所述第五换热器内加热脱硫废水；

第五换热器，设置于中间热媒水循环管上且与所述废水闪蒸罐连接，中间热媒水先通过第一换热器与稀吸收液换热，然后再进入第二换热器，然后进入第五换热器与脱硫废水换热，或连续经过第二换热器和第三换热器换热之后进入第五换热器与脱硫废水换热，根据闪蒸所需温度和真空度来决定从第二换热器或第三换热器后引出，脱硫废水被加热后进入所述废水闪蒸罐中闪蒸。该运行模式通过利用热泵系统的一次蒸汽冷凝水和二次蒸汽的热量提高中间热媒水温度，从而可提高进入闪蒸罐的脱硫废水温度，降低废水闪蒸罐所需真空度。

进一步地，还包括第二循环回路及设置于所述第二循环回路上的再生系统，所述第二循环回路的进液端与所述吸收单元的下部连通，出液端与所述吸收单元的上部连通，以使所述出液端的液体通过所述再生系统再生后进入所述吸收单元内，并与进入所述吸收单元内的烟气逆流接触。

进一步地，所述再生系统包括溶液闪蒸罐，其中部设置稀溶液进口，上部设置蒸汽出口，下部设置浓溶液出口；

第七换热器，所述吸收单元的下部、第七换热器和稀溶液进口依次连通；

压缩机和饱和器，所述蒸汽出口、压缩机、饱和器和第七换热器依次连通，以在非供暖季将所述吸收单元下部的稀溶液与二次蒸汽在所述第七换热器内发生换热后，进入所述溶液闪蒸罐。

进一步地，还包括第六换热器，设置于所述第二循环回路上，所述吸收单元的下部、第六换热器、第七换热器和稀溶液进口依次连通，以将来自所述吸收单元的稀溶液与来自浓溶液出口的浓溶液在所述第六换热器内换热，换热后的浓溶液进入所述吸收单元内。

进一步地，所述沉降装置包括至少两级沉降单元，以使降温后的浓缩废水进行多级沉淀；

所述沉降装置的上部与所述第一换热器或者第五换热器连通，以使所述沉降装置内的上清液和/或外加脱硫废水进入所述第一换热器或者第五换热器内，并与来自所述吸收单元的稀溶液或中间热媒水换热。

进一步地，还包括依次连通设置的空预器、除尘单元和脱硫单元，所述脱硫单元与所述吸收单元的下部连通。

进一步地，所述除尘单元和脱硫单元之间还设置省煤器，优选地，所述省煤器为低低温省煤器。

进一步地，所述蒸发干燥系统为烟道喷雾蒸发器，沿烟气的流通方向上，所述烟道喷雾蒸发器设置于所述空预器与除尘单元间的烟道内；或，

所述蒸发干燥系统为旋转喷雾蒸发器，其上部设置高温干烟气进口，沿烟气的流通方向上，所述高温干烟气进口与所述空预器的上游烟道连通，以使所述空预器的上游烟道中的高温干烟气进入所述旋转喷雾蒸发器内与浓脱硫废水换热；所述旋转喷雾蒸发器的下部设置有高温湿烟气出口，所述高温湿烟气出口与所述空预器和除尘单元之间的烟道连通，所述沉降装置与所述旋转喷雾蒸发器的连通点位于所述旋转喷雾蒸发器的上部。

进一步地，还包括冷凝器，与所述废水闪蒸罐上部的二次蒸汽出口连通，所述冷凝器还与所述废水冷却器连通，以使来自所述废水冷却器中的升温后的换热介质进入所述冷凝器，并与来自所述废水闪蒸罐的二次蒸汽再次换热。

