CN112279329B - 一种一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统 - Google Patents

一种一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统，包括脱硫废水浓缩干燥一体塔、锅炉烟气入口管道、空气预热器、烟气分配器、电除尘器、出口烟道、脱硫废水管道、脱硫废水预处理水箱、输灰管道及脱硫废水浓缩液缓冲箱；脱硫废水浓缩干燥一体塔内自上到下依次设置有塔顶除雾器、脱硫废水浓缩喷淋层、预浓缩降温室及中心筒，其中，中心筒内设置有烟气分配器，中心筒与脱硫废水浓缩干燥一体塔内壁之间形成圆环形上升室，圆环形上升室与预浓缩降温室相连通；中心筒内自上到下依次设置有脱硫废水浓缩喷嘴及脱硫废水浓液雾化喷嘴，该系统结构简单，投资成本低，经济性较好。

Description

一种一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统
技术领域
本发明属于污染物控制技术领域，涉及一种一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统。
背景技术
我国大气污染物中SO2是重要的污染物之一，也是形成酸雨的主要原因，而燃煤电厂烟气排放的SO2又是大气中污染物的主要来源。火电厂烟气超低排放标准提出后对燃煤电厂又提出了更高要求，也相当于对电厂烟气脱硫系统运行稳定性可靠性的更高要求进一步提高。
目前，燃煤电厂烟气脱硫90％以上采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，且燃煤电厂的废水主要是来自脱硫吸收塔，脱硫吸收塔废水由锅炉补给水处理系统产生的废水、循环水系统和冷却水系统产生的高盐水、脱硫系统本身产生的废水和其它系统废水等组成，因此脱硫系统废水汇集了火电厂的大部分废水，是燃煤电厂的终端废水，水质最为恶略。为了保持脱硫系统的浆液系统品质，保证脱硫系统稳定运行和石膏品质，必须从脱硫系统中排放一定量的废水，这些排放的脱硫废水中常常含有许多杂质，如硫酸盐、重金属、悬浮物，以及在《污水综合排放标准》中列为第一类污染物的Pb、Cd、Cr、Ni、Hg等重金属，外排废水必须达标持证排放。且脱硫废水中含有的重金属离子具有相当的大的毒性，排放进入到自然环境中也很难得到自净或生物降解，会在自然界水体中富集，达到一定量后会对水体中生物造成危害。
对于脱硫废水零排放工艺中目前燃煤电厂常用的是废水浓缩减量+蒸发干燥路线。而依据目前已经实施废水零排放的工艺中能够达到较为稳定运行的是废水热浓缩+蒸发干燥，但存在分别抽取空气预热器入口烟气和脱硫系统入口烟气使烟气系统复杂、建有热浓缩塔和蒸发干燥塔占地广设备投资大、抽取空气预热器入口烟气量大影响机组整体经济性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统，该系统结构简单，投资成本低，经济性较好。
为达到上述目的，本发明所述的一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统包括脱硫废水浓缩干燥一体塔、锅炉烟气入口管道、空气预热器、烟气分配器、电除尘器、出口烟道、脱硫废水管道、脱硫废水预处理水箱、输灰管道及脱硫废水浓缩液缓冲箱；
脱硫废水浓缩干燥一体塔内自上到下依次设置有塔顶除雾器、脱硫废水浓缩喷淋层、预浓缩降温室及中心筒，其中，中心筒内设置有烟气分配器，中心筒与脱硫废水浓缩干燥一体塔内壁之间形成圆环形上升室，圆环形上升室与预浓缩降温室相连通；中心筒内自上到下依次设置有脱硫废水浓缩喷嘴及脱硫废水浓液雾化喷嘴；
锅炉烟气入口管道的出口分为两路，其中一路与空气预热器的入口相连通，另一路与烟气分配器的烟气入口相连，空气预热器的出口与电除尘器的入口相连通，电除尘器的出口分为两路，其中一路与出口烟道相连通，另一路与烟气分配器的烟气入口相连通，脱硫废水浓缩干燥一体塔的顶部出口分为两路，其中一路与出口烟道相连通，另一路与电除尘器的入口相连通；
