CN116395773A - 一种含盐废水浓缩方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种含盐废水浓缩方法及系统,含盐废水经输送管路送至循环箱内,经浓缩泵送至设置于脱硫塔进口烟道内的取热器进液口,控制取热器出口水温在90℃‑98℃,完成换热升温的含盐废水经取热器出液口和管路送至浓缩塔内,在浓缩塔内进行蒸发浓缩;浓缩塔真空泵通过抽真空控制浓缩塔内真空度为‑63~‑25kPa,此真空度下废水沸点降低至75℃~92℃,在浓缩塔负压推动下,脱硫塔内脱硫浆液经连接管路进入缓冲水箱,直至缓冲水箱的液位压差与浓缩塔内真空度平衡;经脱硫塔蒸发浓缩后的含盐废水经收集后返回循环箱中继续循环浓缩。本发明实现含盐废水高效蒸发浓缩的同时降低脱硫装置运行水耗以及实现脱硫塔废水的及时排放与浓缩。
Description
技术领域
本发明涉及资源与环境领域,具体涉及一种含盐废水浓缩方法及系统。
背景技术
湿法脱硫废水、电厂中水等含盐废水一直是工业废水资源化处理的难点,湿法脱硫作为工业烟气净化应用最为广泛的工艺之一,在湿法脱硫洗涤过程中,Cl-离子的富集会对脱硫系统运行造成较大负面影响,如设备腐蚀、脱硫剂脱硫效率下降等。
脱硫系统中Cl-的主要来源为煤、脱硫剂和脱硫装置补充工艺水,一般煤中含氯量为0.1%~0.3%,脱硫剂中含氯量为0.01%,补充工艺水中氯含量为100~200mg/L。为了保证湿法脱硫装置的连续稳定运行,湿法脱硫装置必须定期向系统外排放一定量脱硫废水,以维持脱硫浆液中的Cl-离子浓度小于20000mg/L。脱硫废水、电厂中水除了含有较高浓度的Cl-离子外,还含有大量悬浮物、重金属离子、溶解性盐、石膏颗粒等,是电厂最难处理的工业废水,具有高盐分、高硬度、组分复杂、酸性(pH值:4~6)和强腐蚀性等特点。
同时,随着燃煤电站脱硝装置的普及,烟气脱硝过程中产生的逃逸NH3随着烟气进入湿法脱硫装置后,被酸性吸收液捕集并富集,导致脱硫废水中还含有较高浓度的NH4 +离子(部分脱硫废水中的NH4 +离子浓度甚至达到6000~10000mg/L),高浓度的氨氮进一步加大了脱硫废水危害性及处理的难度。
脱硫废水/电厂中水等含盐废水处理回用过程中,需对废水进行浓缩,提高废水中盐浓度、减小待处理废水体积是降低含盐废水处理成本、提高回用效率并降低废水处理成本的最有效手段。
现有的废水浓缩工艺包括膜浓缩和蒸发浓缩,其中膜浓缩工艺包括正渗透(FO)、电渗析(ED)、反渗透(RO),蒸发浓缩工艺包括烟道喷雾技术、烟气余热浓缩制盐技术、机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发结晶技术等。存在的技术难题如下:(1)废水膜浓缩工艺对废水水质要求较高,废水中Ca2+、Mg2+离子在浓缩过程中容易在膜表面结垢堵塞膜通道,造成膜浓缩装置难以稳定运行,必须对高盐脱硫废水进行软化处理,去除Ca2+、Mg2+离子,但Ca2+、Mg2+离子在沉淀时,对pH值区间要求差异较大,造成软化困难,要实现脱硫废水的高效软化,需要的软化剂量大大增加,软化成本高;(2)蒸发浓缩工艺需要大量的热源来蒸发淡水,系统复杂,投资运行成本高。
发明内容
