CN111517400B - 一种低品位热源耦合多效闪蒸浓缩蒸发系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低品位热源耦合多效闪蒸浓缩蒸发系统,属于废水处理技术领域。包括热源系统、多效蒸发浓缩系统及两者之间的连接热源管组成。通过热源系统将电厂的低品位热源梯级闪蒸成低温蒸汽,分别进入多效蒸发浓缩系统的效体加热器,作为多效蒸发浓缩系统的蒸发热源,实现热源系统与多效蒸发浓缩系统的灵活耦合。实现低品位热水热源的高效利用,降低了多效蒸发浓缩系统的运行能耗。

Description

一种低品位热源耦合多效闪蒸浓缩蒸发系统
技术领域
本发明涉及一种低品位热源耦合多效闪蒸浓缩蒸发系统,属于火力发电厂废水处理技术领域。
背景技术
我国绝大多数燃煤电厂脱硫采用的是“石灰石—石膏”湿法脱硫工艺。为了维持湿法脱硫系统的安全、稳定运行,必须外排一定量的脱硫废水。脱硫废水水质非常差,含有大量的硫酸根、氯离子、钙镁离子及重金属等,对环境会造成很严重的污染。其中很多重金属离子是国家环保标准中要求控制的第一类污染物,因此必须对传统工艺中产生的脱硫废水进行单独处理。
目前常规的脱硫废水处理系统采用“三联箱”化学沉淀法,工艺系统复杂,设备数量多,工作环境差,投资和运行费用高,并且无法去除废水中的氯离子等盐分,从而不能循环利用。从长远发展的角度来看,“三联箱”工艺并不符合环保要求。且随着国家对水资源管理、废水排放的要求趋严,以及部分地方政府出台对高盐废水限排政策,燃煤电厂只有开展废水零排放的工作才能满足环保的要求。目前的湿法脱硫废水总盐量、氯离子、硬度、悬浮物、重金属含量都非常高,回用途径非常有限,处理难度也非常大。目前,一般采用“预处理(化学软化+分离)+浓缩(膜浓缩/热法浓缩)+固化(蒸发结晶/烟道蒸发)”的处理工艺,投资和运行费用非常高。
热法浓缩是一种较好的废水减量工艺,主要使用多效闪蒸蒸发器或机械压缩再循环蒸发器。其中多效闪蒸蒸发器以蒸汽为热源进行废水蒸发浓缩,蒸汽参数为100℃左右的饱和蒸汽即可。电厂一般无适合多效闪蒸蒸发器运行的饱和蒸汽,需要通过减温减压器减温减压后作为多效闪蒸的热源,造成高品位能源低用,且导致运行费用较高。由于脱硫废水硬度高,直接使用高温蒸汽会造成换热面的结垢,影响多效闪蒸蒸发器的安全稳定运行。电厂虽不易获得适合多效闪蒸蒸发浓缩的热源,但存在着大量低品位的热水热源,如尾部烟道换热器热水、供热循环水等。直接使用热水加热废水使得换热面积大,增加了结垢的风险。因此,开发出一种能够耦合电厂低品位热源实现废水多效闪蒸蒸发浓缩的工艺系统,能够降低脱硫废水处理的运行成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是多效闪蒸蒸发运行成本高的问题。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是提供了一种低品位热源耦合多效闪蒸浓缩蒸发系统,其特征在于,包括热源系统、多效蒸发浓缩系统;所述热源系统包括多级热源单元,所述热源单元内均设有热源闪蒸罐和喷淋层,热水依次进入多级热源单元的热源闪蒸罐并通过所述喷淋层闪蒸出蒸汽形成多级蒸汽;所述多效蒸发浓缩系统包括多效蒸发浓缩单元,所述蒸发浓缩单元内均设有效体加热器、效体分离器和效体循环泵,效体加热器通过效体循环泵与效体分离器的废水出口形成循环连接;
所述多级热源单元产生的多级蒸汽连接多效蒸发浓缩单元的效体加热器;所述低效蒸发浓缩单元的效体分离器的蒸汽出口连接下一效蒸发浓缩单元的效体加热器使得各效蒸发浓缩单元形成串联;一效蒸发浓缩单元的效体加热器连接有启动蒸汽、效体分离器连接有废水进料,末效蒸发浓缩单元的效体分离器的蒸汽出口通过冷凝器和真空泵连接、废水出口与出料泵连接。
优选的,所述热源系统的能量来自锅炉尾部烟道烟气,所述烟道内设有热水换热器,所述热水换热器产生的热水依次进入多级热源单元并通过热水回流泵回流至所述热水换热器。
优选的,所述的热水换热器为除尘前或除尘后的低温省煤器。
优选的,所述的多级热源单元级数大于等于1,所述的多效蒸发浓缩单元级数大于等于1。
优选的,所述的多级热源单元产生的多级蒸汽通过热源管连接多效蒸发浓缩单元的效体加热器,所述热源管上设有调节阀和逆止阀。
相比现有技术,本发明具有如下有益效果:
本发明通过耦合热水热源,为多效蒸发浓缩系统提供热源,降低了运行成本,避免了高品质蒸汽热源的热源品位损失。
附图说明
图1是本发明一种低品位热源耦合多效闪蒸浓缩蒸发系统的结构示意图;
附图标记说明:1.热源系统、2.多效蒸发浓缩系统、10.烟道、11低温省煤器、12热源闪蒸罐、13热水回流泵、14热水循环泵、15喷淋层、16热源管、17-1调节阀门一、17-2调节阀门二、17-3调节阀门三、18-1逆止阀一、18-2逆止阀二、18-3逆止阀三、21进料泵、22效体加热器、23效体循环泵、24效体分离器、25真空泵、26冷凝器、27出料泵、A.废水进料、B不凝性气体、C冷却水进水、D冷却水出水、E冷凝水、F废水出料、G循环水进水、H循环水出水、J启动蒸汽。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂,兹以优选实施例,并配合附图作详细说明如下。
