CN111138016A - 一种零排放低能耗浓缩塔 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种零排放低能耗浓缩塔，可以解决传统的浓缩塔对废水处理的方法没有解决脱硫废水运行成本高、处理工艺复杂以及真正实现脱硫废水的零排放的问题。包括塔体和底池，所述塔体内部从下往上依次设置有第一喷淋层、第二喷淋层、除雾层，所述除雾层内部安装有除雾器，且所述除雾层顶部侧壁上连接有一根接管，所述接管一端与气体循环泵相连接，所述气体循环泵侧壁上连接有相互垂直的导管、气体循环管，所述气体循环管底端导入所述底池内部，所述导管与所述气体循环管之间的连接处安装有电磁阀，所述第一喷淋层与所述第二喷淋层内部均安装有若干个喷头，所述塔体内部底部安装有塔盘，所述塔体外壁上安装有PLC控制器。

Description

一种零排放低能耗浓缩塔
技术领域
本发明涉及脱硫废水零排放处理领域，具体涉及一种零排放低能耗浓缩塔。
背景技术
目前国外脱硫废水零排放技术路线较为繁杂，上述主要几种技术路线的典型示范工程如下：
（1）多效蒸发结晶工艺
在浓缩塔内采用蒸汽作为蒸发热源，采用预处理软化+四效蒸发+结晶工艺，将脱硫废水进行处理后，最后蒸发结晶生产氯化钠工业盐；运行成本受水质影响较大，平均运行成本约80元/吨。
（2）机械蒸汽压缩浓缩+结晶方式
主要用于树脂再生酸、碱废水和脱硫废水的后续深度处理，实现废水的零排放，采用工艺路线为预处理（化学絮凝沉淀）+深度处理（机械蒸汽压缩+双效MED蒸发结晶）技术，运行成本约70元/吨水，最终产品为杂盐。
（3）膜浓缩+结晶方式
在浓缩塔内采用三联箱加药+反渗透+正渗透MBC浓缩+TVC 结晶技术，最终生成结晶盐为NaCl+Na2SO4。由于采用膜浓缩工艺，运行成本低于热法浓缩工艺，主要成本为化学加药成本，运行成本约为60元/吨水。
（4）高温烟气直接干燥
在浓缩塔内采用高温烟气直接干燥工艺，单台机组处理废水量为3.5吨/小时。该项目抽取机组5%高温热烟气作为蒸发介质进入喷雾干燥塔，干燥后的含尘烟气直接进入静电除尘器，杂盐粉尘混合进入粉煤灰中。该装置实际运行电耗、物耗较低，但对机组热效率影响较大，经核算，影响机组煤耗约1.2g/KWH，实际运行费用高。
综上所述，上述几种均没有解决脱硫废水运行成本高、处理工艺复杂以及真正实现脱硫废水的零排放的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种零排放低能耗浓缩塔，可以解决传统的浓缩塔对废水处理的方法没有解决脱硫废水运行成本高、处理工艺复杂以及真正实现脱硫废水的零排放的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种零排放低能耗浓缩塔，包括塔体和底池，所述塔体内部从下往上依次设置有第一喷淋层、第二喷淋层、除雾层，所述除雾层内部安装有除雾器，且所述除雾层顶部侧壁上连接有一根接管，所述接管一端与气体循环泵相连接，所述气体循环泵侧壁上连接有相互垂直的导管、气体循环管，所述气体循环管底端导入所述底池内部，所述导管与所述气体循环管之间的连接处安装有电磁阀，所述第一喷淋层与所述第二喷淋层内部均安装有若干个喷头，所述塔体内部底部安装有塔盘，所述塔体外壁上安装有PLC控制器，所述PLC控制器一侧安装有电源，所述塔体底部设置所述底池，所述底池外壁上安装有进气口，所述进气口一侧安装有引风机，所述引风机与所述进气口之间通过管道相连接，所述引风机一侧安装有与其相连接的增压风机，所述底池内部设置有水槽，所述水槽顶部安装有水循环泵，所述水循环泵底部连接有一个导入所述水槽内部的吸头，所述水循环泵顶部连接一根水循环管，所述水循环管顶部通过两根管道分别导入所述第一喷淋层、所述第二喷淋层并与喷淋层内部的喷头相连接。
