CN113023998A - 一种基于旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，包括：存储机构、浓缩机构和结晶机构；浓缩塔设有烟气进口，用于引进废热烟气对浓缩塔内的脱硫废水进行蒸发浓缩，浓缩塔内设置喷雾层，浓缩塔出口连接所述结晶机构的入口；高温结晶塔上设有三个旁路烟气入口，用于引入脱硝反应器后的高温烟气对浓缩后的脱硫废水进行结晶；存储机构和浓缩机构之间设有脱硫废水预处理装置，所述脱硫废水预处理装置包括缓冲池、一体化澄清器、过滤单元和膜浓缩装置，对脱硫废水进行过滤和浓缩。

Description

一种基于旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放处理系统
技术领域
本发明属于脱硫废水处理设备技术领域，特别涉及一种基于旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放处理系统。
背景技术
废水二次污染源的产生正日益成为焦点，而国家近几年进一步收紧政策使得
企业不得不开始考虑脱硫废水零排放处理问题。传统的脱硫废水三联箱处理工艺
具有投资大、运行费用高、部分污染物难达标、且还有少量废水产生等问题。目
前的脱硫废水零排放工艺主要采用预处理+末端处理，其中末端处理主要是通过蒸发将脱硫废水实现零排放。
目前对脱硫废水的处理分为常规处理和深度处理。常规处理是针对重金属、悬浮物、COD、硬度等指标进行中和、絮凝、澄清、氧化等处理，使这些指标达到排放标准；而深度处理是针对Cl-和SO42-等可溶性盐进行浓缩、固化等处理，达到废水零排放的目的。对脱硫废水的常规处理工艺较为成熟，已在大部分电厂实现应用，而对脱硫废水的深度处理需要根据电厂实际情况进行选择，深度处理工艺主要有以下几种：(1)蒸发+结晶工艺，利用废水蒸干系统对脱硫废水进行蒸发结晶，处理量大，效率高，无残留废水，但投资和运行费用较高。(2)浓缩+烟道闪蒸工艺，对脱硫废水进行预处理+浓缩处理，废液直接喷入锅炉烟道进行蒸发，此工艺系统简单、投资小、无需处理结晶产物，但废水处理量受锅炉负荷限制，且结晶产物对锅炉的影响还在论证当中。
因此，急需一种废水处理量大、烟气利用率高、不受锅炉负荷影响、投资运行费用较低的处理脱硫废水的系统。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，包括：存储机构、浓缩机构和结晶机构；
所述存储机构用于存储脱硫废水；
所述浓缩机构主要包括一个浓缩塔，所述浓缩塔设有烟气进口，用于引进废热烟气对浓缩塔内的脱硫废水进行蒸发浓缩，浓缩塔内设置喷雾层，浓缩塔出口连接所述结晶机构的入口；
所述结晶机构主要包括一个高温结晶塔，所述高温结晶塔上设有三个旁路烟气入口，用于引入脱硝反应器后的高温烟气对浓缩后的脱硫废水进行结晶；所述高温结晶塔最上端设有出口烟道，底部的旁路烟气入口与内部的环形配气管连接，另外两个旁路烟气入口的上端设有喷雾器，喷雾器与高温结晶塔入口管道连通，喷射浓缩的脱硫废水；当浓缩塔底的浓缩的脱硫废水超过与高温结晶体入口管道连接的出口的高度时，浓缩塔内的浓缩脱硫废水流入高温结晶塔；
所述存储机构和浓缩机构之间设有脱硫废水预处理装置，所述脱硫废水预处理装置包括缓冲池、一体化澄清器、过滤单元和膜浓缩装置，对脱硫废水进行过滤和浓缩。
进一步地，所述膜浓缩装置包括反渗透膜和PX能量回收装置，由所述过滤单元出来的水分为两路:一路直接经高压泵加压进入反渗透膜；另一路经PX能量回收装置与反渗透膜导出的浓水交换能量后再经增压泵增压，与化学清洗进水一同进入反渗透膜。
进一步地，在反渗透膜中，部分滤水在高压下透过反渗透膜产出淡水，部分滤水经PX能量回收装置后，一部分直接排放至所述浓缩机构，另一部分返回至所述反渗透膜进行循环处理。
进一步地，所述一体化澄清器采用NaOH和Na2C03对脱硫废水进行软化澄清处理，并配有自动加药系统。
进一步地，所述环形配气管上设有风帽，所述喷雾器的下端设有雾化喷嘴。
进一步地，所述结晶机构底部设置有除渣口，布置刮板定期除渣。
