CN111777135A - 一种石灰石脱硫系统浆液脱盐系统及脱盐方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种石灰石脱硫系统浆液脱盐系统及脱盐方法。本发明的系统包括固液分离箱，所述固液分离箱的液相出口通过管道连接脱盐缓冲箱，所述脱盐缓冲箱通过循环泵连接六通道电渗析装置，所述脱盐缓冲箱通过管道连接脱硫系统；所述六通道电渗析装置分别通过管道连接氯化钠缓冲箱、氯盐浓水循环箱、钠盐浓水循环箱，所述氯化钠缓冲箱连接分别氯化钠溶液进、出管道；所述氯盐浓水循环箱连接氯盐浓水外排管道，所述钠盐浓水循环箱连接钠盐浓水外排管道。本发明实现脱硫浆液高结垢风险盐组分的置换分离和高倍率浓缩，最大限度减少脱硫系统污染物排放量，提高了脱硫系统运行可靠性和经济性。

Description

一种石灰石脱硫系统浆液脱盐系统及脱盐方法
技术领域：
本发明涉及一种石灰石脱硫系统浆液脱盐系统及脱盐方法，属于脱盐处理技术领域。
背景技术：
燃煤电厂普遍采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术脱除烟气中的二氧化硫，利用石灰浆液与烟气接触过程中石灰石与二氧化硫、氧气反应生成石膏，实现烟气中二氧化硫的脱除。随着循环次数的增加，石灰浆液中氯离子、镁离子等溶解性物质浓度不断升高，易导致浆液起泡、石灰石屏蔽等问题，造成脱硫系统的运行困难，为确保脱硫系统的安全稳定运行，目前主要通过外排脱硫废水的方式控制脱硫系统浆液氯离子、镁离子浓度。由于常规条件下脱硫浆液氯离子浓度不能超过20000mg/L，造成脱硫废水外排量大、固废产量高、重金属离子超标等问题，随着国家环保政策的日趋严格，大量外排高含盐、高硬度、高悬浮物的脱硫废水给火电厂带来了极大的环保风险。
因此开发一种脱硫系统浆液脱盐方法对于实现减少脱硫废水排放量、确保脱硫系统的经济可靠运行具有重要的意义。
发明内容：
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种石灰石脱硫系统浆液脱盐系统及脱盐方法，对脱硫浆液中的盐分脱除，解决脱硫浆液运行过程中盐含量不断增高所带来的系统运行问题，以低成本易获取的氯化钠为原料，实现脱硫浆液高结垢风险盐组分的置换分离和高倍率浓缩，最大限度减少脱硫系统污染物排放量，提高了脱硫系统运行可靠性和经济性。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种石灰石脱硫系统浆液脱盐系统，包括固液分离箱，所述固液分离箱的液相出口通过管道连接脱盐缓冲箱，所述脱盐缓冲箱通过循环泵连接六通道电渗析装置，所述脱盐缓冲箱通过管道连接脱硫系统；所述六通道电渗析装置分别通过管道连接氯化钠缓冲箱、氯盐浓水循环箱、钠盐浓水循环箱，所述氯化钠缓冲箱连接分别氯化钠溶液进、出管道；所述氯盐浓水循环箱连接氯盐浓水外排管道，所述钠盐浓水循环箱连接钠盐浓水外排管道。
所述的石灰石脱硫系统浆液脱盐系统，所述六通道电渗析装置里面从阳极到阴极依次通过阳膜、阴膜、阳膜、阴膜、阴极阳膜组合形成六通道的电渗析结构，所述六通道依次为阳极液通道、钠盐浓水通道、脱硫浆液通道、氯盐通道、氯化钠通道、阴极液通道；所述阳极液通道通过阳极液循环泵连接阳极液循环箱；所述钠盐浓水通道通过钠盐浓水循环泵连接钠盐浓水循环箱；所述脱硫浆液通道通过脱盐循环泵连接脱盐缓冲箱；所述氯盐通道通过氯盐浓水循环泵连接氯盐浓水循环箱；所述阴极液通道通过阴极液循环泵连接阴极液循环箱。