本发明提供一种含盐废水浓缩方法及系统,实现含盐废水高效蒸发浓缩的同时降低脱硫装置运行水耗以及实现脱硫塔废水的及时排放与浓缩。
一种含盐废水浓缩方法,包括:
含盐废水经管路送至循环箱,由浓缩泵送至设置于脱硫塔进口烟道内的取热器,利用脱硫塔进口高温烟气对含盐废水进行换热升温,通过调整取热器内含盐废水流速,控制取热器出口水温在90℃-98℃;
浓缩塔真空泵通过抽真空控制浓缩塔内真空度为-63~-25kPa,此真空度下废水沸点为75℃~92℃,完成换热升温的含盐废水从取热器出液口经连接管路分别送至位于浓缩塔内的布液层和换热管栅,经布液层雾化后的含盐废水在浓缩塔负压环境下快速蒸发降温,并在换热管栅表面形成液膜进一步换热蒸发;
经过布液层和换热管栅表面两级蒸发浓缩后的废水经导液器收集后经管路返回循环箱进行循环加热、蒸发浓缩;当循环箱中的含盐废水浓缩到设定浓度后排放至结晶单元;从而实现利用湿法脱硫装置对电厂含盐废水的低成本高效浓缩;
浓缩塔和循环箱中完成蒸发的水蒸气经对应真空泵出口升压后,部分蒸发蒸汽生成凝结水,形成汽水混合物,分别经管路送至位于脱硫塔进口烟道内且位于取热器下游的减温增湿器,由减温增湿器中的喷射头喷射,与进入脱硫塔的烟气进行混合,降低进入脱硫塔烟气的温度,并提高烟气湿度,减少湿法脱硫过程的蒸发水量。
可选的,所述浓缩塔的底部通过管路连通脱硫塔内的脱硫浆池,并在连通管路上设有与循环箱连通的脱硫浆液缓冲水箱;在循环箱顶部真空泵负压推动下,脱硫浆池中脱硫浆液经脱硫浆液缓冲水箱底部进液口与脱硫浆池的连接管路以0.05m/s-0.20m/s的流速进入脱硫浆液缓冲水箱,在脱硫浆液缓冲水箱中完成沉淀后的脱硫浆液清液经管路输送至循环箱。
可选的,所述含盐废水为盐含量小于2.5%的电厂中水、脱硫石膏滤液和脱硫浆液清液,循环箱中循环浓缩废水含盐量为7%-12%。本发明中所述盐含量如无特殊说明均指质量百分比含量。
可选的,所述电厂中水和脱硫石膏滤液向循环箱的输送方式为管道输送,所述脱硫浆液清液的输送方式为溢流负压输送。
可选的,所述含盐废水在浓缩塔内通过布液层和换热管栅进行两级蒸发,所述布液层位于换热管栅上方;第一级:控制进入布液层的含盐废水经雾化喷嘴在0.07MPa~0.15MPa的压力下雾化成平均粒径为20μm~80μm液滴,通过布液雾化提升负压环境下含盐废水的蒸发表面积;第二级:完成布液层雾化蒸发的浓缩废水雾滴在重力作用下落入换热管栅表面,在换热管栅表面形成稳定液膜,并与换热管栅内流动的高温含盐废水进一步换热升温,提高含盐废水的蒸发温度、蒸发时间和蒸发面积。
可选的,脱硫浆池内浆液经脱硫泵送至洗涤层与进塔烟气逆向洗涤,烟气中的氯离子、重金属组分在脱硫浆池中不断累积,当脱硫浆池中氯离子累积到需要外排废水时,开启循环箱真空泵,并开启缓冲水箱侧壁与循环箱连通的管路阀门,将缓冲水箱中完成沉淀的脱硫废水引入循环箱,完成脱硫塔内废水的外排与浓缩。
本发明还提供一种含盐废水浓缩系统,包括脱硫塔、浓缩塔、浓缩塔真空泵、循环箱、浓缩泵和缓冲水箱,所述脱硫塔内底部为脱硫浆池,所述脱硫塔的塔壁上设置烟气进口,烟气进口连通进口烟道,进口烟道内设置取热器;
所述缓冲水箱的底部进液口通过管路与脱硫浆池连通,缓冲水箱的顶部出液口通过管路与浓缩塔的底部进气口连通,所述浓缩塔的顶部排气口通过管路连通浓缩塔真空泵的进气口;
