CN204298190U - 一种板式多级闪蒸脱硫废水处理与回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种板式多级闪蒸脱硫废水处理与回收装置。装置主要由板式换热器、板式冷凝器、锅炉、闪蒸罐、淡水罐、水泵和不锈钢管道组成。本实用新型中经过预处理的脱硫废水逐级进入板式换热器被加热至一定温度后进入第一级闪蒸罐闪蒸，二次蒸汽进入下一级板式换热器冷凝释放潜热预热脱硫废水，被浓缩后的脱硫废水进入下一级闪蒸罐发生闪蒸，过程依次进行直至末级，末级二次蒸汽进入板式冷凝器，各级冷凝淡水进入淡水池回收利用，浓缩后的脱硫废水一部分作为循环液维持闪蒸过程的持续进行，一部分进入浓缩液处理池后集中处理。本实用新型能够回收二次蒸汽的潜热，浓缩倍数高，占地面积小，能耗低，能实现脱硫废水的零排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种板式多级闪蒸脱硫废水处理与回收装置，属于脱硫废水处理的技术领域。
背景技术
燃煤电厂排放的SO2 会造成严重的大气污染，必须安装脱硫系统对SO2进行脱除。火电厂脱硫技术繁多，按工艺在燃烧过程中位置不同，可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫，由于受经济性因素和机组容量限制影响，前两种脱硫技术没有得到广泛应用，燃烧后脱硫即烟气脱硫(FGD)是目前唯一大规模商业化运行的脱硫技术。在所有烟气脱硫技术中，石灰石-石膏烟气脱硫是应用最广泛的脱硫技术，占装机总容量的80%以上。
石灰石-石膏烟气脱硫时，脱硫吸收塔内浆液反复循环利用，此过程中，浆液可溶盐不断浓缩。为维持系统脱硫性能，浆液需要不断补充、更新，含有大量重金属离子的废水需要排放处理，这部分排放的废水称为脱硫废水。脱硫废水水质呈酸性，含有大量的悬浮物、金属离子和S04 2-、Cl-、 F-等阴离子以及微量的重金属离子，不能直接排放。
常规的脱硫废水处理方法流程较为复杂，需经过多次的物理化学反应，消耗较多的化学物品，成本高，且废水无法回收利用。通过蒸发的方式将脱硫废水进行浓缩后集中处理，能够实现脱硫废水的“零排放”。目前制约热蒸发脱硫废水处理技术发展的因素主要是蒸发器内腐蚀结垢严重，因此，开发一种新型的脱硫废水处理方法，解决蒸发器内的腐蚀结垢问题非常必要。
发明内容
本实用新型目的在于克服现有脱硫废水处理技术的不足，提供一种能够有效避免腐蚀与结垢、实现脱硫废水零排放、占地面积小、蒸汽消耗少的板式多级闪蒸脱硫废水处理与回收装置。
板式多级闪蒸脱硫废水处理与回收装置包括第一级板式换热器、第一级升压泵、第二级板式换热器、第二级升压泵、第一级淡水罐、第n-1级板式换热器、第n-1级升压泵、第二级淡水罐、第n级板式换热器、第n级升压泵、第n-1级淡水罐、板式冷凝器、脱硫废水预处理池、升压泵、第n级淡水罐、淡水泵、淡水池、循环水泵、浓缩液处理池、第n级输送泵、三通阀、第n级闪蒸罐、第n-1级输送泵、第n-1级闪蒸罐、第二级输送泵、第二级闪蒸罐、第一级输送泵、第一级闪蒸罐、锅炉；
所述的第一级板式换热器蒸汽进口通过管道与锅炉蒸汽出口相连，冷凝水出口通过管道与锅炉进水口相连，脱硫废水进口通过管道与第一级升压泵出口相连，脱硫废水出口通过管道与第一级闪蒸罐脱硫废水进口相连；
所述的第二级板式换热器蒸汽进口通过管道与第一级闪蒸罐二次蒸汽出口相连，冷凝水出口通过管道与第一级淡水罐相连，脱硫废水进口通过管道与第二级升压泵出口相连，脱硫废水出口通过管道与第一级升压泵进口相连；
所述的第n-1级板式换热器蒸汽进口通过管道与第n-2级闪蒸罐二次蒸汽出口相连，冷凝水出口通过管道与第n-2级淡水罐相连，脱硫废水进口通过管道与第n-1级升压泵出口相连，脱硫废水出口通过管道与第n-2级升压泵进口相连；
