CN113582278A - 一种脱硫废水综合处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脱硫废水综合处理系统，该系统包括：通过分离式相变换热技术获取烟道中热烟气余热的分离式相变换热装置，通过对脱硫废水进行多级蒸发以得到浓缩液和蒸馏水的多效蒸发浓缩装置，以及用于对所述浓缩液进行干燥固化的喷雾干燥固化装置；其中，所述分离式相变换热装置所获取的热量为所述多效蒸发浓缩装置的多效蒸发提供热蒸汽；所述喷雾干燥固化装置中通过热烟气对所述浓缩液进行喷雾干燥固化。本发明采用电厂余热作为蒸发废水的主要能源，提供最经济的能量；本发明使用大流量浆液强制循环、独立立式单列加热器和多效蒸发分离器可以避免系统结垢。

Description

一种脱硫废水综合处理系统
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种脱硫废水综合处理系统。
背景技术
燃煤电站在湿法烟气脱硫工艺过程中，为了维持脱硫装置浆液循环系统的平衡，需要定时从吸收塔排放废水，即脱硫废水。它与燃煤电站一般的工业废水相比，水质比较特殊，其中很多物质为国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物，主要表现为：悬浮物含量高，悬浮物为石膏颗粒、二氧化硅、及氢氧化物；含盐量高，进水TDS在33500～64000mg/L间；阳离子为钙、镁等硬度离子，含量极高；重金属离子种类多，废水呈酸性，pH值在4～5.7之间；硬度较高，在5116～11545mg/L，有一定的COD，含有还原性的无机离子，含有大量阴离子Cl-、SO4 -2、SO3 -2、F-等。
目前脱硫废水处理方法包括：灰场处置、煤场喷洒、灰渣闭式循环系统；沉降池法；化学沉淀法；蒸发浓缩技术等。脱硫废水现有的技术有：预处理软化+多效蒸发结晶；预处理软化+膜浓缩+MVR结晶；预处理软化+膜浓缩+锅炉底渣余热蒸发；预处理软化+膜浓缩+高温烟气旁路喷雾蒸发；低温烟气旁路浓缩+高温烟气旁路喷雾蒸发；高温烟气旁路旋转喷雾干燥等。这些技术普遍存在的不足包括不能够充分处理脱硫废水，使其达到零排放，而且能耗高、运行成本高等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱硫废水综合处理系统，旨在解决上述背景技术中现有技术所存在的问题。
本发明是这样实现的，一种脱硫废水综合处理系统，该系统包括：通过分离式相变换热技术获取烟道中热烟气余热的分离式相变换热装置，通过对脱硫废水进行多级蒸发以得到浓缩液和蒸馏水的多效蒸发浓缩装置，以及用于对所述浓缩液进行干燥固化的喷雾干燥固化装置；其中，所述分离式相变换热装置所获取的热量为所述多效蒸发浓缩装置的多效蒸发提供热蒸汽；所述喷雾干燥固化装置中通过热烟气对所述浓缩液进行喷雾干燥固化。
优选地，所述多效蒸发浓缩装置由第一效至第N效蒸发浓缩单元构成，所述蒸发浓缩单元包括加热器、分离器、强循泵；其中，脱硫废水通入到第一效分离器，由第一效强循泵泵入第一效加热器，热蒸汽对第一效加热器的壳程进行加热，第一效加热器内部蒸汽由第一效分离器顶端通过并对第二效加热器的壳程进行加热，第一效加热器中浓缩至设定浓度的脱硫废水由第一效分离器的底端通过并进入到第二效分离器中；重复该过程直至完成浓缩的脱硫废水进入到第N效分离器中，第N效分离器的脱硫废水通入到增稠器中。
优选地，所述分离式相变换热装置包括蒸发段、上升管、冷凝段和下降管，其中，烟道中热烟气在蒸发段对冷凝水进行加热蒸发，热蒸汽通过上升管进入冷凝段，在冷凝段进行冷凝得冷凝水，冷凝水再通过下降管回流到蒸发段；所述冷凝段的热蒸汽对第一效加热器的壳程进行加热。
