CN113023984A - 一种脱硫废水低温浓缩系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种低温脱硫废水蒸发浓缩系统及方法，系统包括引风机、冷凝器、蒸发塔和循环水泵；利用除尘器6之后的低温烟气作为热源，在蒸发塔内与脱硫废水直接进行热交换，通过废水的蒸发，实现废水的浓缩减量，利用引风机在蒸发塔内创造了低压环境，提高了废水的蒸发效率。同时，在蒸发塔的出口设置了冷凝器，一方面实现了冷凝水的回收，另一方面对空预器7入口空气进行了余热，充分利用了各段烟气热量；在蒸发塔的后端设置了引风机，用于抽取锅炉尾部烟道里的烟气，在蒸发塔内创造了低压环境，降低了水的沸点，提高了废水的蒸发效率；蒸发塔内设置喷淋层和填料层，增加了烟气和废水的接触面积，提高了废水的蒸发效率。
Description
技术领域
本发明属于脱硫废水处理技术领域，具体涉及一种脱硫废水低温浓缩系统及方法。
背景技术
随着环境治理标准的日益提升，脱硫废水零排放逐渐成为电厂水处理的技术趋势。目前，脱硫废水蒸发结晶及高温烟气干化是两种最主要的技术路线，但是由于脱硫废水水量较大，如果直接进行蒸发结晶或高温烟气干化处理，会导致系统能耗较高，经济性较差，同时还会造成高品质热源的消耗，影响锅炉的热效率，导致煤耗增加。因此，通常需要对脱硫废水进行浓缩处理。
目前，脱硫废水浓缩主要采用传统的膜法工艺，即通过纳滤、反渗透等技术对盐水进行浓缩，虽然该工艺已较为成熟，但是膜系统对水质要求高，通常需要软化等预处理环节，增加了设备投入；同时，长期运行过程中，膜的污染现象严重，清洗困难，影响了设备的使用寿命；另外，高含盐量还会导致操作压力大和能耗增加，运行成本进一步提高。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出一种利用电厂低温烟气对脱硫废水进行浓缩的系统及方法，同时，能够回收冷凝水和尾部烟气的热量。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种脱硫废水低温浓缩系统，包括引风机、冷凝器、蒸发塔和循环水泵；冷凝器的热烟气入口与蒸发塔的烟气出口相连，蒸发塔的下部为废水池，废水池侧壁有脱硫废水入口，废水池底部有浓缩废水排出口；废水池液面上方布置有烟气分布器，烟气分布器与除尘器出口烟道相连通；蒸发塔的中部布置有填料层，所述填料层的上方布置废水喷淋装置，所述废水喷淋装置入口通过管道和循环水泵连通废水池，废水池中的脱硫废水通过循环水泵进入废水喷淋装置；冷凝器的冷空气出口与空预器的空气入口相连，冷凝器的底部有冷凝液排出口；引风机的入口与冷凝器的热烟气出口相连，引风机的出口与脱硫塔前的烟道相连。
冷凝器的冷空气入口处设置送风机，送风机的入口与大气连通。
填料层至少布置有两层，废水喷淋装置与填料层交替布置。
填料层为耐腐蚀无机或有机填料。
废水池中设置有pH监测装置、电导率监测装置、加药装置和搅拌器。
冷凝器采用间壁式换热结构。
一种脱硫废水低温浓缩方法，采用除尘后的低温烟气对脱硫废水进行加热蒸发，对未蒸发的废水进行循环蒸发，加热蒸发形成的水蒸汽随烟气冷却，烟气经换热冷却后从烟道排出，水蒸汽经换热冷却后形成冷凝水回收，浓缩后的废水排出；烟气和水蒸汽冷却时采用环境空气作为冷却介质；，经加热后的空气气流作为热一次风输入锅炉系统。
引风机抽取除尘器后的低温烟气依次进入蒸发塔和冷凝器；低温烟气通过蒸发塔内下部的气体分布器在塔内均匀分布，并向上流动；废水池中的脱硫废水经过循环水泵进入蒸发塔的中上方，并通过喷淋装置形成小液滴，向下的液滴与向上部流动的热烟气直接接触，部分水分被蒸发；未蒸发的液滴落在填料层上进一步被蒸发；最后还未蒸发的废水落入蒸发塔底部的废水池内，并通过循环水泵再泵入喷淋装置进行喷淋蒸发；浓缩废水进行排放或进入后续处理工艺；水蒸汽与热烟气进入冷凝器中；送风机抽取冷空气进入冷凝器，与蒸发塔出口的烟气和水蒸汽进行热交换；冷空气温度升高后进入空预器，烟气温度降低经烟道排出，水蒸汽冷凝并回收。