所述的第n级板式换热器蒸汽进口通过管道与第n-1级闪蒸罐二次蒸汽出口相连，冷凝水出口通过管道与第n-1级淡水罐相连，脱硫废水进口通过管道与第n级升压泵出口相连，脱硫废水出口通过管道与第n-1级升压泵进口相连；
所述的板式冷凝器蒸汽进口通过管道与第n级闪蒸罐二次蒸汽出口相连，冷凝水出口通过管道与第n级淡水罐相连，脱硫废水进口通过管道与升压泵出口相连，脱硫废水出口通过管道与第n级升压泵进口相连；
所述的脱硫废水预处理池通过升压泵与板式冷凝器相连；所述的第一级淡水罐通过管道与第二级淡水罐相连，第二级淡水罐通过管道与第三级淡水罐相连，第n-1级淡水罐通过管道与第n级淡水罐相连，第n级淡水罐通过淡水泵与淡水池相连；所述的第一级闪蒸罐排液口通过第一级输送泵与第二级闪蒸罐脱硫废水进口相连，第二级闪蒸罐排液口通过第二级输送泵与第三级闪蒸罐脱硫废水进口相连，第n-1级闪蒸罐排液口通过第n-1级输送泵与第n级闪蒸罐脱硫废水进口相连，第n级闪蒸罐排液口通过第n级输送泵与浓缩液处理池相连；所述的循环泵通过管道与三通阀相连。
所述的板式换热器由多个板片叠加而成，板片包括定位孔、工质进出口、密封圈、导流区、换热区、水滴状凹陷涡；板片两侧中间设有定位孔，板片四个角对称设有工质进出口，板片中间设有换热区，换热区的两侧设有导流区，换热区内设有水滴状凹陷涡，板片一侧的导流区、换热区和两热工质进出口周边设有密封圈，板片另一侧的导流区、换热区和两冷工质进出口周边设有密封圈，所述的水滴状凹陷涡扰流区长度为2R，凹陷深度为0.4R，尾涡区长度为R，涡与涡之间错列布置，流动方向上涡间距为5R，板宽方向上涡间距为4R。所述的尾涡区长度R为4-10mm。
所述的闪蒸罐包括二次蒸汽出口、调压阀、除沫网、脱硫废水进口、第一折流板、第二折流板、法兰、螺钉、螺母、除垢网、排液口、支架；闪蒸罐分为上、下部分通过法兰、螺钉、螺母固定，闪蒸罐的顶部设有二次蒸汽出口，闪蒸罐的上部设有调压阀，闪蒸罐的中部设有脱硫废水进口，闪蒸罐的底部设有排液口、支架，闪蒸罐内从上到下设有除沫网、第一折流板、第二折流板、除垢网，除垢网通过法兰固定在闪蒸罐内。所述的除沫网和除垢网由丝网材料制成。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、本实用新型采用板式换热器结合多级闪蒸的方式处理脱硫废水，可以提高换热系数，减少流动阻力，充分回收利用二次蒸汽潜热，减少一次蒸汽耗量，实现脱硫废水“零排放”。
2、本实用新型中脱硫废水预热过程发生在板式换热器内，闪蒸过程发生在闪蒸罐中，这样能够有效的避免板式换热器内发生腐蚀和结垢。
3、本实用新型在闪蒸罐内部设计了两级折流板和除垢网，折流板能够延长闪蒸过程的时间，提高闪蒸的效果；除垢网由法兰固定，方便拆卸与定期更换。
4、本实用新型采用多级闪蒸，能够实现浓缩液及沉淀的分级回收利用。
附图说明
图1板式多级闪蒸脱硫废水处理与回收装置的结构示意图；
图2本实用新型的水滴状凹陷涡板片结构示意图；
图3本实用新型的水滴状凹陷涡的几何尺寸图；
图4本实用新型的水滴状凹陷涡的相对位置分布图；
图5本实用新型的闪蒸罐的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5所示，板式多级闪蒸脱硫废水处理装置包括第一级板式换热器1、第一级升压泵2、第二级板式换热器3、第二级升压泵4、第一级淡水罐5、第n-1级板式换热器6、第n-1级升压泵7、第二级淡水罐8、第n级板式换热器9、第n级升压泵10、第n-1级淡水罐11、板式冷凝器12、脱硫废水预处理池13、升压泵14、第n级淡水罐15、淡水泵16、淡水池17、循环水泵18、浓缩液处理池19、第n级输送泵20、三通阀21、第n级闪蒸罐22、第n-1级输送泵23、第n-1级闪蒸罐24、第二级输送泵25、第二级闪蒸罐26、第一级输送泵27、第一级闪蒸罐28、锅炉29；
