CN111792815A - 一种利用烟道蒸发污泥干化废水的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种利用烟道蒸发污泥干化废水的系统及方法,包括蒸汽干化机、旋风分离器、冷凝器、凝结水箱、气力式喷枪和除尘器,其中,蒸汽干化机上设置有湿污泥入口、高温蒸汽入口和乏气出口,所述高温蒸汽入口连接蒸汽源管道;所述乏气出口连接旋风分离器的入口;所述旋风分离器的乏气出口连接冷凝器的入口;所述冷凝器的凝结水出口连接凝结水箱的入口;所述凝结水箱上设置有多个气力式喷枪;所述气力式喷枪布置在烟道内,且置于除尘器的上方;本发明解决了某些电厂在无城市废水管网接入情况下的废水处理问题,即实现了凝结废水的无害化处理,又对机组的整体运行无明显影响,该装置无需额外的终端处理装置,可产生较好的经济效益与环境效益。

Description

一种利用烟道蒸发污泥干化废水的系统及方法
技术领域
本发明涉及燃煤锅炉耦合生物质利用环保技术领域,特别涉及一种利用烟道蒸发污泥干化 废水的系统及方法。
背景技术
随着城市规模化的推进与社会经济生活水平的提高,城市生活与工业活动所产生的废水 量日益增长,污水处理的衍生物——污泥的量亦持续增加。2015年,全国80%含水率的污泥产 生量达到~3500万吨/天,并以每年11%的增长率增长。若考虑印染等行业产生的工业污泥,污 泥排放总量不亚于垃圾。传统污泥处置方法有填埋、农业利用、建筑利用与焚烧等,出于环保 政策的缩进及污泥“资源化、减量化、无害化及稳定化”利用的考虑,焚烧污泥利用成为资源 化利用城市污泥最切实有效也是最符合中国国情的方法。
目前对燃煤耦合污泥利用技术进行了针对性研发,设计了利用高温蒸汽间接干化污泥并 掺烧的技术与工艺路线。考虑到某些目标电厂在应用该技术时的环境与条件限制,如有些电厂 未连接有城市的污水处理管网,无法直接解决污泥干化乏气中水汽冷凝产生的大量废水。例如, 某电厂计划利用其660MW的机组将240吨60%含水率的湿污泥干化成40%含水率的干污泥,每 小时将产生~3.3吨的凝结废水。该类型废水化学需氧量COD值偏高COD>110mg/L,属于典型的 劣五类水质,且水中的氨氮含量很高,常规方式难以处理,造成环境的二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用烟道蒸发污泥干化废水的系统及方法,解决了现有技术中 存在的上述不足。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
本发明提供的一种利用烟道蒸发污泥干化废水的系统,包括蒸汽干化机、旋风分离器、冷 凝器、凝结水箱、气力式喷枪和除尘器,其中,蒸汽干化机上设置有湿污泥入口、高温蒸汽入 口和乏气出口,所述高温蒸汽入口连接蒸汽源管道;所述乏气出口连接旋风分离器的入口;所 述旋风分离器的乏气出口连接冷凝器的入口;所述冷凝器的凝结水出口连接凝结水箱的入口; 所述凝结水箱上设置有多个气力式喷枪;所述气力式喷枪布置在烟道内,且置于除尘器的上方。
优选地,所述蒸汽干化机上的湿污泥入口连接湿污泥仓。
优选地,所述蒸汽干化机上设置有干污泥出口,所述干污泥出口连接有干污泥仓。
优选地,所述冷凝器上设置有乏气出口,所述乏气出口连接煤粉锅炉上设置的二次风管道。
优选地,所述冷凝器上设置有冷却水入口和冷却水出口,所述冷却水入口和冷却水出口均 连接冷却水源。
优选地,所述多个气力式喷枪呈交替结构布置在烟道内,且多个气力式喷枪均连接值空压 机。
一种回收污泥干化冷凝水的脱硫塔节水方法,基于所述的一种利用烟道蒸发污泥干化废水 的系统,包括以下步骤:
