CN115893559A - 一种脱硫废水零排放系统及脱硫废水零排放工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种脱硫废水零排放系统及脱硫废水零排放工艺，脱硫废水零排放系统包括预处理模块、气体脱盐模块和末端处理模块，所述预处理模块、气体脱盐模块和末端处理模块通过管道依次连接，所述气体脱盐模块包括增湿塔、去湿塔、热源模块、高温汽体传输模块、冷却水供应模块、调温模块、淡水回收模块和浓盐水再循环模块，本发明的有益效果是：采用载气与废水、淡水的直接接触式传热传质，对预处理的要求低，不仅节省了设备的投资成本，而且也降低了系统的运行成本，提高废水脱硫排放的效率，实现废水零排放。

Description

一种脱硫废水零排放系统及脱硫废水零排放工艺

技术领域

本发明涉及废水脱硫技术领域，尤其涉及一种脱硫废水零排放系统及脱硫废水零排放工艺。

背景技术

随着我国现代工业的快速发展，环境问题不断凸显，大气、水及土壤等污染事件屡禁不止，受水资源短缺问题的影响，废水零排放备受关注。在工业发展中，不同以牺牲环境来获得经济利益，国家出台一系列法律规章对环境问题做出约束，水资源短缺和水源污染已成为制约我国经济和社会发展的重要因素，目前工业用水量比例约占国内总用水量的20％，其中火力发电约占整个工业用水量的40％，而电力行业的废水占工业废水的15.8％。2015年4月，《水污染防治行动计划》即“水十条”开始发布，其中涉及火电的条目有：“全面控制污染物排放”、“促进再生水利用”、“推动海水利用”、“提高用水效率”等，主要出发点是节约用水，促进循环利用。随着“水十条”的出台，对燃煤电厂的用水和排水均提出了更高的要求，燃煤电厂废水零排放系统建设也逐渐成为废水治理的发展趋势，对火电企业排放政策将逐渐收紧，要实现全厂废水零排放，脱硫废水零排放改造将成为必然趋势。

脱硫废水零排放处理工艺一般采用三段式处理工艺，具体分为预处理、浓缩减量和末端处理三个阶段，预处理采用传统三联箱+软化的技术，通过预处理去除废水中的悬浮物、部分硬度和重金属，保证后续单元能够正常工作；减量浓缩是将部分淡水从废水中分离出来，提高废水浓度，减小废水流量，降低固化单元的投资和运行成本；末端处理是将废水进一步浓缩，直到将废水中淡水和固体盐类彻底分开，实现废水的零排放。

关于浓缩减量单元，传统的废水浓缩技术分为热法浓缩和膜法浓缩两种。反渗透膜浓缩技术是一种物理分离过程，从而实现废水浓缩的技术。然而在实际应用中，为了防止膜元件污堵，其对废水的预处理要求较高、运行过程中膜元件不断劣化，需要定期清洗和更换，废水的浓缩倍率受到废水渗透压的限制。同时，如采用反渗透膜(RO、SWRO、STRO、DTRO等)由于要在高压环境下运行，电耗也较高，同时也增加了预处理和末端处理的投资和运行成本；热法浓缩技术传统上是采用外部的高温蒸汽通过换热管对废水加热蒸发，从而实现废水浓缩的技术。由于高盐度废水具有较强的腐蚀性，蒸汽与废水传热表面又极其重要，若换热表面形成结垢，则系统性能将大幅度减低，所以，所有与废水接触的设备部件都要使用价格高昂的防腐不锈钢材料，设备成本较高，因此该技术对废水预处理的要求也非常高，当废水含盐量较高时，相应的沸点也将升高(如氯化钠溶液在饱和浓度条件下沸点升高达13℃)，导致耗能增加，造成运行成本的增加，且装置的维护成本也较高。现有的载气萃取技术因部分空气排空，对水量浪费严重未考虑能量回用，提高了运行成本。

