CN113443671A - 一种便于清污的脱硫废水零排放系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便于清污的脱硫废水零排放系统和方法。本发明的系统包括蒸发塔、烟气输送系统、废水给料系统、清洗系统和控制系统，烟气输送系统向蒸发塔提供高温烟气，废水给料系统向蒸发塔提供脱硫废水，在废水给料管道上设有废水流量计、废水调节阀和废水开关阀，清洗系统通过清洗水管道与废水调节阀和废水开关阀之间的废水给料管道连通，在清洗水管道上设有清洗水调节阀和清洗水增压泵，控制系统根据废水流量计监测的废水流量信号启动清洗系统并对清洗水调节阀和清洗水增压泵进行控制以调节清洗水的流量和压力。上述系统能够实现脱硫废水的零排放，并且防止系统中的阀门、管道等部件及设备发生堵塞，为系统长期稳定运行提供了保障。

Description

一种便于清污的脱硫废水零排放系统和方法

技术领域

本发明涉及脱硫废水处理技术领域，尤其是涉及一种便于清污的脱硫废水零排放系统和方法。

背景技术

火力发电厂在生产运营过程中会产生大量的脱硫废水，这类废水盐含量高达3-7%，悬浮物含量高达3-8%，水质成分极其复杂，直接排放会对环境造成严重污染。近年来，随着国家对工业废水日趋严格的排放管控，火力发电厂脱硫废水的零排放成为了业内关注的热点。

目前，废水旋转雾化蒸发技术是业内主流的脱硫废水零排放技术之一，具有工艺流程简单、投运成本低等优点。该技术设置废水蒸发塔，引部分锅炉高温烟气进入蒸发塔内，采用高速旋转的方式将废水雾化后喷入塔内，利用高温烟气携带的余热将废水蒸发，从而实现了废水零排放。

然而，由于废水悬浮物含量较高（约30000-80000 mg/L），在旋转雾化蒸发系统长时间运行和关停过程中，废水中的悬浮物易在阀门、管道、旋转雾化器以及废水箱等设备中发生沉积，从而导致这些设备发生堵塞。当管道发生局部堵塞时，废水流量将衰减到额定值以下，致使进入蒸发塔的高温烟气过剩，从而导致单位体积废水蒸发系统能耗上升，废水流量平均每衰减1m³/h将引起煤耗率上升约0.15-0.25 g/kWh（以某600MW发电机组为例，对应每年将增大标准煤耗约550-900 t）。阀门的堵塞会影响其正常启闭，也影响到对废水流量的调节；旋转雾化器的堵塞会影响废水的雾化效果，进而影响废水蒸发效果，严重时会引起高速转盘的失衡，导致设备损坏；废水箱的堵塞会降低其储存和缓冲废水的能力，也会加剧与之相连管道的堵塞。若阀门、管道、旋转雾化器或废水箱等设备发生严重堵塞，脱硫废水蒸发系统将不得不停止运行，通常约每1-2个月（视废水悬浮物含量而异）即需中断系统运行并对堵塞的设备进行检查、拆卸、疏通、更换或安装，其作业难度大、耗时长、成本高，期间脱硫废水不能得到正常处理，无法实现其零排放。

此外，由于脱硫废水中的Cl^-含量很高（一般为15000-20000mg/L），因此系统中的相关阀门、管道和旋转雾化器等设备均需采用耐高浓度氯离子腐蚀的金属材料制作或采用高标准的防腐措施，如钛钢、哈氏合金、内衬碳化硅等，价格极其昂贵。在这些设备因废水悬浮物堵塞而损坏时，其更换成本极高。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于清污的脱硫废水零排放系统和方法，该系统和方法能够实现脱硫废水的零排放，并且防止系统中的阀门、管道等部件及设备发生堵塞，为系统长期稳定运行提供了保障。

本发明提供一种便于清污的脱硫废水零排放系统，包括蒸发塔、烟气输送系统、废水给料系统、清洗系统和控制系统，烟气输送系统用于向蒸发塔提供高温烟气，废水给料系统通过废水给料管道向蒸发塔提供脱硫废水，在废水给料管道上设有废水流量计、废水调节阀和废水开关阀，清洗系统通过清洗水管道与位于废水调节阀和废水开关阀之间的废水给料管道连通，在清洗水管道上设有清洗水调节阀和清洗水增压泵，控制系统分别与废水流量计、清洗水调节阀和清洗水增压泵通过控制电缆连接，控制系统根据废水流量计监测的废水流量信号启动清洗系统并对清洗水调节阀和清洗水增压泵进行控制以调节清洗水的流量和压力。

