CN112960721A - 一种利用脱硫吸收塔后超低温烟气余热处理脱硫废水的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用脱硫吸收塔后超低温烟气余热处理脱硫废水的装置，适用于废水浓缩及零排放系统，主要包括：波纹管束降膜蒸发器、废水浓缩循环泵、鼓风机以及相应的管道及阀门配件等。利用脱硫吸收塔后超低温烟气余热，通过装置内的波纹管束增加比表面积，烟气从下部进入波纹管外壁换热，废水从上而下进入波纹管内，并从底部鼓入干空气进入波纹管，从上部带出水蒸汽，达到浓缩废水的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用脱硫吸收塔后超低温烟气余热处理脱硫废水的装置。
背景技术
脱硫废水成分复杂，重金属含量高，溶解性固体含量高，处理难度大，且处理费用高，是火力发电厂实现零排放的关键。
目前浓缩脱硫废水的方法主要有膜法与热法，膜法处理工艺主要采用反渗透以及电渗析技术，可达到浓缩脱硫废水的目的，但投资及运行费用均高，增加企业运行成本，影响企业效益；热法废水处理工艺，又可分为利用蒸汽浓缩与利用烟气余热浓缩，利用蒸汽处理废水是一个比较成熟的工艺路线，用于海水淡化、废水处理已经有较多年，主要有机械蒸汽再压缩（MVC/MVR）、低温多效蒸馏法（MED）、多级闪蒸（MSF）等工艺，但此方法占地面积大，利用烟气余热处理脱硫废水，主要利用脱硫塔前烟气，此方法主要缺点为可能引起脱硫吸收塔内水量不平衡。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的利用脱硫吸收塔后超低温烟气余热处理脱硫废水的装置，适用于废水浓缩及零排放系统，利用脱硫吸收塔后超低温烟气余热，通过装置内的波纹管束增加比表面积，烟气从下部进入接触波纹管外壁换热，废水从上而下进入波纹管内，并从底部鼓入干空气进入波纹管，从上部带出水蒸汽，达到浓缩废水的目的。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种利用脱硫吸收塔后超低温烟气余热处理脱硫废水的装置，其特征在于：该装置主要包括：波纹管束降膜蒸发器、废水浓缩循环泵、鼓风机以及相应的管道及阀门配件等。
波纹管束降膜蒸发器内部采用波纹式管束，利于上部进入的废水形成薄膜，通过超低温烟气余热将废水薄膜加热，通过鼓风机从下部鼓入干空气，将废水中的水分从上部带出，达到废水浓缩的目的。
波纹管束降膜蒸发器主要包括：废水入口、布水器、波纹管、上集箱、下集箱、干空气入口、烟气入口、烟气出口、烟气冷凝液出口水汽出口、浓缩废液出口、换热箱等。
所述废水入口设置在波纹管束降膜蒸发器的顶部，所述上集箱和下集箱分别位于波纹管束降膜蒸发器内部上端和下端，所述换热箱位于上集箱与下集箱之间，所述布水器设置在上集箱内，所述废水入口与布水器连通，所述波纹管设置在换热箱内，且波纹管的上端和下端分别连通上集箱和下集箱，并且波纹管的上端位于布水器的下方，所述干空气入口、烟气入口和水汽出口设置在波纹管束降膜蒸发器的一侧，所述烟气出口、烟气冷凝液出口和浓缩废液出口设置在波纹管束降膜蒸发器的另一侧，所述干空气入口连接在下集箱的顶端，所述浓缩废液出口连接在下集箱的底端，所述烟气入口和烟气冷凝液出口连接在换热箱的底端，所述烟气出口连接在换热箱的顶端，所述水汽出口与上集箱连通。
所述干空气入口连接有鼓风机，鼓风机向下集箱鼓入干空气，干空气从波纹管下端进入管内，与废水薄膜逆流接触，将水汽从波纹管的上端带出，达到废水浓缩的目的。