发明内容

为克服现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种脱硫废水零排放系统及脱硫废水零排放工艺。

本发明公开一种脱硫废水零排放系统，包括预处理模块、气体脱盐模块和末端处理模块，所述预处理模块、气体脱盐模块和末端处理模块通过管道依次连接，预处理模块去除废水中的悬浮物、部分硬度和重金属，保证后续单元能够正常工作，气体脱盐模块将脱硫废水进行浓缩减量降低固化单元的投资和运行成本，末端处理模块是将废水中淡水和固体盐类彻底分开，实现脱硫废水的零排放；所述气体脱盐模块包括增湿塔、去湿塔、热源模块、高温汽体传输模块、冷却水供应模块、调温模块、淡水回收模块和浓盐水再循环模块，增湿塔和去湿塔采用非金属材料制造，避免了高含盐废水的腐蚀问题，在降低设备投资成本的同时，能够保证设备长期稳定运行，同时不受废水的渗透压和沸点升高等物理参数限制，使气体与废水、淡水进行直接接触式传热传质，具备较高的传热传质效率，可以将废水浓缩到饱和状态，有效降低了后续末端处理的投资和运行成本。

在此基础上，所述高温汽体传输模块采用高温汽体管道，所述高温汽体管道两端分别连接所述增湿塔的顶端和所述去湿塔的底端，将增湿塔中高温湿气体传输到去湿塔中，增湿后的湿气体从塔底进入去湿塔；所述冷却水供应模块采用冷却水管道，所述冷却水管道的一端连接冷却水，另一端连接所述去湿塔，冷却水从塔顶进入，通过冷却水与去湿塔中的气体逆流鼓泡接触混合，气体被冷却，部分水蒸汽冷凝为淡水；所述调温模块采用调温管道，所述调温管道两端分别连接所述增湿塔和去湿塔，根据实际情况调节，通过调节两塔的温差，减少熵增，有效的减少系统的不可逆损失，达到节能的效果；所述淡水回收模块采用回收管道，所述回收管道连接所述去湿塔，将去湿塔排出的淡水作为产品水回收；所述热源模块与所述增湿塔相连接，所述浓盐水再循环模块采用浓盐水管道。

在此基础上，所述浓盐水管道一端连接所述增湿塔，另一端分支为循环管道和末端处理管道，所述循环管道一端连接所述预处理模块和气体脱盐模块之间的管道，未饱和的浓盐水与废水混合后继续脱盐至饱和状态，使得废水能够回收浓盐水的热量，同时能够达到节能的效果，所述末端处理管道另一端连接所述末端处理模块，达到饱和状态的浓盐水进入末端处理模块进行末端处理。

在此基础上，所述热源模块采用空气脱盐装置或烟气脱盐装置中的一种，采用空气作为传热介质，换热介质来源丰富，考虑到在脱盐时需要将废水加热，另外加热装置往往面临着清洗维护的工作，热烟气则可以作为另一选择。

在此基础上，所述空气脱盐装置包括加热装置、进气管道和空气回收回路，所述加热装置采用热水或蒸汽中的一种，所述加热装置连接所述预处理模块和气体脱盐模块之间的管道，通过85-90℃的热水或者蒸汽将废水加热，所述进气管道连接所述增湿塔，所述进气管道上安装鼓风机，空气通过所述鼓风机进入所述增湿塔，所述空气回收回路两端分别连接所述去湿塔和鼓风机。废水从增湿塔顶部分散进入塔内，空气自塔底部进入，两相呈逆流接触。在此过程中，空气温度升高，废水中的部分淡水以水蒸汽的形式进入空气，使空气湿度增加，废水温度降低，现有技术中将湿空气排空，本系统增加一路空气回收回路，回收去湿塔排出的湿空气的热量，通过鼓风机重新吹入增湿塔底部，经计算，可回收30-50％的热量，达到节能效果，同时对原排空的水蒸汽有回收的作用，克服了现有技术造成水浪费的情况。

在此基础上，采用除尘器出口热烟气，由于烟温120-140℃，作为换热介质，可节省热源成本，所述烟气脱盐装置包括进烟管道、出烟管道、除尘器出口和脱硫烟道，所述进烟管道连接所述增湿塔，所述进烟管道上安装除雾器和鼓风机，通过除雾器将烟气净化，所述进烟管道两端分别连接除尘器出口和所述增湿塔，所述出烟管道两端分别连接所述去湿塔和脱硫烟道，同时，热烟气的含硫浓度远低于脱硫浓盐水的，排出的烟气进入脱硫系统后，可以满足电厂超低排放的环保要求。