进一步地，控制系统的控制模式选自如下两种控制模式中的一种：

控制模式一：在废水流量计监测到废水流量降低至设定流量值的80-90%时，控制系统通过清洗水调节阀和清洗水增压泵将清洗水的压力调节为0.4-0.5Mpa，流量调节为1.5-2.5m³/h；

控制模式二：在废水流量计监测到废水流量降低至低于设定流量值的80%时，控制系统通过清洗水调节阀和清洗水增压泵将清洗水的压力调节为0.5-0.6Mpa，流量调节为2.5-3.5m³/h。

进一步地，清洗系统的启动模式包括如下两种启动模式中的至少一种：

启动模式一：开启废水调节阀，利用清洗系统对废水调节阀、废水给料管道和旋转雾化器进行清洗（即前部清洗模式）；

启动模式二：关闭废水调节阀并开启废水开关阀，利用清洗系统对废水开关阀、废水给料管道和废水箱进行清洗（即后部清洗模式）。

进一步地，控制系统在废水流量计监测到废水流量降低至设定流量值的90%以下时（即处于控制模式一或控制模式二）按启动模式一启动清洗系统；控制系统在启动模式一运行2-4次时按启动模式二启动清洗系统。

进一步地，在采用控制模式一时，控制系统采用启动模式一启动清洗系统并控制启动模式一的持续清洗时间为20-30s；在启动模式一运行4次时，控制系统采用启动模式二启动清洗系统并控制启动模式二的持续清洗时间为30-45s。在采用控制模式二时，控制系统采用启动模式一启动清洗系统并控制启动模式一的持续清洗时间为30-40s；在启动模式一运行2次时，控制系统采用启动模式二启动清洗系统并控制启动模式二的持续清洗时间为45-60s。

进一步地，烟气输送系统包括送烟管道和烟气导流装置，烟气导流装置安装在蒸发塔的顶部，烟气导流装置的进口端和出口端分别与送烟管道和蒸发塔连通，烟气导流装置能够使烟气以螺旋向下的流态进入蒸发塔。

进一步地，烟气导流装置包括圆周状螺旋烟道和围设在圆周状螺旋烟道出口端的导流板组件，在蒸发塔的上端设有进口，圆周状螺旋烟道水平设置在蒸发塔的顶面上，导流板组件引导烟气向下流动并在蒸发塔的上端进口处形成呈锥状的烟气进口。

进一步地，废水给料系统包括旋转雾化器、废水箱和废水池，旋转雾化器设置在蒸发塔的上端并与蒸发塔连通，旋转雾化器的进口端通过废水给料管道与废水箱连通，废水箱通过废水输送管道与废水池连通，在废水输送管道上设有废水输送调节阀和废水泵，废水箱的上部通过废水溢流管道与废水池连通。

进一步地，旋转雾化器的转速为10000-20000 r/min；旋转雾化器能够将脱硫废水雾化为30-50微米的雾滴；废水箱设置在旋转雾化器的上方，废水箱与旋转雾化器之间的垂直间距为3-6m。

进一步地，清洗系统包括清洗水箱，清洗水箱通过清洗水管道与废水给料管道连通，在清洗水管道上设有清洗水流量计；清洗水的悬浮物含量不高于200 mg/L，悬浮物粒径不高于1mm。

进一步地，清洗水管道的管径为废水给料管道管径的0.5-1.0倍。

进一步地，清洗水箱储存有对系统进行10-20 min连续清洗的清洗水量。

本发明还提供一种便于清污的脱硫废水零排放方法，采用上述脱硫废水零排放系统进行，脱硫废水零排放方法包括：将高温烟气和脱硫废水分别通过烟气输送系统和废水给料系统送至蒸发塔中，利用烟气对脱硫废水进行旋转雾化蒸发处理，处理过程中利用废水流量计监测废水流量并将废水流量信号发送至控制系统，控制系统根据废水流量信号启动清洗系统并对清洗水调节阀和清洗水增压泵进行控制以调节清洗水的流量和压力。

进一步地，启动清洗系统的方式包括在线启动清洗系统或停机启动清洗系统。

进一步地，在线启动清洗系统选自如下两种在线清洗模式中的一种：

在线清洗模式一：在废水流量计监测到废水流量降低至设定流量值的80-90%时，控制系统将清洗水的压力调节为0.4-0.5Mpa，流量调节为1.5-2.5m³/h（即控制模式一），按启动模式一启动清洗系统，并且控制启动模式一的持续清洗时间为20-30s；控制系统在启动模式一运行4次时按启动模式二启动清洗系统，并且启动模式二的持续清洗时间为30-45s；

在线清洗模式二：在废水流量计监测到废水流量降低至低于设定流量值的80%时，控制系统将清洗水的压力调节为0.5-0.6Mpa，流量调节为2.5-3.5m³/h（即控制模式二），按启动模式一启动清洗系统，并且控制启动模式一的持续清洗时间为30-40s；控制系统在启动模式一运行2次时按启动模式二启动清洗系统，并且启动模式二的持续清洗时间为45-60s。