所述的第一级板式换热器1蒸汽进口通过管道与锅炉29蒸汽出口相连，冷凝水出口通过管道与锅炉29进水口相连，脱硫废水进口通过管道与第一级升压泵2出口相连，脱硫废水出口通过管道与第一级闪蒸罐脱硫废水进口39相连；
所述的第二级板式换热器3蒸汽进口通过管道与第一级闪蒸罐二次蒸汽出口36相连，冷凝水出口通过管道与第一级淡水罐5相连，脱硫废水进口通过管道与第二级升压泵4出口相连，脱硫废水出口通过管道与第一级升压泵2进口相连；
所述的第n-1级板式换热器6蒸汽进口通过管道与第n-2级闪蒸罐二次蒸汽出口36相连，冷凝水出口通过管道与第n-2级淡水罐相连，脱硫废水进口通过管道与第n-1级升压泵7出口相连，脱硫废水出口通过管道与第n-2级升压泵进口相连；
所述的第n级板式换热器9蒸汽进口通过管道与第n-1级闪蒸罐二次蒸汽出口36相连，冷凝水出口通过管道与第n-1级淡水罐11相连，脱硫废水进口通过管道与第n级升压泵10出口相连，脱硫废水出口通过管道与第n-1级升压泵7进口相连；
所述的板式冷凝器12蒸汽进口通过管道与第n级闪蒸罐二次蒸汽出口36相连，冷凝水出口通过管道与第n级淡水罐15相连，脱硫废水进口通过管道与升压泵14出口相连，脱硫废水出口通过管道与第n级升压泵10进口相连；
所述的脱硫废水预处理池13通过升压泵14与板式冷凝器12相连；所述的第一级淡水罐5通过管道与第二级淡水罐8相连，第二级淡水罐8通过管道与第三级淡水罐相连，第n-1级淡水罐11通过管道与第n级淡水罐15相连，第n级淡水罐15通过淡水泵16与淡水池17相连；所述的第一级闪蒸罐28排液口通过第一级输送泵27与第二级闪蒸罐26脱硫废水进口相连，第二级闪蒸罐26排液口通过第二级输送泵25与第三级闪蒸罐脱硫废水进口相连，第n-1级闪蒸罐24排液口通过第n-1级输送泵23与第n级闪蒸罐22脱硫废水进口相连，第n级闪蒸罐22排液口通过第n级输送泵20与浓缩液处理池19相连；所述的循环泵18通过管道与三通阀21相连。
所述的板式换热器由多个板片叠加而成，板片包括定位孔30、工质进出口31、密封圈32、导流区33、换热区34、水滴状凹陷涡35；板片两侧中间设有定位孔30，板片四个角对称设有工质进出口31，板片中间设有换热区34，换热区34的两侧设有导流区33，换热区34内设有水滴状凹陷涡35，板片一侧的导流区33、换热区34和两热工质进出口周边设有密封圈32，板片另一侧的导流区33、换热区34和两冷工质进出口周边设有密封圈32，所述的水滴状凹陷涡扰流区长度为2R，凹陷深度为0.4R，尾涡区长度为R，涡与涡之间错列布置，流动方向上涡间距为5R，板宽方向上涡间距为4R。所述的尾涡区长度R为4-10mm。
所述的闪蒸罐包括二次蒸汽出口36、调压阀37、除沫网38、脱硫废水进口39、第一折流板40、第二折流板41、法兰42、螺钉43、螺母44、除垢网45、排液口46、支架47；闪蒸罐分为上、下部分通过法兰42、螺钉43、螺母44固定，闪蒸罐的顶部设有二次蒸汽出口36，闪蒸罐的上部设有调压阀37，闪蒸罐的中部设有脱硫废水进口39，闪蒸罐的底部设有排液口46、支架47，闪蒸罐内从上到下设有除沫网38、第一折流板40、第二折流板41、除垢网45，除垢网45通过法兰固定在闪蒸罐内。所述的除沫网38和除垢网45由丝网材料制成。