进一步地，还包括第四换热器，设置于所述第二循环回路上，用于对浓溶液再次进行换热。

进一步地，还包括烟囱，所述烟囱与所述脱硫单元连通；

所述除尘单元为电除尘器；所述脱硫单元为脱硫塔。

本发明技术方案，具有如下优点：通过设置吸收热泵系统可以大幅度降低净烟气含水率，蒸汽在吸收过程中由于相变释放潜热，使得烟气干度和温度得以提高，可同时达到消除湿烟羽、深度提水、降低烟气含尘量和回收烟气中水蒸汽低品质潜热。进一步地，吸收后的稀溶液一部分通过再生系统浓缩为浓溶液，另一部分可通过第一换热器加热热网水或中间热媒水，两股流量大小根据具体要求调整，热网水或中间热媒水通过第一换热器换热升温之后，再与第二换热器和第三换热器换热，供暖季达到热网水温度要求，形成热网回水，非供暖季可用于加热低加脱硫废水，从而实现供暖季提升机组供暖面积，非供暖季利用废热处理废水的效果；

通过设置废水浓缩系统和蒸发干燥系统，利用烟气回收的热量提高脱硫废水温度，升温之后的废水在废水闪蒸罐中进行闪蒸，从而实现脱硫废水的浓缩，闪蒸罐为负压状态，其真空度由真空泵提供，所回收烟气热量随浓缩废水和二次蒸汽带出，利用低加凝结水回收浓缩废水和冷凝二次蒸汽所含热量，最终使该热量回至低加凝结水系统，在未损失所回收热量的情况下，拓展了热量用途，实现了热能梯级利用，冷凝后的二次蒸汽冷凝水可用于脱硫系统工艺补水。浓缩废水经废水泵送至沉淀装置(具体为废水沉淀池)，经过多级沉淀后，上清液随新进入的脱硫废水再循环至第一换热器或者第五换热器(具体为废水加热器)，少量高浓度的废水则被送往蒸发干燥系统以控制浓缩系统废水的氯离子浓度。被送往烟道喷雾蒸发器时，利用烟道内的高温余热烟气将雾化后的浓水蒸发为水蒸汽，蒸气随除尘后的烟气进入脱硫塔，蒸发结晶物随灰尘一起进入除尘单元(具体为电除尘器)随灰外排；或被送往独立旋转喷雾蒸发器中蒸发干燥，抽取脱硝SCR出口少部分烟气至旋转喷雾蒸发器，脱硫废水喷入旋转喷雾蒸发器在其内利用烟气的热量将雾化后的浓水蒸发为水蒸汽，旋转喷雾蒸发器出口烟气进入除尘单元入口烟道，蒸气随除尘后的烟气进入脱硫单元(具体为脱硫吸收塔)；蒸发结晶物随灰尘一起进入除尘单元(具体为电除尘器)被捕捉随灰外排；

最终通过吸收热泵系统、废水浓缩系统和蒸发干燥系统解决燃煤电厂或其他行业消除湿烟羽、深度提水系统只投入没有收益的问题，废水浓缩系统(低温相变废水浓缩系统)利用吸收热泵系统(开式吸收热泵系统)回收的潜热来蒸发脱硫废水，实现废水浓缩。该系统具有能耗低、投资少、运行费用低，达到高效的节能减排等环保效果，具有很好的社会和经济影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中余热回收消白联合废水浓缩的装置的一种结构示意图；

图2是本发明实施例中余热回收消白联合废水浓缩的装置的另一种结构示意图；

图3是本发明实施例中吸收单元的结构示意图；

图4是本发明实施例中再生系统的结构示意图；

图5是本发明实施例中废水浓缩系统的结构示意图；

其中附图标记表示为：

0-空预器；1-除尘单元；2-脱硫单元；3-吸收单元；3a-第一喷淋单元；3b-第二喷淋单元；3c-除雾器；4-省煤器；5-烟囱；6-溶液过滤调质系统；7-第一换热器；8-第二换热器；9-第三换热器；10-第四换热器；11-第五换热器；12-第六换热器；13-饱和器；14-第七换热器；15-溶液闪蒸罐；16-沉降装置；17-废水闪蒸罐；18-冷凝器；19-废水冷却器；20-喷嘴；21-压缩机；22-旋转喷雾蒸发器。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了一种余热回收消白联合废水浓缩的装置，如图1、3、4和5所示，吸收热泵系统，包括依次连通设置的空预器0、除尘单元1、省煤器4、脱硫单元3和烟囱5，还包括第一循环回路及设置于第一循环回路上的第一换热器7，第一循环回路的进液端与吸收单元3的下部连通，出液端与吸收单元3的上部连通；在本实施例中，除尘单元1为电除尘器，省煤器4为低低温省煤器，脱硫单元2为脱硫塔；吸收单元3可为吸收塔，吸收塔可为空塔或填料塔，当为填料塔时，填料可为单层或多层；