脱硫废水管道与脱硫废水预处理水箱的入口相连通，脱硫废水预处理水箱的出口与脱硫废水浓缩喷淋层的入口相连通；
脱硫废水浓缩干燥一体塔的底部设置有干燥结晶灰料斗及脱硫废水浓缩液料斗，其中，干燥结晶灰料斗与输灰管道相连，脱硫废水浓缩液料斗与脱硫废水浓缩液缓冲箱相连，脱硫废水浓缩液缓冲箱的出口与脱硫废水浓液雾化喷嘴及脱硫废水浓缩喷嘴相连通。
圆环形上升室通过斜Z字形通道与预浓缩降温室相连通。
干燥结晶灰料斗的入口锥段上装有电动关断门，电动关断门与空压机气罐相连。
锅炉烟气入口管道的出口经热烟气调节阀与烟气分配器的烟气入口相连。
电除尘器的出口经低温烟气调节阀及抽气鼓风机与烟气分配器的烟气入口相连通。
脱硫废水浓缩干燥一体塔的顶部出口分为两路，其中一路经浓缩烟气排放挡板与出口烟道相连通，另一路经干燥结晶烟气排放挡板与电除尘器的入口相连通；
脱硫废水预处理水箱的出口依次经澄清脱硫废水输送泵、脱硫废水缓冲箱、脱硫废水浓缩输送泵与脱硫废水浓缩喷淋层的入口相连通；
脱硫废水浓缩液缓冲箱的出口经脱硫废水浓缩液输送泵后分为两路，其中一路经废水浓缩调节阀与脱硫废水浓液雾化喷嘴相连通，另一路经废水干燥调节阀与脱硫废水浓缩喷嘴相连通。
出口烟道上设置有引风机。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统在具体操作时，采用一体化设计，其中，脱硫废水浓缩干燥一体塔内自上到下依次设置有塔顶除雾器、脱硫废水浓缩喷淋层、预浓缩降温室及中心筒，其中，中心筒内设置有烟气分配器，中心筒与脱硫废水浓缩干燥一体塔内部之间形成圆环形上升室，圆环形上升室与预浓缩降温室相连通；中心筒内自上打下依次设置有脱硫废水浓缩喷嘴及脱硫废水浓液雾化喷嘴，采用脱硫废水浓缩干燥一体塔实现废水热浓缩及蒸发干燥工艺，相比现有工艺的设备占地面积小，节约建设投资，经济性较好，并且结构简单，提高了脱硫废水零排放系统运行的稳定性。需要说明的是，通过预浓缩降温室利用干燥结晶后温度较高的烟气进一步预浓缩脱硫废水，降低脱硫废水零排放系统能耗，同时保护除雾器等设备安全运行。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为空气预热器、2为电除尘器、3为引风机、4为热烟气调节阀、5为低温烟气调节阀、6为抽气鼓风机、7为空压机气罐、8为干燥塔输灰阀、9为浓缩液输送阀、10为电动关断门、11为脱硫废水浓缩干燥一体塔、12为圆环形上升室、13为脱硫废水浓液雾化喷嘴、14为脱硫废水浓缩喷嘴、15为烟气分配器、16为预浓缩降温室、17为脱硫废水浓缩喷淋层、18为塔顶除雾器、19为干燥结晶烟气排放挡板、20为浓缩烟气排放挡板、21为废水浓缩调节阀、22为废水干燥调节阀、23为脱硫废水浓缩液缓冲箱、24为脱硫废水浓缩液输送泵、25为脱硫废水浓缩输送泵、26为脱硫废水缓冲箱、27为澄清脱硫废水输送泵、28为脱硫废水预处理水箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统包括脱硫废水浓缩干燥一体塔11、锅炉烟气入口管道、空气预热器1、烟气分配器15、电除尘器2、出口烟道、脱硫废水管道、脱硫废水预处理水箱28、输灰管道及脱硫废水浓缩液缓冲箱23；脱硫废水浓缩干燥一体塔11内自上到下依次设置有塔顶除雾器18、脱硫废水浓缩喷淋层17、预浓缩降温室16及中心筒，其中，中心筒内设置有烟气分配器15，中心筒与脱硫废水浓缩干燥一体塔11内壁之间形成圆环形上升室12，圆环形上升室12与预浓缩降温室16相连通；中心筒内自上到下依次设置有脱硫废水浓缩喷嘴14及脱硫废水浓液雾化喷嘴13；锅炉烟气入口管道的出口分为两路，其中一路与空气预热器1的入口相连通，另一路与烟气分配器15的烟气入口相连，空气预热器1的出口与电除尘器2的入口相连通，电除尘器2的出口分为两路，其中一路与出口烟道相连通，另一路与烟气分配器15的烟气入口相连通，脱硫废水浓缩干燥一体塔11的顶部出口分为两路，其中一路与出口烟道相连通，另一路与电除尘器2的入口相连通；脱硫废水管道与脱硫废水预处理水箱28的入口相连通，脱硫废水预处理水箱28的出口与脱硫废水浓缩喷淋层17的入口相连通；脱硫废水浓缩干燥一体塔11的底部设置有干燥结晶灰料斗及脱硫废水浓缩液料斗，其中，干燥结晶灰料斗与输灰管道相连，脱硫废水浓缩液料斗与脱硫废水浓缩液缓冲箱23相连，脱硫废水浓缩液缓冲箱23的出口与脱硫废水浓液雾化喷嘴13及脱硫废水浓缩喷嘴14相连通。
