CN205115086U - 一种处理脱硫废水的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种处理脱硫废水的装置，适用于处理石灰石-石膏湿法烟气脱硫后产生的废水。本装置包括加热单元、蒸发器(2)、换热器(3)、真空泵(4)、增稠器(5)和盐浆泵(7)，其特征在于：所述加热单元与蒸发器(2)相连；所述蒸发器(2)的底端通过盐浆泵(7)与增稠器(5)的进口相连；所述增稠器(5)的顶端与蒸发器(2)的顶端相连；所述蒸发器(2)的顶端与换热器(3)的壳程入口相连，所述换热器(3)的顶部与真空泵(4)相连。本工艺可实现灰石-石膏湿法烟气脱硫废水的零排放，并且具有能耗低、占地小、经济效益高等特点。
Description
技术领域
本发明属于脱硫废水处理领域，具体地涉及一种处理脱硫废水的装置。
背景技术
在石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中，为保证脱硫效率，维持系统氯离子平衡，需要排出部分脱硫废水。因废水中含有大量溶解盐、固体悬浮物及少量氟离子、重金属离子等有害污染物，不能直接排放。目前，通常采用的脱硫废水处理工艺是采用化学处理方法对废水进行絮凝、沉降及中和，减少废水中的悬浮物及有害物质，达标后作为废水进行排放。
由于通常的化学法处理方法效果有限，且难以处理中性盐份，使废水既难以回收利用，也不能达标对外排放。在目前已有技术中，较为彻底的处理方法是对废水进行固化处理，其中，脱硫废水的固化处理，主要是把废水通过曝晒蒸发或加热蒸发，使废水中的水分挥发进入大气，盐、固体悬浮物及少量氟离子、重金属离子等有害污染物形成固定物质，与脱硫副产品石膏混合处理。但该类处理工艺存在的问题是：
1、曝晒固化脱硫废水，需要较大的场地，并且受气候条件限制；
2、采用加热器蒸发固化脱硫废水，存在运行能耗大，设备易腐蚀、结垢等问题；
3、挥发的水分直接进入大气，难以回收利用。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种低成本、低能耗处理脱硫废水的装置，实现石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水的零排放，具有能耗低、占地小、经济效益高。
本发明公开了一种处理脱硫废水的装置，适用于处理石灰石-石膏湿法烟气脱硫后产生的废水。本发明的装置包括加热单元、蒸发器、增稠器、盐浆泵和换热器。本发明通过采用真空加热闪蒸法，利用烟气余热将废水加热至80～85度，加热后的废水在蒸发器内进行真空闪蒸，蒸发后的固体产物中液体浓度小于20％，可直接排入脱硫石膏库，蒸发后的水汽经换热冷凝后可作为工艺水循环利用。本工艺可实现灰石-石膏湿法烟气脱硫废水的零排放，并且具有能耗低、占地小、经济效益高等特点。为实现上述技术目的，本发明提出一种处理脱硫废水的装置，包括加热单元、蒸发器、增稠器、盐浆泵和换热器，其中，所述加热单元与蒸发器相连，用于加热脱硫废水；所述蒸发器的底端通过盐浆泵与增稠器的进口相连；所述增稠器的顶端与蒸发器的顶端相连；所述蒸发器的顶端与换热器的壳程入口相连，所述换热器的顶部连接有真空泵。
优选地，所述的加热单元为烟道加热器、蒸汽加热器或电加热器中的任意一种。更优选地，所述的烟道加热单元为烟道加热器，通过利用来自火电厂的烟气的余热进行加热，通常烟气的温度为130～160℃，烟气在烟道中的流速为15m/s，脱硫废水经过烟道加热器后，应被加热至80～85℃，以便于在充分利用烟气余热的同时，有效减少换热面积，降低设备成本从而有效利用热能，节约能耗。
作为优选，所述蒸发器连接有循环蒸发泵，所述蒸发器连接有循环蒸发泵，所述循环蒸发泵的进口与所述蒸发器的底部和加热单元的出口相通，循环蒸发泵的出口与蒸发器的侧壁相通，通过设置循环蒸发泵，可以使未蒸发完全的含盐浆液进一步进行蒸发。
具体地，所述的加热单元与蒸发器之间、蒸发器与循环蒸发泵之间、盐浆泵与增稠器之间、增稠器与蒸发器之间、蒸发器与换热器之间通过管道进行连接.