在此基础上，一种运用所述的脱硫废水零排放系统的脱硫废水零排放工艺，包括以下步骤：

步骤一：通过预处理模块脱除脱硫废水中的悬浮物、Ca2+、Mg2+以及其他杂质离子，以达到后续浓缩系统的进水水质，确保浓缩系统的安全稳定运行。

步骤二：预处理后的废水与增湿塔中的循环浓盐水混合后通过管道进入增湿塔，加热装置将废水的温度升高，空气由塔底进入，高温废水与空气混合空气温度升高后废水中的淡水以水蒸气的形式混入空气，废水浓度饱和后变为浓盐水部分与废水混合，部分进入末端处理模块，部分通过空气回收回路回收后通过所述鼓风机重新吹入所述增湿塔内。

步骤三：末端处理模块采用旁路烟道蒸发的方法，通过引入空预器进口的高温热烟气经过气流分布器进入干燥塔，经过浓缩后的浓盐废水通过雾化器雾化后的精细雾滴与热烟气进行接触，在气液接触过程中，水分被迅速蒸发，通过控制气体分布、液体流速、雾滴直径等，使雾化后的雾滴到达干燥塔壁之前就已被干燥，废水中的颗粒物及盐份最后形成干燥粉末状产物，大部分干燥产物落入干燥塔底端后被收集转运，少部分干燥产物随烟气进入除尘器处理。

在此基础上，一种运用所述的脱硫废水零排放系统的脱硫废水零排放工艺，包括以下步骤：

步骤一：通过预处理脱除脱硫废水中的悬浮物、Ca2+、Mg2+以及其他杂质离子，以达到后续浓缩系统的进水水质，确保浓缩系统的安全稳定运行。

步骤二：预处理后的废水与增湿塔中的循环浓盐水通过管道进入增湿塔，废水从增湿塔塔顶进入，热烟气由塔底进入，将废水温度升高，废水浓度饱和后变为浓盐水部分与废水混合，部分进入末端处理模块，将湿烟气冷却后通过排烟管道进入脱硫烟口烟道。

步骤三：末端处理模块采用旁路烟道蒸发的方法，通过引入空预器进口的高温热烟气经过气流分布器进入干燥塔，经过浓缩后的浓盐废水通过雾化器雾化后的精细雾滴与热烟气进行接触，在气液接触过程中，水分被迅速蒸发，通过控制气体分布、液体流速、雾滴直径等，使雾化后的雾滴到达干燥塔壁之前就已被干燥，废水中的颗粒物及盐份最后形成干燥粉末状产物，大部分干燥产物落入干燥塔底端后被收集转运，少部分干燥产物随烟气进入除尘器处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的脱硫废水零排放系统及脱硫废水零排放工艺，采用载气与废水、淡水的直接接触式传热传质，对预处理的要求低，有效降低了预处理阶段的投资于运行成本。设置空气回收回路，将去湿塔中的排空的空气通过鼓风机继续吹入增湿塔，该回路可有效回收30-50％的湿空气的热量，对排空的水蒸汽也有回收的作用，达到节能的效果同时克服了原系统成水浪费的情况。

(2)本发明的脱硫废水零排放系统及脱硫废水零排放工艺，采用除尘器出口的烟气时，由于除尘器出口的烟气温度约120-140℃，则无需使用额外的热源将废水加热，可大幅节约系统的热源成本，并免去了加热装置日常的清洗除垢等维护工作，有效降低了系统的运行成本。同时，热烟气的含硫浓度远低于脱硫浓盐水排出的烟气进入脱硫系统后，可以满足电厂超低排放的环保要求。

(3)本发明的脱硫废水零排放系统及脱硫废水零排放工艺，增湿塔和去湿塔采用非金属材料制造，避免了高含盐废水的腐蚀问题，在降低设备投资成本的同时，能够保证设备长期稳定运行。

(4)本发明的脱硫废水零排放系统及脱硫废水零排放工艺，该系统不受废水的渗透压和沸点升高等物理参数限制，使气体与废水、淡水进行直接接触式传热传质，具备较高的传热传质效率，可以将废水浓缩到饱和状态，有效降低了后续末端处理的投资和运行成本。

(5)本发明的脱硫废水零排放系统及脱硫废水零排放工艺，增加一路从增湿塔进入去湿塔的调温管道，通过调节两塔的温差，减少熵增，有效的减少系统的不可逆损失，达到节能的效果。

