CN111320222A - 一种基于双塔结构的脱硫废水零排放处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于双塔结构的脱硫废水零排放处理系统，包括通过烟道依次连接的空气预热器、电除尘器、引风机、湿法脱硫吸收塔和烟囱，同时所述湿法脱硫吸收塔底部与脱硫废水储液箱连接，还包括：均与所述脱硫废水储液箱连接的低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔；所述低温烟气蒸发塔和所述高温烟气蒸发塔的烟气入口分别经烟气流量控制阀与所述烟道连接，同时所述低温烟气蒸发塔和所述高温烟气蒸发塔的烟气出口均与所述烟道连接。还提供一种应用该系统的方法。根据本发明的实施方式，减少了对含有高品位能的高温烟气的使用量，实现了脱硫废水的零排放。
Description
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，尤其涉及一种基于双塔结构的脱硫废水零排放处理系统以及应用该系统的方法。
背景技术
石灰石-石膏湿法脱硫技术是现今火电厂使用最广泛的脱硫技术，具有脱硫效率高等，运行稳定等优点，但是运行过程中会排出大量脱硫废水。脱硫废水中含有大量的无机盐及重金属离子，对环境有着较大的污染性，脱硫废水处理已成为目前燃煤电厂急需处理的问题。
当前国内脱硫废水零排放方案主要有以下三种：蒸发结晶、主烟道蒸发技术和旁路热烟气蒸发技术，蒸发结晶工艺因其成本较高等原因未被广泛使用，主烟道蒸发技术因空预器出口烟道烟气温度波动大及主烟道蒸发空间有限等原因也未被广泛使用，而旁路热烟气蒸发技术有着系统简单，运行成本较低等优点。旋转喷雾干燥技术属于旁路热烟气蒸发工艺之一，喷雾干燥塔内的旋转雾化器可将脱硫废水雾化成微小雾滴，经旁路引入的高温热烟气干燥蒸发，干燥后的粗颗粒产物进入干燥塔底部的灰斗中，细小盐分则与烟气一起排出进入电除尘器。
旁路喷雾干燥蒸发技术的核心在于是否能保证脱硫废水的完全蒸发。目前，已有的旁路喷雾干燥蒸发技术利用空气预热器前高温烟气可将脱硫废水完全蒸发，因此，如何在保证脱硫废水完全蒸发的基础上节约高品位能的烟气是旁路喷雾干燥蒸发技术必须考虑的问题。
背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种改进的基于双塔结构的脱硫废水零排放处理系统以及应用该系统的方法。
在一个方面，提供一种基于双塔结构的脱硫废水零排放处理系统，包括通过烟道依次连接的空气预热器、电除尘器、引风机、湿法脱硫吸收塔和烟囱，同时所述湿法脱硫吸收塔底部与脱硫废水储液箱连接，还包括：均与所述脱硫废水储液箱连接的低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔；
所述低温烟气蒸发塔和所述高温烟气蒸发塔的烟气入口分别经烟气流量控制阀与所述烟道连接，同时所述低温烟气蒸发塔和所述高温烟气蒸发塔的烟气出口均与所述烟道连接。
在一个实施例中，还包括：与所述空气预热器烟道入口连接的SCR脱硝系统。
在一个实施例中，还包括：相互连接的水泵和废水流量控制阀，并且所述水泵与所述脱硫废水储液箱连接，所述废水流量控制阀分别与所述低温烟气蒸发塔和所述高温烟气蒸发塔连接。
在一个实施例中，所述低温烟气蒸发塔和所述高温烟气蒸发塔的顶部均设置有旋转雾化器，所述旋转雾化器与所述废水流量控制阀连接。
在一个实施例中，所述旋转雾化器将脱硫废水处理为平均粒径30μm-50μm的雾滴。
在一个实施例中，所述低温烟气蒸发塔烟气入口和烟气出口均与所述空气预热器和所述电除尘器之间的烟道连接；所述高温烟气蒸发塔的烟气入口与所述空气预热器的烟气入口烟道连接，所述高温烟气蒸发塔的烟气出口与所述空气预热器和所述电除尘器之间的烟道连接。
在另一个方面，还提供一种基于双塔结构的脱硫废水零排放处理方法，采用如上所述的脱硫废水零排放处理系统，包括步骤：
S101：静置脱硫废水储液箱中的脱硫废水；
S102：抽取脱硫废水中上层清液，分别输送至低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔；
S103：抽取烟道中部分低温烟气输送至低温烟气蒸发塔，抽取烟道中部分高温烟气输送至高温烟气蒸发塔中，利用所述低温烟气和所述高温烟气将所述上层清液蒸干；
S104：蒸干后的粗颗粒物掉落至低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔底部排出，细颗粒随烟气排出低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔，然后进入电除尘器之后被电除尘器去除。
在一个实施例中，在步骤S102之前，还包括步骤：将静置后的脱硫废水中上层清液的pH值调至9-10。
在一个实施例中，步骤S103为：通过烟气流量控制阀分别调节进入低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔的烟气流量，抽取所述空气预热器烟气出口烟道中烟气总量的10％-20％烟气输送至低温烟气蒸发塔，抽取所述空气预热器烟气入口烟道中烟气总量的1％-5％烟气输送至高温烟气蒸发塔中，输送至所述低温烟气蒸发塔和所述高温烟气蒸发塔的烟气将所述上层清液蒸干。
