CN115259264B - 一种热电厂脱硫废水零排放处理工艺及其处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及脱硫废水蒸发浓缩技术领域，具体涉及一种热电厂脱硫废水零排放处理工艺及其处理系统；本发明包括空气预热器、第一除尘器、脱硫塔和蒸发塔，脱硫塔底部与蒸发塔中部之间通过浆液管连接，脱硫塔中部设有进烟管，进烟管上串联有第一除尘器，蒸发塔上设有循环提升组件，蒸发塔的底部设有固体排废组件，循环提升组件上还设有第一换热器，蒸发塔的顶部设有负压管，脱硫塔顶部的排气管的输出端与输入A连接，进烟管的输入端与输出B连接，输出A与第一换热器之间通过余热管连接，余热管上还分支有蒸发塔底部第二换热器连接的分流管，输入B上连接有废气管；本发明能够有效地解决现有技术存在能耗高和处理效率低等问题。
Description
技术领域
本发明涉及脱硫废水蒸发浓缩技术领域，具体涉及一种热电厂脱硫废水零排放处理工艺及其处理系统。
背景技术
目前应用广泛的脱硫废水处理工艺为化学沉淀法，该法设置单独的废水处理系统，此种方法有很多的缺点，如系统庞大，运行维护费用高，导致能耗较高。蒸发浓缩工艺是利用蒸发器将脱硫废水进行浓缩，产品水回用，而浓缩水可通过结晶、干燥工艺转化为固体盐进行处置。这类技术对废水水质、机组和煤种的适用性广，具备较广的应用前景，目前，蒸发浓缩工艺主要为MED多效蒸发技术、MVR机械蒸汽再压缩蒸发技术，而此两种方式需要额外消耗高参数蒸汽或额外消耗压缩功，导致浓缩成本变大。
在申请号为CN201720744592.7的专利文件中公开了一种烟气脱硫废水蒸发浓缩处理装置，其包括一个塔体，所述塔体内部从上至下依次设置有第一布水装置、填料蒸发层、液体收集装置、第二布水装置和塔池，所述第一布水装置与所述液体收集装置之间通过第一管道连接有至少一台第一循环泵，所述塔池与所述第二布水装置之间通过第二管道连接有至少一台第二循环泵，所述塔体连接有脱硫废水入口，所述第一管道设置有脱硫废水出口，所述脱硫废水出口通过第三管道与所述液体收集装置下方的所述塔体的内部连通，所述塔池下部设置有浓液出口。本实用新型所提供的烟气脱硫废水蒸发浓缩装置，可以保证填料蒸发层的高效、可靠运行；可以在保证系统可靠的同时提高浓缩倍率，减少后续处理量。
但是，其在实际应用的过程中仍存在以下不足：
第一，能耗高，因为其在对脱硫废水蒸发浓缩结晶时需要消耗大量能量来将脱硫废水加热到较高的温度并保持。
第二，处理效率低，因为其不能实现对脱硫废水的连续不间断蒸发浓缩结晶。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种热电厂脱硫废水零排放处理系统，包括空气预热器、第一除尘器、脱硫塔和蒸发塔；所述脱硫塔底部与蒸发塔中部之间通过浆液管连接，所述脱硫塔中部设有进烟管，所述进烟管上串联有第一除尘器，所述蒸发塔上设有循环提升组件，所述蒸发塔的底部设有固体排废组件，所述循环提升组件上还设有第一换热器，所述蒸发塔的顶部设有负压管，所述脱硫塔的顶部设有排气管，所述空气预热器上设有输入A、输入B、输出A和输出B，所述脱硫塔顶部的排气管的输出端与输入A连接，所述进烟管的输入端与输出B连接，所述输出A与第一换热器之间通过余热管连接，所述余热管上还分支有蒸发塔底部第二换热器连接的分流管，所述输入B上连接有废气管，所述负压管输出端与废气管连接。
更进一步地，所述进烟管上设有输送泵，所述排气管上设有转运泵，所述负压管上设有负压组件；所述负压管、废气管、进烟管、余热管和分流管上均设有单向电磁流量阀，所述负压管输入端管体上还设有温度检测器和气压检测器；所述浆液管呈输入端高且输出端低的倾斜状。