所述浓缩泵的进液口通过管路与循环箱的出液口连通,浓缩泵的出液口通过管路分别与取热器的进液口和浓盐水结晶单元连通,取热器的出液口通过管路接入所述浓缩塔。
可选的,所述脱硫塔由下向上依次设置脱硫浆池、烟气进口、若干洗涤层、若干除雾层和烟气出口;所述脱硫泵的进口通过管路与脱硫浆池连通,脱硫泵出口通过管路与各洗涤层进液口连通。
浓缩塔用于含盐废水蒸发浓缩,浓缩塔真空泵通过抽气为浓缩塔腔体制造真空负压状态,降低含盐废水的沸点,从而实现进入浓缩塔的废水快速蒸发,作为优选:控制浓缩塔内真空度为-63~-25kPa(废水沸点75℃~92℃);缓冲水箱及连接管路用于维持浓缩塔负压、脱硫浆液沉淀和脱硫塔含盐废水外排,在浓缩塔内负压作用下,脱硫浆池中的脱硫浆液经管路倒吸至缓冲水箱,脱硫浆液中颗粒物在缓冲水箱中沉淀并沿管路返回脱硫浆池;循环箱、取热器和浓缩塔内蒸发浓缩装置之间形成的回路用于向烟气取热,解决浓缩塔内蒸发浓缩的热源问题。
可选的,所述浓缩塔内由下向上依次设置导液器、换热管栅和布液层;所述导液器用于收集蒸发浓缩后废水;所述导液器的出液口通过管路接入所述循环箱。
作为优选,所述布液层包括连通管路和若干均匀安装于连通管路上的雾化喷嘴,用于对换热升温后的含盐废水雾化布液,提升废水蒸发面积。
作为优选:控制喷嘴雾化压力为0.07MPa~0.15MPa,废水平均雾化粒径为20μm~80μm。
作为优选,所述换热管栅为多层耐酸合金钢光管结构,用于对完成雾化蒸发的含盐废水布液、加热,并提高废水蒸发时间和蒸发表面积。
作为优选,布液管栅表面含盐废水流量控制在100L-500L/m2·h。
作为优选,所述导液器包括若干层横截面呈V形的导液槽,用于回收完成布液层雾化蒸发和换热管栅表面蒸发的浓缩液并将浓缩液导入循环箱。
可选的,所述浓缩塔内且位于布液层上方设置除雾层,所述除雾层配置清洗雾化层,清洗雾化层的进液口连通除盐水补水管路。
可选的,所述清洗雾化层包括连接管路和雾化喷嘴,用于溶解、清洗含盐废水蒸发过程在浓缩塔塔壁、除雾层表面形成的结晶颗粒,避免浓缩塔结垢堵塞。
最优选的,所述浓缩塔由下向上依次设置进气口、导液器、换热管栅、布液层、清洗雾化层、除雾层和排气口。
可选的,还包括循环箱真空泵;所述脱硫浆液缓冲水箱的侧壁上还开设有溢流口,所述溢流口通过管路连通循环箱,所述循环箱的排气口通过管路连通所述循环箱真空泵的进气口。
当脱硫塔浆池氯离子浓度过高需要外排废水时,开启循环箱真空泵,将缓冲水箱中的清液吸入循环箱。
可选的,所述脱硫浆液缓冲水箱包括箱体、设置于箱体底部的所述进液口、设置于箱体顶部的所述出液口和设置于箱体侧壁的溢流口和含盐废水进口。进一步可选的,所述缓冲水箱为柱形中空圆筒结构。
所述缓冲水箱及连接管路用于维持浓缩塔负压、脱硫浆液沉淀和脱硫塔含盐废水外排,在浓缩塔内负压作用下,脱硫浆池中的脱硫浆液经管路倒吸至缓冲水箱,脱硫浆液中颗粒物在缓冲水箱中沉淀并沿管路返回脱硫浆池;当脱硫塔浆池氯离子浓度过高需要外排废水时,开启循环箱真空泵,将缓冲水箱中的清液吸入循环箱。