圆环形上升室12通过斜Z字形通道与预浓缩降温室16相连通。
干燥结晶灰料斗的入口锥段上装有电动关断门10，电动关断门10与空压机气罐7相连。
锅炉烟气入口管道的出口经热烟气调节阀4与烟气分配器15的烟气入口相连。
电除尘器2的出口经低温烟气调节阀5及抽气鼓风机6与烟气分配器15的烟气入口相连通。
脱硫废水浓缩干燥一体塔11的顶部出口分为两路，其中一路经浓缩烟气排放挡板20与出口烟道相连通，另一路经干燥结晶烟气排放挡板19与电除尘器2的入口相连通；
脱硫废水预处理水箱28的出口依次经澄清脱硫废水输送泵27、脱硫废水缓冲箱26、脱硫废水浓缩输送泵25与脱硫废水浓缩喷淋层17的入口相连通；
脱硫废水浓缩液缓冲箱23的出口经脱硫废水浓缩液输送泵24后分为两路，其中一路经废水浓缩调节阀21与脱硫废水浓液雾化喷嘴13相连通，另一路经废水干燥调节阀22与脱硫废水浓缩喷嘴14相连通。
出口烟道上设置有引风机3。
本发明的具体实施过程为：
在脱硫废水浓缩阶段，抽气鼓风机6抽取电除尘器2出口的烟气，并送入烟气分配器15中，低温烟气经烟气分配器15分配后沿中心筒内与脱硫废水浓缩喷嘴14雾化的脱硫废水浓缩液一起向下流动，流动过程中脱硫废水浓缩液蒸发部分水分浓缩，使得烟气温度降低，烟气温度降低后和脱硫废水蒸发的水分一起通过中心筒外侧的圆环形上升室12上升，然后通过斜Z字形通道进入预浓缩降温室16中，最后经脱硫废水浓缩喷淋层17雾化来自脱硫废水缓冲箱26的脱硫废水进一步降温，随后经塔顶除雾器18除雾后排入出口烟道中，脱硫废水浓缩后的液体进入脱硫废水浓缩液料斗中，然后经浓缩液输送阀9送入脱硫废水浓缩液缓冲箱23中，脱硫废水浓缩液得到进一步浓缩；脱硫废水进入到脱硫废水预处理水箱28中初步沉淀脱硫废水中的大颗粒悬浮物，沉淀下的污泥排入石膏脱水系统处理，经初步沉淀后的脱硫废水经澄清脱硫废水输送泵27泵入脱硫废水缓冲箱26中，然后经脱硫废水浓缩输送泵25送入脱硫废水浓缩喷淋层17中，根据烟气温度调整脱硫废水浓缩喷淋层17中废水的流量，以控制预浓缩的比例，预浓缩后的废水进入脱硫废水浓缩液缓冲箱23中，脱硫废水浓缩液缓冲箱23中浓缩后的浓脱硫废水经脱硫废水浓缩液输送泵24泵入脱硫废水浓缩喷嘴14中雾化，然后与烟气分配器15均布的烟气蒸发水分浓缩，浓缩废水流量和浓缩比例依据抽取烟气温度及烟气量进行调整，浓缩后的脱硫废水落入最终进入到脱硫废水浓缩液缓冲箱23中，如此循环往复直到脱硫废水浓缩至设定比例。
在脱硫废水蒸发结晶阶段，利用热烟气调节阀4调整空气预热器1入口温度较高烟气的热烟气量，热烟气烟气分配器15中，热温烟气经烟气分配器15分配沿中心筒内与经脱硫废水浓液雾化喷嘴13雾化的脱硫废水浓缩后的浓液一起向下流动，流动过程中脱硫废水浓缩液被烟气蒸干成为灰烟气也得到降低，温度较高的烟气和脱硫废水浓液中蒸发的水分一起通过中心筒外侧的圆环形上升室12中上升，在圆环形上升室12上部通过斜Z字形通道进入预浓缩降温室16，温度较高的烟气与经过脱硫废水浓缩喷淋层17雾化的来自脱硫废水缓冲箱26的澄清脱硫废水接触进一步降温，然后经塔顶除雾器18去除烟气中的雾滴后排出，随后经干燥结晶烟气排放挡板19排入电除尘器2中，根据烟气温度调整脱硫废水浓缩喷淋层17中废水流量控制预浓缩的比例，经过顶部预浓缩的脱硫废水进入脱硫废水浓缩液缓冲箱23中；脱硫废水浓液蒸干结晶后的灰落入受电动关断门10控制的结晶灰料斗中，最后经干燥塔输灰阀8送入灰库。
本发明根据脱硫废水排放间断运行的特点将废水浓缩塔和干燥结晶塔合为一个，一体化脱硫废水浓缩干燥塔分别作为脱硫废水浓缩塔和浓液干燥塔交替运行，废水浓缩时进入一体化脱硫废水浓缩干燥塔的热源使用电除尘器2出口温度较低的烟气，浓液干燥时进入一体化脱硫废水浓缩干燥塔的热源使用空气预热器1入口的热烟气，脱硫废水浓缩塔和废水浓液干燥塔合为一体，节约设备占地面积且降低的建设投资。