更进一步地，所述负压组件包括若干个并联的喷射式真空泵。
更进一步地，所述循环提升组件包括循环管和串联在循环管上的提升泵，所述循环管输出端管口、输入端的管口在垂直方向上高于、低于浆液管输出端管口的高度；
所述固体排废组件包括排料管、螺旋绞龙和驱动电机，所述排料管呈输入端低且输出端高的姿态，所述排料管的输入端伸入蒸发塔底端的内部，所述螺旋绞龙转动连接在排料管的内部并由设置在排料管输出端的驱动电机驱动旋转。
更进一步地，所述循环提升组件数量的至少为一组，并且所述循环提升组件以蒸发塔的中轴线为对称轴成等间距圆周阵列的方式分布；
所述蒸发塔在循环管输入端管口所在位置处的内壁上均设有与之配合的过滤罩；
所述蒸发塔顶端的内部设有除雾器，所述蒸发塔内部还设有破碎组件和水位提升组件。
更进一步地，所述除雾器在其外环侧的安装部内部对称地埋设有一组超声波振子；
所述破碎组件包括共振筛板和电控振子，所述共振筛板在其外环侧的安装部内部对称地埋设有一组电控振子；
所述水位提升组件包括阳电极网板、阴电极网板和驱动电源，所述阳电极网板和阴电极网板均设置在蒸馏塔内部，并且所述阴电极网板在阳电极网板的上方，所述阳电极网板、阴电极网板分别与驱动电源的正极、负极连接；
所述破碎组件的数量至少为两个，并且最上方的所述破碎组件在垂直方向上的高度介于浆液管输出端管口、循环管输入端管口之间，并且所述最下方的所述破碎组件在垂直方向上的高度低于循环管输入端管口且靠近排料管输入端管口；
所述水位提升组件在垂直方向上两端均设有破碎组件。
更进一步地，沿垂直向下的方向上，所述破碎组件中共振筛板上的筛孔尺寸逐渐递减。
更进一步地，所述余热管上还串联有第二除尘器，所述第一换热器和第二换热器上用于排出热媒的一端均设有特斯拉单向阀管。
一种热电厂脱硫废水零排放处理工艺，包括以下步骤：
S1，将化石燃料燃烧产生的含硫高温废气送入废气管；
S2，废气管中的含硫高温废气依次经过空气预热器和第一除尘器后进入脱硫塔；
S3，脱硫塔对含硫高温废气进行处理并生成脱硫废水和低温烟气；
S4，脱硫废水进入蒸发塔，脱硫废水在蒸发塔中进行低温低压蒸发结晶，该过程中形成的固体杂质经螺旋绞龙排出至指定的回收点、形成的低温蒸汽通过负压管返回至废气管并重新进入循环；
S5，与上述S4同步，低温烟气依次经过空气预热器、第二除尘器后分别在第一换热器、第二换热器中进行热量回收，从而为循环管中的浆液进行加热、为沉积在蒸发塔底部的固体杂质进行加热干燥。
更进一步地，在所述S2中，输送泵为含硫高温烟气的流动提供的动力；
在所述S4中，浆液管中的脱硫废水受蒸发塔内部的负压和脱硫废水自身的重力共同作用驱动；
在所述S4中，负压管中的低温蒸汽由负压组件驱动；
在所述S4和S5中，超声波振子驱动除雾器本体产生的超声振动，从而避免除雾器本体上产生结垢；
在所述S4和S5中，电控振子驱动共振筛板产生与固体杂质本身固有频率相同的震动，从而让固体杂质产生共振并破碎成指定尺寸的颗粒；
在所述S4和S5中，驱动电源为阴电极网板和阳电极网板提供低压脉冲电流，从而让固体杂质层中的水分被强行提升至阳电极网板的上方，从而保证螺旋绞龙排出的固体杂质都是干燥的。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
本发明通过增加空气预热器、第一除尘器、脱硫塔和蒸发塔，脱硫塔底部与蒸发塔中部之间通过浆液管连接，脱硫塔中部设有进烟管，进烟管上串联有第一除尘器，蒸发塔上设有循环提升组件，蒸发塔的底部设有固体排废组件，循环提升组件上还设有第一换热器，蒸发塔的顶部设有负压管，脱硫塔的顶部设有排气管，空气预热器上设有输入A、输入B、输出A和输出B，脱硫塔顶部的排气管的输出端与输入A连接，进烟管的输入端与输出B连接，输出A与第一换热器之间通过余热管连接，余热管上还分支有蒸发塔底部第二换热器连接的分流管，输入B上连接有废气管，负压管输出端与废气管连接，蒸发塔内部还设有破碎组件和水位提升组件的设计。