可选的,所述脱硫浆液缓冲水箱的高度为1.5m-3.0m,脱硫浆液缓冲水箱底部距离脱硫浆池液面高度为3.0m-5.0m;外排废水时,缓冲水箱与脱硫浆池连接管路内脱硫浆液流速为0.05m/s-0.20m/s。
可选的,所述进口烟道内且位于取热器的下游设置用于向进口烟气中喷射汽水混合物的减温增湿器,所述浓缩塔真空泵的出气口以及循环箱真空泵的出气口均通过管路连通该减温增湿器的进气口。
作为优选,所述减温增湿器包括连接管路和若干均匀安装于连接管路上的喷射头。用于将浓缩塔和循环箱的蒸发蒸汽进行喷射,与进入脱硫塔的烟气进行混合,降低进入脱硫塔烟气的温度,并提高烟气湿度。
可选的,所述脱硫浆池与脱硫浆液缓冲水箱底部进液口、脱硫浆液缓冲水箱侧壁溢流口与循环箱、取热器出液口与换热管栅进液口、取热器出液口与布液层进液口、浓缩塔真空泵出气口与减温增湿器进气口、循环箱真空泵出气口与减温增湿器进气口的连接管路上均设有调节阀。
可选的,所述取热器为金属光管结构,用于对循环箱中的含盐废水进行换热升温。
作为优选,控制取热器出液口含盐废水水温为90℃-98℃。
循环箱中的低温含盐废水经浓缩泵送至取热器内部,与进入脱硫塔的高温烟气进行间接换热,完成换热升温的含盐废水经取热器出液口分别送至换热管栅和布液层。
与现有技术相比,本发明申请至少具有如下有益效果之一:
(1)本发明提供了一种含盐废水高效低成本浓缩的解决方案:通过在浓缩塔出口设置浓缩塔真空泵对浓缩塔抽真空降低废水沸点,在脱硫塔进口烟道设置取热器对含盐废水进行换热升温,并结合布液层喷淋雾化提高蒸发面积,利用换热管栅加热提高废水蒸发温度和蒸发时间,将蒸发后的汽水混合物用于脱硫塔进塔烟气减温增湿,在实现含盐废水高效蒸发浓缩的同时降低脱硫装置运行水耗。
(2)本发明提供了一种可切换式脱硫浆池废水外排与浓缩处理的解决方案:在浓缩塔底部设置缓冲水箱,缓冲水箱与脱硫浆池液面高差实现浓缩塔内真空度的稳定,通过控制缓冲水箱底部与脱硫浆池连接管路的浆液流速提高进入缓冲水箱内浆液的沉淀效果,根据脱硫浆池氯离子浓度可实现脱硫塔废水的及时排放与浓缩。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图中所示附图标记如下:
1-脱硫塔 2-脱硫浆池 3-脱硫泵
4-进口烟道 5-洗涤层 6-脱硫塔除雾层
7-烟气出口 8-取热器 9-减温增湿器
10-浓缩塔 11-导液器 12-换热管栅
13-布液层 14-清洗雾化层 15-浓缩塔除雾层
16-真空表 17-浓缩塔真空泵 18-脱硫浆液缓冲水箱
19-循环箱 20-浓缩泵 21-循环箱真空泵22-调节阀门
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
本发明中,一方面,通过在浓缩塔出口设置浓缩塔真空泵对浓缩塔抽真空降低废水沸点,在脱硫塔进口烟道设置取热器对含盐废水进行换热升温,并结合布液层喷淋雾化提高蒸发面积,利用换热管栅加热提高废水蒸发温度和蒸发时间,优选的方案中还可将蒸发后的汽水混合物用于脱硫塔进塔烟气减温增湿,在实现含盐废水高效蒸发浓缩的同时降低脱硫装置运行水耗。另一方面,在浓缩塔底部设置脱硫浆液缓冲水箱,脱硫浆液缓冲水箱与脱硫浆池液面高差实现浓缩塔内真空度的稳定,通过控制脱硫浆液缓冲水箱底部与脱硫浆池连接管路的浆液流速提高进入脱硫浆液缓冲水箱内浆液的沉淀效果,在优选方案中,还可根据脱硫浆池氯离子浓度可实现脱硫塔废水的及时排放与浓缩。
