CN110627146A - 一种脱硫废水处理系统及脱硫废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种脱硫废水处理系统和脱硫废水处理方法，应用于燃煤电厂，燃煤电厂产生的烟气通过烟气主管道，依次通入脱硝装置、空气预热器、除尘器以及湿法脱硫吸收塔后排放至外界，烟气主管道包括第一侧管道和第二侧管道，第一侧管道内的烟气温度大于第二侧管道内的烟气温度；系统包括与湿法脱硫吸收塔的出水口连通的预沉池；浓缩塔，浓缩塔的入水口与预沉池的出水口连通，浓缩塔的入风口与第二侧管道连通，用于利用第二侧管道内的烟气浓缩脱硫废水；蒸发器，蒸发器的入水口与浓缩塔的出水口连通，蒸发器的入风口与第一侧管道连通，用于利用第一侧管道内的烟气蒸发干燥浓缩后的脱硫废水。本发明实施例能够降低处理脱硫废水的成本。

Description

一种脱硫废水处理系统及脱硫废水处理方法

技术领域

本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种脱硫废水处理系统及脱硫废水处理方法。

背景技术

SO₂是当今人类面临的主要大气污染物之一，空气中SO₂含量过高会引起酸雨，破坏农作物和建筑物。SO₂还会吸附在空气中的粉尘上，经呼吸道进入人体，严重损害人类健康。而绝大部分SO₂的排放来源于燃煤，例如：火力发电厂、工业燃煤、供暖等，在燃煤的过程中会产生大量的SO₂。

为了减少燃煤过程中SO₂的排放，烟气脱硫是目前被广泛采用的处理方式。例如：在燃煤电厂中，通常采用石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺对烟气进行脱硫处理。但湿法脱硫工艺中会产生大量含有固体悬浮物、重金属离子、高硬度且高污染的脱硫废水。

当前，为实现脱硫废水零排放，通常采用包括：化学预处理、浓缩减量、浓水末端处理三个部分的处理技术。相关技术中，由于化学预处理阶段的药剂成本较高，且浓缩减量和浓水末端处理中进行蒸发结晶的能耗成本高，造成脱硫废水零排放系统的运行成本高。

由此可知，相关技术中的脱硫废水零排放系统的运行成本高。

发明内容

本发明实施例提供一种脱硫废水处理系统及脱硫废水处理方法，以解决相关技术中脱硫废水零排放系统存在的运行成本高的问题。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种脱硫废水处理系统，应用于燃煤电厂，所述燃煤电厂产生的烟气通过烟气主管道，依次通入脱硝装置、空气预热器、除尘器以及湿法脱硫吸收塔后排放至外界，所述烟气主管道包括位于所述空气预热器的靠近所述脱硝装置一侧的第一侧管道和位于所述空气预热器的另一侧的第二侧管道，所述第一侧管道内的烟气温度大于所述第二侧管道内的烟气温度，所述系统包括：

与所述湿法脱硫吸收塔的出水口连通的预沉池，用于收集所述湿法脱硫吸收塔中的脱硫废水；

浓缩塔，所述浓缩塔的入水口与所述预沉池的出水口连通，所述浓缩塔的入风口与所述第二侧管道连通，用于利用所述第二侧管道内的烟气浓缩所述脱硫废水；

蒸发器，所述蒸发器的入水口与所述浓缩塔的出水口连通，所述蒸发器的入风口与所述第一侧管道连通，用于利用所述第一侧管道内的烟气蒸发干燥浓缩后的脱硫废水。

可选的，所述浓缩塔的出风口和所述蒸发器的出风口均与所述第二侧管道的位于所述空气预热器和所述湿法脱硫吸收塔之间的部分连通。

可选的，所述浓缩塔的入水口和出风口均设置于所述浓缩塔的顶部，所述浓缩塔的出水口和入风口均设置于所述浓缩塔的下部。

可选的，所述蒸发器的入风口和入水口均设置于所述蒸发器的顶部，所述蒸发器的出风口设置于所述蒸发器的底部。

可选的，所述浓缩塔的出水口与所述蒸发器的入水口之间连通有混凝沉淀装置，用于使浓缩后的脱硫废水经过所述混凝沉淀装置的澄清分离出澄清液体和沉淀物，以将所述澄清液体排入所述蒸发器内。

