CN110668625A - 一种高效节能脱硫废水处理工艺系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效节能脱硫废水处理工艺系统，该脱硫废水处理工艺系统包括预沉池、刮泥机、引风机、蒸发塔、废水循环泵、浆液罐、浓浆泵、喷雾干燥塔、搅拌机和污泥泵，系统来水通过管路收集至预沉池内，当刮泥机扭矩达到设定值时，污泥由污泥泵送入石膏脱水系统进行脱水处理，启动电机和风机，预沉池内上部的废水从预沉池上部通过蒸发塔，废水通过蒸发塔蒸发，将废水浓度达到一定数值后排到浆液罐，然后排入喷雾干燥塔，向喷雾干燥塔内通入空预器入口前烟道内高温烟气，浆液中的盐分析出，本发明不仅可以减少污泥产生，还可以实现废物利用，并且投资和运行费用低、操作方便，具有广阔的工业应用前景。

Description

一种高效节能脱硫废水处理工艺系统

技术领域

本发明属于脱硫废水处理技术领域，具体为一种高效节能脱硫废水处理工艺系统。

背景技术

脱硫系统排出的废水，其pH值为5～6，同时含有大量的悬浮物（石膏颗粒、SiO₂、Al和Fe的氢氧化物）、氟化物和微量的重金属等，其中很多是国家环保标准中要求控制的第一类污染物。由于水质的特殊性，尽管脱硫废水水量在电厂废水中占比较小，但是其含盐量极高、污染物种类多、水质波动大，已成为燃煤电厂中成分最为复杂、处理难度最大的废水。随着《水污染防治行动计划》（水十条）的颁布及脱硫废水“零排放”（ZeroLiquidDisge，ZLD）概念的提出，尽可能回用脱硫废水并回收废水中的有用资源，是燃煤电厂脱硫废水系统研究的一个重要方向。

脱硫废水最终零排放工艺段处理技术主要包括以下3种：蒸发结晶法、烟道直喷处理法、旁路干燥处理法。其中，蒸发结晶工艺可以去除溶解性盐，实现脱硫废水的“零排放”，但是，为了确保蒸发结晶器正常运行和保证结晶盐品质，需要对脱硫废水进行严格的预处理，如去除废水中的硬度、有机物和重金属等，该工艺工艺链长、系统复杂、占地面积大、投资及运行成本高、对运行人员的操作水平要求也较高、还需考虑产生的结晶盐的销售、处理问题；烟道直喷处理法即将脱硫废水直接喷入除尘器入口烟道进行蒸发处理，该法工艺操作简单，但其压缩空气消耗大，电耗较高，易出现雾化喷嘴堵塞以及烟道壁结垢等问题，尚有不少潜在影响还不能确定，包括对后续除尘等工艺的影响，以及可能引起的烟道腐蚀问题等，目前国内还没有成功的应用案例，旁路干燥处理法是在烟道直喷的基础上开发出的利用锅炉SCR脱硝反应器与空预器间的热烟气作为热源，在干燥塔内将废水蒸发，与烟道直喷处理法相比，不存在潜在隐患，但后续电除尘器的除尘效率需要有待提高。

综上所述，本发明一种高效节能脱硫废水处理工艺系统将脱硫废水旋流器来的废水无须经过预处理，直接进入蒸发塔进行多次浓缩，浓缩后的浓浆喷入旁路干燥塔干燥，该工艺流程简单，运行稳定，运行维护成本低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效节能脱硫废水处理工艺系统，以解决上述背景技术中提出的脱硫废水需要进行严格的预处理、投资费用高，并且除尘效率差等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效节能脱硫废水处理工艺系统，该脱硫废水处理工艺系统包括预沉池、刮泥机、引风机、蒸发塔、废水循环泵、浆液罐、浓浆泵、喷雾干燥塔、搅拌机和污泥泵；