在一个实施例中，步骤S102为：抽取脱硫废水中上层清液，通过废水流量控制阀调节流量，将废水分别输送至低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔，将进入到所述高温烟气蒸发塔和所述低温烟气蒸发塔中的脱硫废水流量比例设置为1:1-2:1。
根据本发明的实施方式，通过抽取烟道中的部分高温烟气和部分低温烟气分别输送至高温烟气蒸发塔和低温烟气蒸发塔；再利用输送至低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔中的烟气余热，使输送至低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔中的脱硫废水蒸发。从而减少了对含有高品位能的高温烟气的使用量，进而降低了蒸发脱硫废水对于锅炉效率的影响，同时实现了脱硫废水的零排放。此外，通过流量控制中心来动态调控废水流量控制阀和烟气流量控制阀，可以在电厂负荷改变及总烟气量变化时动态的完成对脱硫废水的完全蒸发。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的脱硫废水零排放处理系统示意图。
附图标记：1-锅炉，2-SCR脱硝系统，3-空气预热器，4-电除尘器，5-引风机，6-湿法脱硫吸收塔，7-烟囱，8-脱硫废水储液箱，9-水泵，10-低温烟气蒸发塔，11-高温烟气蒸发塔，12-烟气流量控制阀，13-废水流量控制阀，14-旋转雾化器。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合图1详细介绍本发明的实施例。
如图1所示，一种基于双塔结构的脱硫废水零排放处理系统，包括通过烟道依次连接的空气预热器3、电除尘器4、引风机5、湿法脱硫吸收塔6和烟囱7，空气预热器3的烟道入口与锅炉1的烟道出口通过烟道进行连接。从锅炉1排出的烟气依次经过空气预热器3、电除尘器4、引风机5、湿法脱硫吸收塔6，最后通过烟囱7排出。
湿法脱硫吸收塔6底部与脱硫废水储液箱8通过管路连接，湿法脱硫吸收塔6中的脱硫废水通过管路排入脱硫废水储液箱8中。同时脱硫废水储液箱8分别与低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11的顶部连接，脱硫废水储液箱8中的脱硫废水可以通过管路流入低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11中。
低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11的烟气入口分别经过烟气流量控制阀12与烟道连接，同时低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11的烟气出口也均与烟道连接，于是烟道中的部分烟气被输送至低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11内，并通过烟气出口被输送回烟道中。进入低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11的烟气的余热可以将从低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11的顶部流入的脱硫废水蒸发形成颗粒物，粗颗粒物掉落至低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11的底部并从底部排出。细颗粒物便随烟气从烟气出口排出低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11。
在一些实施例中，一种基于双塔结构的脱硫废水零排放处理系统还包括SCR脱硝系统2，SCR脱硝系统2连接在锅炉1和空气预热器3之间。从锅炉1排出的烟气将通过烟道先进入SCR脱硝系统2中，烟气从SCR脱硝系统2中排出后通过烟道从空气预热器3烟道入口进入空气预热器3中。
在一些实施例中，还包括：通过管路相互连接的水泵9和废水流量控制阀13，水泵9还与脱硫废水储液箱8管路连接，废水流量控制阀13分别与低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11管路连接。于是通过水泵9将脱硫废水储液箱8中的脱硫废水抽出，并通过废水流量控制阀13输送至低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11中。废水流量控制阀13可以分别动态调节控制进入低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11的脱硫废水水量。优选地，废水流量控制阀13控制进入高温烟气蒸发塔11与低温烟气蒸发塔10中的脱硫废水流量比例为1:1-2:1。优选地，废水流量控制阀13为电子阀门流量器。