可选的，所述混凝沉淀装置的出水口与所述蒸发器的入水口之间还设置有雾化器，用于将所述混凝沉淀装置排出的所述澄清液体经过雾化后排入所述蒸发器内。

可选的，所述雾化器为双流体雾化喷枪，所述双流体雾化喷枪包括空气压缩器和喷雾水泵，所述空气压缩器将所述喷雾水泵喷出的所述澄清液体雾化成粒径为20μm～200μm的水雾，其中，所述喷雾水泵连通所述混凝沉淀装置的出水口和所述蒸发器的入水口，所述双流体雾化喷枪的出水口设置于所述蒸发器的入水口处。

可选的，所述浓缩塔的入风口与所述第二侧管道之间设置有增压风机，所述第二侧管道内的烟气经过所述增压风机增压后进入所述浓缩塔内。

第二方面，本发明实施例提供了一种脱硫废水处理方法，应用于燃煤电厂，所述燃煤电厂产生的烟气通过烟气主管道，依次通入脱硝装置、空气预热器、除尘器以及湿法脱硫吸收塔后排放至外界，所述烟气主管道包括位于所述空气预热器的靠近所述脱硝装置一侧的第一侧管道和位于所述空气预热器的另一侧的第二侧管道，所述第一侧管道内的烟气温度大于所述第二侧管道内的烟气温度，所述方法包括：

收集所述湿法脱硫吸收塔内的脱硫废水；

利用所述第二侧管道内的烟气对所述脱硫废水进行浓缩；

利用所述第一侧管道内的烟气对浓缩后的所述脱硫废水进行干燥，以使干燥后的所述脱硫废水干燥成结晶。

可选的，所述方法还包括：

将浓缩所述脱硫废水后的烟气排入所述湿法脱硫吸收塔内进行脱硫；

将蒸发所述脱硫废水后的烟气依次排入所述除尘器和所述湿法脱硫吸收塔，以进行除尘和脱硫。

在本发明实施例中，利用燃煤电厂排放的烟气在浓缩塔中对脱硫废水进行浓缩，在蒸发器中对浓缩后的脱硫废水进行蒸发，以实现脱硫废水的零排放。省略了对脱硫废水进行的化学预处理，因此节省了化学预处理的药剂成本，且利用燃煤电厂排放的能量对脱硫废水进行两次干燥处理，无需为脱硫废水的干燥提供能源，从而降低了处理脱硫废水的能耗，因此本发明实施例提供的脱硫废水处理系统能够降低处理脱硫废水的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例中燃煤电厂与脱硫废水处理系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种脱硫废水处理系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种脱硫废水处理方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的另一种脱硫废水处理方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

请参阅图1与图2，其中，图1是本发明实施例中燃煤电厂与脱硫废水处理系统的结构示意图；图2是本发明实施例提供的一种脱硫废水处理系统的结构示意图。脱硫废水处理系统，应用于燃煤电厂。

如图1所示，燃煤电厂产生的烟气通过烟气主管道11，依次通入脱硝装置12、空气预热器13、除尘器14以及湿法脱硫吸收塔15后排放至外界，烟气主管道11包括位于空气预热器13的靠近所述脱硝装置12一侧的第一侧管道111和位于空气预热器13的另一侧的第二侧管道112，第一侧管道111内的烟气温度大于第二侧管道112内的烟气温度。

如图1和2所示，所述脱硫废水处理系统包括：

与湿法脱硫吸收塔15的出水口(未图示)连通的预沉池21，用于收集湿法脱硫吸收塔15中的脱硫废水；

浓缩塔22，浓缩塔22的入水口221与预沉池21的出水口211连通，浓缩塔22的入风口222与第二侧管道112连通，用于利用第二侧管道112内的烟气浓缩所述脱硫废水；

蒸发器23，蒸发器23的入水口231与浓缩塔22的出水口223连通，蒸发器23的入风口232与第一侧管道111连通，用于利用第一侧管道111内的烟气蒸发干燥浓缩后的脱硫废水。

其中，燃煤电厂100的锅炉进行燃煤反应，从而产生温度很高的烟气，该烟气中夹杂有粉尘、二氧化硫SO2，氮氧化合物(例如：NO2)，为了避免烟气污染环境，需要对烟气进行包括：脱硝、降温、除尘、脱硫在内的处理之后，才能排放至大气中。

另外，在降温之前，所述燃煤电厂排除的烟气的温度很高，例如：150℃至220℃之间，其可以称之为高温烟气。在降温之后，该烟气任然具有较高的余热，例如：90℃至110℃之间，其可以称之为低温烟气。

而且，通过浓缩塔22可以将脱硫废水浓缩60～80％，大大减少了进入蒸发器23中的脱硫废水的体积。

这样，先利用低温烟气对脱硫废水进行浓缩，以减少脱硫废水的含水量，从而减少脱硫废水的体积。再利用高温烟气将浓缩后的脱硫废水完全蒸发，达到废水零排放。可以减少对高温烟气的使用率，以避免降低锅炉的热效率。