优选地，该系统还包括用于对所述蒸馏水进行回收的冷凝水回收利用装置，该冷凝水回收利用装置包括尾部凝结水箱；其中，第二至第N效加热器壳程上的冷凝水通过管道导入到尾部凝结水箱中。
优选地，所述冷凝水回收利用装置还包括尾部冷却器；其中，第N效加热器内部蒸汽由第N效分离器顶端通过并进入到增稠器中或尾部冷却器中，所述尾部冷却器的冷却水通入尾部凝结水箱中。
优选地，所述喷雾干燥固化装置包括增稠器以及干燥罐；其中，第N效分离器的脱硫废水通入到增稠器中，所述增稠器底部对接管道，该管道上设有排泥泵，该管道另一端对接喷嘴且位于干燥管内部顶端；所述干燥罐内设有烟道热烟气管道出口，且该出口位于喷嘴正下方。
优选地，该系统还包括用于为多效蒸发浓缩装置提供脱硫废水的脱硫废水供给装置，该脱硫废水供给装置通过管道将脱硫废水通入到第一效分离器内。
优选地，所述多效蒸发浓缩装置包括第一效、第二效以及第三效蒸发浓缩单元。
本发明克服现有技术的不足，提供一种脱硫废水综合处理系统。本发明系统包括用于获取烟道中热烟气的余热的分离式相变换热装置，利用分离式相变换热系统所获得的热量进行多效蒸发的多效蒸发浓缩装置，用于对多效热蒸发所获得的蒸汽进行冷凝回收的冷凝水回收利用装置，以及用于对多效热蒸发所产生的溶液通过热烟气进行喷雾干燥固化的喷雾干燥固化装置。
本发明中的分离式相变换热装置由蒸发段、上升管、冷凝段和下降管组成。利用烟道中120～160℃的热烟气在蒸发段对冷凝水进行加热蒸发，得到的加热蒸汽通过上升管进入冷凝段，在冷凝段进行冷凝得冷凝水，冷凝水再通过下降管到达蒸发段的循环装置。
本发明中的多效蒸发浓缩装置由第一效至第N效蒸发浓缩单元构成，所述蒸发浓缩单元包括加热器、分离器、强循泵；其中，脱硫废水通入到第一效分离器，由第一效强循泵泵入第一效加热器，热蒸汽对第一效加热器的壳程进行加热，第一效加热器内部蒸汽由第一效分离器顶端通过并对第二效加热器的壳程进行加热，第一效加热器中浓缩至设定浓度的脱硫废水由第一效分离器的底端通过并进入到第二效分离器中；重复该过程直至完成浓缩的脱硫废水进入到第N效分离器中，第N效分离器的脱硫废水通入到增稠器中。
以下内容以三效蒸发浓缩单元为例，该多效蒸发浓缩装置包括第一效加热器、第一效强循泵、第一效分离器、第二效加热器、第二效强循泵B5、第二效分离器、第三效加热器、第三效强循泵和第三效分离器，该装置利用分离式相变换热装置所获得的加热蒸汽进行三次蒸发浓缩，极大力度地处理脱硫废水。
本发明中的脱硫废水供给装置包括脱硫废水旋流器、废水缓冲箱、给料泵，该装置为多效蒸发浓缩装置提供源源不断的脱硫废水，可极大的提高处理效率。
本发明中的冷凝水回收装置包括尾部冷却器、尾端凝结水箱、尾端真空泵和凝结水泵，该装置通过尾端凝结水箱回收第二效加热器和第三效加热器的冷凝水，通过尾部冷却器冷却第三效分离器和增稠器的高温蒸汽，集中收集在尾端凝结水箱中，该系统能够回收利用脱硫废水中90％的洁净水。
本发明中的喷雾干燥固化处理装置包括增稠器、排泥泵、喷嘴、干燥罐等，该装置中的增稠器用于收集多效蒸发浓缩的脱硫废水浓缩液，浓缩液利用排泥泵再借助压缩空气通过喷嘴在干燥罐中固化，其固化所需的热量来自于锅炉中的热烟气(300～450℃)，固化干燥后通过电厂自有的除尘器进行除尘处理。
相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明系统运营费用低，无需加入任何药剂，无需化学沉淀和除硬等预处理措施，直接蒸发脱硫废水旋流器溢流废水的相变取热多效蒸发浓缩固化技术；
(2)本发明采用电厂余热作为蒸发废水的主要能源，提供最经济的能量；