预沉池内部设有刮泥机，预沉池和外部脱硫废水箱连接，预沉池底部和污泥泵进污口连通通过管路连通，污泥泵出污口和外部石膏脱水系统连接通过管路连通，预沉池上部和蒸发塔进水口连通通过管路连通，蒸发塔出料口和浆液罐进料口连通通过管路连通，浆液罐出料口和喷雾干燥塔进料口连通通过管路连通，喷雾干燥塔一侧通入锅炉SCR装置后空预器前热烟气，喷雾干燥塔出气口和除尘器连接通过管路连通，并且浆液罐出料口和喷雾干燥塔进料口之间设有浓浆泵，引风机通过管道和蒸发塔连通通过管路连通，引风机和除尘器排气口连接通过管路连通。

作为优化，蒸发塔包括壳体、支管、填料、中心管、进水管、出水管和积水盘，填料和积水盘均与壳体内侧连接，填料位于壳体中部，积水盘位于填料下部，中心管固定安装在壳体底部，中心管分别贯穿积水盘和填料，中心管一侧和进水管连接，另一侧和出水管连接，中心管侧面设有支管，支管位于填料上部，进水管和出水管位于积水盘下部，预沉池上部和进水管连接，出水管和浆液罐进料口连通，壳体为全封闭结构，引风机出气口和积水盘相连。

作为优化，出水管上设有三通阀，三通阀一端和壳体底部连通，一端通过管道和废水循环泵入口连通，一端通过管道和浆液罐进料口连通，废水循环泵出口通过管路和进水管连通，出水管上的三通阀一端和废水循环泵入口连通的管路上设有开关阀，出水管上的三通阀一端和浆液罐进料口连通的管路上设有开关阀。

作为优化，进水管上设有三通阀，三通阀一端和壳体底部连通，一端通过管路和预沉池上部连通，一端通过管路和废水循环泵出口连通。

作为优化，壳体顶部设有电机，电机和风机之间由联轴器连接。

作为优化，喷雾干燥塔内部设有旋转雾化器，旋转雾化器和浓浆泵出口连通。

作为优化，浆液罐内部设有搅拌机。

作为优化，填料为波浪形设计。

作为优化，壳体侧面设有爬梯，壳体下部设有支架。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明技术不需要经过预处理，利用脱硫废水自身的热量以及引风机抽来的烟道余热对脱硫废水进行浓缩，浓缩污泥通过污泥泵输送到石膏皮带机进行脱水，由于未进行化学加药，污泥中主要成分是CaSO4，还有部分悬浮物、重金属离子，将这部分混合物与石膏混合脱水生成石膏，不仅可以减少污泥产生，还可以实现废物利用，蒸发塔利用机械通风实现水和空气的热交换，水分不断蒸发，循环往复，喷雾干燥塔利用热烟气将废水蒸发，对后续电除尘器的除尘效率有提高，综上所述，本发明脱硫废水零排放采用投资和运行费用低、操作方便，具有广阔的工业应用前景。

附图说明

图1为本发明一种高效节能脱硫废水处理工艺系统整体结构示意图；

图2为本发明蒸发塔立体图；

图3为本发明旋转雾化器立体图。

图中：1-预沉池、2-刮泥机、3-引风机、4-蒸发塔、410-壳体、40-电机、41-风机、42-支管、43-爬梯、44-填料、45-中心管、46-进水管、47-出水管、48-支架、49-积水盘、5-废水循环泵、6-浆液罐、7-浓浆泵、8-喷雾干燥塔、81-旋转雾化器、9-搅拌机、10-污泥泵。

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，所描述的实施例仅仅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1-3，本发明提供一种技术方案：一种高效节能脱硫废水处理工艺系统，该脱硫废水处理工艺系统包括预沉池1、刮泥机2、引风机3、蒸发塔4、废水循环泵5、浆液罐6、浓浆泵7、喷雾干燥塔8、搅拌机9和污泥泵10；