以下以具体的实施方式进行详细说明:
如图1所示的一种含盐废水浓缩系统,包括脱硫塔1、脱硫泵3、浓缩塔10、浓缩塔真空泵17、脱硫浆液缓冲水箱18、循环箱19、浓缩泵20、循环箱真空泵21、连接管路和安装于各管路上的调节阀门22。
脱硫塔1可采用湿法喷淋塔,其塔体内由下向上依次设置脱硫浆池2、若干洗涤层5和若干脱硫塔除雾层6,塔体侧壁上且位于脱硫浆池与底层洗涤层之间设置烟气出口7,塔体顶部设置烟气出口7。脱硫泵3的进口通过管路与脱硫浆池2连通,脱硫泵3的出口通过管路与各洗涤层5的进液口连通,使脱硫浆液在脱硫塔1内循环喷淋。脱硫塔1的烟气进口位于脱硫浆池与底层洗涤层之间的塔壁上,烟气进口连通进口烟道4,进口烟道4内沿烟气流向依次设置取热器8和减温增湿器。
浓缩塔10包括封闭式塔体,塔体底部设置进气口,塔体顶部设置出气口,塔体内由下至上依次为导液器11、换热管栅12、布液层13、清洗雾化层14和浓缩塔除雾层15,塔体上设置真空表16。脱硫浆液缓冲水箱18包括箱体,如图所示的实施方式中,箱体设置于浓缩塔10的下方,箱体的底部设置进液口,箱体的顶部设置出液口。循环箱19包括封闭式池体,池体的底部设置出液口,循环箱的顶部设置回流口和排气口,侧壁上分别开设含盐废水进水口和脱硫浆液清液进水口,含盐废水进水口连接含盐废水输送管路。
脱硫浆液缓冲水箱11的底部进液口通过管路与脱硫浆池2连通,脱硫浆液缓冲水箱11的顶部出液口通过管路与浓缩塔10的底部进气口连通,浓缩塔10的顶部排气口通过管路连通浓缩塔真空泵17的进气口;浓缩泵20的进液口通过管路与循环箱19的出液口连通,浓缩泵20的出液口通过分别通过管路与取热器8的进液口以及浓盐水结晶单元(图中未示出)连通,取热器8的出液口通过管路分别接入浓缩塔10内的换热管栅12和布液层13。
取热器8用于对循环箱19中的含盐废水进行换热升温,循环箱19中的低温含盐废水经浓缩泵送至取热器8内部,与进入脱硫塔的高温烟气进行间接换热,完成换热升温的含盐废水经取热器8的出液口分别送至换热管栅12和布液层13。作为优选,控制取热器出液口含盐废水水温为90℃-98℃。作为取热器8结构的一种具体实施方式,取热器可采用金属光管结构,优选以金属管轴向垂直于进口烟道轴向安装于进口烟道内。
布液层12用于对换热升温后的含盐废水雾化布液,提升废水蒸发面积;作为布液层12的一种具体实施方式,布液层包括连通管路和若干均匀安装于连通管路上的雾化喷嘴,作为优选:控制喷嘴雾化压力为0.07MPa~0.15MPa,废水平均雾化粒径为20μm~80μm。
换热管栅13用于对完成雾化蒸发的含盐废水布液、加热,并提高废水蒸发时间和蒸发表面积,作为换热管栅13的一种具体实施方式,换热管栅13为多层耐酸合金钢光管结构。作为优选,布液管栅表面含盐废水流量控制在100L-500L/m2·h。
导液器11用于回收完成布液层雾化蒸发和换热管栅表面蒸发的浓缩液并将浓缩液导入循环箱,作为导液器11的一种具体实施方式,导液器11包括若干层横截面呈V形的导液槽。