高温蒸汽抽送至蒸汽干化机内与湿污泥无直接接触换热脱水,经过有效热交换后,湿污泥 所含水分受热蒸发,与污泥有机质热解产物一并形成乏气,所述将乏气、小流量空气与小粒径 的干化污泥颗粒一并抽离送至旋风分离器进行气固分离;旋风分离器的干污泥颗粒与蒸汽干化 机排除的大粒径干污泥一并排出、冷却并储存;
旋风分离器出口的乏气含有较高浓度的水蒸气,被送入冷凝器中进行冷却,经冷凝的凝结 水抽送至凝结水箱中,并分配至各个气力式喷枪的液相介质入口;废水蒸发后随烟气流经除尘 器并最终被机组末端的脱硫塔捕获。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明提供的一种利用烟道蒸发污泥干化废水的系统及方法,将乏气凝结废水破碎并喷射 至烟道中进行蒸发处置,解决了某些电厂在无城市废水管网接入情况下的废水处理问题,即实 现了凝结废水的无害化处理,又对机组的整体运行无明显影响;废水中所含有害物质可通过机 组的烟气污染物脱除装置与脱硫废水处理装置处理,无需额外的终端处理装置,可产生较好的 经济效益与环境效益。
附图说明
图1是回收干化污泥乏气凝结水并喷入烟道蒸发的工艺流程图;
图2是多支气力式喷枪在空预器下游烟道壁面布置的正视图;
图3是多支气力式喷枪在空预器下游烟道壁面布置的侧视图。
具体实施方式
结合燃煤机组在处理脱硫废水时采用的烟道蒸发方法实现脱硫废水无害化处理,本申请设 计了利用烟道蒸发方法处理污泥干化凝结废水的工艺路线,对于某电厂660MW机组,将3.3t/h 的凝结废水全部喷入空预器后烟道,仅增加烟气总量约0.22%,对机组的运行影响可忽略,同 时,利用烟道内高温环境将废水汽化,其所含有害物质可吸附于飞灰内被除尘器脱除,或进入 脱硫塔内最终进入脱硫废水集中处理,可最终实现凝结废水的无害化处理,取得良好的经济与 环境效益。
如图1所示,本发明提供的一种利用烟道蒸发污泥干化废水的系统,将基于湿污泥蒸汽干 化乏气的冷凝水在脱硫塔内的回收利用展开了设计,具体包括湿污泥仓1、蒸汽干化机2、蒸 汽泵3、干污泥仓4、旋风分离器5、冷凝器6、冷却水源7、第一离心泵8、引风机9、二次 风管道10、煤粉锅炉11、烟道12、第二离心泵13、凝结水箱14、空压机15、气力式喷枪16、空预器17、除尘器18和第三离心泵19,其中,用于储存湿污泥的湿污泥仓1的出口连接蒸汽干化机2的湿污泥入口;所述蒸汽干化机2的大粒径干污泥出口连接干污泥仓4的入口。
所述蒸汽干化机2上设置有高温蒸汽入口和乏气出口,其中,所述高温蒸汽入口连接煤粉 锅炉11上设置的蒸汽源管道;所述乏气出口连接旋风分离器5的入口。
所述高温蒸汽入口和煤粉锅炉11上的蒸汽源管道之间设置有蒸汽泵3。
所述旋风分离器5的乏气出口连接非接触式的冷凝器6的入口;所述冷凝器6的乏气出口 通过引风机9连接煤粉锅炉11上设置的二次风管道10。
所述冷凝器6上设置有冷却水入口、冷却水出口和凝结水出口,其中,所述冷却水入口通 过第一离心泵8连接冷却水源7的冷却水出口;所述冷却水出口连接冷却水源7的入口;所述 凝结水出口经过第二离心泵13连接凝结水箱14的入口。
所述凝结水箱14的凝结水出口经过第三离心泵19连接凝结水母管。
所述凝结水母管连接有多个气力式喷枪16。
所述气力式喷枪16连接有空压机15。
所述气力式喷枪16布置在烟道12的下游,且置于空预器17和除尘器18之间。
所述空预器17和除尘器18均布置在烟道12的内腔中。
工作流程:
储存于湿污泥仓1内的待干化湿污泥输送至蒸汽干化机2内,高温蒸汽从煤粉锅炉11的 辅汽等蒸汽源管道抽取并经减温减压至合适参数后,由蒸汽泵3将其抽送至蒸汽干化机2内与 湿污泥无直接接触换热脱水,经过有效热交换后,湿污泥所含水分受热蒸发,与污泥有机质热 解产物一并形成乏气,为了乏气的顺利抽出,可在蒸汽干化机2的适当位置设置气孔,由引风 机9将乏气、小流量空气与小粒径的干化污泥颗粒一并抽离蒸汽干化机2,经旋风分离器5进 行气固分离,干污泥颗粒与蒸汽干化机2排除的大粒径干污泥一并进入干污泥仓4中冷却并储 存。