进一步地，停机启动清洗系统包括：

前部清洗模式：控制系统将清洗水的压力调节为0.4-0.5Mpa，流量调节为1.5-2.5m³/h，按启动模式一启动清洗系统，并且控制启动模式一的持续清洗时间为20-30s；

后部清洗模式：控制系统将清洗水的压力调节为0.5-0.6Mpa，流量调节为2.5-3.5m³/h，按启动模式二启动清洗系统，并且控制启动模式二的持续清洗时间为10-20min。

进一步地，送烟管道中烟气的温度为300-400℃。

本发明的实施，至少具有以下优势：

1、本发明的脱硫废水零排放系统能够智能化地对系统中的相关阀门、管道、旋转雾化器以及废水箱等设备进行清洗，通过废水流量计监测废水流量，使得控制系统能够根据废水流量信号对清洗水调节阀和清洗水增压泵进行控制以调节清洗水的流量和压力，既保证了清洗效果，同时节约了水资源及清洗能耗；

2、本发明的脱硫废水零排放系统通过对系统中的相关阀门、管道、旋转雾化器以及废水箱等设备进行智能化清洗，避免了废水中的悬浮物沉积导致堵塞发生，无需刻意关停系统即可进行清污作业，确保系统能长期稳定运行；

3、本发明的脱硫废水零排放系统中相应的阀门、管道、旋转雾化器以及废水箱等设备不会发生堵塞，不仅避免了对堵塞设备进行检查、拆卸、疏通或安装等难度大且耗时长的作业，同时避免了上述设备因堵塞而损坏，降低了设备的更换成本；

4、本发明的脱硫废水零排放系统能够保证废水流量维持在设定流量值的90%以上，避免了废水流量衰减导致的高温烟气过剩，同时解决了由于管道及阀门等设备堵塞导致的发电煤耗上升问题，有利于降低能耗与CO₂的排放；

5、本发明的脱硫废水零排放方法在对废水调节阀、旋转雾化器及废水给料管道等设备进行清洗时，清洗水直接进入蒸发塔中被蒸干，清洗过程用时短，不会对系统正常运行产生不利影响，并且不会产生新的清洗废水，实现了清洗水的零排放；

6、本发明的脱硫废水零排放系统在关停过程中，对废水开关阀、废水箱及废水给料管道等设备清洗时，可以先关闭烟气进口调节阀、烟气出口开关阀和旋转雾化器，切断高温烟气进入蒸发塔的通路，并控制旋转雾化器停止转动，从而节约了热能和电能，使蒸发塔和烟气输送系统能够快速关停，不会延长系统的关停时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的脱硫废水零排放系统的结构示意图。

附图标记说明：

1：蒸发塔；2：送烟管道；3：烟气进口调节阀；4：出烟管道；5：烟气出口开关阀；6：输灰管道；7：圆周状螺旋烟道；8：导流板组件；9：旋转雾化器；10：废水箱；11：废水给料管道；12：废水调节阀；13：废水开关阀；14：清洗水箱；15：清洗水调节阀；16：清洗水增压泵；17：清洗水管道；18：搅拌器；19：废水池；20：废水输送管道；21：废水泵；22：废水输送调节阀；23：废水回流管道；24：废水回流开关阀；25：废水溢流管道；26：废水流量计；27：清洗水流量计。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

实施例1

如图1所示，本实施例提供的便于清污的脱硫废水零排放系统，包括蒸发塔1、烟气输送系统、废水给料系统、清洗系统和控制系统（未图示），烟气输送系统用于向蒸发塔1提供高温烟气，废水给料系统通过废水给料管道向蒸发塔1提供脱硫废水，在废水给料管道11上设有废水流量计26、废水调节阀12和废水开关阀13，清洗系统通过清洗水管道17与位于废水调节阀12和废水开关阀13之间的废水给料管道11连通，在清洗水管道17上设有清洗水调节阀15和清洗水增压泵16，控制系统分别与废水流量计26、清洗水调节阀15和清洗水增压泵16通过控制电缆连接，控制系统根据废水流量计26监测的废水流量信号启动清洗系统并对清洗水调节阀15和清洗水增压泵16进行控制以调节清洗水的流量和压力。

蒸发塔1主要用于利用高温烟气携带的热量将脱硫废水蒸发，从而实现对脱硫废水的零排放处理；对蒸发塔1的具体结构不作严格限制，可以采用本领域的常规设备。具体地，蒸发塔1的上部可以呈圆柱状，蒸发塔1的下部可以呈锥斗状，在蒸发塔1的上端可以设置用于烟气进入蒸发塔1的进口；此外，蒸发塔1的底端可以与输灰管道6连接，其用于将废水蒸发产生的灰分即时输出蒸发塔1。