废水浓缩系统，包括依次连通的废水闪蒸罐17、废水冷却器19和沉降装置16，废水闪蒸罐17与第一换热器7或第五换热器连接，以使出液端的液体与来自外界的脱硫废水在第一换热器7或第五换热器内换热后，将升温后的脱硫废水依次送入废水闪蒸罐17、废水冷却器19和沉降装置16中；具体地，沉降装置16包括至少两级沉降单元，以使降温后的浓缩废水进行多级沉淀；进一步地，还包括第二换热器8、第三换热器9和第五换热器11，第二换热器8和第三换热器9依次连通，第二换热器8还与第一换热器7连通，以使热网来水依次通过第一换热器7、第二换热器8和第三换热器9，形成热网回水；第二换热器8或第三换热器9还与第五换热器11连接，以将部分热网回水送入第五换热器11内加热脱硫废水；

第五换热器11，设置于中间热媒水循环管上且与废水闪蒸罐连接，中间热媒水先通过第一换热器与稀吸收液换热，然后再进入第二换热器8，然后进入第五换热器与脱硫废水换热，或连续经过第二换热器8和第三换热器9换热之后进入第五换热器与脱硫废水换热，根据闪蒸所需温度和真空度来决定从第二换热器或第三换热器后引出，脱硫废水被加热后进入所述废水闪蒸罐中闪蒸。该运行模式通过利用热泵系统的一次蒸汽冷凝水和二次蒸汽的热量提高中间热媒水温度，从而可提高进入废水闪蒸罐的脱硫废水温度，降低废水闪蒸罐所需真空度。

沉降装置16的上部与第一换热器7或者第五换热器11连通，以使沉降装置16内的上清液和/或外加脱硫废水进入第一换热器或者第五换热器11内，并与来自吸收单元3的稀溶液换热；更具体地，如图5所示，沉降装置16为废水沉淀池，依次连通的三级沉降单元。采用多级沉淀形式，以保证只需将少量浓缩后的浓废水送往蒸发干燥系统，以减少对机组整体效率的影响；

蒸发干燥系统，与沉降装置16连接，具体与沉降装置16的下部连通，以使来自沉降装置16的浓脱硫废水进入蒸发干燥系统中；在本实施例中，蒸发干燥系统为烟道喷雾蒸发器(例如可为喷嘴20)，沿烟气的流通方向上，烟道喷雾蒸发器设置于空预器0与除尘单元1间的烟道内，利用烟道内的高温余热烟气将雾化后的浓水蒸发为水蒸汽，蒸气随除尘后的烟气进入脱硫塔，蒸发结晶物随灰尘一起进入电除尘器随灰外排，控制废水沉淀池中的氯离子浓度。

进一步地，还包括第二循环回路及设置于第二循环回路上的再生系统，第二循环回路的进液端与吸收单元3的下部连通，出液端与吸收单元3的上部连通，以使出液端的液体通过再生系统再生后进入吸收单元3内，并与进入吸收单元3内的烟气逆流接触；具体地，再生系统包括溶液闪蒸罐15，其中部设置稀溶液进口，上部设置蒸汽出口，下部设置浓溶液出口；第七换热器14，吸收单元3的下部、第七换热器14和稀溶液进口依次连通；压缩机21和饱和器13，蒸汽出口、压缩机21、饱和器13和第七换热器14依次连通，以在非供暖季将吸收单元3下部的稀溶液与二次蒸汽在第七换热器14内发生换热后，进入溶液闪蒸罐15；还包括第六换热器12，设置于第二循环回路上，吸收单元3的下部、第六换热器12、第七换热器14和稀溶液进口依次连通，以将来自吸收单元3的稀溶液与来自浓溶液出口的浓溶液在所第六换热器12内换热，换热后的浓溶液进入吸收单元3内。