旋风分离器5出口的乏气含有较高浓度的水蒸气,被送入非接触式的冷凝器6中,由离 心泵8从冷却水源7中抽取冷却水并送入冷凝器6内用以冷却乏气,水蒸气经凝结并脱除的乏 气经引风机9送至煤粉锅炉11的二次风管道10,一并进入锅炉焚烧。经冷凝的凝结水由离心 泵13抽送至凝结水箱14中储存。
凝结水箱14通过离心泵13连接凝结水母管,将凝结废水分配至各气力式喷枪16的液相 介质入口。气力式喷枪16破碎废水所需的压缩空气由空压机15提供。
为降低废水蒸发对换热面及机组运行的影响,将气力式喷枪16布置于烟道12下游的空预 器17与除尘器18间的合适位置。同时,为实现废水的完全蒸发,避免废水集中喷入影响下游 除尘器18的除尘功能,在烟道2壁面上布置多支气力式喷枪16,如图2、图3所示,所述多 个气力式喷枪16以特定结构(如交替结构)布置在烟道12的侧壁上。
废水蒸发后随烟气流经除尘器18并最终被机组末端的脱硫塔捕获,废水所含有害物质部 分在高温环境中附着于飞灰被除尘器脱除,剩余物质经脱硫系统运行归入脱硫废水,可随机组 配备的脱硫废水处理装置一并脱除,最终实现了凝结废水的无害化处理。

Claims (7)

1.一种利用烟道蒸发污泥干化废水的系统,其特征在于,包括蒸汽干化机(2)、旋风分离器(5)、冷凝器(6)、凝结水箱(14)、气力式喷枪(16)和除尘器(18),其中,蒸汽干化机(2)上设置有湿污泥入口、高温蒸汽入口和乏气出口,所述高温蒸汽入口连接蒸汽源管道;所述乏气出口连接旋风分离器(5)的入口;所述旋风分离器(5)的乏气出口连接冷凝器(6)的入口;所述冷凝器(6)的凝结水出口连接凝结水箱(14)的入口;所述凝结水箱(14)上设置有多个气力式喷枪(16);所述气力式喷枪(16)布置在烟道(12)内,且置于除尘器(18)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种利用烟道蒸发污泥干化废水的系统,其特征在于,所述蒸汽干化机(2)上的湿污泥入口连接湿污泥仓(1)。
3.根据权利要求1所述的一种利用烟道蒸发污泥干化废水的系统,其特征在于,所述蒸汽干化机(2)上设置有干污泥出口,所述干污泥出口连接有干污泥仓(4)。
4.根据权利要求1所述的一种利用烟道蒸发污泥干化废水的系统,其特征在于,所述冷凝器(6)上设置有乏气出口,所述乏气出口连接煤粉锅炉(11)上设置的二次风管道(10)。
5.根据权利要求1所述的一种利用烟道蒸发污泥干化废水的系统,其特征在于,所述冷凝器(6)上设置有冷却水入口和冷却水出口,所述冷却水入口和冷却水出口均连接冷却水源(7)。
6.根据权利要求1所述的一种利用烟道蒸发污泥干化废水的系统,其特征在于,所述多个气力式喷枪(16)呈交替结构布置在烟道(12)内,且多个气力式喷枪(16)均连接值空压机(15)。
7.一种回收污泥干化冷凝水的脱硫塔节水方法,其特征在于,基于权利要求1-6中任一项所述的一种利用烟道蒸发污泥干化废水的系统,包括以下步骤:
高温蒸汽抽送至蒸汽干化机(2)内与湿污泥无直接接触换热脱水,经过有效热交换后,湿污泥所含水分受热蒸发,与污泥有机质热解产物一并形成乏气,所述将乏气、小流量空气与小粒径的干化污泥颗粒一并抽离送至旋风分离器(5)进行气固分离;旋风分离器(5)的干污泥颗粒与蒸汽干化机(2)排除的大粒径干污泥一并排出、冷却并储存;
旋风分离器(5)出口的乏气含有较高浓度的水蒸气,被送入冷凝器(6)中进行冷却,经冷凝的凝结水抽送至凝结水箱(14)中,并分配至各个气力式喷枪(16)的液相介质入口;废水蒸发后随烟气流经除尘器(18)并最终被机组末端的脱硫塔捕获。
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