烟气输送系统主要用于向蒸发塔1中提供高温烟气；烟气输送系统主要包括送烟管道2和烟气导流装置，烟气导流装置可以安装在蒸发塔1的顶部，烟气导流装置的进口端和出口端分别与送烟管道2和蒸发塔1连通。烟气导流装置主要用于使烟气以螺旋向下的流态进入蒸发塔1，从而有利于与脱硫废水在蒸发塔1中充分接触，提高了蒸发效率和蒸发效果。

对烟气导流装置的具体结构不作严格限制；在一实施方式中，烟气导流装置可以包括圆周状螺旋烟道7和围设在圆周状螺旋烟道7出口端的导流板组件8，圆周状螺旋烟道7水平设置在蒸发塔1的顶面上并且位于蒸发塔1上端进口的一侧，导流板组件8引导圆周状螺旋烟道7中的烟气向下流动并在蒸发塔1的上端进口处形成呈锥状的烟气进口，从而使得烟气能够以螺旋向下的流态进入蒸发塔1中。

更具体地，导流板组件8可以包括顶面导流板、第一侧面导流板和第二侧面导流板，在蒸发塔1上端进口的另一侧可以设置竖直固定件，顶面导流板可以倾斜向下的方式固定设置在圆周状螺旋烟道7出口的上端和竖直固定件之间，第一侧面导流板固定设置在圆周状螺旋烟道7出口的下端，第一侧面导流板与第二侧面导流板相对地设置在蒸发塔1的上端进口处并形成呈锥状的烟气进口。

可以理解，烟气输送系统还包括用于使烟气进入蒸发塔1的送烟管道2和用于使烟气流出蒸发塔1的出烟管道4，送烟管道2与圆周状螺旋烟道7的进口端连通，出烟管道4与蒸发塔1的下部锥斗部分连通，在送烟管道2和出烟管道4上分别设置有烟气进口调节阀3和烟气出口开关阀5，烟气进口调节阀3可以通过控制开度来调节烟气流量。

废水给料系统主要用于向蒸发塔1中输送脱硫废水；废水给料系统主要包括旋转雾化器9和废水箱10，旋转雾化器9设置在蒸发塔1的上端并与蒸发塔1连通，旋转雾化器9的进口端通过废水给料管道11与废水箱10连通。废水箱10通过废水给料管道11向旋转雾化器9提供脱硫废水，在废水箱10中可以设置搅拌器18，其用于搅拌废水箱10中的废水，从而缓解废水中悬浮物的沉积；旋转雾化器9用于使脱硫废水雾化后进入蒸发塔1，旋转雾化器9可以通过固定件等安装在烟气导流装置的锥状烟气进口的轴心处，同时旋转雾化器9设置在蒸发塔1的上端进口处，旋转雾化器9的底端位于蒸发塔1内部轴线的上端。

旋转雾化器9的转速可以为10000-20000 r/min，其能够将脱硫废水雾化为30-50微米的雾滴，从而实现与高温烟气的充分接触。此外，废水箱10可以设置在旋转雾化器9的上方，废水箱10与旋转雾化器9之间的垂直间距可以设置为3-6m，从而便于废水箱10中的脱硫废水利用自身重力流入旋转雾化器9，节约了能耗。

在旋转雾化器9与废水箱10之间的废水流量计26、废水给料管道11上设有废水调节阀12和废水开关阀13，其中废水流量计26靠近旋转雾化器9，废水开关阀13靠近废水箱10，废水给料管道11的进口端与废水箱10的下部连通，废水给料管道11的出口端与旋转雾化器9的顶端连通。废水调节阀12和废水开关阀13一方面可以通过开度控制来调节脱硫废水的流量，另一方面可以通过开启和关闭控制来实现清洗水流向的控制，从而实现对系统中各不同部件、管道以及设备的全面清洗，进而防止系统中的各个阀门、管道等部件以及各设备发生堵塞，保证了系统的正常启动和运行。

此外，废水给料系统还可以包括废水池19，废水池19主要用于向废水箱10中输送脱硫废水，同时便于废水池19中的脱硫废水回流以便能够利用清洗系统对废水箱10进行清洗；废水箱10通过废水输送管道20与废水池19连通，在废水输送管道20上设有废水输送调节阀22和废水泵21，其中废水输送调节阀22靠近废水池19，废水泵21靠近废水箱10；废水箱10的上部通过废水溢流管道25与废水池19连通。