预沉池1内部设有刮泥机2，预沉池1和外部脱硫废水箱连接，预沉池1底部和污泥泵10进污口连通，污泥泵10出污口和外部石膏脱水系统连接，预沉池1上部和蒸发塔4进水口连通，蒸发塔4出料口和浆液罐6进料口连通，浆液罐6出料口和喷雾干燥塔8进料口连通，喷雾干燥塔8一侧通入锅炉SCR装置后空预器前热烟气，喷雾干燥塔8出气口和除尘器连接，并且浆液罐6出料口和喷雾干燥塔8进料口之间设有浓浆泵7，引风机3通过管道和蒸发塔4连通，引风机3和除尘器排气口连接,废水预沉池1来水由脱硫废水旋流器溢流而来，外部石膏脱水系统脱出来的废水继续回流进预沉池1内，进行后续的操作，污泥泵10例如选用型号为G30-1的泵，污泥泵10 污泥输送到皮带机随脱水系统进入石膏，喷雾干燥塔8大部分干燥产物落入干燥塔底端后被收集转运，少部分干燥产物随烟气进入除尘器处理，引风机3从烟道除尘器后抽取低温余热烟气到蒸发塔4底部积水盘49，补充热交换过程中散失掉的热量，使废水保持在恒定温度范围内，引风机3所补充的余热烟气还可避免蒸发塔4底部积水盘49因浓缩引起的结垢问题，预沉池1系统用于澄清脱硫系统废水旋流器排出的废水，以降低废水含固率，固液分离过程中不添加任何化学药剂，在重力作用下形成浓缩污泥，当预沉池1内刮泥机2扭矩达到设定值时，污泥由污泥泵10送入石膏脱水系统进行脱水处理，清水从预沉池1顶部周边出水三角堰溢流至机械式强制循环蒸发,4，浓缩污泥脱水后的滤液回流至预沉池1，浓缩污泥进入石膏脱水机进行脱水，预沉池1内设有浓缩刮泥机2，刮泥机2例如选用型号为HGN-2000的刮泥机，以防止污泥沉积硬化，预沉池1出水含固率≤0.2％，底部排放污泥含固率≥5%，预沉池1外壁面设置旋转式楼梯，顶部设置通行平台，预沉池本体上设进水口、出水口、排泥口、排污口、人孔等，预沉池1进水位置设置稳流装置，设备上部周围设置溢流堰圆周均匀，无倾斜现象，溢流槽内无泥浆沉淀，设备内部进水、集水装置的布水均匀，没有偏流现象，各接口以法兰的方式与外部管道相连接，预沉池1内壁（不包含出水三角堰）采用玻璃丝布环氧树脂防腐，三布五油，预沉池1出水三角堰材质采用碳钢防腐，预沉池1内接触脱硫废水部件（如刮泥机中心筒、刮泥机轴、刮泥机叶轮等）采用钢衬胶，内部紧固件采用SS2205双相不锈钢，所有设备内外部件除特殊需要外，不采用任何塑料材质，刮泥机2选用适应被搅拌流体的特性的材料，包括具有耐磨损和腐蚀的性能，每台刮泥机2及其附属设备的布置方式能便于进行操作、维修和拆卸等工作，而且不中断有关装置的运行，预沉池1底部刮板等易损部件方便检修更换，预沉池1底部排泥通过刮泥机2扭矩信号变化实现自动排泥，引风机3例如选用型号为Y9-55的引风机，引风机3从锅炉SCR装置后空预器前抽取热烟气，利用烟气的热量，不需额外的蒸汽，加热循环浓缩的脱硫废水，蒸发塔4相对地面高度高于浆液罐6方便蒸发塔4内的浆液流入浆液罐，也可以蒸发塔4和浆液罐6在不同高度，通过抽液泵将蒸发塔4内的浆液抽入浆液罐6，抽液泵例如选用型号为JK-3BP的泵体，浓浆泵7例如选用型号为G30-1的泵。