这样便可以通过空气预热器来回收含硫高温废气的余热，并通过回收来的余热和负压组件配合来对蒸发塔中的脱硫废水进行低压低温蒸发结晶；与此同时，循环提升组件、水位提升组件、破碎组件和固体排废组件配合，从而让蒸发塔实现连续不间断的蒸发结晶工作。
达到令本发明在实际应用过程中相较于现有技术具有更低的能耗和更高的处理效率。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明中蒸发塔的直观图。
图3为本发明中蒸发塔经过部分剖视后的直观图。
图4为本发明中蒸发塔经过部分剖视且与水位提升组件、破碎组件、除雾器分离后的直观图。
图5为本发明中除雾器经过部分剖视后的直观图。
图6为本发明中共振筛板经过部分剖视后的直观图。
图7为图4中A区域的放大图。
图中的标号分别代表：
1-空气预热器；2-第一除尘器；3-脱硫塔；4-蒸发塔；5-浆液管；6-进烟管；7-第一换热器；8-负压管；9-排气管；10-输入A；11-输入B；12-输出A；13-输出B；14-特斯拉单向阀管；15-余热管；16-第二换热器；17-分流管；18-废气管；19-输送泵；20-转运泵；21-单向电磁流量阀；22-温度检测器；23-气压检测器；24-喷射式真空泵；25-循环管；26-提升泵；27-排料管；28-螺旋绞龙；29-驱动电机；30-过滤罩；31-除雾器；32-超声波振子；33-共振筛板；34-电控振子；35-阳电极网板；36-阴电极网板；37-驱动电源；38-第二除尘器。
实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
本实施例的一种热电厂脱硫废水零排放处理系统，参照图1-7：包括空气预热器1、第一除尘器2、脱硫塔3和蒸发塔4。
脱硫塔3底部与蒸发塔4中部之间通过浆液管5连接，脱硫塔3中部设有进烟管6，进烟管6上串联有第一除尘器2，蒸发塔4上设有循环提升组件，蒸发塔4的底部设有固体排废组件，循环提升组件上还设有第一换热器7，蒸发塔4的顶部设有负压管8，脱硫塔3的顶部设有排气管9，空气预热器1上设有输入A10、输入B11、输出A12和输出B13，脱硫塔3顶部的排气管9的输出端与输入A10连接，进烟管6的输入端与输出B13连接，输出A12与第一换热器7之间通过余热管15连接，余热管15上还分支有蒸发塔4底部第二换热器16连接的分流管17，输入B11上连接有废气管18，负压管8输出端与废气管18连接。
进烟管6上设有输送泵19，排气管9上设有转运泵20，负压管8上设有负压组件。负压管8、废气管18、进烟管6、余热管15和分流管17上均设有单向电磁流量阀21，负压管8输入端管体上还设有温度检测器22和气压检测器23。浆液管5呈输入端高且输出端低的倾斜状。
负压组件包括若干个并联的喷射式真空泵24；这是因为喷射式真空泵24结构简单，制造容易，没有运动部件，不易发生故障，维修工作量小。能输高温的、腐蚀性的以及含有固体颗粒的流体；此外，若干个并联式设计的喷射式真空泵24可以有效地提升负压组件的可靠性和稳定性。
余热管15上还串联有第二除尘器38，第一换热器7和第二换热器16上用于排出热媒的一端均设有特斯拉单向阀管14，这样不仅可以避免余热管15中的热气倒流，还可以避免系统外含有杂质的气体进入第一换热器7、第二换热器16的内部而造成污染（因为杂质聚集在第一换热器7和第二换热器16内部时会影响其换热能力）。