可选的，如图1所示，燃煤电厂还设置有烟囱16，湿法脱硫吸收塔15与烟囱16连通，以将经过脱硝、降温、除尘、脱硫等处理后的烟气排放至大气中。

另外，脱硝装置12可以是选择性催化还原脱硝装置(SCR)(简称为如图2中所示的“SCR反应器”)，当然，其还可以是烟气再循环脱硝装置、选择性非催化还原脱硝装置(SNCR)等中的任意一种。

另外，空气预热器13可以称之为如图2中所示的“空预器”，所述空气预热器13可以利用烟气的温度对进入锅炉的空气进行预热，以在降低烟气温度的同时，还可以对该热量进行循环利用。

可选的，浓缩塔22的出风口224和蒸发器23的出风口233均与第二侧管道112的位于空气预热器13和湿法脱硫吸收塔15之间的部分连通。

其中，需要向湿法脱硫吸收塔15内补充水量，即工艺补充水耗量，以确保湿法脱硫吸收塔15进行湿法脱硫的效率。将浓缩塔22的出风口233和蒸发器23的出风口224均与第二侧管道112连通，可以使浓缩塔22和蒸发器23内蒸发形成的水蒸气通过第二侧管道112进入湿法脱硫吸收塔15，以补充湿法脱硫吸收塔15内的水量。

这样，可以对脱硫废水内的水分进行循环利用，达到减少向湿法脱硫吸收塔内补充水量。

如图1所示，浓缩塔22的入风口222和出风口224均与第二侧管道112的位于除尘器14和湿法脱硫吸收塔15之间的部分连通。

本实施方式中，利用除尘后的烟气对脱硫废水进行浓缩，避免烟气中的粉尘进入脱硫废水中，造成对粉尘进行重复除尘，从而可以提升脱硫废水的处理效率。

另外，如图1所示，蒸发器23的出风口233与第二侧管道112的位于空气预热器13和除尘器14之间的部分连通。

其中，由于蒸发器23中将脱硫废水完全蒸发，从而在烟气的吹动下，将脱硫废水干燥后残留的结晶吹入除尘器14，进行除尘。

本实施方式中，可以利用除尘器对脱硫废水的结晶进行收集，避免脱硫废水的结晶排放至外界而造成环境污染。

另外，脱硫废水干燥后残留的结晶通过除尘器的除尘后进入粉煤灰内，该结晶内的杂盐量较少，而锅炉排放的烟气的粉尘中的含盐量较，因此脱硫废水结晶不会影响粉煤灰的综合利用，不会产生杂盐处置的问题，从而便于粉煤灰的循环利用。

可选的，浓缩塔22的入水口221和出风口224均设置于浓缩塔22的顶部，浓缩塔22的出水口223和入风口222均设置于浓缩塔22的下部。

其中，如图2所示，浓缩塔22的入风口222设置于浓缩塔22的下部，且位于浓缩塔内的液位之上。

另外，如图2所示，浓缩塔22内的上部设置有与入水口221连通的洒水装置225，用于增加脱硫废水与烟气之间的接触面积，以增加脱硫废水的浓缩效率。

这样，可以是脱硫废水和烟气之间进行逆向换热，提升脱硫废水和烟气之间相对移动的速度，从而提升脱硫废水的浓缩效率。

另外，可以在浓缩塔22的入风口222处设置增压风机28，对进入浓缩塔22内的烟气进行增压，以增加烟气的流速，从而提升脱硫废水的浓缩效率。

可选的，蒸发器23的入风口232和入水口231均设置于蒸发器23的顶部，蒸发器23的出风口233设置于蒸发器23的底部。

这样，可以使蒸发器中的烟气与脱硫废水沿同一方向移动，使烟气将脱硫废水干燥成结晶之后，将该结晶从蒸发器的出风口吹出，并一同进入除尘器中进行除尘，以防止脱硫废水的结晶排放至大气中，从而便于收集脱硫废水的结晶，提升所述脱硫废水处理系统的环保性能。

可选的，浓缩塔22的出水口223与蒸发器23的入水口231之间连通有混凝沉淀装置24，用于使浓缩后的脱硫废水经过混凝沉淀装置24的澄清分离出澄清液体和沉淀物，以将所述澄清液体排入蒸发器23内。