Claims (7)

1.一种一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统，其特征在于，包括脱硫废水浓缩干燥一体塔(11)、锅炉烟气入口管道、空气预热器(1)、烟气分配器(15)、电除尘器(2)、出口烟道、脱硫废水管道、脱硫废水预处理水箱(28)、输灰管道及脱硫废水浓缩液缓冲箱(23)；
脱硫废水浓缩干燥一体塔(11)内自上到下依次设置有塔顶除雾器(18)、脱硫废水浓缩喷淋层(17)、预浓缩降温室(16)及中心筒，其中，中心筒内设置有烟气分配器(15)，中心筒与脱硫废水浓缩干燥一体塔(11)内壁之间形成圆环形上升室(12)，圆环形上升室(12)与预浓缩降温室(16)相连通；中心筒内自上到下依次设置有脱硫废水浓缩喷嘴(14)及脱硫废水浓液雾化喷嘴(13)；
锅炉烟气入口管道的出口分为两路，其中一路与空气预热器(1)的入口相连通，另一路与烟气分配器(15)的烟气入口相连，空气预热器(1)的出口与电除尘器(2)的入口相连通，电除尘器(2)的出口分为两路，其中一路与出口烟道相连通，另一路与烟气分配器(15)的烟气入口相连通，脱硫废水浓缩干燥一体塔(11)的顶部出口分为两路，其中一路与出口烟道相连通，另一路与电除尘器(2)的入口相连通；
脱硫废水管道与脱硫废水预处理水箱(28)的入口相连通，脱硫废水预处理水箱(28)的出口与脱硫废水浓缩喷淋层(17)的入口相连通；
脱硫废水浓缩干燥一体塔(11)的底部设置有干燥结晶灰料斗及脱硫废水浓缩液料斗，其中，干燥结晶灰料斗与输灰管道相连，脱硫废水浓缩液料斗与脱硫废水浓缩液缓冲箱(23)相连，脱硫废水浓缩液缓冲箱(23)的出口与脱硫废水浓液雾化喷嘴(13)及脱硫废水浓缩喷嘴(14)相连通；
圆环形上升室(12)通过斜Z字形通道与预浓缩降温室(16)相连通；
干燥结晶灰料斗的入口锥段上装有电动关断门(10)，电动关断门(10)与空压机气罐(7)相连。
2.根据权利要求1所述的一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统，其特征在于，锅炉烟气入口管道的出口经热烟气调节阀(4)与烟气分配器(15)的烟气入口相连。
3.根据权利要求1所述的一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统，其特征在于，电除尘器(2)的出口经低温烟气调节阀(5)及抽气鼓风机(6)与烟气分配器(15)的烟气入口相连通。
4.根据权利要求1所述的一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统，其特征在于，脱硫废水浓缩干燥一体塔(11)的顶部出口分为两路，其中一路经浓缩烟气排放挡板(20)与出口烟道相连通，另一路经干燥结晶烟气排放挡板(19)与电除尘器(2)的入口相连通。
5.根据权利要求1所述的一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统，其特征在于，脱硫废水预处理水箱(28)的出口依次经澄清脱硫废水输送泵(27)、脱硫废水缓冲箱(26)、脱硫废水浓缩输送泵(25)与脱硫废水浓缩喷淋层(17)的入口相连通。
6.根据权利要求1所述的一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统，其特征在于，脱硫废水浓缩液缓冲箱(23)的出口经脱硫废水浓缩液输送泵(24)后分为两路，其中一路经废水浓缩调节阀(21)与脱硫废水浓液雾化喷嘴(13)相连通，另一路经废水干燥调节阀(22)与脱硫废水浓缩喷嘴(14)相连通。
7.根据权利要求1所述的一体化脱硫废水浓缩干燥塔系统，其特征在于，出口烟道上设置有引风机(3)。
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