通过设置再生系统，原烟气系统脱硫塔不做任何改造。在脱硫塔之后布置吸收塔，净烟气从吸收塔底部进入与吸收塔顶部喷淋的浓吸收液逆流，浓吸收液吸收烟气中水分变稀，析出水相变过程中释放潜热，加热烟气和吸收液，加热烟气和吸收液至55℃-70℃。热网回水与稀溶液换热被加热至40-65℃，稀溶液部分进入第六换热器12，稀浓溶液换热升温，随后进入第七换热器14部分气化，最后进入溶液闪蒸罐15闪蒸，将吸收水分变为二次蒸汽，底部浓溶液进入第六换热器12(稀浓溶液换热器)换热后返回吸收器顶部喷淋。该过程通过吸收液吸水放热回收了净烟气潜热，使得进入开式的吸收热泵系统1份的驱动蒸汽出开式吸收热泵系统时变为1.7份的热量，从而增加机组的供暖面积。

具体地，第一喷淋单元3a，靠近吸收装置3的上部设置其内，第一喷淋单元3a与第一循环回路的出液端连通；具体地，如图1所示，第一喷淋单元3a为1-2个，在本实施例中为1个，当为两个时，分为上下两层喷淋层，优选为两层；第一喷淋单元3a与第二循环回路的出液端连通；

至少一级第二喷淋单元3b，靠近吸收装置3的上部设置其内，第二喷淋单元3b与第一循环回路的出液端连通；具体地，第二喷淋单元3b为2-4个，在本实施例中为两个，分为上下两层喷淋层，优选为三层；

还包括除雾器3c，设置于所述吸收单元3的顶端。

进一步地，为了对吸收单元3中作为吸收液的浓溶液进行过滤和调制，还包括溶液过滤调质系统6，吸收单元3的下部、溶液过滤调质系统6、第一换热器7和第二喷淋单元3b依次连通设置，以将稀溶液经过滤调质和换热后送入第二喷淋单元3b；具体地，溶液过滤调质系统6由依次连通的旋流器+过滤器组成。

此外，第一喷淋单元3a和第二喷淋单元3b的具体设置数量可根据项目烟气量决定，每个循环回路单独设置换热器或循环泵，并根据相关规范对动设备进行备用。吸收塔下段底部溶液分为三部分：第一部分通过第二循环回路(外循环)负责系统再生；第二部分通过第一循环回路(内循环)负责维持吸收系统平衡状态；第三部部分进入溶液过滤调质单元，在吸收塔下段底部配套过滤调质单元，一方面可通过旋流器+过滤装置除去溶液在吸收塔中积累的固体颗粒物和生成的结晶盐(硫酸盐、碳酸盐等)等物质，使吸收塔溶液的污染物和杂质控制在一定程度；另一方面加入钙基盐，调整溶液的pH，保持溶液的吸收能力，同时降低溶液的腐蚀性。吸收液从吸收塔顶部进入，通过均匀喷淋与从吸收塔底部进入的净烟气逆向对流，净烟气中水蒸汽被浓溶液吸收，上段和下段各自的喷淋层可设置备用层，以提高吸收塔的可靠性。通过调整吸收塔下段小循环溶液量可控制单位质量盐溶液的吸水能力，在脱硫塔之后布置吸收塔，由于吸收塔底部烟气含水率高，大部分吸水在此部分发生，在吸收塔底部设置小循环，通过降低小循环溶液温度控制吸收塔下段平衡温度，从而提高单位质量溶液的吸水能力，吸收后的稀溶液浓度相对浓溶液降低1％-10％，小循环循环量(第一循环回路)和再生循环量(第二循环回路)的比例可在1:1-10:1。

非采暖季无供暖需求时，需满足环保消白，为了减少系统运行能耗，采用经再生系统(MVR系统)提质的二次蒸汽作为驱动热源，二次蒸汽从溶液闪蒸罐顶部排除进入压缩机，将增压增温喷淋后的饱和二次蒸汽作为再生器驱动热源，二次蒸汽与浓溶液换热释放潜热之后变为凝结水，中间热媒水(低加凝结水)被加热至65℃左右，冷凝后的二次蒸汽凝结水用于脱硫塔工艺补水，部分汽化后的浓吸收液进行溶液闪蒸罐闪蒸进行汽液分离，闪蒸出来的二次蒸汽再循环至MVR系统的压缩机，溶液闪蒸罐底部的浓吸收液被送至第六换热器12(稀浓溶液换热器)换热，最终循环至吸收器顶部。