这样，可以减少进入蒸发器内的脱硫废水中的杂质，减轻杂质回收的工作负担，并减少排放至外界的烟气中的杂质含量，提升脱硫废水处理系统的环保性能。

如图2所示，本实施方式中，利用燃煤电厂中本身具有的三联箱241、与三联箱241的出水口浓缩澄清池242和与澄清池242的出水口连通的出水箱243作为混凝沉淀装置24，且出水箱243与蒸发器23的入水口231连通。

本实施方式中，利用燃煤电厂本身具有的三联箱对浓缩后的脱硫废水进行絮凝反应，并利用浓缩澄清池进行澄清，以分离出澄清液体和沉淀杂质。并将澄清液体排放至出水箱中，以供其流入蒸发器，从而去除进入蒸发器内的脱硫废水中的大颗粒悬浮物，便于对脱硫废水进行雾化时，不会因杂质过多或者杂质颗粒过大而堵塞喷雾出口。

另外，在浓缩澄清池中的沉淀杂质在沉淀至一定量之后，可以进行统一收集，从而便于收集脱硫废水中的杂质。

可选的，混凝沉淀装置24的出水口241与蒸发器23的入水口231之间还设置有雾化器25，用于将混凝沉淀装置24排出的所述澄清液体经过雾化后排入蒸发器23内。

这样，可以增加蒸发器内的脱硫废水与烟气之间的接触面积，大大提升增发脱硫废水的效率，从而提升了脱硫废水处理系统的整体工作效率。

可选的，雾化器25为双流体雾化喷枪，所述双流体雾化喷枪包括空气压缩器251(也可以称之为：压缩空气储罐)和喷雾水泵252，空气压缩器251将喷雾水泵252喷出的所述澄清液体雾化成粒径为20μm～200μm的水雾，其中，所述喷雾水泵252连通混凝沉淀装置25的出水口253和蒸发器23的入水口231，所述双流体雾化喷枪的出水口253设置于蒸发器23的入水口231处。

其中，空气压缩器251内压缩空气的压力为0.2～0.7Mpa之间。

空气压缩器251内压缩的空气可以是第二侧管道112中的烟气。

这样，可以利用空气压缩器雾化脱硫废水，以大大增加脱硫废水与烟气的接触面积，从而提升烟气对脱硫废水的干燥效率。

可选的，如图2所示，预沉池21的入水口与湿法脱硫吸收塔15的出水口之间通过旋流器26连接。

这样，可以利用旋流器对脱硫废水进行离心沉降后，排入所述预沉池中，以使脱硫废水中的杂质与液体在预沉池中快速的分离。

可选的，在浓缩塔22的入水口221、入风口222以及蒸发器23的入风口232处设置阀门27，以控制进入浓缩塔22内的烟气量和水量，以及进入蒸发器23内的烟气量。

这样，可以根据烟气温度、脱硫废水量等的改变，调节各个阀门，以确保烟气能够将脱硫废水完全蒸发成水蒸气和结晶，避免蒸发不完全而达不到废水零排放，或者避免烟气通入量过多而增加了脱硫废水处理系统对高温烟气的消耗而影响锅炉的热效率，从而提升了脱硫废水处理系统的可靠性。

可选的，还可以在预沉池21的出水口处以及浓缩塔22的出水口223处设置污水泵29，以驱动脱硫废水流动。

这样，可以驱使脱硫废水流动，且可以驱动脱硫废水由低处向高处流，减小对所述脱硫废水处理系统中各个装置的地势位置的限制，从而增加了所述脱硫废水处理系统的适用性。

在本发明实施例中，利用燃煤电厂排放的烟气在浓缩塔中对脱硫废水进行浓缩，在蒸发器中对浓缩后的脱硫废水进行蒸发，以实现脱硫废水的零排放。省略了对脱硫废水进行的化学预处理，因此节省了化学预处理的药剂成本，且利用燃煤电厂排放的能量对脱硫废水进行两次干燥处理，无需为脱硫废水的干燥提供能源，从而降低了处理脱硫废水的能耗，因此本发明实施例提供的脱硫废水处理系统能够降低处理脱硫废水的成本。

请参阅图3，是本发明实施例提供的一种脱硫废水处理方法的流程图。该方法应用于燃煤电厂，所述燃煤电厂产生的烟气通过烟气主管道，依次通入脱硝装置、空气预热器、除尘器以及湿法脱硫吸收塔后排放至外界，所述烟气主管道包括位于所述空气预热器的靠近所述脱硝装置一侧的第一侧管道和位于所述空气预热器的另一侧的第二侧管道，所述第一侧管道内的烟气温度大于所述第二侧管道内的烟气温度，所述方法包括：

