CN111439882A - 一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统,包括依次连接的废水调节池、高密度沉淀池、低温多级闪蒸单元和旁路烟道蒸发单元;所述废水调节池与烟气湿法脱硫吸收塔的脱硫废水排出管道相连通。本发明中,废水调节池通过加药剂提高脱硫废水pH值;高密度沉淀池通过絮凝、沉淀、澄清实现脱硫废水高效预处理;低温多级闪蒸单元可以利用烟气余热实现废水多级闪蒸浓缩减量和水分回收;旁路烟道蒸发单元可以利用烟气余热实现废水蒸发结晶的处理。与现有技术相比,本发明采用高密度沉淀池进行脱硫废水的预处理,降低了占地面积;烟气低温多级闪蒸单元和旁路烟道蒸发单元均利用烟气所携带的热量,无需外加热源,降低了运行成本。

Description

一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域,特别是涉及一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统。
背景技术
目前,燃煤电厂普遍采用石灰石/石膏湿法脱硫技术脱除烟气中的SO2,产生的脱硫废水水质复杂,具有悬浮物含量高,含盐量高,硬度高,氯离子含量高,COD、氟化物、重金属含量超标的特点。目前脱硫废水的达标排放是采用化学沉淀法处理,主要是通过投加药剂进行氧化、中和、沉淀、絮凝等工艺去除脱硫废水中的重金属和悬浮物等污染物,但是排放的水中盐含量仍然很高,易腐蚀和结垢,使得废水回用率很低。
目前常采用的脱硫废水零排放工艺中预处理单元设有废水缓冲池、絮凝反应池、沉淀池、澄清池等构筑物,占地面积大,并且需要铺设较多的管线,不易于维护和管理。浓缩减量常用的热法浓缩技术能耗较高、膜法减量技术易污堵,造成运行成本的增加。
发明内容
为此,本发明的一个目的在于提出一种占地面积小,运行成本低的利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统。
本发明提供了一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统,包括依次连接的废水调节池、高密度沉淀池、低温多级闪蒸单元和旁路烟道蒸发单元;所述废水调节池与烟气湿法脱硫吸收塔的脱硫废水排出管道相连通,所述低温多级闪蒸单元和旁路烟道蒸发单元均通过管道与电厂烟气排出管道相连通。本发明中,废水调节池通过加药剂提高脱硫废水pH值;高密度沉淀池通过絮凝、沉淀、澄清实现脱硫废水高效预处理;低温多级闪蒸单元可以利用烟气余热实现废水多级闪蒸浓缩减量和水分回收;旁路烟道蒸发单元可以利用烟气余热实现废水蒸发结晶的处理。与现有技术相比,本发明采用高密度沉淀池进行脱硫废水的预处理,降低了占地面积;烟气低温多级闪蒸单元和旁路烟道蒸发单元均利用烟气所携带的热量,无需外加热源,降低了运行成本。
进一步地,所述废水调节池与烟气湿法脱硫吸收塔之间设置有石膏浆液脱水单元,所述废水调节池具有酸碱调节药剂投加装置。
进一步地,所述高密度沉淀池包括依次连通的混合区、絮凝区和沉淀区,所述混合区具有混合反应药剂投加装置,所述絮凝区具有助凝药剂投加装置,所述沉淀区具有污泥输送装置。
进一步地,还包括污泥处置单元,所述污泥输送装置包括污泥回流管道和污泥排放管道,所述污泥回流管道与所述絮凝区相连通,所述污泥排放管道与所述污泥处置单元相连通。
进一步地,所述低温多级闪蒸单元通过管道与电除尘器和烟气湿法脱硫吸收塔之间的烟道相连通。
进一步地,所述低温多级闪蒸单元包括加热器和多个闪蒸室,所述闪蒸室具有抽气口、进水口、浓水排水口和淡水排水口,所述浓水排水口与所述旁路烟道蒸发单元相连通。
进一步地,所述旁路烟道蒸发单元的进烟口通过管道与空预器前的烟道相连通,所述旁路烟道蒸发单元的出烟口通过管道与空预器和电除尘器之间的烟道相连通。
进一步地,所述旁路烟道蒸发单元包括蒸发器,所述蒸发器中具有雾化喷嘴。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
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绘示了一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统的结构图;
图2绘示了一种低温多级闪蒸单元的工艺流程示意图。
附图中标记为:
1 废水调节池
2 高密度沉淀池
3 低温多级闪蒸单元
31 加热器
32 闪蒸室
321 抽气口
322 进水口
323 浓水排水口
324 淡水排水口
4 旁路烟道蒸发单元
5 污泥处置单元
6 石膏浆液脱水单元
7 锅炉