附图说明

图1是本发明实施例一结构示意图；

图2是本发明实施例二结构示意图；

图3是本发明末端处理模块结构示意图。

图中：1、预处理模块，2、末端处理模块，3、末端处理管道，4、循环管道，5、浓盐水管道，6、增湿塔，7、调温管道，8、鼓风机，9、回收管道，10、空气回收回路，11、冷却水管道，12、去湿塔，13、高温汽体管道，14、加热装置，15、除雾器，16、除尘器出口，17、脱硫烟道，18、进烟管道，19、出烟管道，20、锅炉，21、空预器，22、干燥塔，23、除尘器，24、废水泵，25、脱水装置，26、低温省煤器。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明披露了一种脱硫废水零排放系统，包括预处理模块1、气体脱盐模块和末端处理模块2，所述预处理模块1、气体脱盐模块和末端处理模块2通过管道依次连接，预处理模块1去除废水中的悬浮物、部分硬度和重金属，保证后续单元能够正常工作，作为本发明的优选实施方式，在本实施例中，处理水量按照15t/h考虑，脱硫废水预处理工艺路线如下：脱硫废水→初沉池→调节曝气池→废水提升泵→中和箱→沉降箱→絮凝箱→澄清池→一级清水池→一级清水泵→二级反应池→二级澄清池→TMF处理系统，在预处理模块1中，脱硫废水首先经过预处理模块，在调节曝气池，由布置在池底的曝气装置对脱硫废水进行充分曝气，降低池中废水的COD值后，由废水提升泵将废水输送至中和箱。在中和箱内通过氢氧化钠加药装置添加氢氧化钠，将废水pH调整到8.5-9.5左右，使部分重金属沉淀下来并去除部分Mg²⁺；在反应箱内通过有机硫加药装置加入有机硫，进一步沉淀不能通过氢氧化物沉淀下来的重金属离子，将废水pH调整到10，使得水中的部分Mg²⁺析出；在絮凝箱中加入混凝剂，生成絮凝物，在絮凝箱内沉淀。脱硫废水从絮凝箱自流进入澄清池，废水中的絮凝物通过重力作用沉积在澄清池底部，浓缩成泥渣，由刮泥装置清除；清水则上升至顶部通过环形三角溢流堰自流至中间水箱，澄清池配套有泥位计，当一级澄清池底部污泥积累到一定高度时，澄清池的污泥通过重力流入污泥调节池，二级澄清池定期排泥，污泥调节池通过螺杆进料泵向离心脱水机供料，进行污泥脱水操作。另外TMF循环水箱的污泥达到一定的浓度后也可通过重力流入污泥调节池。压滤后的干泥饼由汽车外运处置，滤液则通过管道排入调节曝气池，进行再处理，TMF系统的功能是作为反渗透系统的预处理，进一步去除水中的悬浮物、胶体、预处理未沉淀下来的沉淀物等物质，为气体脱盐模块的稳定运行提供保障，本项目预处理工艺采用对进水要求较低、更耐磨的TMF管式膜过滤工艺，经过软化澄清处理后的脱硫废水仍会携带大量的胶体及少量的悬浮物，为保证后续处理能正常进行，采用TMF装置进行过滤处理，TMF循环泵将TMF循环水箱的废水送入管式膜内，进行大流量错流过滤，固液分离，固体悬浮物随TMF浓水回流到TMF循环水箱；悬浮物不断浓缩，浓度不断增加(最高可承受3％的悬浮物浓度)，达到一定浓度后排至污泥浓缩池，产水进入TMF产水箱经加酸调节后进入后续反渗透系统，表1为经过预处理后出水水质。

表1

序号	项目	单位	TMF设计出水
				1	水量	<![CDATA[m<sup>3</sup>/h]]>	15
2	溶解固形物	mg/L	60000
				3	悬浮物	mg/L	10
4	总碱度	mg/L	<500
				5	硫酸盐	mg/L	<150
6	pH值	无量纲	6-9
				7	<![CDATA[总硬度(以CaCO<sub>3</sub>计)]]>	mg/L	<300
8	氟离子	mg/L	<8
				9	<![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]>	mg/L	<8