波纹管束降膜蒸发器留有烟气冷凝液出口，因脱硫吸收塔后烟气为饱和湿烟气，与波纹管内废水间接换热后，温度下降，部分水蒸汽冷凝在换热箱内，通过烟气冷凝液出口排出，因此，本装置利于烟气消白。
浓缩废液出口连接有废水浓缩循环泵，所述废水浓缩循环泵连接两路管道，其中一路管道连接蒸发塔废水入口，另一路管道为排放管道，当废水浓缩倍率未达到设定值时，关闭排放管道阀门，将废水循环至蒸发塔废水入口；当废水已浓缩合格，关闭至蒸发塔废水入口管道阀门，将浓缩废水排出。
所述波纹管的管径为40-60mm，壁厚约为1mm，波纹折角为150-160°。
将传统的降膜式蒸发塔中的垂直管束替换为Z字型管束，折角为150-160°，以助于废水在管道内壁形成薄膜，利于废水蒸发，并从管道底部鼓入干空气，及时带出水蒸汽，再利用脱硫塔后超低温烟气对废水进行间接接触加热，以达到废水快速蒸发浓缩的目的。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、本发明将降膜蒸发器中的垂直管束替换为Z字型管束，利于废水在管道内壁形成薄膜。
2、本发明从管道底部通过鼓风机鼓入干空气，与废水直接接触，及时将水蒸汽带出，利于废水快速蒸发浓缩。
3、本发明利用脱硫吸收塔后烟气，对废水进行间接加热，真正实现了废热的再利用。
4、本发明可降低脱硫吸收塔后饱和湿烟气温度，对烟气消白有益。
5、本发明从废水中带出的水蒸汽经冷凝后可回用至其他系统，可降低单位发电量取水量，为发电厂节约成本。
附图说明
图1是本发明的装置结构示意图。
图中：废水入口1、布水器2、波纹管3、上集箱4、下集箱5、干空气入口6、烟气入口7、烟气出口8、烟气冷凝液出口9、水汽出口10、浓缩废液出口11、换热箱12。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1。
参见图1，本实施例中，一种利用脱硫吸收塔后超低温烟气余热处理脱硫废水的装置，该装置主要包括：波纹管束降膜蒸发器、废水浓缩循环泵、鼓风机以及相应的管道及阀门配件等。
波纹管束降膜蒸发器主要包括：废水入口1、布水器2、波纹管3、上集箱4、下集箱5、干空气入口6、烟气入口7、烟气出口8、烟气冷凝液出口9水汽出口10、浓缩废液出口11、换热箱12等。
废水入口1设置在波纹管束降膜蒸发器的顶部，上集箱4和下集箱5分别位于波纹管束降膜蒸发器内部上端和下端，换热箱12位于上集箱4与下集箱5之间，布水器2设置在上集箱4内，废水入口1与布水器2连通，波纹管3设置在换热箱12内，且波纹管3的上端和下端分别连通上集箱4和下集箱5，并且波纹管3的上端位于布水器2的下方，干空气入口6、烟气入口7和水汽出口10设置在波纹管束降膜蒸发器的一侧，烟气出口8、烟气冷凝液出口9和浓缩废液出口11设置在波纹管束降膜蒸发器的另一侧，干空气入口6连接在下集箱5的顶端，浓缩废液出口11连接在下集箱5的底端，烟气入口7和烟气冷凝液出口9连接在换热箱12的底端，烟气出口8连接在换热箱12的顶端，水汽出口10与上集箱4连通。
干空气入口6连接有鼓风机，鼓风机向下集箱5鼓入干空气，干空气从波纹管3下端进入管内，与废水薄膜逆流接触，将水汽从波纹管3的上端带出，达到废水浓缩的目的。
浓缩废液出口11连接有废水浓缩循环泵，废水浓缩循环泵连接两路管道，其中一路管道连接蒸发塔废水入口，另一路管道为排放管道，当废水浓缩倍率未达到设定值时，关闭排放管道阀门，将废水循环至蒸发塔废水入口；当废水已浓缩合格，关门至蒸发塔废水入口管道阀门，将浓缩废水排出。
波纹管3的管径为40-60mm，壁厚约为1mm，波纹折角为150-160°。
从脱硫吸收塔出口抽取烟气，处理废水后回至烟囱。废水经预处理后，从废水入口1进入，经布水器2喷淋，一部分蒸发，随干空气至冷凝器，剩余部分排至下集箱5，处理合格后排出。