8 空预器
9 电除尘器
10 烟气湿法脱硫吸收塔
11 烟囱
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。此外,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。
本发明提供了一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统,如图1所示,包括:依次连接的废水调节池1、高密度沉淀池2、低温多级闪蒸单元3和旁路烟道蒸发单元4;所述废水调节池1与烟气湿法脱硫吸收塔10的脱硫废水排出管道相连通,所述低温多级闪蒸单元3和旁路烟道蒸发单元4均通过管道与电厂烟气排出管道相连通。本发明中,废水调节池1通过加药剂提高脱硫废水pH值;高密度沉淀池2通过絮凝、沉淀、澄清实现脱硫废水高效预处理;低温多级闪蒸单元3可以利用烟气余热实现废水多级闪蒸浓缩减量和水分回收;旁路烟道蒸发单元4可以利用烟气余热实现废水蒸发结晶的处理。与现有技术相比,本发明采用高密度沉淀池进行脱硫废水的预处理,降低了占地面积;烟气低温多级闪蒸单元和旁路烟道蒸发单元均利用烟气所携带的热量,无需外加热源,降低了运行成本。
具体地,参照图1,本发明可以配合锅炉烟气排出管道使用,在进行脱硫废水处理的同时,还能回收利用烟气余热,降低运行成本。图1中示出了一条由锅炉7、空预器8、电除尘器9、烟气湿法脱硫吸收塔10和烟囱11组成的排烟通道。其中,所述低温多级闪蒸单元3通过管道与电除尘器9和烟气湿法脱硫吸收塔10之间的烟道相连通;所述旁路烟道蒸发单元4的进烟口通过管道与空预器8前的烟道相连通,所述旁路烟道蒸发单元4的出烟口通过管道与空预器8和电除尘器9之间的烟道相连通。其中,低温多级闪蒸单元3中通入低温烟气,用于对脱硫废水进行初级浓缩处理,形成浓盐水;旁路烟道蒸发单元4中通入高温烟气,以便使浓盐水蒸发结晶后排出。
在本发明实施例的一个方面,所述废水调节池1与烟气湿法脱硫吸收塔10之间设置有石膏浆液脱水单元6,石膏浆液脱水单元6将脱水后石膏输送至石膏储存库,产生的脱硫废水输送至所述废水调节池1,所述废水调节池1具有酸碱调节药剂投加装置。具体操作过程中,脱硫废水进入到废水调节池1后投加石灰乳或烧碱等药剂调节其pH值到9.0以上,以除去废水中的部分镁离子、重金属离子、氟离子、硫酸根离子、亚硫酸根离子等,产生的污泥经污泥输送装置排入污泥处置单元。
在本发明实施例的一个方面,所述高密度沉淀池2包括依次连通的混合区、絮凝区和沉淀区,所述混合区具有混合反应药剂投加装置,所述絮凝区具有助凝药剂投加装置,所述沉淀区具有污泥输送装置。具体操作过程中,在混合区中投加软化药剂、絮凝剂和有机硫,并以较快速度进行搅拌,形成小的絮体矾花;然后废水流入到絮凝区中投加助凝剂,在来自沉淀区回流污泥的共同作用下,经慢速搅拌形成大的絮体矾花;含絮体矾花的废水流入到沉淀区进行沉淀澄清,排出的液体经管道进入到低温多级闪蒸单元3。优选地,本发明还具有污泥处置单元5,沉淀区底部具有污泥输送装置,并通过污泥输送装置将部分水含量较高的污泥回流至絮凝区,剩余污泥经管道排放至污泥处置单元5进行后续处置。
在本发明实施例的一个方面,如图2所示,所述低温多级闪蒸单元3包括加热器31和多个闪蒸室32,所述闪蒸室32具有抽气口321、进水口322、浓水排水口323和淡水排水口324,所述浓水排水口323与所述旁路烟道蒸发单元4相连通。废水在在低温多级闪蒸单元3的闪蒸室32中运行温度为50-80℃,运行压力为5-50kPa条件下进行低温闪蒸,产生的蒸汽经过冷凝集水后通过淡水排水口324输送至集水池,并回用至电厂,产生的浓盐水通过管道输送至旁路烟道蒸发单元4。其中,加热器31由回收的烟气余热进行加热,通过集水池回收冷凝后的淡水,可以回收利用,有利于节约水资源,降低电厂运行成本。
其中,低温多级闪蒸单元3工作的具体原理为:闪蒸是利用加热器31将废水加热到一定温度后引入闪蒸室32,由于该闪蒸室32中的压力通过抽气口321控制在低于废水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下,故废水通过进水口322进入闪蒸室后即因为过热而急速的部分气化,从而使废水自身的温度降低,所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。多级闪蒸就是以此原理为基础,在一定的压力下,把经过预热的废水加热至某一温度,引入第一个闪蒸室,降压使废水闪蒸,产生的蒸汽在热交换管外冷凝而成淡水,而留下的废水温度降到相应的饱和温度;依次将浓缩废水引入以后各闪蒸室32逐级降压闪蒸,闪蒸室32内温度逐渐降低,同时盐水也逐级增浓,直到其温度接近原废水温度,实现废水浓缩并从浓水排水口323流出至旁路烟道蒸发单元4,冷凝后的淡水通过淡水排水口324流出至集水池回用。本发明中利用烟气余热的低温多级闪蒸单元3,是利用烟气作为热源,通过加热器31对原水进行加热,实现多级闪蒸,分别产出淡水和浓盐水。多级闪蒸系统的防垢性能好,对盐浓度有更好的适应性。