优选地，所述的管道为由可耐氯离子腐蚀的材料制作而成的管道。
优选地，所述的蒸发器为单效或多效蒸发器。蒸发器的材质应采用耐腐蚀的不锈钢材质，如316L、2205。更优选地，所述蒸发器为多效蒸发系统，在进料温度80～85℃、真空度-90kPa左右的条件下，对脱硫废水进行真空蒸发，达到约75％以上的蒸发量。
作为优选，所述的换热器为管壳式换热器，冷却介质为工艺水或冷却水，其中，蒸汽走壳程，冷却介质走管程。
所述蒸发器、换热器、增稠器可承受-97kPa的真空度，由于蒸发器、换热器、增稠器均在负压条件下运行，故设备设计制造时，应考虑可承受-97kPa的真空度。
本发明一种脱硫废水的处理方法，包括如下步骤：
第一步：将脱硫废水经加热单元加热至80～85℃后引入蒸发器中；
第二步：在蒸发器内，脱硫废水经真空闪蒸，得到的水蒸汽和经浓缩的含盐浆液，其中，水蒸气由蒸发器顶部排出，经浓缩的含盐浆液由蒸发器底部经盐浆泵排出；
第三步：蒸发器底部的部分含盐浆液由循环蒸发泵输送至蒸发器顶部，进一步蒸发；
第四步：由蒸发器顶部排出的水蒸汽进入换热器的壳程，与管程的冷却介质进行换热，经冷凝后，与换热后的冷却介质后用于循环利用；
第五步：剩余的未冷凝蒸汽由换热器顶部排出，经真空泵排入大气；
第六步：由盐浆泵排出的含盐浆液，进入增稠器进一步浓缩；
第七步：经增稠器浓缩使底部的固体产物中液体浓度小于20％，然后直接将所述固体产物排入脱硫石膏库；增稠器顶部的澄清液，返回蒸发器。
其中，所述的加热单元的加热方式为烟气余热加热、蒸汽加热或电加热中的任意一种。优选地，采用烟气余热加热，通过烟道加热器进行加热，更优选地，利用来自火电厂的烟气余热通过烟道加热器对脱硫废水进行加热。
本发明的脱硫废水处理工艺利用火电厂烟气的余热加热废水，加热后的废水在蒸发器内进行真空闪蒸，蒸发后的固体产物中液体浓度小于20％，可直接排入脱硫石膏库，蒸发后的水汽经换热冷凝后可作为工艺水循环利用，从而在低成本，低能耗的条件下，实现灰石-石膏湿法烟气脱硫废水的零排放。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)通过利用火电厂烟气与脱硫废水直接进行换热，不需要消耗其它热源，具有能耗低特点；
(2)本发明的处理方法回收了废水中的大部份水分，降低了脱硫系统水量的消耗；
(3)本发明可实现火电厂脱硫系统废水的零排放，是提高工艺水利用率，节约水资源的可靠手段；
(4)本发明的主要能耗来自于真空泵、水泵，增稠器的电耗，与其它脱硫废水处理工艺相比，具有能耗低的优势；
(5)本发明对脱硫系统的运行没有任何不利影响；
(6)本发明与已有脱硫废水处理技术相比，脱硫废水在本发明系统内形成闭式循环，大部份水分被回收利用，系统只有少量固体物排出，且可与脱硫副产物石膏进行混合处理，实现了石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术的废水零排放；
(7)本发明工艺简单，易于实施。
附图说明
图1是本发明脱硫废水的装置
1-烟道加热器；2-蒸发器；3-换热器；4-真空泵；5-增稠器；6-循环蒸发泵；7-盐浆泵
具体实施方式
一种处理脱硫废水的装置，如图1所示，包括：烟道加热器1、蒸发器2、换热器3、真空泵4、增稠器5、循环蒸发泵6、盐浆泵7，其中，烟道加热器1与蒸发器2相连，用于加热脱硫废水；蒸发器2的底端通过盐浆泵7与增稠器5的进口相连；增稠器5的顶端与蒸发器2的顶端相连；蒸发器2的顶端与换热器3的壳程入口相连，换热器3的顶部连接有真空泵4；循环蒸发泵6的进口与蒸发器2的底部和烟道加热器1的出口相通，循环蒸发泵6的出口与蒸发器2的侧壁相通。
其中，烟道加热器1采用翅片管式换热器，布置在脱硫吸收塔进口前的烟道内。由于脱硫废水中含有大量氯离子，烟道加热器1的材质应采用耐腐蚀的不锈钢材质，如316L、2205。烟气的温度为130～160℃，烟气在烟道中的流速为15m/s，废水经过烟道加热器1后，应被加热至80～85℃，以便于在充分利用烟气余热的同时，有效减少换热面积，降低设备成本。蒸发器2宜采用多效蒸发系统，在进料温度80～85℃、真空度-90kPa左右的条件下，对脱硫废水进行真空蒸发，达到约75％以上的蒸发量。蒸发器2的加热表面在长时间使用总是会产生污垢，结垢的组成可分为水溶性垢和不溶性垢。水溶性垢是蒸发饱和溶液时所析出的盐类结晶，可用纯水或稀的不饱和溶液定期清洗，设备清洗时，先通过蒸发器2底部的接管将设备中滞留的料液排净，整个清洗过程可以运用物料蒸发原理进行。钙、镁、硅等低溶解度的盐类，以及大分子有机聚合物等，易产生不溶性结垢的物质，要定期停车用酸、碱清洗，或用机械方式将结垢去除。蒸发器2的材质可采用耐腐蚀的不锈钢材质，如316L、2205。
