CN112429901A - 一种低温烟气浓缩减量和双流体旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废水烟气处理技术领域，具体是一种低温烟气浓缩减量和双流体旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放系统，包括空气预热器、除尘器、引风机、脱硫吸收塔、预沉装置、给料泵、低温烟气浓缩塔、浓缩塔入口风门、增压风机、浓缩塔出口风门、循环泵、扰动泵、PH调节箱、加碱装置、浓水提升泵、蒸发水箱、蒸发水箱搅拌器、废水提升装置、压缩空气装置、分配装置、蒸发塔入口风门、蒸发塔入口调节门、双流体蒸发塔、雾化装置、蒸发塔出口风门；采用用于采用低温烟气浓缩和双流体旁路烟道蒸发工艺处理电厂脱硫废水的零排放领域，整个零排放系统内无污染物产生。
Description
技术领域
本发明涉及废水烟气处理技术领域，具体是一种低温烟气浓缩减量和双流体旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放系统。
背景技术
随着国家对环保的要求越来越严格，要求电厂实现废水“零排放”，火力发电厂已有的节水措施、废水处理措施，逐渐显现出局限性，暴露出一些列问题，例如冷却塔浓缩倍率过低不满足节水要求，部分优质水源未能有效回收，废水处理系统处理效果不稳定，废水产生量大，导致实现废水“零排放”难度大等。火电厂实现废水“零排放”，迫切需要建立起全厂废水零排放水平衡体系，优化全厂用水流程，提高废水回收利用率，大幅降低废水量，为实现废水“零排放”创造有利条件。
废水排放的同时，高盐废水旁路烟气也存在很大的技术影响，现有作业工序致力于对高盐废水进行处理的同时，往往忽略了对烟气的有效处理，本发明公开了一种无污染物产生的低温烟气浓缩减量和双流体旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放系统，用于采用低温烟气浓缩+双流体旁路烟道蒸发工艺处理电厂脱硫废水的零排放领域，整个零排放系统内无污染物产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温烟气浓缩减量和双流体旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低温烟气浓缩减量和双流体旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放系统，包括空气预热器、除尘器、引风机、脱硫吸收塔、预沉装置、给料泵、低温烟气浓缩塔、浓缩塔入口风门、增压风机、浓缩塔出口风门、循环泵、扰动泵、PH调节箱、加碱装置、浓水提升泵、蒸发水箱、蒸发水箱搅拌器、废水提升装置、压缩空气装置、分配装置、蒸发塔入口风门、蒸发塔入口调节门、双流体蒸发塔、雾化装置、蒸发塔出口风门；所述的预沉装置的来水为脱硫废水，经给料泵输送至低温烟气浓缩单元，所述的低温烟气浓缩单元包括低温烟气浓缩塔、浓缩塔入口风门、增压风机、浓缩塔出口风门、循环泵及扰动泵，其旁路于引风机至脱硫吸收塔处，低温烟气浓缩单元的出水进入所述的PH调节箱，所述加碱装置与所述的PH调节箱相连，经PH调节后PH调节箱的出水进入所述的蒸发水箱，之后进入末端双流体旁路烟道蒸发单元，所述的末端双流体旁路烟道蒸发单元包括废水提升装置、压缩空气装置、分配装置、蒸发塔入口风门、蒸发塔入口调节门、双流体蒸发塔、雾化装置、蒸发塔出口风门；所述的烟道蒸发水箱的出水经所述的废水提升装置系统输送至所述的分配装置，所述的压缩空气装置与所属的分配装置相连，所述的分配装置与所述的雾化装置相连，所述的雾化装置安装在双流体蒸发塔内，所述的双流体蒸发塔旁路布置在空气预热器旁。
作为本发明进一步的方案：所述低温烟气浓缩单元利用除尘器后的烟气余热。
作为本发明进一步的方案：所述的增压风机为变频调节，当烟气温度下降时，可增加增压风机的频率，加大烟气的抽取比，以维持所抽取烟气的总热量。
作为本发明进一步的方案：浓缩废水在双流体蒸发塔内高效雾化，采用双流体雾化装置及配套设施。
作为本发明进一步的方案：所述的末端双流体旁路烟道蒸发单元内设置冲洗系统，在浓缩废水处理装置停运前，自动清洗管路和管路沿程设备。