在一些实施例中，低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11的顶部均设置有旋转雾化器14，旋转雾化器14与废水流量控制阀13连接。旋转雾化器14的高速转盘可以将流入低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11内的脱硫废水雾化成小液滴喷入低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11内。将脱硫废水雾化成小液滴状有利于低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11内的烟气余热充分蒸发脱硫废水。优选地，旋转雾化器14将脱硫废水处理为平均粒径30μm-50μm的雾滴。
在一些实施例中，高温烟气蒸发塔11烟气入口与锅炉1和空气预热器3之间的烟道连接，或者与SCR脱硝系统2和空气预热器3之间的烟道连接；高温烟气蒸发塔11烟气出口与空气预热器3和电除尘器4之间的烟道连接；低温烟气蒸发塔10烟气入口与空气预热器3和电除尘器4之间的烟道连接，同时低温烟气蒸发塔10烟气出口也与空气预热器3和电除尘器4之间的烟道连接。锅炉1或者SCR脱硝系统2排出的部分高温烟气通过烟气入口进入到高温烟气蒸发塔11内，高温烟气蒸发塔11中的高温烟气对脱硫废水进行干燥蒸发；空气预热器3排出的部分低温烟气通过烟气入口进入到低温烟气蒸发塔10内，低温烟气蒸发塔10中的低温烟气将脱硫废水干燥蒸发。
根据本发明的实施方式，通过高温烟气蒸发塔11和低温烟气蒸发塔10的结合，利用烟道中的部分高温烟气和部分低温烟气来对脱硫废水进行干燥蒸发；从而减少了对含有高品位能的高温烟气的使用量，进而降低了蒸发脱硫废水对于锅炉1系统的影响，同时实现了脱硫废水的零排放。
另外，根据本发明的实施方式，通过废水流量控制阀13来动态调整进入低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11的脱硫废水流量，同时通过烟气流量控制阀12来动态调整进入低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11的烟气量，可以在电厂负荷改变及总烟气量变化时动态的完成对脱硫废水的完全蒸发。
本发明还提供一种基于双塔结构的脱硫废水零排放处理方法，将采用如上所述的脱硫废水零排放处理系统来对脱硫废水进行处理，包括步骤：
S101：静置脱硫废水储液箱8中的脱硫废水。
静置脱硫废水储液箱8中的脱硫废水，脱硫废水经沉淀后上下分层，上层为清液。
S102：抽取脱硫废水中上层清液，分别输送至低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11。
分别从低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11的顶部，将脱硫废水中的部分上层清液输送到低温烟气蒸发塔10内，同时也将部分上层清液输送到高温烟气蒸发塔11内。
S103：抽取烟道中部分低温烟气输送至低温烟气蒸发塔10，抽取烟道中部分高温烟气输送至高温烟气蒸发塔11中，利用低温烟气和高温烟气将上层清液蒸干。
从烟道中抽取部分高温烟气从烟气入口输送至高温烟气蒸发塔11，从烟道中抽取部分低温烟气从烟气入口输送至低温烟气蒸发塔10，低温烟气和高温烟气的余热可以将低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11内脱硫废水进行干燥蒸发。
S104：蒸干后的粗颗粒物掉落至低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔底部排出，细颗粒随烟气排出低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔，然后进入电除尘器之后被电除尘器去除。
脱硫废水被干燥蒸发后，形成颗粒物，粗颗粒物掉落入低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11底部并从底部排出；细颗粒物随烟气从低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11的烟气出口排出，随烟气进入电除尘器4之后被电除尘器4去除。
在一些实施例中，在步骤S102之前，还包括步骤：将静置后的脱硫废水中上层清液的pH值调至9-10。
优选地，步骤S103为：通过烟气流量控制阀12分别调节进入低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11的烟气量。抽取空气预热器3烟气出口烟道中烟气总量的10％-20％烟气输送至低温烟气蒸发塔10，抽取空气预热器3烟气入口烟道中烟气总量的1％-5％烟气输送至高温烟气蒸发塔11中，输送至低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11的烟气将上层清液蒸。