工艺系统中所有与废水或含盐浆液直接接触的设备部件，均应采用可耐氯离子腐蚀的材料，如烟道加热器1与蒸发器2之间、蒸发器2与循环蒸发泵6之间、盐浆泵7与增稠器5之间、增稠器5与蒸发器2之间、蒸发器2与换热器8之间的管道均由可耐氯离子腐蚀的材料制作而成的管道。
换热器8采用管壳式换热器，工艺水或冷却水走管程，蒸汽走壳程。换热器8可选用碳钢材质。蒸发器2、换热器3、增稠器5均在负压条件下运行，设备进行设计制造时，应考虑可承受-97kPa的真空度。由于废水浓缩后的浆液中含有大量固体、盐分，循环蒸发泵6和盐浆泵7应采用耐磨损，抗腐蚀的固体浆液输送泵。
利用上述装置处理脱硫废水的工艺流程如下：
第一步，将脱硫废水引入烟道加热器1内；
第二步，来自火电厂的热烟气与脱硫废水在烟道加热器1内进行换热，将脱硫废水被加热至80～85℃；
第三步，将加热后的脱硫废水引入蒸发器2；
第四步，在蒸发器2内，脱硫废水经真空闪蒸，得到水蒸气和经浓缩的含盐浆液，水蒸汽由蒸发器2顶部排出，经浓缩的含盐浆液由蒸发器2底部经盐浆泵7排出；
第五步，蒸发器2的部分含盐浆液由循环蒸发泵6输送至蒸发器2顶部，进一步蒸发；
第六步，由蒸发器2顶部排出的水蒸汽进入换热器3壳程，与管程的工艺水进行换热，经冷凝后，与工艺水合并返回脱硫工艺水系统，循环利用；
第七步，少量未冷凝蒸汽由换热器3顶部排出，经真空泵4排入大气；
第八步，由盐浆泵7排出的含盐浆液，进入增稠器5进一步浓缩；
第九步，增稠器5顶部底部浓缩后的固体产物中液体浓度小于20％，可直接排入脱硫石膏库。
第十步，增稠器5顶部的澄清液，返回蒸发器2。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种处理脱硫废水的装置，包括加热单元、蒸发器(2)、换热器(3)、真空泵(4)、增稠器(5)和盐浆泵(7)，其特征在于：所述加热单元与蒸发器(2)相连；所述蒸发器(2)的底端通过盐浆泵(7)与增稠器(5)的进口相连；所述增稠器(5)的顶端与蒸发器(2)的顶端相连；所述蒸发器(2)的顶端与换热器(3)的壳程入口相连，所述换热器(3)的顶部与真空泵(4)相连。
2.根据权利要求1所述的处理脱硫废水的装置，其特征在于：所述的加热单元为烟道加热器(1)、蒸汽加热器或电加热器中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的处理脱硫废水的装置，其特征在于：所述的烟道加热器(1)为翅片管式换热器，设置在脱硫废水的装置进口前的烟道内。
4.根据权利要求1所述的处理脱硫废水的装置，其特征在于：所述处理脱硫废水的装置还包括循环蒸发泵(6)，蒸发器(2)与循环蒸发泵(6)连接，所述循环蒸发泵(6)的进口与所述蒸发器(2)的底部和加热单元的出口相通，循环蒸发泵(6)的出口与蒸发器(2)的侧壁相通。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的处理脱硫废水的装置，其特征在于：所述的加热单元与蒸发器(2)之间、蒸发器(2)与循环蒸发泵之间、盐浆泵(7)与增稠器(5)之间、增稠器(5)与蒸发器(2)之间、蒸发器(2)与换热器(3)之间通过管道进行连接。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的处理脱硫废水的装置，其特征在于：所述的蒸发器(2)为单效或多效蒸发器。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的处理脱硫废水的装置，其特征在于：所述的换热器(3)为管壳式换热器。
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2015
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