进一步地，将高温结晶塔中排出的烟气引入至原锅炉静电或布袋除尘器入口烟道进行除尘收集，排出的废气与部分锅炉废气一起再通入所述浓缩机构。
进一步地，采用震动膜作为反渗透膜，所述震动膜包括膜组和使膜组产生往复运动的震动机械。
附图说明
附图1为本发明的基于旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放处理系统的结构示意图；
附图2为本发明的脱硫废水预处理过程示意图；
附图3为膜浓缩装置结构示意图；
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晰、完整地描述，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。
本发明的基于旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放处理系统主要包括对脱硫废水存储机构10、脱硫废水进行处理的浓缩机构20和结晶机构30，浓缩机构20主要包括一个浓缩塔，浓缩塔设有烟气进口21，烟气进口用于引进废热烟气对浓缩塔内的脱硫废水进行蒸发浓缩，废热烟气主要来源于原锅炉系统引风机后的废热烟气，浓缩塔内设置喷雾层22，浓缩塔出口连接结晶机构30的入口。
结晶机构30主要包括一个高温结晶塔，浓缩塔底的浓缩的脱硫废水超过与高温结晶体入口管道31连接的出口的高度时，浓缩塔内的浓缩脱硫废水流入高温结晶塔。
所述的高温结晶塔上设有三个旁路烟气入口，底部旁路烟气入口32与结晶机构30内部的环形配气管35连接，用于在高温结晶塔内部形成环形的烟气流向，另外两个旁路烟气入口34的上端设有喷雾器36，喷雾器36与高温结晶塔入口管道31连通，喷射浓缩的脱硫废水。
高温结晶塔最上端设有出口烟道37，所述的环形配气管35上设有风帽，所述的喷雾器36的下端设有雾化喷嘴。
三个旁路烟气入口引入脱硝反应器后的高温烟气用于对浓缩后的脱硫废水进行结晶，高温结晶塔内部的高温烟气温度在350°左右，高温结晶塔出口烟道37温度控制在150°左右，可以再将高温结晶塔中排出的烟气引入至原锅炉静电或者布袋除尘器入口烟道进行除尘收集，排出的废气与部分锅炉废气一起再通入浓缩机构20。结晶机构30底部设置有除渣口37，布置刮板除渣设备，定期除渣。
下面介绍一下脱硫废水预处理过程，在优选实施例中，在脱硫废水存储机构10和浓缩机构20之间加入脱硫废水预处理装置，如图2所示：脱硫废水预处理装置中，脱硫废水首先进入缓冲池11完成废水的缓冲储存与水质调节，再采用一体化澄清器12对废水进行软化澄清处理；一体化澄清器12出水经加盐酸调低pH值后送至过滤单元13，过滤单元13包括机械过滤器131和超滤装置132。
一体化澄清器12对废水进行软化澄清处理的软药剂采用NaOH和Na2C03，并配有相应的自动加药系统，采用钢制结构内衬玻璃钢防腐。一体化澄清器12设计处理水量10M3/h，水力停留时间为9h。一体化澄清器12定期排泥至污泥缓冲罐并最终送至原有脱硫废水处理系统板框压滤机进行脱水处理。机械过滤器131设计处理水量为12m3/h，主要用于截留澄清器出水中的细小悬浮物颗粒。机械过滤器13424h自动反洗1次，设计流速为8m/h，反洗水经地沟收集至回收水池。
为进一步去除进水中的微小悬浮物和胶体颗粒等物质，保证后续反渗透系统的正常稳定运行，过滤器后设置1套超滤装置132。超滤装置132超滤膜组件共设计7件，膜采用立式中空纤维膜，材质采用PVDF，为整体框架结构，设计处理水量10m3/h,悬浮物、胶体去除率99％，淤泥密度指数SDI<3。
本发明膜浓缩装置14选择高压反渗透工艺。膜浓缩装置14的超滤产水系统如图3所示。
由过滤单元13出来的水进入储水箱141，由给水泵驱动经过滤器142过滤后分为两路:一路直接经高压泵加压进入反渗透膜143；另一路经PX能量回收装置144与反渗透膜143导出的浓水交换能量后再经增压泵增压，与化学清洗进水一同进入反渗透膜143。在反渗透膜143中，超滤产水在高压下透过反渗透膜产出淡水，浓缩后的浓水经PX能量回收装置后，一部分直接排放至浓缩机构20，另一部分返回至反渗透膜143进行循环处理。