气体脱盐模块将部分淡水从废水中分离出来，提高废水浓度，减小废水流量，降低固化单元的投资和运行成本。

作为本发明的优选实施方式，在本实施例中，预处理后的废水通过泵进入预处理模块1与气体脱盐模块之间的管道，所述气体脱盐模块包括增湿塔6、去湿塔12、热源模块、高温汽体传输模块、冷却水供应模块、调温模块、淡水回收模块和浓盐水再循环模块，增湿塔6和去湿塔12采用非金属材料制造，避免了高含盐废水的腐蚀问题，在降低设备投资成本的同时，能够保证设备长期稳定运行，同时不受废水的渗透压和沸点升高等物理参数限制，可将废水浓缩到饱和状态，降低了后续末端处理的投资和运行成本具有较高的热传导效率。

作为本发明的优选实施方式，在本实施例中，所述热源模块采用空气脱盐装置或烟气脱盐装置中的一种，采用空气作为传热介质，换热介质来源丰富，考虑到在空气脱盐时需要将废水加热，另外加热装置往往面临着清洗维护的工作，热烟气则可以作为另一选择。

实施例一：采用空气脱盐

参考图1，作为本发明的优选实施方式，在本实施例中，预处理后的废水通过泵进入预处理模块1与气体脱盐模块之间的管道，所述空气脱盐装置包括加热装置14、进气管道20和空气回收回路10，所述加热装置14热源采用热水或蒸汽中的一种，所述加热装置14连接所述预处理模块1和气体脱盐模块之间的管道，通过85-90℃的热水或者蒸汽将废水加热，将废水加热至80-85℃，加热后的废水从增湿塔6顶部经过布液器分散进入增湿塔6内，所述进气管道20连接所述增湿塔6，所述进气管道20上安装鼓风机8，空气通过所述鼓风机8进入所述增湿塔6，所述空气回收回路10两端分别连接所述去湿塔12和鼓风机8使得空气自塔底部进入，两相呈逆流接触，在此过程中，空气温度升高，废水中的部分淡水以水蒸汽的形式进入空气，使空气湿度增加，废水温度降低，同时废水浓度也会增加至接近饱和状态，浓缩至接近饱和的浓盐水一部分通过循环管道4与新的待处理废水混合，另一部分则排出空气脱盐模块进入末端处理模块2。

增湿后的湿空气随后从塔底进入去湿塔12，与塔顶进入的冷却水逆流鼓泡接触，在此过程中，湿空气被冷却，水蒸汽冷凝为淡水。去湿塔排出的淡水作为产品水排出气体脱盐模块。现有技术将空气排空，作为本发明的优选实施方式，在本实施例中，增加一路空气回收回路10，回收去湿塔12排出的湿空气与热量，通过鼓风机8重新吹入增湿塔6底部，回收30-50％的热量，达到节能效果，同时对原先排空的水蒸气有回收的作用，克服了现有技术造成水浪费的情况。

所述高温汽体传输模块采用高温汽体管道13，所述高温汽体管道13两端分别连接所述增湿塔6的顶端和所述去湿塔12的底端，将增湿塔6中80-90℃的高温湿空气传输到去湿塔12中，增湿后的湿空气通过高温汽体管道13从塔底进入去湿塔12；所述冷却水供应模块采用冷却水管道11，所述冷却水管道11的一端连接冷却水，另一端连接所述去湿塔12，冷却水从塔顶进入，通过冷却水与去湿塔12中的湿空气逆流鼓泡接触混合，湿空气被冷却，部分水蒸汽冷凝为淡水并与冷却水混合给去湿塔12内降温；所述调温模块采用调温管道7，所述调温管道7两端分别连接所述增湿塔6和去湿塔12，将增湿塔6中热空气流入去湿塔12，从而调节两塔之间的温差，减少熵增，有效的减少系统的不可逆损失，达到节能的效果；所述淡水回收模块采用回收管道9，所述回收管道9连接所述去湿塔12，将去湿塔12排出的淡水作为产品水回收，所述热源模块与所述增湿塔6相连接，给增湿塔6内加热，提高增湿塔6的温度；所述浓盐水再循环模块采用浓盐水管道5。

作为本发明的优选实施方式，在本实施例中，所述浓盐水管道5一端连接所述增湿塔6，另一端分支为循环管道4和末端处理管道3，所述循环管道4一端连接所述预处理模块1和气体脱盐模块之间的管道，将未达饱和状态的循环浓盐水与废水混合后继续脱盐，同时废水能够回收浓盐水的热量，温度和盐度都升高，所述末端处理管道3另一端连接所述末端处理模块2，达到饱和状态的浓盐水进入末端处理模块2进行末端处理，此时循环管道4与预处理模块1和气体脱盐模块之间的管道的连接处安装在预处理模块1和加热装置14之间，从而保证浓盐水和废水混合后一起被加热。