更具体地，废水池19的下部通过废水输送管道20与废水箱10的上端连通，在废水输送管道20上设有废水泵21和废水输送调节阀22；废水箱10的底端通过废水回流管道23与废水池19连通，在废水回流管道23上设有废水回流开关阀24，此外废水箱10的上端通过废水溢流管道25与废水池19连通，废水溢流管道25与废水箱10的连接点可以位于距离废水箱10顶端约1/10至1/5的高度位置上。

清洗系统主要用于对脱硫废水零排放系统中的相关阀门、管道、旋转雾化器9、废水箱10等部件及设备进行清洗；清洗系统包括清洗水箱14，清洗水箱14通过清洗水管道17与废水调节阀12与废水开关阀13之间的废水给料管道11连通，在清洗水管道17上设有清洗水流量计27、清洗水调节阀15和清洗水增压泵16，其中清洗水流量计27靠近清洗水箱14一侧，清洗水调节阀15靠近清洗水流量计27一侧，清洗水增压泵16用于将清洗水的压力增大至0.4-0.6 Mpa，清洗水的悬浮物含量应当不高于200 mg/L，悬浮物粒径不高于1mm。清洗水管道17的管径为废水给料管道11管径的0.5-1.0倍。清洗水箱14可储存对系统进行10-20min连续清洗的水量。

控制系统主要用于根据废水流量计监测的废水流量信号启动清洗系统并对清洗水调节阀和清洗水增压泵进行控制以调节清洗水的流量和压力；可以理解，烟气进口调节阀3、烟气出口开关阀5、旋转雾化器9、废水调节阀12、废水开关阀13、清洗水调节阀15、清洗水增压泵16、搅拌器18、废水泵21、废水输送调节阀22、废水回流开关阀24、废水流量计26和清洗水流量计27均通过控制电缆与控制系统连接。

控制系统的控制模式选自如下两种控制模式中的一种：

控制模式一：在废水流量计监测到废水流量降低至设定流量值的80-90%时，控制系统通过清洗水调节阀和清洗水增压泵将清洗水的压力调节为0.4-0.5Mpa，流量调节为1.5-2.5m³/h；

控制模式二：在废水流量计监测到废水流量降低至低于设定流量值的80%时，控制系统通过清洗水调节阀和清洗水增压泵将清洗水的压力调节为0.5-0.6Mpa，流量调节为2.5-3.5m³/h。

清洗系统的启动模式包括如下两种启动模式中的至少一种：

启动模式一：开启废水调节阀，利用清洗系统对废水调节阀、废水给料管道和旋转雾化器进行清洗（即前部清洗模式）；

启动模式二：关闭废水调节阀并开启废水开关阀，利用清洗系统对废水开关阀、废水给料管道和废水箱进行清洗（即后部清洗模式）。

控制系统在废水流量计监测到废水流量降低至设定流量值的90%以下时（即处于控制模式一或控制模式二时）按启动模式一启动清洗系统；控制系统在启动模式一运行2-4次时按启动模式二启动清洗系统。

具体地，在采用控制模式一时，控制系统采用启动模式一启动清洗系统并控制启动模式一的持续清洗时间为20-30s；在启动模式一运行4次时，控制系统采用启动模式二启动清洗系统并控制启动模式二的持续清洗时间为30-45s。在采用控制模式二时，控制系统采用启动模式一启动清洗系统并控制启动模式一的持续清洗时间为30-40s；在启动模式一运行2次时，控制系统采用启动模式二启动清洗系统并控制启动模式二的持续清洗时间为45-60s。

启动清洗系统的方式包括在线启动清洗系统或停机启动清洗系统。

在线启动清洗系统选自如下两种在线清洗模式中的一种：

在线清洗模式一：在废水流量计监测到废水流量降低至设定流量值的80-90%时，控制系统将清洗水的压力调节为0.4-0.5Mpa，流量调节为1.5-2.5m³/h（即控制模式一），按启动模式一启动清洗系统，并且控制启动模式一的持续清洗时间为20-30s；控制系统在启动模式一运行4次时按启动模式二启动清洗系统，并且启动模式二的持续清洗时间为30-45s；

在线清洗模式二：在废水流量计监测到废水流量降低至低于设定流量值的80%时，控制系统将清洗水的压力调节为0.5-0.6Mpa，流量调节为2.5-3.5m³/h（即控制模式二），按启动模式一启动清洗系统，并且控制启动模式一的持续清洗时间为30-40s；控制系统在启动模式一运行2次时按启动模式二启动清洗系统，并且启动模式二的持续清洗时间为45-60s。

停机启动清洗系统包括：

前部清洗模式：控制系统将清洗水的压力调节为0.4-0.5Mpa，流量调节为1.5-2.5m³/h，按启动模式一启动清洗系统，并且控制启动模式一的持续清洗时间为20-30s；