用上述的石灰石脱硫系统浆液脱盐系统进行脱盐的方法，该方法包括如下步骤：
（1）脱硫系统真空皮带机滤过液进入固液分离箱，固液分离箱中投加絮凝剂，使悬浮物充分絮凝并沉降至固液分离箱底部，并经污泥提升泵提升后回流至脱硫系统，脱硫浆液澄清液进入脱盐缓冲箱；
（2）脱盐缓冲箱中脱硫浆液澄清液经脱盐循环泵提升进入六通道电渗析装置，在六通道电渗析装置中，脱硫浆液澄清液中阳离子在电场作用下迁移进入氯盐浓水室，阴离子迁移进入钠盐浓水室，经脱盐处理后的脱硫浆液澄清液回收至脱硫系统；
（3）高浓度氯化钠溶液进入氯化钠缓冲箱，经氯化钠循环泵输送后进入六通道电渗析装置，氯化钠溶液中Na+离子迁移进入钠盐浓水室，Cl-离子迁移进入氯盐浓水室，低浓度氯化钠溶液回收至前端用于氯化钠固体溶解；
（4）氯盐浓水循环箱中氯盐浓水在氯盐浓水循环泵的提升下进入六通道电渗析装置，自脱硫浆液迁移来的阳离子包括Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe2+与氯化钠溶液迁移来的Cl-离子结合，生成高浓度的氯盐浓水；
（5）钠盐浓水循环箱中钠盐浓水在钠盐浓水循环泵的提升下进入六通道电渗析装置，自脱硫浆液迁移来的阴离子包括Cl-、F-、SO4 2-、NO3 -离子与氯化钠溶液迁移来的Na+离子结合，生成高浓度的钠盐浓水；
（6）工业水进氯盐浓水循环箱和钠盐浓水循环箱，通过调节氯盐浓水循环箱、钠盐浓水循环箱进水流量控制系统外排浓水盐浓度，外排浓盐水用于蒸发固化处理或资源化利用。
所述的石灰石脱硫系统浆液脱盐方法，步骤（3）中所述高浓度氯化钠溶液的浓度为8%，低浓度氯化钠溶液的浓度为2%。
有益效果：
以一种六通道电渗析为核心处理设备，对脱硫浆液中的盐分脱除，解决脱硫浆液运行过程中盐含量不断增高所带来的系统运行问题，以低成本易获取的氯化钠为原料，实现脱硫浆液高结垢风险盐组分的置换分离和高倍率浓缩，最大限度减少脱硫系统污染物排放量，提高了脱硫系统运行可靠性和经济性。设置了脱硫浆液脱盐装置的脱硫系统，无需外排高浓度高浊度的脱硫废水，不再需要对脱硫废水进行传统物化处理，最大限度的减少了固废产量，同时由于本工艺能够实现高倍率浓缩，钠盐浓水和氯盐浓水TDS可达18%以上，能最大限度降低了系统外排水量。
附图说明：
图1是本发明系统结构示意图；
图2是本发明的六通道电渗析装置的结构示意图。
图中：1.固液分离箱、2.脱盐缓冲箱、3.脱盐循环泵、4.六通道电渗析装置、5.氯化钠缓冲箱、6.氯化钠循环泵、7.氯盐浓水循环箱、8.氯盐浓水循环泵、9.钠盐浓水循环箱、10.钠盐浓水循环泵、11.阴极液循环箱、12.阴极液循环泵、13.阳极液循环箱、14.阳极液循环泵、15.污泥输送泵、41.阳极液通道、42.钠盐浓水通道、43.脱硫浆液通道、44.氯盐通道、45.氯化钠通道、46.阴极液通道。
具体实施方式：
实施例1：
如图1-2所示：本发明的石灰石脱硫系统浆液脱盐系统，包括固液分离箱，所述固液分离箱的液相出口通过管道连接脱盐缓冲箱，所述脱盐缓冲箱通过循环泵连接六通道电渗析装置，所述脱盐缓冲箱通过管道连接脱硫系统；所述六通道电渗析装置分别通过管道连接氯化钠缓冲箱、氯盐浓水循环箱、钠盐浓水循环箱，所述氯化钠缓冲箱连接分别氯化钠溶液进、出管道；所述氯盐浓水循环箱连接氯盐浓水外排管道，所述钠盐浓水循环箱连接钠盐浓水外排管道。