反渗透膜内结晶是处理过程中的重要的技术障碍，当溶液达到溶解度极限范围，份子相互碰撞产生品体，晶体是不溶解的粒状固体，品体随水流方向压到膜面，晶体在膜面向外生长，成为一层很坚固的晶体，覆盖在膜面，而且与膜面结合。本发明中为了解决该技术问题，采用震动膜作为反渗透膜，震动膜主要有两个主要部分，膜组和使膜组产生往复运动的震动机械。膜组可采用多个圆形的平板膜，膜片可按需求使用不同精度的膜材。膜片与膜片间隙比较大，进口通道比较宽，不容易在进口位置产生结垢。进液通过压力从进口流到浓液口。在进料泵压力下，清浓通过膜片，盐份被截留。
整个膜组座在一组震动机械上。震动机械是采用马达和偏心轴承，产生约每秒50Hz的频率传到整个膜组。在膜面来回往复震动，在膜面产生强大剪切力，盐分难以停留在膜面，防止膜面产生表面结晶。在高盐浓度下，结晶和未结晶的盐分被推到浓液口外排。
需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种基于旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，包括：存储机构、浓缩机构和结晶机构；
所述存储机构用于存储脱硫废水；
所述浓缩机构主要包括一个浓缩塔，所述浓缩塔设有烟气进口，用于引进废热烟气对浓缩塔内的脱硫废水进行蒸发浓缩，浓缩塔内设置喷雾层，浓缩塔出口连接所述结晶机构的入口；
所述结晶机构主要包括一个高温结晶塔，所述高温结晶塔上设有三个旁路烟气入口，用于引入脱硝反应器后的高温烟气对浓缩后的脱硫废水进行结晶；所述高温结晶塔最上端设有出口烟道，底部的旁路烟气入口与内部的环形配气管连接，另外两个旁路烟气入口的上端设有喷雾器，喷雾器与高温结晶塔入口管道连通，喷射浓缩的脱硫废水；当浓缩塔底的浓缩的脱硫废水超过与高温结晶体入口管道连接的出口的高度时，浓缩塔内的浓缩脱硫废水流入高温结晶塔；
所述存储机构和浓缩机构之间设有脱硫废水预处理装置，所述脱硫废水预处理装置包括缓冲池、一体化澄清器、过滤单元和膜浓缩装置，对脱硫废水进行过滤和浓缩。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述膜浓缩装置包括反渗透膜和PX能量回收装置，由所述过滤单元出来的水分为两路:一路直接经高压泵加压进入反渗透膜；另一路经PX能量回收装置与反渗透膜导出的浓水交换能量后再经增压泵增压，与化学清洗进水一同进入反渗透膜。
3.根据权利要求2所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，在反渗透膜中，部分滤水在高压下透过反渗透膜产出淡水，部分滤水经PX能量回收装置后，一部分直接排放至所述浓缩机构，另一部分返回至所述反渗透膜进行循环处理。
4.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述一体化澄清器采用NaOH和Na2C03对脱硫废水进行软化澄清处理，并配有自动加药系统。
5.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述环形配气管上设有风帽，所述喷雾器的下端设有雾化喷嘴。
6.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述结晶机构底部设置有除渣口，布置刮板定期除渣。
7.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，将高温结晶塔中排出的烟气引入至原锅炉静电或布袋除尘器入口烟道进行除尘收集，排出的废气与部分锅炉废气一起再通入所述浓缩机构。
8.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，采用震动膜作为反渗透膜，所述震动膜包括膜组和使膜组产生往复运动的震动机械。
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