循环提升组件包括循环管25和串联在循环管25上的提升泵26，循环管25输出端管口、输入端的管口在垂直方向上高于、低于浆液管5输出端管口的高度。
在本实施例中循环提升组件数量为三组，并且循环提升组件以蒸发塔4的中轴线为对称轴成等间距圆周阵列的方式分布。
蒸发塔4在循环管25输入端管口所在位置处的内壁上均设有与之配合的过滤罩30，这样可以避免蒸发塔4中产生的（较大体积的）固体杂质进入循环管25中，而对提升泵26造成干扰。
固体排废组件包括排料管27、螺旋绞龙28和驱动电机29，排料管27呈输入端低且输出端高的姿态，排料管27的输入端伸入蒸发塔4底端的内部，螺旋绞龙28转动连接在排料管27的内部并由设置在排料管27输出端的驱动电机29驱动旋转。
蒸发塔4顶端的内部设有除雾器31，蒸发塔4内部还设有破碎组件和水位提升组件。
除雾器31在其外环侧的安装部内部对称地埋设有一组超声波振子32，这样便可以通过超声波振子32令除雾器31本体上产生高频的震动，从而让杂质无法附着在除雾器31的表面。
破碎组件包括共振筛板33和电控振子34，共振筛板33在其外环侧的安装部内部对称地埋设有一组电控振子34。这里采用共振原理来对固体杂质进行破碎的好处为：破碎组件不需要较大的活动空间，并且性能可靠稳定。
水位提升组件包括阳电极网板35、阴电极网板36和驱动电源37，阳电极网板35和阴电极网板36均设置在蒸馏塔内部，并且阴电极网板36在阳电极网板35的上方，阳电极网板35、阴电极网板36分别与驱动电源37的正极、负极连接。
其中，水位提升组件的工作原理为：通过驱动电源37施加低电压和低电流脉冲电荷后，阳电极网板35和阴电机网板之间构成电场，产生电场力使扩散层的水合离子、水分子脱离孔隙结构中的固体杂质颗粒表面的负电场，（即扩散层的离子摆脱固体杂质颗粒表面的静电吸引力场）使水合离子、水分子顺着电场力的方向沿着孔隙结构向阴电极网板36的方向移动，从而达成了电渗透防水的效果
破碎组件的数量至少为两个，并且最上方的破碎组件在垂直方向上的高度介于浆液管5输出端管口、循环管25输入端管口之间，并且最下方的破碎组件在垂直方向上的高度低于循环管25输入端管口且靠近排料管27输入端管口。
水位提升组件在垂直方向上两端均设有破碎组件。
沿垂直向下的方向上，破碎组件中共振筛板33上的筛孔尺寸逐渐递减。
一种热电厂脱硫废水零排放处理工艺，包括以下步骤：
S1，将化石燃料燃烧产生的含硫高温废气送入废气管18。
S2，废气管18中的含硫高温废气依次经过空气预热器1和第一除尘器2后进入脱硫塔3。
S3，脱硫塔3对含硫高温废气进行处理并生成脱硫废水和低温烟气。
S4，脱硫废水进入蒸发塔4，脱硫废水在蒸发塔4中进行低温低压蒸发结晶，该过程中形成的固体杂质经螺旋绞龙28排出至指定的回收点、形成的低温蒸汽通过负压管8返回至废气管18并重新进入循环。
S5，与上述S4同步，低温烟气依次经过空气预热器1、第二除尘器38后分别在第一换热器7、第二换热器16中进行热量回收，从而为循环管25中的浆液进行加热、为沉积在蒸发塔4底部的固体杂质进行加热干燥。
值得注意的是：
在S2中，输送泵19为含硫高温烟气的流动提供的动力。
在S4中，浆液管5中的脱硫废水受蒸发塔4内部的负压和脱硫废水自身的重力共同作用驱动。
在S4中，负压管8中的低温蒸汽由负压组件驱动。
在S4和S5中，超声波振子32驱动除雾器31本体产生的超声振动，从而避免除雾器31本体上产生结垢。
在S4和S5中，电控振子34驱动共振筛板33产生与固体杂质本身固有频率相同的震动，从而让固体杂质产生共振并破碎成指定尺寸的颗粒。