作为本发明进一步的方案：所述的双流体蒸发塔从空预器前端抽取少量的高温烟气，实现浓缩废水的完全蒸发。
作为本发明再进一步的方案：所述的低温烟气浓缩单元和末端双流体旁路烟道蒸发单元虽均与烟道相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一．脱硫废水进入预沉装置后，经沉淀后的上清液经给料泵输送至低温烟气缩单元，而颗粒度较细小的硫酸钙在预沉装置的预沉池内进一步长大并沉降，重新回收到脱硫系统；低温烟气浓缩单元采用热法浓缩技术，利用除尘器后尾部烟气余热蒸发浓缩工艺。浓缩设备采用旁路布置，利用除尘器之后的烟气余热对脱硫废水进行蒸发浓缩，通过循环泵将废水进行雾化处理，热烟气与雾状浆液在塔内直接接触换热蒸发，饱和湿烟气经除雾器气液分离后由低温烟气浓缩塔顶部排出，高盐废水经蒸发浓缩达到一定浓缩倍率后排出，经低温烟气浓缩工艺处理后的浓缩液pH=1～2，通过低温烟气浓缩单元内设置的扰动泵，将浓水排至pH调节箱，通过碱加药装置，调节pH至5～9。由于前端脱硫废水经过预沉处理，则经PH调节后的浓缩废水悬浮可控制300mg/L以下，浓缩废水无需混凝沉淀处理，可直接由浓水提升泵输送蒸发水箱，进入下一单元末端废水双流体旁路烟道蒸发系统，实现脱硫废水零排放。
二．末端废水双流体旁路烟道蒸发系统是抽取空预器前的高温烟气作为热源，热烟气经烟气均布器进入设置的旁路烟道蒸发塔，与经过压缩空气雾化后的精细雾滴直接切向接触，雾滴被迅速蒸发干燥，浓缩废水中的盐类最后形成粉末状的产物随烟气进入除尘器，被除尘器捕集去除，水蒸气随烟气在脱硫吸收塔内冷凝析出补入脱硫系统，完成对脱硫废水的零排放。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，以示出符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。同时，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
图1本发明的结构示意图。
图中：1空气预热器；2蒸发塔入口风门；3蒸发塔入口调节门；4双流体蒸发塔；5雾化装置；6蒸发塔出口风门；7分配装置；8 压缩空气装置；9除尘器； 10浓水提升泵；11 PH调节箱；12增压风机；13引风机；14浓缩塔入口风门；15循环泵；16 扰动泵；17低温烟气浓缩塔；18 浓缩塔出口风门；19给料泵；20脱硫吸收塔；21预沉装置；22蒸发水箱搅拌器；23 加碱装置；24蒸发水箱；25 废水提升装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或同种要素。
显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1，一种低温烟气浓缩减量和双流体旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放系统，包括空气预热器1、除尘器9、引风机13、脱硫吸收塔20、预沉装置21、给料泵19、低温烟气浓缩塔17、浓缩塔入口风门14、增压风机12、浓缩塔出口风门17、循环泵15、扰动泵16、PH调节箱11、加碱装置23、浓水提升泵10、蒸发水箱24、蒸发水箱搅拌器22、废水提升装置25、压缩空气装置8、分配装置7、蒸发塔入口风门2、蒸发塔入口调节门3、双流体蒸发塔4、雾化装置5、蒸发塔出口风门6。
所述的预沉装置21来水为脱硫废水，经给料泵19输送至低温烟气浓缩单元，所述的低温烟气浓缩单元包括低温烟气浓缩塔17、浓缩塔入口风门14、增压风机12、浓缩塔出口风门17、循环泵15及扰动泵16，其旁路于引风机13至脱硫吸收塔20处，低温烟气浓缩单元的出水进入所述的PH调节箱11，所述加碱装置23与所述的PH调节箱11相连，经PH调节后PH调节箱11的出水进入所述的蒸发水箱24，之后进入末端双流体旁路烟道蒸发单元，所述的末端双流体旁路烟道蒸发单元包括废水提升装置25、压缩空气装置8、分配装置7、蒸发塔入口风门2、蒸发塔入口调节门3、双流体蒸发塔4、雾化装置5、蒸发塔出口风门6；所述的烟道蒸发水箱的出水经所述的废水提升装置系统输送至所述的分配装置，所述的压缩空气装置8与所属的分配装置相连，所述的分配装置与所述的雾化装置5相连，所述的雾化装置5安装在双流体蒸发塔4内，所述的双流体蒸发塔4旁路布置在空气预热器旁。