实施例
如图1所示,本发明提供一种低品位热源耦合多效闪蒸浓缩蒸发系统,废水进料A进料量14t/h,进料温度30℃。冷却水进水C进水温度25℃,冷却水量165t/h。本发明系统包括热源系统1与多效蒸发浓缩系统2,并通过热源管连接。
本实例的热源系统1由两级热源单元组成。所述热源系统1的能量来自锅炉尾部烟道10烟气,由烟道10内的低温省煤器11产生热水,热水温度为95℃,旁路其中100t/h热水依次进入一级热源单元与二级热源单元,最后通过热水循环泵13将热能利用后的水送回原低温省煤器11中。每级热源单元由热水循环泵14输送热源热水进入热水闪蒸罐12上部设置的喷淋层15进行喷淋。一级热源单元的热水闪蒸罐12中产生75℃饱和蒸汽约3.61t/h,二级热源单元产生55℃的饱和蒸汽约3.41t/h。
本实例的多效蒸发浓缩系统2由三效蒸发浓缩单元组成。一、二级热源单元产生的饱和蒸汽作为多效蒸发浓缩系统2的蒸发热源。一级热源单元的蒸汽通过热源管进入一效蒸发浓缩单元的效体加热器22,废水经过换热后在一效蒸发浓缩单元的效体分离器24分离出洁净蒸汽约1.90t/h作为二效蒸发浓缩单元的热源蒸汽。二效蒸发出洁净蒸汽约1.88t/h,与二级热源单元产生的蒸汽3.41t/h共同进入三效蒸发浓缩单元,三效蒸发5.24t/h进入冷凝器26。蒸汽在冷凝器26冷却水的冷却下冷凝成洁净冷凝水。冷凝器26蒸汽侧连通真空泵25,将不凝性气体抽出。废水在多效蒸发浓缩系统2中逐级浓缩后通过浓水泵27排出浓水5.00t/h,实现了废水的蒸发浓缩。通过本实例系统实现了热水能量的梯级利用,降低了多效蒸发浓缩系统2的运行能耗。
系统在冷态启动时,通过启动蒸汽J送入启动蒸汽,启动蒸汽为75-100℃的饱和蒸汽。
为避免多效蒸发浓缩系统2的蒸汽倒灌进入热源系统1,热源管上设置逆止阀,包括逆止阀一18-1、逆止阀二18-2和逆止阀三18-3。为灵活调节进入蒸发浓缩系统的蒸汽,热源管上设置调节阀门,包括调节阀门一17-1、调节阀门二17-2和调节阀门三17-3。
上述实例中热源系统1为两级,多效蒸发浓缩系统2为三效,但不视为限定此数量,热源系统1和多效蒸发浓缩系统2的级数可选用其他数量;且不要求热源系统1和多效蒸发浓缩系统2的级数相等,某一级热源单元产生的蒸汽可提供给多效蒸发浓缩单元,多级热源单元产生的蒸汽也可提供给某一效蒸发浓缩单元。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并非对本发明任何形式上和实质上的限制,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的前提下,还将可以做出若干改进和补充,这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化,均为本发明的等效实施例;同时,凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变,均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种低品位热源耦合多效闪蒸浓缩蒸发系统,其特征在于,包括热源系统、多效蒸发浓缩系统;所述热源系统包括多级热源单元,所述热源单元内均设有热源闪蒸罐和喷淋层,热水依次进入多级热源单元的热源闪蒸罐并通过所述喷淋层闪蒸出蒸汽形成多级蒸汽;所述多效蒸发浓缩系统包括多效蒸发浓缩单元,所述蒸发浓缩单元内均设有效体加热器、效体分离器和效体循环泵,效体加热器通过效体循环泵与效体分离器的废水出口形成循环连接;
所述多级热源单元产生的多级蒸汽连接多效蒸发浓缩单元的效体加热器;多效蒸发浓缩单元中的低效蒸发浓缩单元的效体分离器的蒸汽出口连接下一效蒸发浓缩单元的效体加热器使得各效蒸发浓缩单元形成串联;一效蒸发浓缩单元的效体加热器连接有启动蒸汽、效体分离器连接有废水进料,末效蒸发浓缩单元的效体分离器的蒸汽出口通过冷凝器和真空泵连接、效体分离器的废水出口与出料泵连接;
所述热源系统的能量来自锅炉尾部烟道烟气,所述烟道内设有热水换热器,所述热水换热器产生的热水依次进入多级热源单元并通过热水回流泵回流至所述热水换热器;
所述的热水换热器为除尘前或除尘后的低温省煤器。
2.如权利要求1所述的一种低品位热源耦合多效闪蒸浓缩蒸发系统,其特征在于,所述的多级热源单元级数大于等于1,所述的多效蒸发浓缩单元级数大于等于1。
3.如权利要求1所述的一种低品位热源耦合多效闪蒸浓缩蒸发系统,其特征在于,所述的多级热源单元产生的多级蒸汽通过热源管连接多效蒸发浓缩单元的效体加热器,所述热源管上设有调节阀和逆止阀。
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