废水闪蒸罐底部的浓废水进入废水冷却器与低加凝结水换热，冷却后的浓废水进入废水沉淀池，经过分级沉淀，上清液和新来的脱硫废水再次循环至废水加热器，废水沉淀池底部少量浓废水则送至电除尘器前的烟道喷雾蒸发器，利用烟道内的高温余热烟气将雾化后的浓水蒸发为水蒸汽，蒸气随除尘后的烟气进入脱硫塔，蒸发干燥物随灰尘一起进入电除尘器随灰外排。

实施例2

本实施例提供了一种余热回收消白联合废水浓缩的装置，如图2所示，在上述实施例1的基础上，作为可变型的实施方式，蒸发干燥系统为旋转喷雾蒸发器22，其上部设置高温干烟气进口，沿烟气的流通方向上，高温干烟气进口与空预器0的上游烟道连通，以使空预器0的上游烟道中的高温干烟气进入旋转喷雾蒸发器内与浓脱硫废水换热；具体地，高温干烟气进口与空预器0的入口烟道连通；

旋转喷雾蒸发器的下部设置有高温湿烟气出口，高温湿烟气出口与空预器0和除尘单元1之间的烟道连通，具体地，高温湿烟气出口与除尘单元1的入口烟道连通，且相对于高温干烟气进口与上游烟道的连通点，高温湿烟气出口与上游烟道的连通点靠近除尘单元1，沉降装置8与旋转喷雾蒸发器的连通点位于旋转喷雾蒸发器的上部，具体地，沉降装置8与旋转喷雾蒸发器的连通点位于旋转喷雾蒸发器的顶部。

实际工况中，蒸发干燥系统可采用独立旋转的喷雾干燥塔，独立旋转的喷雾干燥塔布置于烟气系统之外，冷却后的浓废水进入废水沉淀池，经过分级沉淀，上清液和新来的脱硫废水再次循环至废水加热器，废水沉淀池底部少量浓废水则送至独立旋转喷雾蒸发塔中蒸发干燥，设置烟气旁路，抽取脱硝SCR出口少部分烟气至喷雾干燥塔，脱硫废水喷入喷雾干燥塔并在喷雾干燥塔内利用烟气的热量将雾化后的浓水蒸发为水蒸汽，喷雾干燥塔出口烟气进入除尘单元入口烟道，蒸气随除尘后的烟气进入脱硫塔内，蒸发结晶物随灰尘一起进入电除尘器被捕捉随灰外排。喷雾干燥塔底部排出浓缩干燥后的固体盐。

实施例3

本实施例提供了一种余热回收消白联合废水浓缩的装置，在上述实施例1或2的基础上，还包括冷凝器18，与废水闪蒸罐17上部的二次蒸汽出口连通，冷凝器18还与废水冷却器19连通，以使来自废水冷却器19中的升温后的换热介质进入冷凝器18，并与来自废水闪蒸罐17的二次蒸汽再次换热；

进一步地，还包括第四换热器10，设置于第二循环回路上，用于对浓溶液再次进行换热。

采暖季，中间热媒水与来自吸收器的吸收液换热，出第一换热器(热网一级换热器)的热网水与进入第二换热器(二级换热器)的汽机抽气凝结水换热，出热网二级换热器的热网水再与进入第二换热器(三级换热器)的二次蒸汽换热，最终可将热网水温度提升至70-90℃。出热网二级换热器或三级换热器的热网水分流一部分去第五换热器(废水加热器)，通过废水加热器将其热量换至脱硫废水，另一部分被送往热网首站继续加热或直接用于市政供暖。非采暖季，中间热媒水与来自吸收器的吸收液换热，出热网一级换热器的中间热媒水与进入二级换热器的二次蒸汽凝结水换热，最终可将中间热媒水温度提升至50-65℃。之后进入废水加热器用于加热脱硫废水，可将脱硫废水加热至63℃左右。全年用于加热脱硫废水的热量均为从净烟气中回收的潜热，该热量用于提供脱硫废水闪蒸的潜热，从而避免采用新鲜蒸汽或高品质烟气作为废水浓缩热源。脱硫废水也可以通过热网水一级换热器直接与吸收液换热，这样可以减少换热温度端差损失，使得废水提升温度更高，如图1和2中的虚线换热路线。