蒸发塔4包括壳体410、支管42、填料44、中心管45、进水管46、出水管47和积水盘49，填料44和积水盘49均与壳体410内侧连接，填料44位于壳体410中部，积水盘49位于填料44下部，中心管45固定安装在壳体410底部，中心管45分别贯穿积水盘49和填料44，中心管45一侧和进水管46连接，另一侧和出水管47连接，中心管45侧面设有支管42，支管42位于填料44上部，进水管46和出水管47位于积水盘49下部，预沉池1上部和进水管46连接，出水管47和浆液罐6进料口连通，壳体410为全封闭结构，引风机3出气口和积水盘49相连，填料44由优良改性的聚乙烯平片加热压塑而成，具有阻燃、耐寒、耐化学腐蚀等优点，蒸发塔4框架采用桁架式结构设计，框架结构稳定，刚性好，蒸发塔4运行时的载荷均匀地分布在每个基础之上，运行平稳，所有结构件均经热浸锌处理，镀锌后涂环氧沥青漆或氯磺化聚乙烯二道，具有良好的防锈防腐性能，壳体410采用玻璃钢材质，表面光滑、质轻高强耐腐蚀、耐老化，积水盘49为大储水量和高水位设计，避免开机抽空，保证配套设备运行正常，壳体410内侧设有液位计，对积水盘49内的浆液进行浓度测定。

出水管47上设有三通阀，三通阀一端和壳体410底部连通，一端通过管道和废水循环泵5入口连通，一端通过管道和浆液罐6进料口连通，废水循环泵5出口通过管路和进水管46连通，出水管47上的三通阀一端和废水循环泵5入口连通的管路上设有开关阀，出水管47上的三通阀一端和浆液罐6进料口连通的管路上设有开关阀，废水循环泵5例如选用型号为QHB50032L的循环泵。

进水管46上设有三通阀，三通阀一端和壳体410底部连通，一端通过管路和预沉池1上部连通，一端通过管路和废水循环泵5出口连通。

壳体410顶部设有电机40，电机40和风机41之间由联轴器连接，电机40例如选用型号为YVP2-80M1-4的电机，电机采用全封闭蒸发塔变速电机，密封性能好，适合在湿热的环境中运行，运行噪音低，使用寿命长，它运转管理灵活，当气温高、湿度大或用水设备水温降大时，开高速，反之可开中速或低速，晚上气温较低也可开中、低速。此时噪声可下降3～6dB（A）以上，冬季结冰时风机可开低速反转，塔内的气温可迅速消冰，且不损伤风机，另外，开低速也可减少飘水，周围环境不致因结冰形成污染，风机41选用机翼型宽叶片前倾式低转速铝合金轴流式风机，具有转速低、风量大、效率高、噪音低、动平衡性能好等优点，风机41例如选用型号为SLG的风机，风机41角度可调，可满足对风量、噪音等工艺方面的不同需要，叶片材质为环氧玻璃钢，电机40带有减速箱，减速箱采用进口轴承，配以进口三角皮带，使蒸发塔4减速装置运行平稳，噪音低，使用寿命长，转头采用铝合金材料制作，内装进口轴承，安装精度高，配合紧密，运转平稳。