清洗雾化层14的进液口连通除盐水补水管路,用于溶解、清洗含盐废水蒸发过程在浓缩塔塔壁、除雾层表面形成的结晶颗粒,避免浓缩塔结垢堵塞。作为清洗雾化层的一种具体实施方式,清洗雾化层包括连接管路和雾化喷嘴。
浓缩塔除雾层15为常规除雾器结构即可。
浓缩塔用于含盐废水蒸发浓缩,浓缩塔真空泵通过抽气为浓缩塔腔体制造真空负压状态,降低含盐废水的沸点,从而实现进入浓缩塔的废水快速蒸发。作为优选:控制浓缩塔内真空度为-63~-25kPa(废水沸点75℃~92℃)。
脱硫浆液缓冲水箱18及连接管路用于维持浓缩塔负压、脱硫浆液沉淀和脱硫塔含盐废水外排,在浓缩塔内负压作用下,脱硫浆池2中的脱硫浆液经管路倒吸至脱硫浆液缓冲水箱18,脱硫浆液中颗粒物在脱硫浆液缓冲水箱中沉淀并沿管路返回脱硫浆池。优选地,脱硫浆液缓冲水箱的高度为1.5m-3.0m,脱硫浆液缓冲水箱底部距离脱硫浆池液面高度为3.0m-5.0m。
为了便于脱硫系统的脱硫废水外排,一种优选实施方式中,脱硫浆液缓冲水箱的侧壁上还开设有溢流口,作为优选,脱硫浆液缓冲水箱为柱形中空圆筒结构。脱硫浆液缓冲水箱的溢流口通过管路连通循环箱19,循环箱19的顶部排气口通过管路连通循环箱真空泵21的进气口,脱硫浆液缓冲箱内的脱硫浆液清液通过负压溢流输送至循环箱内。当脱硫塔浆池2中氯离子浓度过高需要外排废水时,开启循环箱真空泵21,将脱硫浆液缓冲水箱中的清液吸入循环箱19,外排废水时,脱硫浆液缓冲水箱与脱硫浆池连接管路内脱硫浆液流速为0.05m/s-0.20m/s。
一种优选实施方式中,进口烟道4内且位于取热器8的下游设置用于向进口烟气中喷射汽水混合物的减温增湿器9,浓缩塔真空泵17的出气口通过管路连通该减温增湿器的进气口,循环箱真空泵219的出气口也可通过管路连通该减温增湿器的进气口。减温增湿器9用于将浓缩塔和循环箱的蒸发蒸汽与凝结水形成的汽水混合后进行喷射,与进入脱硫塔的烟气进行混合,降低进入脱硫塔烟气的温度,并提高烟气湿度。作为减温增湿器的一种具体实施方式,减温增湿器包括连接管路和若干均匀安装于连接管路上的喷射头。
为便于各工艺管路的控制,脱硫浆池与脱硫浆液缓冲水箱底部进液口之间的连接管路、脱硫浆液缓冲水箱侧壁溢流口与循环箱之间的连接管路、取热器出液口与换热管栅进液口之间的连接管路、取热器出液口与布液层进液口之间的连接管路、浓缩塔真空泵出气口与减温增湿器进气口之间的连接管路、循环箱真空泵出气口与减温增湿器进气口的连接管路上均设有调节阀门22。
采用如图1所示的系统进行含盐废水浓缩方法包括:
(1)盐含量小于2.5%的电厂中水或脱硫石膏滤液经输送管路送至循环箱内,经浓缩泵送至设置于脱硫塔进口烟道内的取热器进液口,通过调整取热器内废水流速,控制取热器出口水温在90℃-98℃,完成换热升温的含盐废水经取热器出液口分别经管路送至浓缩塔内的换热管栅和布液层;
(2)浓缩塔真空泵通过抽真空控制浓缩塔内真空度为-63~-25kPa,此真空度下废水沸点降低至75℃~92℃,在浓缩塔负压推动下,脱硫塔的脱硫浆池中脱硫浆液经脱硫浆液缓冲水箱底部进液口与脱硫浆池的连接管路以0.05m/s-0.20m/s的流速进入脱硫浆液缓冲水箱,直至脱硫浆液缓冲水箱的液位压差与浓缩塔内真空度平衡;