所述的石灰石脱硫系统浆液脱盐系统，所述六通道电渗析装置里面从阳极到阴极依次通过阳膜、阴膜、阳膜、阴膜、阴极阳膜组合形成六通道的电渗析结构，所述六通道依次为阳极液通道、钠盐浓水通道、脱硫浆液通道、氯盐通道、氯化钠通道、阴极液通道；所述阳极液通道通过阳极液循环泵连接阳极液循环箱；所述钠盐浓水通道通过钠盐浓水循环泵连接钠盐浓水循环箱；所述脱硫浆液通道通过脱盐循环泵连接脱盐缓冲箱；所述氯盐通道通过氯盐浓水循环泵连接氯盐浓水循环箱；所述阴极液通道通过阴极液循环泵连接阴极液循环箱。
用上述的石灰石脱硫系统浆液脱盐系统进行脱盐的方法，该方法包括如下步骤：
（1）脱硫系统真空皮带机滤过液进入固液分离箱，固液分离箱中投加絮凝剂，使悬浮物充分絮凝并沉降至固液分离箱底部，并经污泥提升泵提升后回流至脱硫系统，脱硫浆液澄清液进入脱盐缓冲箱；
（2）脱盐缓冲箱中脱硫浆液澄清液经脱盐循环泵提升进入六通道电渗析装置，在六通道电渗析装置中，脱硫浆液澄清液中阳离子在电场作用下迁移进入氯盐浓水室，阴离子迁移进入钠盐浓水室，经脱盐处理后的脱硫浆液澄清液回收至脱硫系统；
（3）高浓度氯化钠溶液进入氯化钠缓冲箱，经氯化钠循环泵输送后进入六通道电渗析装置，氯化钠溶液中Na+离子迁移进入钠盐浓水室，Cl-离子迁移进入氯盐浓水室，低浓度氯化钠溶液回收至前端用于氯化钠固体溶解；
（4）氯盐浓水循环箱中氯盐浓水在氯盐浓水循环泵的提升下进入六通道电渗析装置，自脱硫浆液迁移来的阳离子包括Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe2+与氯化钠溶液迁移来的Cl-离子结合，生成高浓度的氯盐浓水；
（5）钠盐浓水循环箱中钠盐浓水在钠盐浓水循环泵的提升下进入六通道电渗析装置，自脱硫浆液迁移来的阴离子包括Cl-、F-、SO4 2-、NO3 -离子与氯化钠溶液迁移来的Na+离子结合，生成高浓度的钠盐浓水；
（6）工业水进氯盐浓水循环箱和钠盐浓水循环箱，通过调节氯盐浓水循环箱、钠盐浓水循环箱进水流量控制系统外排浓水盐浓度，外排浓盐水用于蒸发固化处理或资源化利用。
所述的石灰石脱硫系统浆液脱盐方法，步骤（3）中所述高浓度氯化钠溶液的浓度为8%，低浓度氯化钠溶液的浓度为2%。
具体试用案例：
脱硫系统原外排废水量8m3/h,废水中Ca2+离子浓度：1100mg/L;Mg2+离子浓度：5800mg/L;Na+离子浓度3000mg/L;Cl-离子浓度19000mg/L;SO4 2-离子浓度6000mg/L,经改造后取消原脱硫废水处理系统，增加脱硫浆液脱盐系统。自回流水箱外引脱硫浆液约30m3/h经投加PAM助凝剂5ppm、PAC絮凝剂10ppm并充分反应后进入固液分离箱，固液分离箱停留时间2小时，澄清液自流进入脱盐缓冲箱来，经脱盐循环泵提升后进入六通道电渗析，六通道电渗析设计离子迁移量5500mol/h。
浆液经脱盐处理后，溶液中Ca2+离子浓度：795mg/L；Mg2+离子浓度：4190mg/L；Na+离子浓度：2168mg/L；Cl-离子浓度：13724mg/L；SO4 2-离子浓度：4333mg/L。
产生氯盐浓水1544Kg/h，氯盐浓水中Ca2+离子浓度：0.6%；Mg2+离子浓度：3.1%；Na+离子浓度：1.6%；Cl-离子浓度：12.6%。
产生钠盐浓水1861Kg/h，钠盐浓水中Na+离子浓度：6.8%；Cl-离子浓度：8.5%；SO4 2-离子浓度：2.7%。
氯化钠溶液浓度8%，进料量5362Kg/h，回流浓度2%，回流氯化钠稀溶液可用于溶解氯化钠固体。