对未蒸发的脱硫废水浓度进行实时监测，脱硫废水的浓度达到预设浓缩倍数后，浓缩废水通过蒸发塔底部的浓缩废水排出口进行排放或进入后续处理工艺；所述浓缩倍数控制在2-5。
脱硫废水的pH控制在6-9；低温烟气的温度为90-120℃，烟气与水蒸汽的排出温度为50-60℃。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
在蒸发塔的出口设置了冷凝器，一方面实现了冷凝水的回收，另一方面对空预器入口空气进行了余热，充分利用了各段烟气热量；在蒸发塔的后端设置了引风机，用于抽取锅炉尾部烟道里的烟气，在蒸发塔内创造了低压环境，降低了水的沸点，提高了废水的蒸发效率；蒸发塔内设置喷淋层和填料层，增加了烟气和废水的接触面积，提高了废水的蒸发效率；该系统设计合理，利用烟气余热实现废水的浓缩减量，具有良好的应用前景。
进一步的，冷凝器采用间壁式换热器，同步实现了冷空气的余热以及水蒸汽中冷凝水的回收再利用。
进一步的，废水池中设置pH、电导率监测装置以及加药、搅拌装置，能够实施监测废水水质，控制浓缩倍数。
进一步的，蒸发浓缩塔中部装有多层填料，有利于废水形成水膜，增加废水与热空气的热交换面积，提高废水的蒸发浓缩效率。
本发明利用除尘器之后的烟气余热对脱硫废水进行蒸发浓缩，相对于传统的膜法浓缩工艺，工艺流程简单，运行成本低，相对于高温废水蒸发，在此处取烟气余热对锅炉运行的影响较小；通过冷凝气对冷空气进行预热，充分利用了系统本身的余热，提高了热一次风温，提高了锅炉效率，同时，实现了冷凝水的回收，可以用于脱硫浆液配制等环节，实现了废水的循环利用；此外，通过蒸发塔后端设置引风机，使得蒸发塔内处于低压环境，降低了水的沸点，提高了废水的蒸发效率；工艺流程简单，换热效率高，同步实现了废水的浓缩减量和回收利用，具有良好的经济收益，环保优势明显，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明一种可实施的脱硫废水低温浓缩系统示意图。
附图中，1-引风机，2-冷凝器，3-蒸发塔，4-循环水泵，5-送风机，6-除尘器，7-空预器，8-脱硫塔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细叙述。
本发明公开了一种脱硫废水低温浓缩系统，包括引风机1、冷凝器2、蒸发塔3、循环水泵4和送风机5；引风机1的入口与冷凝器2的热烟气出口相连，引风机1的出口与脱硫塔8前的烟道相连；送风机5的入口与大气连接，送风机5的出口与冷凝器2的冷空气入口相连；冷凝器2的热烟气入口与蒸发塔的烟气出口相连，冷凝器2的冷空气出口与空预器7的空气入口相连，冷凝器2的下部有冷凝液排出口；被蒸发的脱硫废水中含有大量的水蒸汽，通过与冷空气的换热，可以实现冷凝水的回收，回收的冷凝水可以重新用于脱硫浆液的配制，同时，冷空气得到预热，提高了热一次风入口风温；蒸发塔3的下部为废水池，废水池侧壁有脱硫废水入口，废水池底部有浓缩废水排出口；废水池液面上方布置有烟气分布器，烟气分布器与除尘器6出口烟道相连；蒸发塔的中部交替布置有填料层和废水喷淋装置，废水池中的脱硫废水通过循环水泵进入废水喷淋装置，废水被分散成液滴向下淋洒，液滴与上升的热烟气接触，水分被逐渐蒸发；未被蒸发的液滴落至填料层，并在填料表面形成液膜，增加了与热烟气的接触面积，部分水分在填料表面被进一步蒸发；未被蒸发的液体最终落入废水池；废水通过循环水泵不断循环，与蒸发浓缩塔内的热空气接触，实现浓缩减量。
废水池中设置有pH监测装置、电导率监测装置、加药装置和搅拌器，以调节废水的水质，并控制废水的浓缩倍数。
下面对本发明的脱硫废水低温浓缩系统工作方法进行进一步的说明：