后部清洗模式：控制系统将清洗水的压力调节为0.5-0.6Mpa，流量调节为2.5-3.5m³/h，按启动模式二启动清洗系统，并且控制启动模式二的持续清洗时间为10-20min。

上述脱硫废水零排放系统通过清洗系统对整个系统中的废水调节阀12、废水开关阀13、废水回流开关阀24等阀门，废水给料管道11、废水回流管道23等管道以及旋转雾化器9、废水箱10等设备进行全面清洗，同时利用废水流量计26监测废水流量，使得控制系统能够根据废水流量信号对清洗水调节阀15和清洗水增压泵16进行控制以调节清洗水的流量和压力，既保证了清洗效果，同时节约了水资源及清洗能耗，特别是还避免了脱硫废水中的悬浮物沉积导致发生堵塞，保证了系统的正常启动和运行；同时，清洗后的清洗水直接进入蒸发塔1中被蒸干，清洗过程用时短，并且不会产生新的废水，实现了脱硫废水的零排放；此外，在系统关停及清洗过程中，可以关闭烟气进口调节阀3、烟气出口开关阀5和旋转雾化器9，从而切断高温烟气进入蒸发塔1的通路，并且控制旋转雾化器9停止转动，从而节约了热能和电能，具有良好的经济效益。

实施例2

本实施例提供一种便于清污的脱硫废水零排放方法，采用实施例1的脱硫废水零排放系统进行，脱硫废水零排放方法包括：将高温烟气和脱硫废水分别通过烟气输送系统和废水给料系统送至蒸发塔1中，利用烟气对脱硫废水进行旋转雾化蒸发处理，处理过程中利用废水流量计26监测废水流量并将废水流量信号发送至控制系统，控制系统根据废水流量信号启动清洗系统并对清洗水调节阀15和清洗水增压泵16进行控制以调节清洗水的流量和压力。

结合图1，本实施例的脱硫废水零排放方法包括如下步骤：

A）将烟气和脱硫废水分别通过烟气输送系统和废水给料系统送至蒸发塔1中，利用烟气对脱硫废水进行旋转雾化蒸发处理；

B）当废水流量计26监测到废水流量降低至设定流量值的90%以下时开启废水调节阀12，利用清洗系统对废水调节阀12、废水给料管道11和旋转雾化器9进行清洗（即前部清洗模式）；

C）关闭废水调节阀12并开启废水开关阀13，利用清洗系统对废水开关阀13、废水给料管道11和废水箱10进行清洗（即后部清洗模式）。

本实施例的脱硫废水零排放的运行步骤如下：

S11：检查清洗水调节阀15、清洗水增压泵16、废水回流开关阀24、废水调节阀12、废水开关阀13、废水输送调节阀22的开闭情况，确保各阀门均处于关闭状态；

S12：启动旋转雾化器9，开启烟气出口开关阀5；

S13：开启烟气进口调节阀3，调节其开度保持烟气流量达到额定流量；高温烟气（300-400℃）由送烟管道2进入烟气导流装置，被调整为螺旋向下的流态后进入蒸发塔1，经出烟管道4排出；在本步骤中，蒸发塔1内部温度快速上升，并最终趋于稳定；

S14：依次开启废水调节阀12、废水开关阀13、废水输送调节阀22，启动废水泵21，脱硫废水在废水泵21的作用下，由废水输送管道20进入废水箱10；启动搅拌器18，使废水箱10中的废水处于流动状态，缓解其中悬浮物的沉积；废水箱10中的废水经废水给料管道11进入旋转雾化器9，被雾化为30-50微米的雾滴后进入蒸发塔1；调节废水调节阀12的开度，保持脱硫废水的流量达到额定流量；调节废水输送调节阀22的开度保持废水箱10液位稳定；多余的废水经废水溢流管道25进入废水回流管道23，最终回流至废水池19；

S15：旋转雾化器9出口的脱硫废水雾滴与烟气导流装置出口的热烟气在蒸发塔1内充分接触，脱硫废水被热烟气加热和蒸干，蒸发产生的部分固体颗粒物与水蒸气经出烟管道4排出，蒸发产生的其余固体颗粒物由输灰管道6排出，最终实现脱硫废水的零排放。

在系统运行过程中的在线清洗步骤如下：

S21：当废水流量计26监测到废水流量降低至设定流量值的90%以下时，打开废水回流开关阀24，关闭废水开关阀13，废水箱10中的脱硫废水经废水回流管道23回流至废水池19；

S22：打开清洗水调节阀15，启动清洗水增压泵16；清洗水箱14中的清洗水经清洗水增压泵16加压后进入废水给料管道11，流经废水调节阀12之后，再进入旋转雾化器9，被雾化后进入蒸发塔1，在高温烟气中被蒸干；本步骤可将沉积于废水调节阀12、旋转雾化器9以及流经的废水给料管道11中的悬浮物冲走，起到在线清洗的作用，清洗时间可以控制为20-40s；