实施例二：采用烟气脱盐

参考图2，如采用除尘器出口热烟气，烟温120-140℃，作为换热介质，可大幅节省热源成本。

作为本发明的优选实施方式，在本实施例中，预处理后的废水通过泵进入预处理模块1与气体脱盐模块之间的管道，废水从增湿塔6顶部经过布液器分散进入增湿塔6内，所述烟气脱盐装置包括进烟管道18、出烟管道19、除尘器出口16和脱硫烟道17，所述进烟管道18连接所述增湿塔6，所述进烟管道18上安装除雾器15和鼓风机8，通过除雾器15将烟气净化，所述进烟管道18两端分别连接除尘器出口16和所述增湿塔6，热烟气从增湿塔6塔底进入，两相呈逆流接触，在此过程中，因烟气温度较高，根据水气分压原理，废水中的部分淡水以水蒸汽的形式进入烟气，使烟气湿度增加，同时废水浓度也会增加至接近饱和状态，未达到饱和状态的浓盐水一部分通过循环管道4与新的待处理废水混合，达到饱和状态的排出载气萃取装置进入后续末端处理模块2。

增湿后的湿烟气随后从塔底进入去湿塔12，与塔顶进入的冷却水逆流鼓泡接触，在此过程中，湿烟气被冷却，水蒸汽冷凝为淡水，烟气从塔顶排出进入脱硫入口烟道，去湿塔排出的淡水作为产品水排出气体脱盐模块，作为本发明的优选实施方式，在本实施例中，由于热气向上，所述高温汽体传输模块采用高温汽体管道13，所述高温汽体管道13两端分别连接所述增湿塔6的顶端和所述去湿塔12的底端，将增湿塔6中80-90℃的高温湿烟气传输到去湿塔12中，增湿后的湿烟气从塔底进入去湿塔12；所述冷却水供应模块采用冷却水管道11，所述冷却水管道11的一端连接冷却水，另一端连接所述去湿塔12，冷却水从塔顶进入，通过冷却水与去湿塔12中的湿气体逆流鼓泡接触混合，湿烟气被冷却，部分水蒸汽冷凝为淡水并与冷却水混合给去湿塔12内降温；所述调温模块采用调温管道7，所述调温管道7两端分别连接所述增湿塔6和去湿塔12的中间部位，将增湿塔6中热烟气流入去湿塔12，通过调节两塔的温差，减少熵增，有效的减少系统的不可逆损失，达到节能的效果；所述淡水回收模块采用回收管道9，所述回收管道9连接所述去湿塔12，将去湿塔12排出的淡水作为产品水回收，所述出烟管道19两端分别连接所述去湿塔12和脱硫烟道17，采用除尘器出口的烟气时，由于除尘器出口的烟气温度约120-140℃，则无需使用额外的热源将废水加热，可大幅节约系统的热源成本，并免去了加热装置日常的清洗除垢等维护工作，有效降低了系统的运行成本。同时，热烟气的含硫浓度远低于脱硫浓盐水排出的烟气进入脱硫系统后，可以满足电厂超低排放的环保要求，表2为气体脱盐处理后的脱硫废水水质。

表2

序号	项目	单位	气体脱盐模块处理后脱硫废水
				1	pH
2	钠离子	mg/L	85360
				3	钾离子	mg/L	572
4	钙离子	mg/L	252
				5	镁离子	mg/L	160
6	氯离子	mg/L	65136
				7	硫酸根	mg/L	95210
8	TDS	mg/L	250000
				9	SS	mg/L	/
10	总硬度	mg/L	1300
				11	总碱度	mg/L	555