实施例4

本实施例提供了一种余热回收消白联合废水浓缩的装置，在上述实施例1、2或3的基础上，还包括第一泵，与废水闪蒸罐17连通，用于使废水闪蒸罐17内处于负压状态并控制其内真空度；也即为了保证加热之后的废水能够闪蒸浓缩，低温相变的浓缩系统需配套真空泵(也即第一泵)，真空泵与废水闪蒸罐和冷凝器串联，位于冷凝器之后，二次蒸汽先在冷凝器进行冷却，其冷却过程发生相变产生负压，可自身维持系统负压状态，但系统启机和保持真空度稳定，需要设置真空泵，真空泵在启机时进行抽真空，在运行过程中，只需抽取二次蒸汽凝水析出的不凝气体，在保证系统真空度稳定的同时降低真空泵功耗；

第二泵，设置于沉降装置16与第五换热器11之间的管道上，以将上清液和/或外加脱硫废水送入第五换热器11内；

第三泵，设置于沉降装置16与蒸发干燥系统之间的管道上。

第四泵，设置于废水闪蒸罐17与冷凝器18之间的管道上；

第五泵，设置于低加凝结水的回水管道或来水管道上。

此外，开式的吸收热泵系统所回收热量由热网水或中间热媒水送至废水加热器加热脱硫废水，升温后的废水进入废水闪蒸罐，闪蒸罐为负压状态，其真空度由真空泵提供，真空度大小与废水温度和需要蒸发量大小有关，真空泵与冷凝器串联，位于冷凝器之后。所回收烟气热量随浓缩废水和二次蒸汽带出，利用低加凝结水回收浓缩废水和冷凝二次蒸汽所含热量，最终使该热量回至低加凝结水系统，被二次加热之后的低加凝结水返回至与其温度相近的低加循环水系统，所回收热量几乎无损失的情况下，实现了热能梯级利用，冷凝后的二次蒸汽冷凝水可用于脱硫系统工艺补水。二次蒸汽凝结水则用于脱硫系统工艺补水。

开式的吸收热泵的吸收器负责热量和回收水分回收，再生系统将稀溶液恢复至原浓度。低温相变废水浓缩系统和蒸发结晶系统负责脱硫废水处理，该装置通过回收净烟气潜热增加采暖季供暖面积或脱硫废水的浓缩，具有以废止废的优势。

此外，需要说明的是，如图1和图2。在电厂脱硫塔之后布置吸收器，吸收器根据烟气量布置2-6层喷淋层，一般设置2层外循环、3层内循环，吸收器顶部浓盐溶液吸收烟气中水分变稀，析出水分相变过程中释放潜热，加热烟气和吸收液，升温后的吸收液通过内循各支路上的板式换热器换热，利用带走热量大小控制吸收器中的平衡状态，升温后的吸收液进入热网一级换热器与热网水(采暖季)或中间热媒水(非采暖季)换热。外循环一般为一用一备，外循环可将吸收器吸收的水分携带至再生系统进行再生。吸收器底部吸水后变稀的稀吸收液被送往稀浓溶液换热器与浓吸收液进行换热，换热之后的稀溶液进入板式蒸发器继续升温，供暖季热源为采用抽机组蒸汽，蒸汽冷凝水进入热网水二级换热器换热，换热之后的冷凝水回至除氧器。部分汽化后的浓溶液进入溶液闪蒸罐进行汽液分离，闪蒸罐为微负压，负压由真空泵提供，真空泵与冷凝器串联，位于冷凝器之后。蒸发出的二次蒸汽从闪蒸罐顶部送往热网水三级换热器与热网水进行换热，换热之后的二次蒸汽冷凝水被用于脱硫工艺补水，闪蒸罐底部的浓吸收液被送至稀浓溶液换热器换热，最终循环至吸收器顶部，通过开式吸收热泵实现回收净烟气潜热来增加供暖面积。