在S4和S5中，驱动电源37为阴电极网板36和阳电极网板35提供低压脉冲电流，从而让固体杂质层中的水分被强行提升至阳电极网板35的上方，从而保证螺旋绞龙28排出的固体杂质都是干燥的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (7)
1.一种热电厂脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：包括空气预热器(1)、第一除尘器(2)、脱硫塔(3)和蒸发塔(4)；所述脱硫塔(3)底部与蒸发塔(4)中部之间通过浆液管(5)连接，所述脱硫塔(3)中部设有进烟管(6)，所述进烟管(6)上串联有第一除尘器(2)，所述蒸发塔(4)上设有循环提升组件，所述蒸发塔(4)的底部设有固体排废组件，所述循环提升组件上还设有第一换热器(7)，所述蒸发塔(4)的顶部设有负压管(8)，所述脱硫塔(3)的顶部设有排气管(9)，所述空气预热器(1)上设有输入A(10)、输入B(11)、输出A(12)和输出B(13)，所述脱硫塔(3)顶部的排气管(9)的输出端与输入A(10)连接，所述进烟管(6)的输入端与输出B(13)连接，所述输出A(12)与第一换热器(7)之间通过余热管(15)连接，所述余热管(15)上还分支有蒸发塔(4)底部第二换热器(16)连接的分流管(17)，所述输入B(11)上连接有废气管(18)，所述负压管(8)输出端与废气管(18)连接；
所述余热管(15)上还串联有第二除尘器(38)，所述第一换热器(7)和第二换热器(16)上用于排出热媒的一端均设有特斯拉单向阀管(14)；
所述循环提升组件包括循环管(25)和串联在循环管(25)上的提升泵(26)，所述循环管(25)输出端管口、输入端的管口在垂直方向上高于、低于浆液管(5)输出端管口的高度；
所述固体排废组件包括排料管(27)、螺旋绞龙(28)和驱动电机(29)，所述排料管(27)呈输入端低且输出端高的姿态，所述排料管(27)的输入端伸入蒸发塔(4)底端的内部，所述螺旋绞龙(28)转动连接在排料管(27)的内部并由设置在排料管(27)输出端的驱动电机(29)驱动旋转；
所述循环提升组件数量的至少为一组，并且所述循环提升组件以蒸发塔(4)的中轴线为对称轴成等间距圆周阵列的方式分布；
所述蒸发塔(4)在循环管(25)输入端管口所在位置处的内壁上均设有与之配合的过滤罩(30)；
所述蒸发塔(4)顶端的内部设有除雾器(31)，所述蒸发塔(4)内部还设有破碎组件和水位提升组件。
2.根据权利要求1所述的热电厂脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述进烟管(6)上设有输送泵(19)，所述排气管(9)上设有转运泵(20)，所述负压管(8)上设有负压组件；所述负压管(8)、废气管(18)、进烟管(6)、余热管(15)和分流管(17)上均设有单向电磁流量阀(21)，所述负压管(8)输入端管体上还设有温度检测器(22)和气压检测器(23)；所述浆液管(5)呈输入端高且输出端低的倾斜状。
3.根据权利要求2所述的热电厂脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述负压组件包括若干个并联的喷射式真空泵(24)。
4.根据权利要求1所述的热电厂脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述除雾器(31)在其外环侧的安装部内部对称地埋设有一组超声波振子(32)；
所述破碎组件包括共振筛板(33)和电控振子(34)，所述共振筛板(33)在其外环侧的安装部内部对称地埋设有一组电控振子(34)；