板式多级闪蒸脱硫废水处理与回收方法是：升压泵14将脱硫废水预处理池13中的脱硫废水泵入板式冷凝器12，脱硫废水被来自第n级闪蒸罐22的二次蒸汽加热后经由第n级升压泵10送入第n级板式换热器9，二次蒸汽冷凝后进入第n级淡水罐15；第n级板式换热器9内的脱硫废水被来自第n-1级闪蒸罐24的二次蒸汽加热后经由第n-1级升压泵7送入第n-1级板式换热器6，第n级板式换热器9内的二次蒸汽冷凝后进入第n-1级淡水罐11；第n-1级板式换热器6内的脱硫废水被来自第n-2级闪蒸罐的二次蒸汽加热后经由第n-2级升压泵送入第n-2级板式换热器，第n-1级板式换热器6内的二次蒸汽冷凝后进入第n-2级淡水罐；第二级板式换热器3内的脱硫废水被来自第一级闪蒸罐28的二次蒸汽加热后经由第一级升压泵2送入第一级板式换热器1，第二级板式换热器3内的二次蒸汽冷凝后进入第一级淡水罐5；第一级板式换热器1内的脱硫废水被来自锅炉29的蒸汽加热后进入第一级闪蒸罐28，蒸汽冷凝后送回锅炉29；通过调压阀37调节第一级闪蒸罐28的压力，使脱硫废水发生闪蒸，脱硫废水依次流经第一折流板40和第二折流板41，使得闪蒸时间延长，二次蒸汽进入第二级板式换热器3，浓缩液经除垢网45除垢后被第一级输送泵27泵入第二级闪蒸罐26；通过调压阀37调节第二级闪蒸罐26的压力，使脱硫废水发生闪蒸，脱硫废水依次流经第一折流板40和第二折流板41，使得闪蒸时间延长，二次蒸汽进入第三级板式换热器，浓缩液经除垢网45除垢后被第二级输送泵25泵入第三级闪蒸罐；通过调压阀37调节第n-1级闪蒸罐24的压力，使脱硫废水发生闪蒸，脱硫废水依次流经第一折流板40和第二折流板41，使得闪蒸时间延长，二次蒸汽进入第n级板式换热器9，浓缩液经除垢网45除垢后被第n-1级输送泵23泵入第n级闪蒸罐22；通过调压阀37调节第n级闪蒸罐22的压力，使脱硫废水发生闪蒸，脱硫废水依次流经第一折流板40和第二折流板41，使得闪蒸时间延长，二次蒸汽进入板式冷凝器12，浓缩液经除垢网45除垢后由三通阀21分成两路，一路作为循环液被循环泵18泵入第n级板式换热器9维持闪蒸过程的持续进行，另一路被第n级输送泵20泵入浓缩液处理池19后集中处理；各级淡水罐中的淡水经由淡水泵16汇入淡水池17后回收利用。
以下结合具体实例对本实用新型进行阐述，但不会以任何方式限制本实用新型。
本实例中级数n取4，进口脱硫废水质量浓度2.5-4%，温度40℃，第一级闪蒸罐温度70℃，各级温差为5℃，浓缩液质量浓度25%，按具体实施方式里的装置和方法，取得效果为每效换热面积为52m2 时，处理废水量为100t/d，可回收淡水86t/d,处理每吨废水蒸汽能耗为0.29t。
Claims (5)
1.一种板式多级闪蒸脱硫废水处理与回收装置，其特征在于包括第一级板式换热器（1）、第一级升压泵（2）、第二级板式换热器（3）、第二级升压泵（4）、第一级淡水罐（5）、第n-1级板式换热器（6）、第n-1级升压泵（7）、第二级淡水罐（8）、第n级板式换热器（9）、第n级升压泵（10）、第n-1级淡水罐（11）、板式冷凝器（12）、脱硫废水预处理池（13）、升压泵（14）、第n级淡水罐（15）、淡水泵（16）、淡水池（17）、循环水泵（18）、浓缩液处理池（19）、第n级输送泵（20）、三通阀（21）、第n级闪蒸罐（22）、第n-1级输送泵（23）、第n-1级闪蒸罐（24）、第二级输送泵（25）、第二级闪蒸罐（26）、第一级输送泵（27）、第一级闪蒸罐（28）、锅炉（29）；
所述的第一级板式换热器（1）蒸汽进口通过管道与锅炉（29）蒸汽出口相连，冷凝水出口通过管道与锅炉（29）进水口相连，脱硫废水进口通过管道与第一级升压泵（2）出口相连，脱硫废水出口通过管道与第一级闪蒸罐脱硫废水进口（39）相连；
所述的第二级板式换热器（3）蒸汽进口通过管道与第一级闪蒸罐二次蒸汽出口（36）相连，冷凝水出口通过管道与第一级淡水罐（5）相连，脱硫废水进口通过管道与第二级升压泵（4）出口相连，脱硫废水出口通过管道与第一级升压泵（2）进口相连；