在本发明实施例的一个方面,如图2所示,所述旁路烟道蒸发单元4的进烟口通过管道与空预器8前的烟道相连通,所述旁路烟道蒸发单元4的出烟口通过管道与空预器8和电除尘器9之间的烟道相连通。其中,所述旁路烟道蒸发单元4包括蒸发器,所述蒸发器中具有雾化喷嘴。在具体工作中,低温多级闪蒸单元3流出的浓盐水进入旁路烟道蒸发单元4,在300-380℃下实现浓盐水的蒸发结晶,将结晶盐排入电除尘器9前的烟道中,结晶盐经电除尘器9收集后排出。
其中,旁路烟道蒸发单元4工作的具体原理为:旁路烟道蒸发是增加一个旁路烟道蒸发器,从空预器8前的主烟道上引出一旁路烟道,将空预器8前的少量高温烟气引入至旁路烟道蒸发单元4的蒸发器中;脱硫废水经管道输送至蒸发器中,在高速压缩空气作用下通过蒸发器中的雾化喷嘴实现废水的雾化;进入蒸发器中的高温烟气对雾化的脱硫废水进行蒸发结晶,形成的结晶盐在蒸发器的底部收集,再随着底部的旁路烟道排入电除尘器9前的主烟道中,结晶盐被电除尘器9捕集后随粉煤灰一并排出。
综上,本发明的有益效果包括:
(1)提高预处理效果,降低占地面积。采用高密度沉淀池进行脱硫废水的预处理,降低了占地面积,提高了沉淀效率和出水品质。
(2)降低运行成本。高密度沉淀池中一部分污泥进行回流,强化絮凝效果,减少药剂投加量,减少了剩余污泥处理量;烟气低温多级闪蒸单元和旁路烟道蒸发单元均利用烟气所携带的热量,无需外加热源;旁路烟道蒸发单元产生的结晶盐经电除尘器捕集,连同粉煤灰一并排出,无需单独处理,以上均可以降低运行成本。
(3)实现水分的回收利用。烟气低温多级闪蒸单元中冷凝集水模块排出的冷凝水可以回用至电厂,作为补充用水,节约水资源。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统,其特征在于,包括:
依次连接的废水调节池、高密度沉淀池、低温多级闪蒸单元和旁路烟道蒸发单元;
所述废水调节池与烟气湿法脱硫吸收塔的脱硫废水排出管道相连通,所述低温多级闪蒸单元和旁路烟道蒸发单元均通过管道与电厂烟气排出管道相连通。
2.如权利要求1所述的一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统,其特征在于,
所述废水调节池与烟气湿法脱硫吸收塔之间设置有石膏浆液脱水单元,所述废水调节池具有酸碱调节药剂投加装置。
3.如权利要求1所述的一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统,其特征在于,
所述高密度沉淀池包括依次连通的混合区、絮凝区和沉淀区,所述混合区具有混合反应药剂投加装置,所述絮凝区具有助凝药剂投加装置,所述沉淀区具有污泥输送装置。
4.如权利要求3所述的一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统,其特征在于,
还包括污泥处置单元,所述污泥输送装置包括污泥回流管道和污泥排放管道,所述污泥回流管道与所述絮凝区相连通,所述污泥排放管道与所述污泥处置单元相连通。
5.如权利要求1所述的一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统,其特征在于,
所述低温多级闪蒸单元通过管道与电除尘器和烟气湿法脱硫吸收塔之间的烟道相连通。
6.如权利要求5所述的一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统,其特征在于,
所述低温多级闪蒸单元包括加热器和多个闪蒸室,所述闪蒸室具有抽气口、进水口、浓水排水口和淡水排水口,所述浓水排水口与所述旁路烟道蒸发单元相连通。
7.如权利要求1所述的一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统,其特征在于,
所述旁路烟道蒸发单元的进烟口通过管道与空预器前的烟道相连通,所述旁路烟道蒸发单元的出烟口通过管道与空预器和电除尘器之间的烟道相连通。
8.如权利要求7所述的一种利用电厂烟气余热的脱硫废水零排放系统,其特征在于,
所述旁路烟道蒸发单元包括蒸发器,所述蒸发器中具有雾化喷嘴。
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