喷雾干燥塔8内部设有旋转雾化器81，旋转雾化器81和浓浆泵7出口连通，喷雾干燥塔8核心部件为旋转雾化器81，脱硫废水经过旋转雾化器81雾化成粒径约10~60μm的细雾滴喷入喷雾干燥塔8内，从空预器入口前烟道内引出部分高温烟气进入干燥塔，将蒸发塔4多次浓缩的高盐废水喷入干燥塔蒸发干燥，废水蒸发形成的水蒸气随烟气经过冷却后进入除尘器，水蒸气进入脱硫系统循环利用，废水中的盐类干燥后部分落入干燥塔底端被收集转运，其余干燥产物随烟气进入除尘器处理，达到脱硫废水零排放的目的，喷雾干燥塔8由圆柱体和圆锥体上下部两部分组成，热烟气和废水均从塔顶部进入干燥塔内，干燥后的烟气从锥体的上部离开干燥塔，大颗粒固体物从塔底部进入仓泵，干燥塔塔体材质为碳钢，塔体采用整体钢框架支撑，内部为空塔结构，塔顶部设置检修房，并设置检修起吊装置，塔底部预留5m的过道，干燥塔配备有一定数量的人孔门和观察孔，人孔门和观察孔将完全不漏烟气，而且在附近设置走道或平台，干燥塔外表面需保温，保温厚度为200mm，外蒙皮为彩钢板，旋转雾化器81是整个喷雾干燥系统工艺核心部件，旋转雾化器81的基本原理是，经调质后的脱硫废水送至高速旋转的雾化盘时，由于离心力的作用，废水伸展为薄膜或被拉成细丝，在雾化盘边缘破裂分散为液滴，液滴的大小取决于旋转速度和浆液量，雾化器配置双频电机，并配置变频器，雾化器的转速在11000~13000rpm，为使进液能平稳均匀地从供液管分配至雾化盘，在主轴下端靠近雾化盘处，装有配液用专用零件，雾化盘为圆盘型，圆盘直径为210mm，旋转雾化器81的材质为：雾化盘采用衬陶瓷哈氏合金；防护罩为304不锈钢；进液管采用钛管，旋转雾化器81配置油路冷却以及循环水冷却系统，脱硫废水蒸发在单独设置的喷雾干燥塔8中进行，不影响烟气净化装置主系统，工艺流程简单、操作方便，占地面积小，无喷嘴堵塞、烟道腐蚀穿孔现象。

浆液罐6内部设有搅拌机9，浆液浓浆罐6采用玻璃钢材质，配套搅拌机9，搅拌机9例如选用型号为JHZJ600的搅拌机，浆液罐6本体设置进水口、出水口、排污口、人孔，浆液罐6浓浆由浓浆泵7提升至喷雾干燥塔8干燥。

填料44为波浪形设计，波浪形设计，尤其是独特的斜梯形波设计，斜梯形波设计是指塑料片中间有凹槽，不是平坦的，为了增加过流面积，使填料表面的气流水流分布均匀，热交换性能显著提高。

壳体410侧面设有爬梯43，壳体410下部设有支架48。

监控室内设有PLC控制器，PLC控制器分别和刮泥机2、引风机3、开关阀、电机40、风机41、废水循环泵5、浓浆泵7、旋转雾化器81、搅拌机9、污泥泵10、液位计、抽液泵等进行电性连接。

工作原理：一种高效节能脱硫废水处理工艺系统，该脱硫废水处理工艺系统包括预沉池1、刮泥机2、引风机3、蒸发塔4、废水循环泵5、浆液罐6、浓浆泵7、喷雾干燥塔8、搅拌机9和污泥泵10，系统来水由脱硫废水旋流器旋流而来，通过管路收集至预沉池1内，当刮泥机2扭矩达到设定值时，污泥由污泥泵10送入石膏脱水系统进行脱水处理，启动电机40和风机41，预沉池1内上部的废水从预沉池1上部通过进水管46流入，废水通过中心管45进入各支管42，由支管42均匀喷洒而下，废水自上而下经过填料44与烟气进行一次热交换后，完成一次蒸发，喷淋下来的水落到底部积水盘49，废水循环泵5吸取积水盘49中的废水到进水管46，再一次进行刚才的换热步骤，直至底部积水盘49浆液浓度达到一定数值排到浆液罐6，启动搅拌机9对浆液进行搅拌，搅拌完全后，向喷雾干燥塔8内通入空预器入口前烟道内高温烟气，然后通过浓浆泵7将浆液泵入喷雾干燥塔8，向喷雾干燥塔8内通入电厂高温锅炉烟气进行对喷雾干燥塔8内的浆液进行雾化干燥，被喷雾干燥塔8干燥的产物落入喷雾干燥塔8底端后被收集转运，少部分被喷雾干燥塔8干燥的产物随烟气进入后续除尘器进行烟气和小颗粒物产物的分离。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种高效节能脱硫废水处理工艺系统，其特征在于：该脱硫废水处理工艺系统包括预沉池（1）、刮泥机（2）、引风机（3）、蒸发塔（4）、废水循环泵（5）、浆液罐（6）、浓浆泵（7）、喷雾干燥塔（8）、搅拌机（9）和污泥泵（10）；