(3)进入布液层的含盐废水经雾化喷嘴在0.07MPa~0.15MPa的压力下雾化成平均粒径为20μm~80μm液滴,且出水温度高于浓缩塔内对应真空度的沸点,含盐废水得以快速蒸发降温;完成布液层雾化蒸发的浓缩废水雾滴在重力作用下落入换热管栅表面,与换热管栅内流动的高温含盐废水进一步换热升温、蒸发;完成布液层和换热管栅两级蒸发的浓缩废水经导液器进入循环箱继续循环浓缩,通过浓水外排和补水的方式,控制循环箱内废水盐含量在7%-12%;
(4)脱硫塔内,脱硫浆池内浆液经脱硫泵送至洗涤层与进塔烟气逆向洗涤,烟气中的氯离子、重金属组分在脱硫浆池中不断累积,当脱硫浆池中氯离子累积到需要外排废水时,开启循环箱真空泵,并开启脱硫浆液缓冲水箱侧壁与循环箱连通的管路阀门,将脱硫浆液缓冲水箱中完成沉淀的脱硫废水引入循环箱,完成脱硫塔内废水的外排与浓缩;
(5)浓缩塔和循环箱中完成蒸发的水蒸气经真空泵出口升压后,部分蒸发蒸汽生成凝结水,形成汽水混合物,分别经管路送至位于脱硫塔入口烟道内且位于取热器下游的减温增湿器,由减温增湿器中的喷射头喷射,与进入脱硫塔的烟气进行混合,降低进入脱硫塔烟气的温度,并提高烟气湿度,从而实现减小烟气体积和塔内气速,并降低脱硫过程的水分蒸发。
上述(1)~(5)只是为了描述方便而编号,本发明的浓缩方法并不必然按照上述(1)~(5)的顺序进行,系统稳定运行后,除循环箱真空泵只在需外排脱硫废水时开启外,其他步骤基本都是同时进行。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种含盐废水浓缩方法,其特征在于,包括:
含盐废水经管路送至循环箱,由浓缩泵送至设置于脱硫塔进口烟道内的取热器,利用脱硫塔进口高温烟气对含盐废水进行换热升温,通过调整取热器内含盐废水流速,控制取热器出口水温在90℃-98℃;
浓缩塔真空泵通过抽真空控制浓缩塔内真空度为-63~-25kPa,此真空度下废水沸点为75℃~92℃,完成换热升温的含盐废水从取热器出液口经连接管路分别送至位于浓缩塔内的布液层和换热管栅,经布液层雾化后的含盐废水在浓缩塔负压环境下快速蒸发降温,并在换热管栅表面形成液膜进一步换热蒸发;
经过布液层和换热管栅表面两级蒸发浓缩后的废水经导液器收集后经管路返回循环箱进行循环加热、蒸发浓缩;当循环箱中的含盐废水浓缩到设定浓度后排放至结晶单元;
浓缩塔和循环箱中完成蒸发的水蒸气经对应真空泵出口升压后,部分蒸发蒸汽生成凝结水,形成汽水混合物,分别经管路送至位于脱硫塔进口烟道内且位于取热器下游的减温增湿器,由减温增湿器中的喷射头喷射,与进入脱硫塔的烟气进行混合,降低进入脱硫塔烟气的温度,并提高烟气湿度,减少湿法脱硫过程的蒸发水量。
2.根据权利要求1所述含盐废水浓缩方法,其特征在于,
所述浓缩塔的底部通过管路连通脱硫塔内的脱硫浆池,并在连通管路上设有与循环箱连通的脱硫浆液缓冲水箱;在循环箱顶部真空泵负压推动下,脱硫浆池中脱硫浆液经脱硫浆液缓冲水箱底部进液口与脱硫浆池的连接管路以0.05m/s-0.20m/s的流速进入脱硫浆液缓冲水箱,在脱硫浆液缓冲水箱中完成沉淀后的脱硫浆液清液经管路输送至循环箱。
3.根据权利要求1所述的含盐废水浓缩方法,其特征在于,所述含盐废水为盐含量小于2.5%的电厂中水、脱硫石膏滤液和脱硫浆液清液,循环箱中循环浓缩废水含盐量为7%-12%。