所述水位提升组件包括阳电极网板(35)、阴电极网板(36)和驱动电源(37)，所述阳电极网板(35)和阴电极网板(36)均设置在蒸馏塔内部，并且所述阴电极网板(36)在阳电极网板(35)的上方，所述阳电极网板(35)、阴电极网板(36)分别与驱动电源(37)的正极、负极连接；
所述破碎组件的数量至少为两个，并且最上方的所述破碎组件在垂直方向上的高度介于浆液管(5)输出端管口、循环管(25)输入端管口之间，并且最下方的所述破碎组件在垂直方向上的高度低于循环管(25)输入端管口且靠近排料管(27)输入端管口；
所述水位提升组件在垂直方向上两端均设有破碎组件。
5.根据权利要求4所述的热电厂脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，沿垂直向下的方向上，所述破碎组件中共振筛板(33)上的筛孔尺寸逐渐递减。
6.根据权利要求5所述的热电厂脱硫废水零排放处理系统进行热电厂脱硫废水零排放处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将化石燃料燃烧产生的含硫高温废气送入废气管(18)；
S2，废气管(18)中的含硫高温废气依次经过空气预热器(1)和第一除尘器(2)后进入脱硫塔(3)；
S3，脱硫塔(3)对含硫高温废气进行处理并生成脱硫废水和低温烟气；
S4，脱硫废水进入蒸发塔(4)，脱硫废水在蒸发塔(4)中进行低温低压蒸发结晶，该过程中形成的固体杂质经螺旋绞龙(28)排出至指定的回收点、形成的低温蒸汽通过负压管(8)返回至废气管(18)并重新进入循环；
S5，与上述S4同步，低温烟气依次经过空气预热器(1)、第二除尘器(38)后分别在第一换热器(7)、第二换热器(16)中进行热量回收，从而为循环管(25)中的浆液进行加热、为沉积在蒸发塔(4)底部的固体杂质进行加热干燥。
7.根据权利要求6所述的热电厂脱硫废水零排放处理工艺，其特征在于：
在所述S2中，输送泵(19)为含硫高温烟气的流动提供的动力；
在所述S4中，浆液管(5)中的脱硫废水受蒸发塔(4)内部的负压和脱硫废水自身的重力共同作用驱动；
在所述S4中，负压管(8)中的低温蒸汽由负压组件驱动；
在所述S4和S5中，超声波振子(32)驱动除雾器(31)本体产生的超声振动，从而避免除雾器(31)本体上产生结垢；
在所述S4和S5中，电控振子(34)驱动共振筛板(33)产生与固体杂质本身固有频率相同的震动，从而让固体杂质产生共振并破碎成指定尺寸的颗粒；
在所述S4和S5中，驱动电源(37)为阴电极网板(36)和阳电极网板(35)提供低压脉冲电流，从而让固体杂质层中的水分被强行提升至阳电极网板(35)的上方，从而保证螺旋绞龙(28)排出的固体杂质都是干燥的。
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Denomination of invention: A zero discharge treatment process and treatment system for desulfurization wastewater in thermal power plants Effective date of registration: 20231114 Granted publication date: 20230707 Pledgee: Bank of China Limited Yixing branch Pledgor: WUXI RONGDA ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980065064 |