优选地，步骤S102为：抽取脱硫废水中上层清液，将抽取的上层清液分别输送至低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11，通过废水流量控制阀13调节流量，将进入到高温烟气蒸发塔11和低温烟气蒸发塔10中的脱硫废水流量比例控制为1:1-2:1。
根据本发明的实施方式，通过抽取烟道中的部分高温烟气和部分低温烟气分别输送至高温烟气蒸发塔11和低温烟气蒸发塔10；再利用输送至低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11中的烟气余热，使输送至低温烟气蒸发塔10和高温烟气蒸发塔11中的脱硫废水蒸发。从而减少了对含有高品位能的高温烟气的使用量，进而降低了蒸发脱硫废水对于锅炉1效率的影响。此外，通过废水流量控制阀13和烟气流量控制阀12，可以在电厂负荷改变或者总烟气量变化时动态调节脱硫废水流量和烟气流量，以实现对脱硫废水的完全蒸发，即实现了脱硫废水的零排放。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于双塔结构的脱硫废水零排放处理系统，包括通过烟道依次连接的空气预热器、电除尘器、引风机、湿法脱硫吸收塔和烟囱，同时所述湿法脱硫吸收塔底部与脱硫废水储液箱连接，其特征在于，还包括：均与所述脱硫废水储液箱连接的低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔；
所述低温烟气蒸发塔和所述高温烟气蒸发塔的烟气入口分别经烟气流量控制阀与所述烟道连接，同时所述低温烟气蒸发塔和所述高温烟气蒸发塔的烟气出口均与所述烟道连接。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，还包括：与所述空气预热器烟道入口连接的SCR脱硝系统。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，还包括：相互连接的水泵和废水流量控制阀，并且所述水泵与所述脱硫废水储液箱连接，所述废水流量控制阀分别与所述低温烟气蒸发塔和所述高温烟气蒸发塔连接。
4.根据权利要求3所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述低温烟气蒸发塔和所述高温烟气蒸发塔的顶部均设置有旋转雾化器，所述旋转雾化器与所述废水流量控制阀连接。
5.根据权利要求4所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述旋转雾化器将脱硫废水处理为平均粒径30μm-50μm的雾滴。
6.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述低温烟气蒸发塔烟气入口和烟气出口均与所述空气预热器和所述电除尘器之间的烟道连接；所述高温烟气蒸发塔的烟气入口与所述空气预热器的烟气入口烟道连接，所述高温烟气蒸发塔的烟气出口与所述空气预热器和所述电除尘器之间的烟道连接。
7.一种基于双塔结构的脱硫废水零排放处理方法，采用如权利要求1-6中任一项所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，包括步骤：
S101：静置脱硫废水储液箱中的脱硫废水；
S102：抽取脱硫废水中上层清液，分别输送至低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔；
S103：抽取烟道中部分低温烟气输送至低温烟气蒸发塔，抽取烟道中部分高温烟气输送至高温烟气蒸发塔中，利用所述低温烟气和所述高温烟气将所述上层清液蒸干；
S104：蒸干后的粗颗粒物掉落至低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔底部排出，细颗粒随烟气排出低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔，然后进入电除尘器之后被电除尘器去除。
8.根据权利要求7所述的脱硫废水零排放处理方法，其特征在于，在步骤S102之前，还包括步骤：将静置后的脱硫废水中上层清液的pH值调至9-10。
9.根据权利要求8所述的脱硫废水零排放处理方法，其特征在于，步骤S103为：通过烟气流量控制阀分别调节进入低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔的烟气流量，抽取所述空气预热器烟气出口烟道中烟气总量的10％-20％烟气输送至低温烟气蒸发塔，抽取所述空气预热器烟气入口烟道中烟气总量的1％-5％烟气输送至高温烟气蒸发塔中，输送至所述低温烟气蒸发塔和所述高温烟气蒸发塔的烟气将所述上层清液蒸干。
10.根据权利要求9所述的脱硫废水零排放处理方法，其特征在于，步骤S102为：通过废水流量控制阀调节流量，将废水抽取脱硫废水中上层清液，分别输送至低温烟气蒸发塔和高温烟气蒸发塔，将进入到所述高温烟气蒸发塔和所述低温烟气蒸发塔中的脱硫废水流量比例设置为1:1-2:1。
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