工艺流程如下：
(1)启动底部鼓风机，将干空气从干空气入口6鼓入。
(2)开启挡板门，将烟气从脱硫塔引入至烟气入口7，烟气出口8接至烟囱。
(3)将预处理后的废水从废水入口1进入，经布水器2喷出。
(4)当下集箱5液位达到一定高度后，开启废水浓缩循环泵，将废液排至蒸发塔废水入口，继续浓缩，当浓缩合格后，将废液从排放管道排出。
(5)开启烟气冷凝液出口9管道阀门，将烟气侧冷凝水排出。
实施例2。
山东某发电公司，机组容量为2台145MW与2台330MW，受环保政策影响，需实施全厂废水零排放，经全厂废水综合利用治理后，余下循环水排污水30m3/h与脱硫废水15m3/h无法消纳，需新建零排放处理设备。因废水剩余量大，无法直接采用主烟道蒸发或旁路烟气蒸发将所余废水处理，因此，需要增加废水浓缩设备。于2019年，在该厂进行试运行本发明后，将45m3/h浓缩至9m3/h，废水处理效果显著。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种利用脱硫吸收塔后超低温烟气余热处理脱硫废水的装置，包括波纹管束降膜蒸发器，其特征在于：所述波纹管束降膜蒸发器包括废水入口（1）、布水器（2）、波纹管（3）、上集箱（4）、下集箱（5）、干空气入口（6）、烟气入口（7）、烟气出口（8）、烟气冷凝液出口（9）水汽出口（10）、浓缩废液出口（11）和换热箱（12）；所述废水入口（1）设置在波纹管束降膜蒸发器的顶部，所述上集箱（4）和下集箱（5）分别位于波纹管束降膜蒸发器内部上端和下端，所述换热箱（12）位于上集箱（4）与下集箱（5）之间，所述布水器（2）设置在上集箱（4）内，所述废水入口（1）与布水器（2）连通，所述波纹管（3）设置在换热箱（12）内，且波纹管（3）的上端和下端分别连通上集箱（4）和下集箱（5），并且波纹管（3）的上端位于布水器（2）的下方，所述干空气入口（6）、烟气入口（7）和水汽出口（10）设置在波纹管束降膜蒸发器的一侧，所述烟气出口（8）、烟气冷凝液出口（9）和浓缩废液出口（11）设置在波纹管束降膜蒸发器的另一侧，所述干空气入口（6）连接在下集箱（5）的顶端，所述浓缩废液出口（11）连接在下集箱（5）的底端，所述烟气入口（7）和烟气冷凝液出口（9）连接在换热箱（12）的底端，所述烟气出口（8）连接在换热箱（12）的顶端，所述水汽出口（10）与上集箱（4）连通。
2.根据权利要求1所述的利用脱硫吸收塔后超低温烟气余热处理脱硫废水的装置，其特征在于：所述干空气入口（6）连接有鼓风机，所述鼓风机向下集箱（5）鼓入干空气，干空气从波纹管（3）下端进入管内，与废水薄膜逆流接触，将水汽从波纹管（3）的上端带出，达到废水浓缩的目的。
3.根据权利要求1所述的利用脱硫吸收塔后超低温烟气余热处理脱硫废水的装置，其特征在于：所述浓缩废液出口（11）连接有废水浓缩循环泵，所述废水浓缩循环泵连接两路管道，其中一路管道连接蒸发塔废水入口，另一路管道为排放管道，当废水浓缩倍率未达到设定值时，关闭排放管道阀门，将废水循环至蒸发塔废水入口；当废水已浓缩合格，关门至蒸发塔废水入口管道阀门，将浓缩废水排出。
4.根据权利要求1所述的利用脱硫吸收塔后超低温烟气余热处理脱硫废水的装置，其特征在于：所述波纹管（3）的管径为40-60mm，壁厚为1mm，波纹折角为150-160°。
5.根据权利要求1所述的利用脱硫吸收塔后超低温烟气余热处理脱硫废水的装置，其特征在于：所述波纹管（3）为Z字型结构。
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