非采暖季无供暖需求时，需满足环保消白，为了减少系统运行能耗，采用经MVR系统提质的二次蒸汽作为驱动热源，二次蒸汽从闪蒸罐顶部排出进入压缩机，将增压增温喷淋为饱和的二次蒸汽作为再生器驱动热源，二次蒸汽与浓溶液换热释放潜热之后变为凝结水，可将中间热媒水(低加凝结水)加热至65℃左右，冷凝后的二次蒸汽凝结水用于脱硫塔工艺补水，部分汽化后的浓溶液进行闪蒸罐闪蒸进行汽液分离，闪蒸出来的二次蒸汽再循环至MVR系统的压缩机，闪蒸罐底部的浓吸收液被送至稀浓溶液换热器换热，最终循环至吸收器顶部。

采暖季，热网水与来自吸收器的吸收液换热，出热网一级换热器的热网水与进入二级换热器的汽机抽气凝结水换热，出热网二级换热器的热网水再与进入三级换热器的二次蒸汽换热，出热网二级换热器或三级换热器的热网水分流一部分去废水加热器，通过废水加热器将其热量换至脱硫废水，另一部分被送往热网首站继续加热或直接用于市政供暖。非采暖季，中间热媒水与来自吸收器的吸收液换热，出热网一级换热器的中间热媒水与进入二级换热器的二次蒸汽凝结水换热，之后进入废水加热器用于加热脱硫废水。全年用于加热脱硫废水的热量均为从净烟气中回收的潜热，该部分热量用于提供脱硫废水闪蒸的潜热，从而避免采用新鲜蒸汽或高品质烟气作为废水浓缩热源。

开式吸收热泵系统所回收热量由热网水或中间热媒水送至废水加热器，将废水沉淀池送来的废水进行加热升温，升温后的废水进入废水闪蒸罐，闪蒸罐为负压状态，其真空度由真空泵提供，真空泵与冷凝器串联，位于冷凝器之后。闪蒸后的浓废水从闪蒸罐底部进入废水冷却器，其所携带热量初次加热低加凝结水，冷却后的浓废水进入废水沉淀池，经过分级沉淀，上清液和新来的脱硫废水再次循环至废水加热器，废水沉淀池底部少量浓废水则送至电除尘器前的烟道喷雾蒸发器，利用烟道内的高温余热烟气将雾化后的浓水蒸发为水蒸汽，蒸气随除尘后的烟气进入脱硫塔，蒸发干燥物随灰尘一起进入电除尘器随灰外排；或送至独立旋转喷雾蒸发塔中蒸发干燥，抽取脱硝SCR出口少部分烟气至蒸发塔，脱硫废水喷入蒸发塔在蒸发塔内利用烟气的热量将雾化后的浓水蒸发为水蒸汽，蒸发塔出口烟气进入除尘器入口烟道，蒸气随除尘后的烟气进入脱硫吸收塔；蒸发结晶物随灰尘一起进入电除尘器被捕捉随灰外排。闪蒸所得的二次蒸汽从闪蒸罐顶部出来进入冷凝器，在冷凝器中对低加凝结水进行二次加热，被二次加热之后的低加凝结水返回至与其温度相近的低加循环水系统，二次蒸汽凝结水则用于脱硫系统工艺补水。通过本系统，开式吸收热泵所回收的烟气热量先被用于脱硫废水浓缩，解决了常规路线利用高品质热能蒸发的弊端，同时，废水浓缩之后将其所含热量传递给低加凝结水系统，过程中所回收烟气热量几乎没有损失，只是品质有所降低，实现能量的梯级利用，从而降低机组能耗。浓缩系统和蒸发结晶系统均为独立于烟气系统，可根据机组负荷变化进行调节。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种余热回收消白联合废水浓缩的装置，其特征在于，包括，

吸收热泵系统，包括吸收单元、第一循环回路及设置于所述第一循环回路上的第一换热器，所述第一循环回路的进液端与所述吸收单元的下部连通，出液端与所述吸收单元的上部连通；