末端处理模块是将废水进一步浓缩，直到将废水中淡水和固体盐类彻底分开，实现废水的零排放。

作为本发明的优选实施方式，在本实施例中，所述末端处理模块采用旁烟道蒸发。

作为本发明的优选实施方式，在本实施例中，参考图3，气体脱盐后经过浓缩后的的废水进入脱水装置2中，在废水泵24的增压作用下进入干燥塔22，每台锅炉20配置一个干燥塔22，干燥塔22采用的是旋转喷雾干燥塔形式，当热烟气经过气流分布器进入干燥塔22时，通过安装在干燥塔22里的雾化器雾化后的精细雾滴与其进行接触，在气液接触过程中，水分被迅速蒸发，通过控制气体分布、液体流速、雾滴直径等，使雾化后的雾滴到达干燥塔22的壁之前，雾滴已被干燥，废水中的颗粒物及盐份最后形成干燥粉末状产物。大部分干燥产物落入干燥塔22底端后被收集转运，少部分干燥产物随烟气进入除尘器23处理，旁路干燥塔22进口烟气从空预器21进口烟道引接，干燥塔22出口低温烟气可接入空预器21出口烟道，干燥塔22出口烟气温度与空预器21出口烟温保持一致，高于露点温度；因此，干燥塔22出口烟气接入低温省煤器26进口不会对低温省煤器26造成影响。旁路干燥塔22从空预器前抽取一定量的热烟气，在BMCR工况下抽气量占1％会造成空预器出口热风温度降低2-3℃左右，锅炉热效率降低0.1％左右；而在低负荷工况下，抽取一部分空预器21前热风反而可以降低一二次风超温，减少冷风兑入量，对锅炉1效率无影响。

本项目采用空预器旁路干燥塔对浓缩废水进行蒸发结晶，当干燥塔检修时，关闭干燥塔出入烟道挡板门，可有效隔离干燥塔，对主机系统不造成任何影响；同时，这部分烟道为负压烟道，出入口各设置两道挡板能有效避免干燥塔检修时外部空气向负压烟道内泄漏，同时保证检修作业的安全，干燥塔22出口烟气温度控制在140-150℃，略高于空预器21出口烟气温度，该温度在露点温度以上，不会对低温省煤器造成影响，表3废水蒸发量对锅炉效率的影响。

表3

水量

1

2

3

4

5

6

7

旁路烟气比例

0.49％

0.98％

1.46％

1.95％

2.44％

2.93％

3.41％

对锅炉效率的影响

0.04％

0.07％

0.10％

0.13％

0.16％

0.19％

0.21％

水量

8

9

10

11

12

13

旁路烟气比例

3.90％

4.39％

4.88％

5.37％

5.85％

6.34％

对锅炉效率的影响

0.24％

0.27％

0.30％

0.34％

0.37％

0.40％

表4为脱硫废水(15吨/小时)采用预处理模块、气体脱盐模块与旁烟道蒸发后运行成本分析

表4

运行成本	预处理模块	气体脱盐模块	旁烟道蒸发
				药剂成本(元/吨)	30	1	/
热源成本(元/吨)	/	6	30
				电耗成本(元/吨)	5	5	5
维护成本(元/吨)	/	1	/
				运行成本(元/吨)	35	13	35

综上所述：采用载气与废水、淡水的直接接触式传热传质，对预处理的要求低，热源采用空气或烟气中的一种，采用空气作为热源时通过加热装置将废水加热，将80-90℃的废水与空气混合，部分进入末端处理模块，设置空气回收回路，将去湿塔中的排空的湿空气通过鼓风机继续吹入增湿塔，回收30-50％的能量，达到节能的效果同时克服了现有技术造成水浪费的情况；采用除尘器出口的烟气时，除尘器出口的烟气温度约120-140℃，无需使用加热装置将废水加热，同时，热烟气的含硫浓度远低于脱硫浓盐水排出的烟气进入脱硫系统后，可以满足电厂超低排放的环保要求；增湿塔和去湿塔采用非金属材料制造，避免了高含盐废水的腐蚀问题，在降低设备投资成本的同时，能够保证设备长期稳定运行，不受废水的渗透压和沸点升高等物理参数限制，将废水浓缩到饱和状态，降低了后续蒸发结晶投资和运行成本具有较高的热传导效率；增加一路从增湿塔进入去湿塔的调温管道，通过调节两塔的温差，减少熵增，有效的减少系统的不可逆损失，达到节能的效果，对预处理的要求低，通过与废水、淡水的直接接触式传热传质，不仅节省了设备的投资成本，而且也降低了系统的运行成本，提高废水脱硫排放的效率，实现废水零排放，旁路烟道蒸发利用原烟气的热量，不需额外的热源，是一种低能耗的技术，流程简单、操作方便，投资低，只需抽取少量的热烟气，对锅炉的热效率影响较小，喷雾干燥系统阻力小，空预器前后的压力差足够满足此压力要求，不需增加引风机，系统电耗低，废水中的固体物和盐干燥后混入灰渣，可综合利用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”、“垫设”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种脱硫废水零排放系统，其特征在于，包括预处理模块(1)、气体脱盐模块和末端处理模块(2)，所述预处理模块(1)、气体脱盐模块和末端处理模块(2)通过管道依次连接，所述气体脱盐模块包括增湿塔(6)、去湿塔(12)、热源模块、高温汽体传输模块、冷却水供应模块、调温模块、淡水回收模块和浓盐水再循环模块。