S23：打开废水开关阀13，关闭废水调节阀12。清洗水箱14中的清洗水经清洗水增压泵16加压后进入废水给料管道11，流经废水开关阀13后进入废水箱10，再流经废水回流管道23和废水回流开关阀24后进入废水池19；本步骤可对废水开关阀13、废水箱10、废水回流管道23、废水回流开关阀24及流经的废水给料管道11中的悬浮物进行清洗，清洗时间宜控制为30-60 s；

S24：关闭清洗水增压泵16和清洗水调节阀15，停止清洗；

S25：关闭废水回流开关阀24，打开废水开关阀13和废水调节阀12；废水箱10中的脱硫废水经废水给料管道11进入旋转雾化器9，恢复系统的正常运行。

在线清洗模式选自如下两种在线清洗模式中的一种：

在线清洗模式一：在废水流量计26监测到废水流量降低为设定流量值的80-90%时，控制系统通过清洗水增压泵16将清洗水的压力调整为0.4-0.5Mpa，调节清洗水调节阀15，通过清洗水流量计27监测清洗水流量，将清洗水流量调整为1.5-2.5m³/h，持续清洗时间控制为20-30s（即启动模式一）；控制系统在上述启动模式一运行4次时按启动模式二（即后部清洗模式）启动清洗系统，启动模式二的持续清洗时间为30-45s。

在线清洗模式二：在废水流量计监测到废水流量降低至低于设定流量值的80%时，控制系统通过清洗水增压泵16将清洗水的压力调整为0.5-0.6Mpa，调节清洗水调节阀15，通过清洗水流量计27监测清洗水流量，将清洗水流量调整为2.6-3.5m³/h，持续清洗时间控制为30-40s（即启动模式一）；控制系统在上述启动模式一运行2次时按启动模式二（即后部清洗模式）启动清洗系统，启动模式二的持续清洗时间为45-60s。

系统关停和清洗的步骤如下：

S31：关闭废水输送调节阀22、废水泵21、废水开关阀13，打开废水回流开关阀24，废水池19中的脱硫废水不再进入废水箱10，废水箱10中的脱硫废水经废水回流管道23回流至废水池19；

S32：打开清洗水调节阀15，将清洗水流量调整为1.5-2.5m³/h；启动清洗水增压泵16，将清洗水压力调整为0.4-0.5Mpa；清洗水箱14中的清洗水经清洗水增压泵16加压后进入废水给料管道11，流经废水调节阀12之后，再进入旋转雾化器9，被雾化后进入蒸发塔1，在高温烟气中被蒸干；本步骤可对沉积于废水调节阀12、旋转雾化器9以及流经的废水给料管道11中的悬浮物进行清洗，清洗时间宜控制为20-30s；

S33：打开废水开关阀13，关闭废水调节阀12。关闭烟气进口调节阀3、旋转雾化器9、烟气出口开关阀5；通过清洗水增压泵16将清洗水压力调整为0.5-0.6Mpa，调节清洗水调节阀15，通过清洗水流量计27监测清洗水流量，将清洗水流量调整为2.5-3.5m³/h，清洗水箱14中的清洗水经清洗水增压泵16加压后进入废水给料管道11，流经废水开关阀13后进入废水箱10，再流经废水回流管道23和废水回流开关阀24后进入废水池19；本步骤可对废水开关阀13、废水箱10、废水回流管道23、废水回流开关阀24及流经的废水给料管道11中的悬浮物进行清洗，清洗时间宜控制为10-20min；

S34：关闭清洗水开关阀15、清洗水增压泵16、废水开关阀13、废水回流开关阀24，系统完成关停和清洗。

上述步骤中，通过调节清洗水调节阀15的开度控制清洗水的流量。上述S31至S34步骤只需在废水蒸发系统关停过程中进行，无需在系统正常运行时进行。

上述脱硫废水零排放方法通过对系统中的各阀门进行控制，从而实现了对系统中各阀门、管道以及设备的全面清洗，避免了脱硫废水中的悬浮物沉积导致发生堵塞，保证了系统的正常启动和运行；同时，利用废水流量计26监测废水流量，使得控制系统能够根据废水流量信号对清洗水调节阀15和清洗水增压泵16进行控制以调节清洗水的流量和压力，既保证了清洗效果，同时节约了水资源及清洗能耗。