废水浓缩系统，包括依次连通的废水闪蒸罐、废水冷却器和沉降装置，所述废水闪蒸罐与第一换热器或第五换热器连接，以使所述出液端的液体与来自外界的脱硫废水在第一换热器或第五换热器内换热后，将升温后的脱硫废水依次送入废水闪蒸罐、废水冷却器和沉降装置中；

蒸发干燥系统，与所述沉降装置连接，以使来自所述沉降装置的浓脱硫废水进入所述蒸发干燥系统中。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括第二换热器、第三换热器和第五换热器；

所述第二换热器和第三换热器依次连通，所述第二换热器还与所述第一换热器连通，以使热网来水或中间热媒水依次通过所述第一换热器、第二换热器和第三换热器，形成热网回水或中间热媒水；所述第二换热器或第三换热器还与所述第五换热器连接，以将部分热网来水或中间热媒水送入所述第五换热器内加热脱硫废水；

第五换热器，设置于中间热媒水循环管上且与所述废水闪蒸罐连接，中间热媒水先通过第一换热器与稀吸收液换热，然后再进入第二换热器，然后进入第五换热器与脱硫废水换热，或连续经过第二换热器和第三换热器换热之后进入第五换热器与脱硫废水换热，脱硫废水被加热后进入所述废水闪蒸罐中闪蒸。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括，

第二循环回路及设置于所述第二循环回路上的再生系统，所述第二循环回路的进液端与所述吸收单元的下部连通，出液端与所述吸收单元的上部连通，以使所述出液端的液体通过所述再生系统再生后进入所述吸收单元内，并与进入所述吸收单元内的烟气逆流接触。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述再生系统包括，

溶液闪蒸罐，其中部设置稀溶液进口，上部设置蒸汽出口，下部设置浓溶液出口；

第七换热器，所述吸收单元的下部、第七换热器和稀溶液进口依次连通；

压缩机和饱和器，所述蒸汽出口、压缩机、饱和器和第七换热器依次连通，以在非供暖季将所述吸收单元下部的稀溶液与二次蒸汽在所述第七换热器内发生换热后，进入所述溶液闪蒸罐。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括，

第六换热器，设置于所述第二循环回路上，所述吸收单元的下部、第六换热器、第七换热器和稀溶液进口依次连通，以将来自所述吸收单元的稀溶液与来自浓溶液出口的浓溶液在所述第六换热器内换热，换热后的浓溶液进入所述吸收单元内。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述沉降装置包括至少两级沉降单元，以使降温后的浓缩废水进行多级沉淀；

所述沉降装置的上部与所述第一换热器或者第五换热器连通，以使所述沉降装置内的上清液和/或外加脱硫废水进入所述第一换热器或者第五换热器内，并与来自所述吸收单元的稀溶液或中间热媒水换热。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括依次连通设置的空预器、除尘单元和脱硫单元，所述脱硫单元与所述吸收单元的下部连通。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述蒸发干燥系统为烟道喷雾蒸发器，沿烟气的流通方向上，所述烟道喷雾蒸发器设置于所述空预器与除尘单元间的烟道内；或，

所述蒸发干燥系统为旋转喷雾蒸发器，其上部设置高温干烟气进口，沿烟气的流通方向上，所述高温干烟气进口与所述空预器的上游烟道连通，以使所述空预器的上游烟道中的高温干烟气进入所述旋转喷雾蒸发器内与浓脱硫废水换热；所述旋转喷雾蒸发器的下部设置有高温湿烟气出口，所述高温湿烟气出口与所述空预器和除尘单元之间的烟道连通，所述沉降装置与所述旋转喷雾蒸发器的连通点位于所述旋转喷雾蒸发器的上部。

9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括，

冷凝器，与所述废水闪蒸罐上部的二次蒸汽出口连通，所述冷凝器还与所述废水冷却器连通，以使来自所述废水冷却器中的升温后的换热介质进入所述冷凝器，并与来自所述废水闪蒸罐的二次蒸汽再次换热。

10.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括第四换热器，设置于所述第二循环回路上，用于对浓溶液再次进行换热。