优选的，所述电源通过若干根导线分别与水循环泵、除雾器、气体循环泵、电磁阀、PLC控制器、引风机以及增压风机之间电性连接。
优选的，所述PLC控制器与水循环泵、除雾器、气体循环泵、电磁阀、引风机以及增压风机之间有线连接。
优选的，所述第一喷淋层、第二喷淋层与水槽之间通过水循环泵以及水循环管构成水循环结构。
优选的，所述塔体顶部与水槽之间通过气体循环泵以及气体循环管构成气体循环结构，当电磁阀关闭导管时，气体循环管与接管相连通，当电磁阀关闭气体循环管时，气体接管与导管相连通。
优选的，所述塔盘上设置有若干个均匀分布的气孔，且塔盘顶部外壁上始终保持有原始积液。
优选的，所述塔体采用玻璃钢材质，且玻璃钢材料中添加有涤纶纤维。
优选的，该种浓缩塔的水处理工艺具体步骤包括：
步骤一：浓缩，
S.将脱硫废水旋流器出口的废水经预澄清池或三联箱处理含固量至.%以下的废水输送到塔体内部；
S.利用引风机将锅炉经过ESP的低温烟气通过进气口导入塔体内部作为热源，烟气从锅炉流出时先通过鼓风机导向干燥床进行干燥，再流向ESP后由引风机引入塔体内部，引风机在引风时，烟气经过增压风机增压后导入塔体内部；
S.废水在塔体内部由水循环泵循环不断的抽入第一喷淋层、第二喷淋层与低温烟气相结合进行浓缩蒸发，在浓缩蒸发过程中，通过PLC控制器控制电磁阀启动，当电磁阀关闭导管时烟气在气体循环泵的作用下导回水槽内部被循环利用，当电磁阀关闭气体循环管时，蒸发后的湿烟气从导管返回脱硫塔中，经过脱硫塔脱硫后从烟囱排出，脱硫塔内部剩余废水经过旋流器加速后重新导入塔体内部；
步骤二：调质，浓缩后的浆液呈弱酸、高氯性质，浓缩后的浆液利用吸泵从塔体内部抽入调质箱内部，在调质箱内部加入消石灰，随后将浆液导入固液分离箱，浆液在固液分离箱完成固液分离后，产生部分污泥和滤清液，污泥投入污泥池内部，污泥主要成分为为石膏、飞灰，掺入煤中混烧、脱水掺入石膏中或外运；含盐滤清液进入后续干燥流程；
步骤三：干燥，从塔体内部抽取热二次风导入含盐滤清液，利用热二次风将含盐滤清液干燥后，实现废水的固化，最终固体进入粉煤灰中。
本发明的有益效果：在利用塔体进行浓缩时，将脱硫废水旋流器出口废水经预澄清池或三联箱处理含固量至0.5%以下，再输送到浓缩塔内，利用引风机后的低温烟气作为热源，在浓缩喷淋塔内对废水进行高倍率浓缩蒸发，浓缩倍率可达10倍以上，蒸发后的湿烟气返回脱硫塔中，解决了零排放后水的去向问题。
在塔体完成浓缩后，浆液呈弱酸、高氯的特点，经过加药、固液分离后，产生部分污泥和滤清液，污泥主要成分为为石膏、飞灰等，可掺入煤中混烧、脱水掺入石膏中或外运；少量滤清液进入后续干燥流程，所加药剂为消石灰，并且只需少量消石灰加药，减少了昂贵药剂的消耗，进一步降低了运行成本。
在干燥过程中，抽取少量热二次风将滤清液干燥后，实现废水的固化，最终固体进入粉煤灰中，解决零排放后固体物的去向问题，真正实现脱硫废水的零排放。
解决了低能耗、高倍率浓缩的问题，利用低温烟气作为热源，采用浓缩喷淋塔的方式，实现了废水的低能耗、高倍率浓缩减量；同时降低对前端水质预处理要求，合理利旧原废水车间设施。