引风机1抽取除尘器6后的100℃的低温烟气依次进入蒸发塔和冷凝器2；低温烟气通过蒸发塔内下部的气体分布器在塔内均匀分布，空气向上流动；废水池中的脱硫废水通过pH调节，控制pH在7左右；废水经过循环水泵进入蒸发塔内，并通过喷淋装置形成小液滴，向下的液滴与向上部流动的热烟气直接接触，部分水分被蒸发；未蒸发的液滴落在填料层上形成水膜，水膜进一步与热烟气接触，水分进一步被蒸发；最后未蒸发的废水落入蒸发塔底部的废水池内，并通过循环水泵再进行喷淋蒸发；废水池中安装有电导率仪，用于监测和控制废水的浓缩倍数，当废水达到浓缩倍数3倍后，通过蒸发塔底部的浓缩废水排出口进行排放或进入后续工艺。被蒸发的水分与热烟气混合，混合气体温度控制在60℃，进入冷凝器2内；送风机抽取冷空气进入冷凝器2，与蒸发塔出口的烟气、水分混合气体进行热交换；冷空气温度升高，并进入空预器7，烟气温度降低，烟气中的水分冷凝并得到回收，回收得到的冷凝水回用于脱硫浆液配制。
Claims (10)
1.一种脱硫废水低温浓缩系统，其特征在于，包括引风机(1)、冷凝器(2)、蒸发塔(3)和循环水泵(4)；冷凝器(2)的热烟气入口与蒸发塔(3)的烟气出口相连，蒸发塔(3)的下部为废水池，废水池侧壁有脱硫废水入口，废水池底部有浓缩废水排出口；废水池液面上方布置有烟气分布器，烟气分布器与除尘器(6)出口烟道相连通；蒸发塔(3)的中部布置有填料层，所述填料层的上方布置废水喷淋装置，所述废水喷淋装置入口通过管道和循环水泵(4)连通废水池，废水池中的脱硫废水通过循环水泵(4)进入废水喷淋装置；冷凝器(2)的冷空气出口与空预器(7)的空气入口相连，冷凝器(2)的底部有冷凝液排出口；引风机(1)的入口与冷凝器(2)的热烟气出口相连，引风机(1)的出口与脱硫塔(8)前的烟道相连。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水低温浓缩系统，其特征在于，冷凝器(2)的冷空气入口处设置送风机(5)，送风机(5)的入口与大气连通。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水低温浓缩系统，其特征在于，填料层至少布置有两层，废水喷淋装置与填料层交替布置。
4.根据权利要求1所述的脱硫废水低温浓缩系统，其特征在于，填料层为耐腐蚀无机或有机填料。
5.根据权利要求1所述的脱硫废水低温浓缩系统，其特征在于，废水池中设置有pH监测装置、电导率监测装置、加药装置和搅拌器。
6.根据权利要求1所述的脱硫废水低温浓缩系统，其特征在于，冷凝器(2)采用间壁式换热结构。
7.脱硫废水低温浓缩方法，其特征在于，采用除尘后的低温烟气对脱硫废水进行加热蒸发，对未蒸发的废水进行循环蒸发，加热蒸发形成的水蒸汽随烟气冷却，烟气经换热冷却后从烟道排出，水蒸汽经换热冷却后形成冷凝水回收，浓缩后的废水排出；烟气和水蒸汽冷却时采用环境空气作为冷却介质，经加热后的空气气流作为热一次风输入锅炉系统。
8.根据权利要求7所述的脱硫废水低温浓缩方法，其特征在于，引风机(1)抽取除尘器(6)后的低温烟气依次进入蒸发塔(3)和冷凝器(2)；低温烟气通过蒸发塔(3)内下部的气体分布器在塔内均匀分布，并向上流动；废水池中的脱硫废水经过循环水泵(4)进入蒸发塔(3)的中上方，并通过喷淋装置形成小液滴，向下的液滴与向上部流动的热烟气直接接触，部分水分被蒸发；未蒸发的液滴落在填料层上进一步被蒸发；最后还未蒸发的废水落入蒸发塔底部的废水池内，并通过循环水泵(4)再泵入喷淋装置进行喷淋蒸发；浓缩废水进行排放或进入后续处理工艺；水蒸汽与热烟气进入冷凝器(2)中；送风机(1)抽取冷空气进入冷凝器(2)，与蒸发塔(3)出口的烟气和水蒸汽进行热交换；冷空气温度升高后进入空预器(7)，烟气温度降低经烟道排出，水蒸汽冷凝并回收。
9.根据权利要求7所述的脱硫废水低温浓缩方法，其特征在于，对未蒸发的脱硫废水浓度进行实时监测，脱硫废水的浓度达到预设浓缩倍数后，浓缩废水通过蒸发塔底部的浓缩废水排出口进行排放或进入后续处理工艺；所述浓缩倍数控制在2-5。
10.根据权利要求7所述的脱硫废水低温浓缩方法，其特征在于，脱硫废水的pH控制在6-9；低温烟气的温度为90-120℃，烟气与水蒸汽的排出温度为50-60℃。
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