(3)本发明可回收脱硫废水中的90％的洁净水，水质优良，节省成本；
(4)本发明系统简单，稳定性好，自动化程度高，该系统的主要设备是容器和泵，后期只需将泵进行常规维护即可；
(5)本发明使用大流量浆液强制循环、独立立式单列加热器和多效蒸发分离器可以避免系统结垢。
附图说明
图1是本发明脱硫废水综合处理系统的整体结构示意图；
图2是本发明系统中分离式相变换热装置的结构示意图；
图3是本发明系统中多效蒸发浓缩装置的结构示意图；
图4是本发明系统中喷雾干燥固化装置的结构示意图；
图5是本发明系统中冷凝水回收利用装置的结构示意图；
图6是本发明系统中脱硫废水供给装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1～6所示，图1是本发明脱硫废水综合处理系统的整体结构示意图；
图2是本发明系统中分离式相变换热装置的结构示意图；图3是本发明系统中多效蒸发浓缩装置的结构示意图；图4是本发明系统中喷雾干燥固化装置的结构示意图；图5是本发明系统中冷凝水回收利用装置的结构示意图；图6是本发明系统中脱硫废水供给装置的结构示意图。
本发明公开了一种脱硫废水综合处理系统，该系统包括：通过分离式相变换热技术获取烟道中热烟气的余热的分离式相变换热装置A，通过对脱硫废水进行多级蒸发以得到浓缩液和蒸馏水的多效蒸发浓缩装置B，以及用于对所述浓缩液进行干燥固化的喷雾干燥固化装置C；其中，所述分离式相变换热装置A所获取的热量为所述多效蒸发浓缩装置B的多效蒸发提供热蒸汽；所述喷雾干燥固化装置C中通过热烟气对所述浓缩液进行喷雾干燥固化。
在本发明实施例中，具体的，所述多效蒸发浓缩装置B由第一效至第N效蒸发浓缩单元构成，所述蒸发浓缩单元包括加热器、分离器、强循泵；其中，脱硫废水通入到第一效分离器，由第一效强循泵泵入第一效加热器，热蒸汽对第一效加热器的壳程进行加热，第一效加热器内部蒸汽由第一效分离器顶端通过并对第二效加热器的壳程进行加热，第一效加热器中浓缩至设定浓度的脱硫废水由第一效分离器的底端通过并进入到第二效分离器中；重复该过程直至完成浓缩的脱硫废水进入到第N效分离器中。
在实际应用过程中，本发明实施例以三效蒸发浓缩装置为例，该蒸发浓缩装置包括第一效加热器B1、第一效强循泵B2、第一效分离器B3、第二效加热器B4、第二效强循泵B5、第二效分离器B6、第三效加热器B7、第三效强循泵B8和第三效分离器B9；其中，第一效分离器B3的底部通过第一效循环管B10对接第一效加热器B1的底部，第一效循环管B10上设有第一效强循泵B2，第一效加热器B1的顶部通过第一效蒸汽回转管B11通入第一效分离器B3，第一效分离器B3顶部通过第一效蒸汽导出管B12通入到第二效加热器B4的壳程，该壳程为包覆或缠绕在加热器表面的通道，该壳程的底端通过冷凝水管B13导出，此外，第一效循环管B10上对接第一效循环水导出管B14，该第一效循环水导出管B14上设置阀门(图中省略视图)，且该第一效循环水导出管B14另一端对接第二效分离器B6；同理，第二效分离器B6的底部通过第二效循环管B15对接第二效加热器B4的底部，第二效循环管B15上设有第二效强循泵B5，第二效加热器B4的顶部通过第二效蒸汽回转管B16通入第二效分离器B6，第二效分离器B6顶部通过第二效蒸汽导出管B17通入到第三效加热器B7的壳程，该壳程的底端通过冷凝水管B13导出，此外，第二效循环管B15上对接第二效循环水导出管B18，该第二效循环水导出管B18上设置阀门(图中省略视图)，且该第二效循环水导出管B18另一端对接第三效分离器B9；同理，第三效分离器B9的底部通过第三效循环管B19对接第三效加热器B7的底部，第三效循环管B19上设有第三效强循泵B8，第三效加热器B7的顶部通过第三效蒸汽回转管B20通入第三效分离器B9，第三效分离器B9顶部对接尾气导出管B21，此外，第三效循环管B19上对接第三效循环水导出管B22。