解决了最终盐的出路：利用少量高温热风对杂盐溶液进行干燥，少量固体最终混合进入粉煤灰中，不仅实现了最终的零排放，而且不影响粉煤灰的出售。
采用独立的浓缩干燥系统，对烟风系统基本没有影响，将高含盐量废水易结垢、易腐蚀的风险限制在浓缩塔内，同时，利用我们对湿法脱硫吸收塔的经验，解决了浓缩塔的腐蚀问题，提高了浓缩塔的可靠性。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明浓缩塔进行水处理的工艺流程图；
图中：1、塔体；2、底池；3、水槽；4、第一喷淋层；5、第二喷淋层；6、除雾层；7、水循环泵；8、吸头；9、水循环管；10、喷头；11、除雾器；12、接管；13、气体循环泵；14、电磁阀；15、导管；16、气体循环管；17、PLC控制器；18、电源；19、塔盘；20、气孔；21、引风机；22、增压风机；23、进气口。
具体实施方式
下面将结合实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2所示，一种零排放低能耗浓缩塔，包括塔体1和底池2，塔体1内部从下往上依次设置有第一喷淋层4、第二喷淋层5、除雾层6，除雾层6内部安装有除雾器11，且除雾层6顶部侧壁上连接有一根接管12，接管12一端与气体循环泵13相连接，气体循环泵13侧壁上连接有相互垂直的导管15、气体循环管16，气体循环管16底端导入底池2内部，导管15与气体循环管16之间的连接处安装有电磁阀14，第一喷淋层4与第二喷淋层5内部均安装有若干个喷头10，塔体1内部底部安装有塔盘19，塔体1外壁上安装有PLC控制器17，PLC控制器17一侧安装有电源18，塔体1底部设置底池2，底池2外壁上安装有进气口23，进气口23一侧安装有引风机21，引风机21与进气口23之间通过管道相连接，引风机21一侧安装有与其相连接的增压风机22，底池2内部设置有水槽3，水槽3顶部安装有水循环泵7，水循环泵7底部连接有一个导入水槽3内部的吸头8，水循环泵7顶部连接一根水循环管9，水循环管9顶部通过两根管道分别导入第一喷淋层4、第二喷淋层5并与喷淋层内部的喷头10相连接。
电源18通过若干根导线分别与水循环泵7、除雾器11、气体循环泵13、电磁阀14、PLC控制器17、引风机21以及增压风机22之间电性连接，使得塔体1的各个组件在运行时均有足够的电力来源。
PLC控制器17与水循环泵7、除雾器11、气体循环泵13、电磁阀14、引风机21以及增压风机22之间有线连接，使得水循环泵7、除雾器11、气体循环泵13、电磁阀14、引风机21以及增压风机22在运行时均能够通过PLC控制器17进行有线控制。
第一喷淋层4、第二喷淋层5与水槽3之间通过水循环泵7以及水循环管9构成水循环结构，使得浓缩塔在进行喷淋浓缩干燥时液体与气体之间能够更加充分的结合，从而有效提升浓缩干燥效果。
塔体1顶部与水槽3之间通过气体循环泵13以及气体循环管16构成气体循环结构，当电磁阀14关闭导管15时，气体循环管16与接管12相连通，当电磁阀14关闭气体循环管16时，气体接管12与导管15相连通，当电磁阀14关闭导管15时烟气在气体循环泵13的作用下导回水槽3内部被循环利用，实现抽取热二次风，当电磁阀14关闭气体循环管16时，蒸发后的湿烟气从导管15返回脱硫塔中。