脱硫系统废水旋流器溢流水悬浮物浓度一般为：1-2%，但实际运行时，悬浮物有时高达5-6%，悬浮物主要成分为颗粒度较细小的硫酸钙，因此在低温烟气浓缩系统前设置预沉装置，预沉装置的作用一是使颗粒度较细小的硫酸钙在预沉装置内进一步长大并沉降，重新回收到脱硫系统，增加了石膏的回收率，增大脱硫运行效益，因为预沉装置无需任何加药，所以不影响回收石膏的品质。作用二是使进入烟气浓缩的废水悬浮物降低，使得低温烟气浓缩后的废水无需进行混凝沉淀处理，降低投资和运行成本。作用三是脱硫废水通过预沉装置后，其悬浮物可控制在10mg/L以下，使得在后端经过低温烟气浓缩后的浓缩废水悬浮物控制在300mg/L以下，可达到所述末端双流体旁路烟道蒸发系统对来水悬浮物≤300mg/L的要求，避免双流体喷嘴堵塞。
所述低温烟气浓缩单元利用除尘器9后的烟气余热，能源消耗小；即使电厂在低烟温、低负荷的运行状态下，或是烟道采用低低温省煤器工艺的情况下，整个低温烟气浓缩系统也能够实现经济的、稳定的运行，因为所述的增压风机12为变频调节，当烟气温度下降时，可增加增压风机的频率，加大烟气的抽取比，以维持所抽取烟气的总热量。
浓缩废水在双流体蒸发塔4内高效雾化，采用双流体雾化装置及配套设施，严格控制废水雾化粒径；通过精确计算，合理布置喷枪安装位置，确保雾化后液滴与烟气充分接触，避免蒸发不彻底导致液滴碰壁。
所述的末端双流体旁路烟道蒸发单元内设置冲洗系统，在浓缩废水处理装置停运前，自动清洗管路和管路沿程设备，使废水全部排出管路和沿程设备，防止管路和设备的污堵，以适应高含盐废水水质，排出的废水和冲洗工艺水进入旁路烟道蒸发处理。
所述的双流体蒸发塔4从空预器前端抽取少量的高温烟气，实现浓缩废水的完全蒸发。即使电厂处在低烟温、低负荷的运行状态下，或是烟道采用低低温省煤器工艺的情况下，整个系统也能够实现经济的、稳定的进行废水零排放。
所述的废水提升装置主要为分配装置和雾化装置提供稳定的水源，在可变流量条件下，废水系统输出压力稳定，废水提升装置模块采用撬装式，根据机组工况条件进行单独定制，满足现场安装条件。在废水处理量波动的情况下，废水提升装置废水依然保持良好、可控的雾化效果，废水泵站在不同流量输出的情况下，输出压力变化幅度小。废水提升装置内的废水提升泵选用旋转喷射泵，其流量—扬程特性曲线平稳，在大范围流量变化的情况下，依然保持扬程小幅度变化。
所述的分配装置主要为雾化装置提供稳定、自适应调整的废水、压缩空气压力和流量。
所述的低温烟气浓缩单元和末端双流体旁路烟道蒸发单元虽均与烟道相连接，但均为独立的运行机制；锅炉即使在运行状态下，低温烟气浓缩塔和双流体蒸发塔也能单独进行维护和检修；杜绝了对电厂其他设备的影响。
所述的零排放系统整个过程除加碱对低温烟气浓缩废水进行PH调节外，没有额外药剂加入。由于经过前端预沉后，低温烟气浓缩的来水悬浮物可控制在10mg/L以下，使得在后端经过低温烟气浓缩后的浓缩废水悬浮物控制在300mg/L以下，无需对低温烟气浓缩废水进行混凝沉淀处理，整个系统内没有污染物产生。
该系统流程为：脱硫废水进入预沉装置21后，经沉淀后的上清液经给料泵输送至低温烟气缩单元，而颗粒度较细小的硫酸钙在预沉装置21的预沉池内进一步长大并沉降，重新回收到脱硫系统；低温烟气浓缩单元采用热法浓缩技术，利用除尘器9后尾部烟气余热蒸发浓缩工艺。浓缩设备采用旁路布置，利用除尘器9之后的烟气余热对脱硫废水进行蒸发浓缩，通过循环泵15将废水进行雾化处理，热烟气与雾状浆液在塔内直接接触换热蒸发，饱和湿烟气经除雾器气液分离后由低温烟气浓缩塔14顶部排出，高盐废水经蒸发浓缩达到一定浓缩倍率后排出，经低温烟气浓缩工艺处理后的浓缩液pH=1～2，通过低温烟气浓缩单元内设置的扰动泵，将浓水排至pH调节箱11，通过碱加药装置，调节pH至5～9。由于前端脱硫废水经过预沉处理，则经PH调节后的浓缩废水悬浮可控制300mg/L以下，浓缩废水无需混凝沉淀处理，可直接由浓水提升泵输送蒸发水箱24，进入下一单元末端废水双流体旁路烟道蒸发系统，实现脱硫废水零排放。