其中，第一效加热器B1接受来自分离式相变换热装置A的热量，而第三效循环水导出管B22中排出的是已经被浓缩到设定浓度的脱硫废水浓缩液，该第三效循环水导出管B22对接喷雾干燥固化装置C，通过热烟气对该浓缩液进行喷雾干燥固化。在实际应用过程中，第一效循环管B10、第二效循环管B15、第三效循环管B19上除了设置强循泵外，还设置有浓度检测器，在浓度检测器检测到当前脱硫废水的浓度达到设定值时，设定程序会停止当前强循泵的工作。具体来说，在第一效浓缩过程中，当第一效循环管B10上的浓度检测器检测脱硫废水浓缩浓度达到设定值后，停止第一效强循泵B2工作，然后打开第一效循环水导出管B14上的阀门，第一效浓缩处理后的脱硫废水进入到第二效分离器B6中，以此类推，不再赘述。
在本发明实施例中，具体的，所述分离式相变换热装置A包括蒸发段A1、上升管A2、冷凝段A3和下降管A4，其中，烟道中热烟气(120～160℃)在蒸发段A1对冷凝水进行加热蒸发，热蒸汽通过上升管A2进入冷凝段A3，在冷凝段A3进行冷凝得冷凝水，冷凝水再通过下降管A4回流到蒸发段A1。在实际应用中，所述冷凝段A3的热蒸汽对第一效加热器B1的壳程进行加热。本发明采用电厂余热作为蒸发废水的主要能源，提供最经济的能量。
在本发明实施例中，为充分利用外部热量来完成系统工作以达到节省能量的目的，所述喷雾干燥固化装置C包括增稠器C1以及干燥罐C2；其中，第N效分离器的脱硫废水通入到增稠器C1中，所述增稠器C1底部对接管道，该管道上设有排泥泵C3，该管道另一端对接喷嘴C4且位于干燥管内部顶端；所述干燥罐C2内设有烟道热烟气管道出口，且该出口位于喷嘴C4正下方。在实际应用过程中，以上述三效蒸发浓缩装置为例，上述第三效循环水导出管B22另一端对接增稠器C1，该第三效循环水导出管B22上设置阀门，第三效分离器B9内分离出来的浓缩废水导入增稠器C1中，在排泥泵C3的驱动下通过喷嘴C4喷入干燥罐C2，在喷入固化的过程中，其固化所需的热量来自于锅炉中的热烟气(300～450℃)，固化干燥后通过电厂自有的除尘器C5进行除尘处理。
在本发明实施例中，为便于冷凝水的回收，具体的，本发明系统还包括用于对所述蒸馏水进行回收的冷凝水回收利用装置D，该冷凝水回收利用装置D包括尾部凝结水箱D1；其中，第二至第N效加热器壳程上的冷凝水通过管道导入到尾部凝结水箱D1中。在实际应用中，以上述三效蒸发浓缩装置为例，第二效加热器B4和第三效加热器B7上的壳程通道内的冷凝水通过上述冷凝水管B13导出到尾部凝结水箱D1中。至于第N效分离器顶部的尾气导出管中的水蒸气的回收，在本发明实施例中，更具体的，所述冷凝水回收利用装置D还包括尾部冷却器D2；其中，第N效加热器内部蒸汽由第N效分离器顶端通过并进入到增稠器C1中或尾部冷却器D2中，所述尾部冷却器D2的冷却水通入尾部凝结水箱D1中。在实际应用中，以上述三效蒸发浓缩装置为例，第三效分离器B9顶部的尾气导出管中的水蒸气导入到尾部冷却器D2中经过冷凝后回流到尾部凝结水箱D1中，因此，进入喷雾干燥固化装置C(增稠器C1)的热蒸气对后续其过程没有影响。
在本发明实施例中，更具体的，为确保有源源不断的脱硫废水提供给多效蒸发浓缩装置B，本发明系统还包括脱硫废水供给装置E，该脱硫废水供给装置E包括旋流器E1、废水缓冲箱E2、给料泵E3，脱硫废水在旋流器E1的作用下进入到废水缓冲箱E2中，并再由给料泵E3泵入到第一效分离器B3中。这种供水废水可极大的提高多效蒸发浓缩装置B的处理效率。