塔盘19上设置有若干个均匀分布的气孔20，且塔盘19顶部外壁上始终保持有原始积液，使得烟气在通过塔盘19上的气孔20时能够分散于液体中，增强气液两相的湍流程度，增大接触面积，尽可能地增强气液两相的湍流程度，提高浓缩倍率。
塔体1采用玻璃钢材质，且玻璃钢材料中添加有涤纶纤维，能够解决高氟离子腐蚀对玻璃纤维的腐蚀问题。
该种浓缩塔的水处理工艺具体步骤包括：
步骤一：浓缩，
S1.将脱硫废水旋流器出口的废水经预澄清池或三联箱处理含固量至0.5%以下的废水输送到塔体1内部；
S2.利用引风机21将锅炉经过ESP的低温烟气通过进气口23导入塔体1内部作为热源，烟气从锅炉流出时先通过鼓风机导向干燥床进行干燥，再流向ESP后由引风机21引入塔体1内部，引风机21在引风时，烟气经过增压风机增压后导入塔体1内部；
S3.废水在塔体1内部由水循环泵7循环不断的抽入第一喷淋层4、第二喷淋层5与低温烟气相结合进行浓缩蒸发，在浓缩蒸发过程中，通过PLC控制器17控制电磁阀14启动，当电磁阀14关闭导管15时烟气在气体循环泵13的作用下导回水槽3内部被循环利用，当电磁阀14关闭气体循环管16时，蒸发后的湿烟气从导管15返回脱硫塔中，经过脱硫塔脱硫后从烟囱排出，脱硫塔内部剩余废水经过旋流器加速后重新导入塔体1内部，解决零排放后水的去向问题；
步骤二：调质，浓缩后的浆液呈弱酸、高氯性质，浓缩后的浆液利用吸泵从塔体1内部抽入调质箱内部，在调质箱内部加入消石灰，随后将浆液导入固液分离箱，浆液在固液分离箱完成固液分离后，产生部分污泥和滤清液，污泥投入污泥池内部，污泥主要成分为为石膏、飞灰，掺入煤中混烧、脱水掺入石膏中或外运；含盐滤清液进入后续干燥流程；
步骤三：干燥，从塔体1内部抽取热二次风导入含盐滤清液，利用热二次风将含盐滤清液干燥后，实现废水的固化，最终固体进入粉煤灰中，解决零排放后固体物的去向问题，真正实现脱硫废水的零排放。
本发明的有益效果为：在利用塔体进行浓缩时，将脱硫废水旋流器出口废水经预澄清池或三联箱处理含固量至0.5%以下，再输送到浓缩塔内，利用引风机21后的低温烟气作为热源，在浓缩喷淋塔内对废水进行高倍率浓缩蒸发，浓缩倍率可达10倍以上，蒸发后的湿烟气返回脱硫塔中，解决了零排放后水的去向问题。
在塔体完成浓缩后，浆液呈弱酸、高氯的特点，经过加药、固液分离后，产生部分污泥和滤清液，污泥主要成分为为石膏、飞灰等，可掺入煤中混烧、脱水掺入石膏中或外运；少量滤清液进入后续干燥流程，所加药剂为消石灰，并且只需少量消石灰加药，减少了昂贵药剂的消耗，进一步降低了运行成本。
在干燥过程中，抽取少量热二次风将滤清液干燥后，实现废水的固化，最终固体进入粉煤灰中，解决零排放后固体物的去向问题，真正实现脱硫废水的零排放。
解决了低能耗、高倍率浓缩的问题，利用低温烟气作为热源，采用浓缩喷淋塔的方式，实现了废水的低能耗、高倍率浓缩减量；同时降低对前端水质预处理要求，合理利旧原废水车间设施。
解决了最终盐的出路：利用少量高温热风对杂盐溶液进行干燥，少量固体最终混合进入粉煤灰中，不仅实现了最终的零排放，而且不影响粉煤灰的出售。
采用独立的浓缩干燥系统，对烟风系统基本没有影响，将高含盐量废水易结垢、易腐蚀的风险限制在浓缩塔内，同时，利用我们对湿法脱硫吸收塔的经验，解决了浓缩塔的腐蚀问题，提高了浓缩塔的可靠性。