阴极液循环箱配置阴极液为3%氯化钠溶液，阳极液循环箱配置阳极液3%硫酸钠溶液。脱硫浆液脱盐过程中，采用氯化钠为原料，在脱盐过程中对脱硫浆液的阴离子和阳离子进行分别置换浓缩，消除浓缩过程中的结垢风险。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征等同替换所组成的技术方案。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (4)

1.一种石灰石脱硫系统浆液脱盐系统，其特征在于：包括固液分离箱，所述固液分离箱的液相出口通过管道连接脱盐缓冲箱，所述脱盐缓冲箱通过循环泵连接六通道电渗析装置，所述脱盐缓冲箱通过管道连接脱硫系统；所述六通道电渗析装置分别通过管道连接氯化钠缓冲箱、氯盐浓水循环箱、钠盐浓水循环箱，所述氯化钠缓冲箱连接分别氯化钠溶液进、出管道；所述氯盐浓水循环箱连接氯盐浓水外排管道，所述钠盐浓水循环箱连接钠盐浓水外排管道。
2.根据权利要求所述的石灰石脱硫系统浆液脱盐系统，其特征在于：所述六通道电渗析装置里面从阳极到阴极依次通过阳膜、阴膜、阳膜、阴膜、阴极阳膜组合形成六通道的电渗析结构，所述六通道依次为阳极液通道、钠盐浓水通道、脱硫浆液通道、氯盐通道、氯化钠通道、阴极液通道；所述阳极液通道通过阳极液循环泵连接阳极液循环箱；所述钠盐浓水通道通过钠盐浓水循环泵连接钠盐浓水循环箱；所述脱硫浆液通道通过脱盐循环泵连接脱盐缓冲箱；所述氯盐通道通过氯盐浓水循环泵连接氯盐浓水循环箱；所述阴极液通道通过阴极液循环泵连接阴极液循环箱。
3.一种用上述的石灰石脱硫系统浆液脱盐系统进行脱盐的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
（1）脱硫系统真空皮带机滤过液进入固液分离箱，固液分离箱中投加絮凝剂，使悬浮物充分絮凝并沉降至固液分离箱底部，并经污泥提升泵提升后回流至脱硫系统，脱硫浆液澄清液进入脱盐缓冲箱；
（2）脱盐缓冲箱中脱硫浆液澄清液经脱盐循环泵提升进入六通道电渗析装置，在六通道电渗析装置中，脱硫浆液澄清液中阳离子在电场作用下迁移进入氯盐浓水室，阴离子迁移进入钠盐浓水室，经脱盐处理后的脱硫浆液澄清液回收至脱硫系统；
（3）高浓度氯化钠溶液进入氯化钠缓冲箱，经氯化钠循环泵输送后进入六通道电渗析装置，氯化钠溶液中Na+离子迁移进入钠盐浓水室，Cl-离子迁移进入氯盐浓水室，低浓度氯化钠溶液回收至前端用于氯化钠固体溶解；
（4）氯盐浓水循环箱中氯盐浓水在氯盐浓水循环泵的提升下进入六通道电渗析装置，自脱硫浆液迁移来的阳离子包括Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe2+与氯化钠溶液迁移来的Cl-离子结合，生成高浓度的氯盐浓水；
（5）钠盐浓水循环箱中钠盐浓水在钠盐浓水循环泵的提升下进入六通道电渗析装置，自脱硫浆液迁移来的阴离子包括Cl-、F-、SO4 2-、NO3 -离子与氯化钠溶液迁移来的Na+离子结合，生成高浓度的钠盐浓水；
（6）工业水进氯盐浓水循环箱和钠盐浓水循环箱，通过调节氯盐浓水循环箱、钠盐浓水循环箱进水流量控制系统外排浓水盐浓度，外排浓盐水用于蒸发固化处理或资源化利用。
4.根据权利要求3所述的石灰石脱硫系统浆液脱盐方法，其特征在于：步骤（3）中所述高浓度氯化钠溶液的浓度为8%，低浓度氯化钠溶液的浓度为2%。
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