所述预沉池（1）内部设有刮泥机（2），所述预沉池（1）和外部脱硫废水箱连接，所述预沉池（1）底部和污泥泵（10）进污口连通，所述污泥泵（10）出污口和外部石膏脱水系统连接，所述预沉池（1）上部和蒸发塔（4）进水口连通，所述蒸发塔（4）出料口和浆液罐（6）进料口连通，所述浆液罐（6）出料口和喷雾干燥塔（8）进料口连通，所述喷雾干燥塔（8）一侧通入锅炉SCR装置后空预器前热烟气，所述喷雾干燥塔（8）出气口和除尘器连接，并且浆液罐（6）出料口和喷雾干燥塔（8）进料口之间设有浓浆泵（7），所述引风机（3）通过管道和蒸发塔（4）连通，所述引风机（3）和除尘器排气口连接。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能脱硫废水处理工艺系统，其特征在于：所述蒸发塔（4）包括壳体（410）、支管（42）、填料（44）、中心管（45）、进水管（46）、出水管（47）和积水盘（49），所述填料（44）和积水盘（49）均与壳体（410）内侧连接，所述填料（44）位于壳体（410）中部，所述积水盘（49）位于填料（44）下部，所述中心管（45）固定安装在壳体（410）底部，所述中心管（45）分别贯穿积水盘（49）和填料（44），所述中心管（45）一侧和进水管（46）连接，另一侧和出水管（47）连接，所述中心管（45）侧面设有支管（42），所述支管（42）位于填料（44）上部，所述进水管（46）和出水管（47）位于积水盘（49）下部，所述预沉池（1）上部和进水管（46）连接，所述出水管（47）和浆液罐（6）进料口连通，所述壳体（410）为全封闭结构，所述引风机（3）出气口和积水盘（49）相连。

3.根据权利要求2所述的一种高效节能脱硫废水处理工艺系统，其特征在于：所述出水管（47）上设有三通阀，所述三通阀一端和壳体（410）底部连通，一端通过管道和废水循环泵（5）入口连通，一端通过管道和浆液罐（6）进料口连通，所述废水循环泵（5）出口通过管路和进水管（46）连通，所述出水管（47）上的三通阀一端和废水循环泵（5）入口连通的管路上设有开关阀，所述出水管（47）上的三通阀一端和浆液罐（6）进料口连通的管路上设有开关阀。

4.根据权利要求2所述的一种高效节能脱硫废水处理工艺系统，其特征在于：所述进水管（46）上设有三通阀，所述三通阀一端和壳体（410）底部连通，一端通过管路和预沉池（1）上部连通，一端通过管路和废水循环泵（5）出口连通。

5.权利要求2所述的一种高效节能脱硫废水处理工艺系统，其特征在于：所述壳体（410）顶部设有电机（40），所述电机（40）和风机（41）之间由联轴器连接。

6.根据权利要求1所述的一种高效节能脱硫废水处理工艺系统，其特征在于：所述喷雾干燥塔（8）内部设有旋转雾化器（81），所述旋转雾化器（81）和浓浆泵（7）出口连通。

7.根据权利要求1所述的一种高效节能脱硫废水处理工艺系统，其特征在于：所述浆液罐（6）内部设有搅拌机（9）。

8.根据权利要求1所述的一种高效节能脱硫废水处理工艺系统，其特征在于：所述填料（44）为波浪形设计。

9.根据权利要求1所述的一种高效节能脱硫废水处理工艺系统，其特征在于：所述壳体（410）侧面设有爬梯（43），所述壳体（410）下部设有支架（48）。

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