末端废水双流体旁路烟道蒸发系统是抽取空预器前的高温烟气作为热源，热烟气经烟气均布器进入设置的旁路烟道蒸发塔，与经过压缩空气雾化后的精细雾滴直接切向接触，雾滴被迅速蒸发干燥，浓缩废水中的盐类最后形成粉末状的产物随烟气进入除尘器9，被除尘器9捕集去除，水蒸气随烟气在脱硫吸收塔内冷凝析出补入脱硫系统，完成对脱硫废水的零排放。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种低温烟气浓缩减量和双流体旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放系统，其特征在于，包括空气预热器（1）、除尘器（9）、引风机（13）、脱硫吸收塔（20）、预沉装置（21）、给料泵（19）、低温烟气浓缩塔（17）、浓缩塔入口风门（14）、增压风机（12）、浓缩塔出口风门（17）、循环泵（15）、扰动泵（16）、PH调节箱（11）、加碱装置（23）、浓水提升泵（10）、蒸发水箱（24）、蒸发水箱搅拌器（22）、废水提升装置（25）、压缩空气装置（8）、分配装置（7）、蒸发塔入口风门（2）、蒸发塔入口调节门（3）、双流体蒸发塔（4）、雾化装置（5）、蒸发塔出口风门（6）；所述的预沉装置（21）的来水为脱硫废水，经给料泵（19）输送至低温烟气浓缩单元，所述的低温烟气浓缩单元包括低温烟气浓缩塔（17）、浓缩塔入口风门（14）、增压风机（12）、浓缩塔出口风门（17）、循环泵（15）及扰动泵（16），其旁路于引风机（13）至脱硫吸收塔（20）处，低温烟气浓缩单元的出水进入所述的PH调节箱（11），所述加碱装置（23）与所述的PH调节箱（11）相连，经PH调节后PH调节箱（11）的出水进入所述的蒸发水箱（24），之后进入末端双流体旁路烟道蒸发单元，所述的末端双流体旁路烟道蒸发单元包括废水提升装置（25）、压缩空气装置（8）、分配装置（7）、蒸发塔入口风门（2）、蒸发塔入口调节门（3）、双流体蒸发塔（4）、雾化装置（5）、蒸发塔出口风门（6）；所述的烟道蒸发水箱的出水经所述的废水提升装置系统输送至所述的分配装置，所述的压缩空气装置（8）与所属的分配装置相连，所述的分配装置与所述的雾化装置（5）相连，所述的雾化装置（5）安装在双流体蒸发塔（4）内，所述的双流体蒸发塔（4）旁路布置在空气预热器旁。
2.根据权利要求1所述的低温烟气浓缩减量和双流体旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述低温烟气浓缩单元利用除尘器（9）后的烟气余热。
3.根据权利要求1所述的低温烟气浓缩减量和双流体旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述的增压风机（12）为变频调节，当烟气温度下降时，可增加增压风机的频率，加大烟气的抽取比，以维持所抽取烟气的总热量。
4.根据权利要求1所述的低温烟气浓缩减量和双流体旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放系统，其特征在于，浓缩废水在双流体蒸发塔（4）内高效雾化，采用双流体雾化装置及配套设施。
5.根据权利要求4所述的低温烟气浓缩减量和双流体旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述的双流体蒸发塔（4）从空预器前端抽取少量的高温烟气，实现浓缩废水的完全蒸发。
6.根据权利要求1所述的低温烟气浓缩减量和双流体旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述的末端双流体旁路烟道蒸发单元内设置冲洗系统，在浓缩废水处理装置停运前，自动清洗管路和管路沿程设备。
7.根据权利要求2或6所述的低温烟气浓缩减量和双流体旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述的低温烟气浓缩单元和末端双流体旁路烟道蒸发单元虽均与烟道相连接。
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