本发明在使用时，首先对浓缩塔进行组装，并将浓缩塔与运作时所需设备之间进行连接，先将进气口23与引风机21相连接，并且在引风机21与进气口23之间增加增压风机，引风机与ESP管道连接，ESP管道连接锅炉和干燥床，随后，气体循环管16底端导入水槽3内部，将第一喷淋层4、第二喷淋层5与水槽3之间通过水循环泵7以及水循环管9相连接，并且将导管15与脱硫塔相连接，脱硫塔管道连接旋流器，旋流器管道连接浓缩塔，同时脱硫塔管道连接烟囱，最终，将浓缩塔与调质箱管道连接，再将调质箱与固液分离箱之间管道连接，固液分离箱与污泥池之间管道连接，并且固液分离箱与干燥床之间管道连接。
浓缩塔在使用时，先进行浓缩，将脱硫废水旋流器出口的废水经预澄清池或三联箱处理含固量至0.5%以下的废水输送到塔体1内部；
随后，利用引风机21将锅炉经过ESP的低温烟气通过进气口23导入塔体1内部作为热源，烟气从锅炉流出时先通过鼓风机导向干燥床进行干燥，再流向ESP后由引风机21引入塔体1内部，引风机21在引风时，烟气经过增压风机增压后导入塔体1内部；
紧接着，废水在塔体1内部由水循环泵7循环不断的抽入第一喷淋层4、第二喷淋层5与低温烟气相结合进行浓缩蒸发，在浓缩蒸发过程中，通过PLC控制器17控制电磁阀14启动，当电磁阀14关闭导管15时烟气在气体循环泵13的作用下导回水槽3内部被循环利用，当电磁阀14关闭气体循环管16时，蒸发后的湿烟气从导管15返回脱硫塔中，经过脱硫塔脱硫后从烟囱排出，脱硫塔内部剩余废水经过旋流器加速后重新导入塔体1内部；
完成浓缩后进行调质，浓缩后的浆液呈弱酸、高氯性质，浓缩后的浆液利用吸泵从塔体1内部抽入调质箱内部，在调质箱内部加入消石灰，随后将浆液导入固液分离箱，浆液在固液分离箱完成固液分离后，产生部分污泥和滤清液，污泥投入污泥池内部，污泥主要成分为为石膏、飞灰，掺入煤中混烧、脱水掺入石膏中或外运；含盐滤清液进入后续干燥流程；
最终进行干燥，从塔体1内部抽取热二次风导入含盐滤清液，利用热二次风将含盐滤清液干燥后，实现废水的固化，最终固体进入粉煤灰中。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种零排放低能耗浓缩塔，包括塔体（1）和底池（2），其特征在于，所述塔体（1）内部从下往上依次设置有第一喷淋层（4）、第二喷淋层（5）、除雾层（6），所述除雾层（6）内部安装有除雾器（11），且所述除雾层（6）顶部侧壁上连接有一根接管（12），所述接管（12）一端与气体循环泵（13）相连接，所述气体循环泵（13）侧壁上连接有相互垂直的导管（15）、气体循环管（16），所述气体循环管（16）底端导入所述底池（2）内部，所述导管（15）与所述气体循环管（16）之间的连接处安装有电磁阀（14），所述第一喷淋层（4）与所述第二喷淋层（5）内部均安装有若干个喷头（10），所述塔体（1）内部底部安装有塔盘（19），所述塔体（1）外壁上安装有PLC控制器（17），所述PLC控制器（17）一侧安装有电源（18），所述塔体（1）底部设置所述底池（2），所述底池（2）外壁上安装有进气口（23），所述进气口（23）一侧安装有引风机（21），所述引风机（21）与所述进气口（23）之间通过管道相连接，所述引风机（21）一侧安装有与其相连接的增压风机（22），所述底池（2）内部设置有水槽（3），所述水槽（3）顶部安装有水循环泵（7），所述水循环泵（7）底部连接有一个导入所述水槽（3）内部的吸头（8），所述水循环泵（7）顶部连接一根水循环管（9），所述水循环管（9）顶部通过两根管道分别导入所述第