步骤301、收集所述湿法脱硫吸收塔内的脱硫废水。

步骤302、利用所述第二侧管道内的烟气对所述脱硫废水进行浓缩。

步骤303、利用所述第一侧管道内的烟气对浓缩后的所述脱硫废水进行干燥，以使干燥后的所述脱硫废水干燥成结晶。

可选的，如图4所示，所述方法还包括：

步骤304、将浓缩所述脱硫废水后的烟气排入所述湿法脱硫吸收塔内进行脱硫。

步骤305、将蒸发所述脱硫废水后的烟气依次排入所述除尘器和所述湿法脱硫吸收塔，以进行除尘和脱硫。

本发明实施例提供的方法能够应用于如图1和图2提供的脱硫废水处理系统，且能够取得相同的有益效果，为避免重复，在此不再赘述。

以上，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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种脱硫废水处理系统，应用于燃煤电厂，所述燃煤电厂产生的烟气通过烟气主管道，依次通入脱硝装置、空气预热器、除尘器以及湿法脱硫吸收塔后排放至外界，其特征在于，所述烟气主管道包括位于所述空气预热器的靠近所述脱硝装置一侧的第一侧管道和位于所述空气预热器的另一侧的第二侧管道，所述第一侧管道内的烟气温度大于所述第二侧管道内的烟气温度，所述系统包括：

与所述湿法脱硫吸收塔的出水口连通的预沉池，用于收集所述湿法脱硫吸收塔中的脱硫废水；

浓缩塔，所述浓缩塔的入水口与所述预沉池的出水口连通，所述浓缩塔的入风口与所述第二侧管道连通，用于利用所述第二侧管道内的烟气浓缩所述脱硫废水；

蒸发器，所述蒸发器的入水口与所述浓缩塔的出水口连通，所述蒸发器的入风口与所述第一侧管道连通，用于利用所述第一侧管道内的烟气蒸发干燥浓缩后的脱硫废水。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述浓缩塔的出风口和所述蒸发器的出风口均与所述第二侧管道的位于所述空气预热器和所述湿法脱硫吸收塔之间的部分连通。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述浓缩塔的入水口和出风口均设置于所述浓缩塔的顶部，所述浓缩塔的出水口和入风口均设置于所述浓缩塔的下部。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蒸发器的入风口和入水口均设置于所述蒸发器的顶部，所述蒸发器的出风口设置于所述蒸发器的底部。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述浓缩塔的出水口与所述蒸发器的入水口之间连通有混凝沉淀装置，用于使浓缩后的脱硫废水经过所述混凝沉淀装置的澄清分离出澄清液体和沉淀物，以将所述澄清液体排入所述蒸发器内。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述混凝沉淀装置的出水口与所述蒸发器的入水口之间还设置有雾化器，用于将所述混凝沉淀装置排出的所述澄清液体经过雾化后排入所述蒸发器内。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述雾化器为双流体雾化喷枪，所述双流体雾化喷枪包括空气压缩器和喷雾水泵，所述空气压缩器将所述喷雾水泵喷出的所述澄清液体雾化成粒径为20μm～200μm的水雾，其中，所述喷雾水泵连通所述混凝沉淀装置的出水口和所述蒸发器的入水口，所述双流体雾化喷枪的出水口设置于所述蒸发器的入水口处。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述浓缩塔的入风口与所述第二侧管道之间设置有增压风机，所述第二侧管道内的烟气经过所述增压风机增压后进入所述浓缩塔内。

9.一种脱硫废水处理方法，应用于燃煤电厂，所述燃煤电厂产生的烟气通过烟气主管道，依次通入脱硝装置、空气预热器、除尘器以及湿法脱硫吸收塔后排放至外界，其特征在于，所述烟气主管道包括位于所述空气预热器的靠近所述脱硝装置一侧的第一侧管道和位于所述空气预热器的另一侧的第二侧管道，所述第一侧管道内的烟气温度大于所述第二侧管道内的烟气温度，所述方法包括：

收集所述湿法脱硫吸收塔内的脱硫废水；

利用所述第二侧管道内的烟气对所述脱硫废水进行浓缩；

利用所述第一侧管道内的烟气对浓缩后的所述脱硫废水进行干燥，以使干燥后的所述脱硫废水干燥成结晶。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将浓缩所述脱硫废水后的烟气排入所述湿法脱硫吸收塔内进行脱硫；

将蒸发所述脱硫废水后的烟气依次排入所述除尘器和所述湿法脱硫吸收塔，以进行除尘和脱硫。