在传统的脱硫废水零排放系统和方法中，由于废水中的悬浮物在相应阀门、管道、旋转雾化器以及废水箱等设备处沉积，最终导致堵塞发生，会增大废水蒸发系统的能耗，并且约每1-2个月（视废水悬浮物含量而异）即需中断脱硫废水蒸发系统运行，对堵塞的设备进行检查、拆卸、疏通、更换或安装，其作业难度大，耗时长，成本高，期间将无法实现脱硫废水的零排放；而本实施例的脱硫废水零排放系统和方法能够对系统中的相关阀门、管道、旋转雾化器以及废水箱等设备进行清洗，避免了废水中的悬浮物沉积导致堵塞发生，可降低废水蒸发系统能耗，并且无需刻意关停系统进行清污作业，可确保系统能长期稳定运行，降低了脱硫废水处理的难度、耗时以及成本，实现了脱硫废水的零排放，具有显著的经济效益。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种便于清污的脱硫废水零排放系统，其特征在于，包括蒸发塔、烟气输送系统、废水给料系统、清洗系统和控制系统，烟气输送系统用于向蒸发塔提供高温烟气，废水给料系统通过废水给料管道向蒸发塔提供脱硫废水，在废水给料管道上设有废水流量计、废水调节阀和废水开关阀，清洗系统通过清洗水管道与位于废水调节阀和废水开关阀之间的废水给料管道连通，在清洗水管道上设有清洗水调节阀和清洗水增压泵，控制系统分别与废水流量计、清洗水调节阀和清洗水增压泵通过控制电缆连接，控制系统根据废水流量计监测的废水流量信号启动清洗系统并对清洗水调节阀和清洗水增压泵进行控制以调节清洗水的流量和压力。

2.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，控制系统的控制模式选自如下两种控制模式中的一种：

控制模式一：在废水流量计监测到废水流量降低至设定流量值的80-90%时，控制系统通过清洗水调节阀和清洗水增压泵将清洗水的压力调节为0.4-0.5Mpa，流量调节为1.5-2.5m³/h；

控制模式二：在废水流量计监测到废水流量降低至低于设定流量值的80%时，控制系统通过清洗水调节阀和清洗水增压泵将清洗水的压力调节为0.5-0.6Mpa，流量调节为2.5-3.5m³/h。

3.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，烟气输送系统包括送烟管道和烟气导流装置，烟气导流装置安装在蒸发塔的顶部，烟气导流装置的进口端和出口端分别与送烟管道和蒸发塔连通，烟气导流装置能够使烟气以螺旋向下的流态进入蒸发塔。

4.根据权利要求3所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，烟气导流装置包括圆周状螺旋烟道和围设在圆周状螺旋烟道出口端的导流板组件，在蒸发塔的上端设有进口，圆周状螺旋烟道水平设置在蒸发塔的顶面上，导流板组件引导烟气向下流动并在蒸发塔的上端进口处形成呈锥状的烟气进口。

5.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，废水给料系统包括旋转雾化器、废水箱和废水池，旋转雾化器设置在蒸发塔的上端并与蒸发塔连通，旋转雾化器的进口端通过废水给料管道与废水箱连通，废水箱通过废水输送管道与废水池连通，在废水输送管道上设有废水输送调节阀和废水泵，废水箱的上部通过废水溢流管道与废水池连通。

6. 根据权利要求5所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，旋转雾化器的转速为10000-20000 r/min；旋转雾化器能够将脱硫废水雾化为30-50微米的雾滴；废水箱设置在旋转雾化器的上方，废水箱与旋转雾化器之间的垂直间距为3-6m。

7. 根据权利要求1所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，清洗系统包括清洗水箱，清洗水箱通过清洗水管道与废水给料管道连通，在清洗水管道上设有清洗水流量计；清洗水的悬浮物含量不高于200 mg/L，悬浮物粒径不高于1mm。

8.一种便于清污的脱硫废水零排放方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述的脱硫废水零排放系统进行，脱硫废水零排放方法包括：将高温烟气和脱硫废水分别通过烟气输送系统和废水给料系统送至蒸发塔中，利用烟气对脱硫废水进行旋转雾化蒸发处理，处理过程中利用废水流量计监测废水流量并将废水流量信号发送至控制系统，控制系统根据废水流量信号启动清洗系统并对清洗水调节阀和清洗水增压泵进行控制以调节清洗水的流量和压力。

9.根据权利要求8所述的脱硫废水零排放方法，其特征在于，清洗系统的启动模式包括如下两种启动模式中的至少一种：

启动模式一：开启废水调节阀，利用清洗系统对废水调节阀、废水给料管道和旋转雾化器进行清洗；

启动模式二：关闭废水调节阀并开启废水开关阀，利用清洗系统对废水开关阀、废水给料管道和废水箱进行清洗。

10.根据权利要求9所述的脱硫废水零排放方法，其特征在于，控制系统在废水流量计监测到废水流量降低至设定流量值的90%以下时按启动模式一启动清洗系统；控制系统在启动模式一运行2-4次时按启动模式二启动清洗系统。

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