一喷淋层（4）、所述第二喷淋层（5）并与喷淋层内部的喷头（10）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种零排放低能耗浓缩塔，其特征在于，所述电源（18）通过若干根导线分别与水循环泵（7）、除雾器（11）、气体循环泵（13）、电磁阀（14）、PLC控制器（17）、引风机（21）以及增压风机（22）之间电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种零排放低能耗浓缩塔，其特征在于，所述PLC控制器（17）与水循环泵（7）、除雾器（11）、气体循环泵（13）、电磁阀（14）、引风机（21）以及增压风机（22）之间有线连接。
4.根据权利要求1所述的一种零排放低能耗浓缩塔，其特征在于，所述第一喷淋层（4）、第二喷淋层（5）与水槽（3）之间通过水循环泵（7）以及水循环管（9）构成水循环结构。
5.根据权利要求1所述的一种零排放低能耗浓缩塔，其特征在于，所述塔体（1）顶部与水槽（3）之间通过气体循环泵（13）以及气体循环管（16）构成气体循环结构，当电磁阀（14）关闭导管（15）时，气体循环管（16）与接管（12）相连通，当电磁阀（14）关闭气体循环管（16）时，气体接管（12）与导管（15）相连通。
6.根据权利要求1所述的一种零排放低能耗浓缩塔，其特征在于，所述塔盘（19）上设置有若干个均匀分布的气孔（20），且塔盘（19）顶部外壁上始终保持有原始积液。
7.根据权利要求1所述的一种零排放低能耗浓缩塔，其特征在于，所述塔体（1）采用玻璃钢材质，且玻璃钢材料中添加有涤纶纤维。
8.根据权利要求1所述的一种零排放低能耗浓缩塔，其特征在于，该种浓缩塔的水处理工艺具体步骤包括：
步骤一：浓缩，
S1.将脱硫废水旋流器出口的废水经预澄清池或三联箱处理含固量至0.5%以下的废水输送到塔体（1）内部；
S2.利用引风机（21）将锅炉经过ESP的低温烟气通过进气口（23）导入塔体（1）内部作为热源，烟气从锅炉流出时先通过鼓风机导向干燥床进行干燥，再流向ESP后由引风机（21）引入塔体（1）内部，引风机（21）在引风时，烟气经过增压风机（22）增压后导入塔体（1）内部；
S3.废水在塔体（1）内部由水循环泵（7）循环不断的抽入第一喷淋层（4）、第二喷淋层（5）与低温烟气相结合进行浓缩蒸发，在浓缩蒸发过程中，通过PLC控制器（17）控制电磁阀（14）启动，当电磁阀（14）关闭导管（15）时烟气在气体循环泵（13）的作用下导回水槽（3）内部被循环利用，当电磁阀（14）关闭气体循环管（16）时，蒸发后的湿烟气从导管（15）返回脱硫塔中，经过脱硫塔脱硫后从烟囱排出，脱硫塔内部剩余废水经过旋流器加速后重新导入塔体（1）内部；
步骤二：调质，浓缩后的浆液呈弱酸、高氯性质，浓缩后的浆液利用吸泵从塔体（1）内部抽入调质箱内部，在调质箱内部加入消石灰，随后将浆液导入固液分离箱，浆液在固液分离箱完成固液分离后，产生部分污泥和滤清液，污泥投入污泥池内部，污泥主要成分为为石膏、飞灰，掺入煤中混烧、脱水掺入石膏中或外运；含盐滤清液进入后续干燥流程；
步骤三：干燥，从塔体（1）内部抽取热二次风导入含盐滤清液，利用热二次风将含盐滤清液干燥后，实现废水的固化，最终固体进入粉煤灰中。
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