本发明系统运营费用低，无需加入任何药剂，无需化学沉淀和除硬等预处理措施，直接蒸发脱硫废水旋流器溢流废水的相变取热多效蒸发浓缩固化技术；此外，本发明采用电厂余热作为蒸发废水的主要能源，提供最经济的能量；再者，本发明可回收脱硫废水中的90％的洁净水，水质优良，节省成本；还有，本发明系统简单、稳定性好，可匹配的自动化程度高，该系统的主要设备是容器和泵，后期只需将泵进行常规维护即可；最后，本发明使用大流量浆液强制循环、独立立式单列加热器和多效蒸发分离器可以避免系统出现结垢的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种脱硫废水综合处理系统，其特征在于，该系统包括：通过分离式相变换热技术获取烟道中热烟气余热的分离式相变换热装置，通过对脱硫废水进行多级蒸发以得到浓缩液和蒸馏水的多效蒸发浓缩装置，以及用于对所述浓缩液进行干燥固化的喷雾干燥固化装置；其中，所述分离式相变换热装置所获取的热量为所述多效蒸发浓缩装置的多效蒸发提供热蒸汽；所述喷雾干燥固化装置中通过热烟气对所述浓缩液进行喷雾干燥固化。
2.如权利要求1所述的脱硫废水综合处理系统，其特征在于，所述多效蒸发浓缩装置由第一效至第N效蒸发浓缩单元构成，所述蒸发浓缩单元包括加热器、分离器、强循泵；其中，脱硫废水通入到第一效分离器，由第一效强循泵泵入第一效加热器，热蒸汽对第一效加热器的壳程进行加热，第一效加热器内部蒸汽由第一效分离器顶端通过并对第二效加热器的壳程进行加热，第一效加热器中浓缩至设定浓度的脱硫废水由第一效分离器的底端通过并进入到第二效分离器中；重复该过程直至完成浓缩的脱硫废水进入到第N效分离器中。
3.如权利要求2所述的脱硫废水综合处理系统，其特征在于，所述分离式相变换热装置包括蒸发段、上升管、冷凝段和下降管，其中，烟道中热烟气在蒸发段对冷凝水进行加热蒸发，热蒸汽通过上升管进入冷凝段，在冷凝段进行冷凝得冷凝水，冷凝水再通过下降管回流到蒸发段；所述冷凝段的热蒸汽对第一效加热器的壳程进行加热。
4.如权利要求2所述的脱硫废水综合处理系统，其特征在于，该系统还包括用于对所述蒸馏水进行回收的冷凝水回收利用装置，该冷凝水回收利用装置包括尾部凝结水箱；其中，第二至第N效加热器壳程上的冷凝水通过管道导入到尾部凝结水箱中。
5.如权利要求4所述的脱硫废水综合处理系统，其特征在于，所述冷凝水回收利用装置还包括尾部冷却器；其中，第N效加热器内部蒸汽由第N效分离器顶端通过并进入到增稠器中或尾部冷却器中，所述尾部冷却器的冷却水通入尾部凝结水箱中。
6.如权利要求2所述的脱硫废水综合处理系统，其特征在于，所述喷雾干燥固化装置包括增稠器以及干燥罐；其中，第N效分离器的脱硫废水通入到增稠器中，所述增稠器底部对接管道，该管道上设有排泥泵，该管道另一端对接喷嘴且位于干燥管内部顶端；所述干燥罐内设有烟道热烟气管道出口，且该出口位于喷嘴正下方。
7.如权利要求2所述的脱硫废水综合处理系统，其特征在于，该系统还包括用于为多效蒸发浓缩装置提供脱硫废水的脱硫废水供给装置，该脱硫废水供给装置通过管道将脱硫废水通入到第一效分离器内。
8.如权利要求2所述的脱硫废水综合处理系统，其特征在于，所述多效蒸发浓缩装置包括第一效、第二效以及第三效蒸发浓缩单元。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114477593A (zh) * 2022-02-11 2022-05-13 华润电力（沧州运东）有限公司 一种浓水处理系统

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