所述的第n-1级板式换热器（6）蒸汽进口通过管道与第n-2级闪蒸罐二次蒸汽出口（36）相连，冷凝水出口通过管道与第n-2级淡水罐相连，脱硫废水进口通过管道与第n-1级升压泵（7）出口相连，脱硫废水出口通过管道与第n-2级升压泵进口相连；
所述的第n级板式换热器（9）蒸汽进口通过管道与第n-1级闪蒸罐二次蒸汽出口（36）相连，冷凝水出口通过管道与第n-1级淡水罐（11）相连，脱硫废水进口通过管道与第n级升压泵（10）出口相连，脱硫废水出口通过管道与第n-1级升压泵（7）进口相连；
所述的板式冷凝器（12）蒸汽进口通过管道与第n级闪蒸罐二次蒸汽出口（36）相连，冷凝水出口通过管道与第n级淡水罐（15）相连，脱硫废水进口通过管道与升压泵（14）出口相连，脱硫废水出口通过管道与第n级升压泵（10）进口相连；
所述的脱硫废水预处理池（13）通过升压泵（14）与板式冷凝器（12）相连；所述的第一级淡水罐（5）通过管道与第二级淡水罐（8）相连，第二级淡水罐（8）通过管道与第三级淡水罐相连，第n-1级淡水罐（11）通过管道与第n级淡水罐（15）相连，第n级淡水罐（15）通过淡水泵（16）与淡水池（17）相连；所述的第一级闪蒸罐（28）排液口通过第一级输送泵（27）与第二级闪蒸罐（26）脱硫废水进口相连，第二级闪蒸罐（26）排液口通过第二级输送泵（25）与第三级闪蒸罐脱硫废水进口相连，第n-1级闪蒸罐（24）排液口通过第n-1级输送泵（23）与第n级闪蒸罐（22）脱硫废水进口相连，第n级闪蒸罐（22）排液口通过第n级输送泵（20）与浓缩液处理池（19）相连；所述的循环泵（18）通过管道与三通阀（21）相连。
2.根据权利要求1 所述的一种板式多级闪蒸脱硫废水处理与回收装置，其特征在于，所述的板式换热器由多个板片叠加而成，板片包括定位孔（30）、工质进出口（31）、密封圈（32）、导流区（33）、换热区（34）、水滴状凹陷涡（35）；
板片两侧中间设有定位孔（30），板片四个角对称设有工质进出口（31），板片中间设有换热区（34），换热区（34）的两侧设有导流区（33），换热区（34）内设有水滴状凹陷涡（35），板片一侧的导流区（33）、换热区（34）和两热工质进出口周边设有密封圈（32），板片另一侧的导流区（33）、换热区（34）和两冷工质进出口周边设有密封圈（32），所述的水滴状凹陷涡扰流区长度为2R，凹陷深度为0.4R，尾涡区长度为R，涡与涡之间错列布置，流动方向上涡间距为5R，板宽方向上涡间距为4R。
3.根据权利要求2 所述的一种板式多级闪蒸脱硫废水处理与回收装置，其特征在于，所述的尾涡区长度R为4-10mm。
4.根据权利要求1 所述的一种板式多级闪蒸脱硫废水处理与回收装置，其特征在于，所述的闪蒸罐包括二次蒸汽出口（36）、调压阀（37）、除沫网（38）、脱硫废水进口（39）、第一折流板（40）、第二折流板（41）、法兰（42）、螺钉（43）、螺母（44）、除垢网（45）、排液口（46）、支架（47）；
闪蒸罐分为上、下部分通过法兰（42）、螺钉（43）、螺母（44）固定，闪蒸罐的顶部设有二次蒸汽出口（36），闪蒸罐的上部设有调压阀（37），闪蒸罐的中部设有脱硫废水进口（39），闪蒸罐的底部设有排液口（46）、支架（47），闪蒸罐内从上到下设有除沫网（38）、第一折流板（40）、第二折流板（41）、除垢网（45），除垢网（45）通过法兰固定在闪蒸罐内。
5.根据权利要求4 所述的一种板式多级闪蒸脱硫废水处理与回收装置，其特征在于，所述的除沫网（38）和除垢网（45）由丝网材料制成。
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