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：所述高温汽体传输模块采用高温汽体管道(13)，所述高温汽体管道(13)两端分别连接所述增湿塔(6)的顶端和所述去湿塔(12)的底端；所述冷却水供应模块采用冷却水管道(11)，所述冷却水管道(11)的一端连接冷却水，另一端连接所述去湿塔(12)；所述调温模块采用调温管道(7)，所述调温管道(7)两端分别连接所述增湿塔(6)和去湿塔(12)；所述淡水回收模块采用回收管道(9)，所述回收管道(9)连接所述去湿塔(12)，所述热源模块与所述增湿塔(6)相连接；所述浓盐水再循环模块采用浓盐水管道(5)。

3.根据权利要求2所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述浓盐水管道(5)一端连接所述增湿塔(6)，另一端分支为循环管道(4)和末端处理管道(3)，所述循环管道(4)一端连接所述预处理模块(1)和气体脱盐模块之间的管道，所述末端处理管道(3)另一端连接所述末端处理模块(2)。

4.根据权利要求2所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述热源模块采用空气脱盐装置或烟气脱盐装置中的一种。

5.根据权利要求4所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述空气脱盐装置包括加热装置(14)、进气管道(20)和空气回收回路(10)，所述加热装置(14)采用热水或蒸汽中的一种，所述加热装置(14)连接所述预处理模块(1)和气体脱盐模块之间的管道，所述进气管道(20)连接所述增湿塔(6)，所述进气管道上安装鼓风机(8)，空气通过所述鼓风机(8)进入所述增湿塔(6)，所述空气回收回路(10)两端分别连接所述去湿塔(12)和鼓风机(8)。

6.根据权利要求4所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述烟气脱盐装置包括进烟管道(18)、出烟管道(19)、除尘器出口(16)和脱硫烟道(17)，所述进烟管道(18)连接所述增湿塔(6)，所述进烟管道(18)上安装除雾器(15)和鼓风机(8)，所述进烟管道(18)两端分别连接除尘器出口(16)和所述增湿塔(6)，所述出烟管道(19)两端分别连接所述去湿塔(12)和脱硫烟道(17)。

7.一种运用权利要求5所述的脱硫废水零排放系统的脱硫废水零排放工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：通过预处理模块(1)脱除脱硫废水中的悬浮物、Ca2+、Mg2+以及其他杂质离子；

步骤二：预处理后的废水与增湿塔(6)中的循环浓盐水混合后通过管道进入增湿塔(6)，加热装置(14)将废水的温度加热至80-90℃，空气从增湿塔塔底进入，废水与空气混合空气温度升高后废水中的淡水以水蒸气的形式混入空气，废水浓度饱和后变为浓盐水部分与废水混合，部分进入末端处理模块(2)，部分通过空气回收回路(10)回收后通过所述鼓风机(8)重新吹入所述增湿塔(6)内；

步骤三：通过末端处理模块(2)通过旁路烟道蒸发实现脱硫废水的零排放。

8.一种运用权利要求6所述的脱硫废水零排放系统的脱硫废水零排放工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：通过预处理模块(1)脱除脱硫废水中的悬浮物、Ca2+、Mg2+以及其他杂质离子；

步骤二：预处理后的废水与增湿塔(6)中的循环浓盐水通过管道进入增湿塔(6)，废水从增湿塔(6)塔顶进入，热烟气由塔底进入，将增湿塔内部的温度升高，废水浓度饱和后变为浓盐水部分与废水混合，部分进入末端处理模块(2)，将湿烟气冷却后通过排烟管道进入脱硫烟口烟道；

步骤三：通过末端处理模块(2)通过旁路烟道蒸发实现脱硫废水的零排放。

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