4.根据权利要求3所述的含盐废水浓缩方法,其特征在于,所述电厂中水和脱硫石膏滤液向循环箱的输送方式为管道输送,脱硫浆液清液的输送方式为溢流负压输送。
5.根据权利要求1所述的含盐废水浓缩方法,其特征在于,所述含盐废水在浓缩塔内通过布液层和换热管栅进行两级蒸发,布液层位于换热管栅上方;第一级:控制进入布液层的含盐废水经雾化喷嘴在0.07MPa~0.15MPa的压力下雾化成平均粒径为20μm~80μm液滴,通过布液雾化提升负压环境下含盐废水的蒸发表面积;第二级:完成布液层雾化蒸发的浓缩废水雾滴在重力作用下落入换热管栅表面,在换热管栅表面形成稳定液膜,并与换热管栅内流动的高温含盐废水进一步换热升温,提高含盐废水的蒸发温度、蒸发时间和蒸发面积。
6.一种含盐废水浓缩系统,其特征在于,包括脱硫塔、浓缩塔、浓缩塔真空泵、循环箱、浓缩泵和脱硫浆液缓冲水箱,所述脱硫塔内底部为脱硫浆池,脱硫塔侧壁上设置烟气进口,烟气进口连通进口烟道,进口烟道内设置取热器;
所述脱硫浆液缓冲水箱的底部进液口通过管路与脱硫浆池连通,脱硫浆液缓冲水箱的顶部出液口通过管路与浓缩塔的底部进气口连通,浓缩塔的顶部排气口通过管路连通浓缩塔真空泵的进气口;
所述浓缩泵的进液口通过管路与循环箱的出液口连通,浓缩泵的出液口通过管路分别与取热器的进液口和浓盐水结晶单元连通,取热器的出液口通过管路接入所述浓缩塔。
7.根据权利要求6所述的含盐废水浓缩系统,其特征在于,所述浓缩塔内由下向上依次设置导液器、换热管栅和布液层;导液器用于收集蒸发浓缩后废水;导液器的出液口通过管路接入循环箱;
作为优选,所述布液层包括连通管路和若干均匀安装于连通管路上的雾化喷嘴,用于对换热升温后的含盐废水雾化布液,提升废水蒸发面积;
作为优选,控制喷嘴雾化压力为0.07MPa~0.15MPa,废水平均雾化粒径为20μm~80μm;
作为优选,所述换热管栅为多层耐酸合金钢光管结构,用于对完成雾化蒸发的含盐废水布液、加热,并提高废水蒸发时间和蒸发表面积;
作为优选,布液管栅表面含盐废水流量控制在100L-500L/m2·h。
作为优选,所述导液器包括若干层横截面呈V形的导液槽,用于回收完成布液层雾化蒸发和换热管栅表面蒸发的浓缩液并将浓缩液导入循环箱。
8.根据权利要求6所述的含盐废水浓缩系统,其特征在于,还包括循环箱真空泵;所述脱硫浆液缓冲水箱的侧壁上还开设有溢流口,溢流口通过管路连通循环箱,循环箱的排气口通过管路连通循环箱真空泵的进气口。
9.根据权利要求6所述的含盐废水浓缩系统,其特征在于,所述脱硫浆液缓冲水箱的高度为1.5m-3.0m,脱硫浆液缓冲水箱底部距离脱硫浆池液面高度为3.0m-5.0m;
作为优选,脱硫塔外排废水时,缓冲水箱与脱硫浆池连接管路内脱硫浆液流速为0.05m/s-0.20m/s。
10.根据权利要求6所述的含盐废水浓缩系统,其特征在于,所述进口烟道内且位于取热器的下游设置用于向进口烟气中喷射汽水混合物的减温增湿器,浓缩塔真空泵的出气口以及循环箱真空泵的出气口均通过管路连通该减温增湿器的进气口;
作为优选,所述减温增湿器包括连接管路和若干均匀安装于连接管路上的喷射头。
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