CN206055665U - 一种利用烟气余热的脱硫废水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种利用烟气余热的脱硫废水处理装置包括锅炉、空预器、电除尘器、引风机、脱硫塔、烟囱通过烟气管道顺次连接，其还包括：烟气冷却器，设置于烟气管道上，该烟气冷却器包括二级烟气冷却器，设置于空预器与电除尘器之间,二级烟气冷却器的出水口至进水口依次通过第二管道、第三管道、第四管道、第一管道连接；循环泵设置于第四管道上；余热蒸发器的一次热侧通过管道与第三管道连通，余热蒸发器的二次热侧通过管道与余热分离器连通；以及余热分离器通过进料管道与进料泵连接。

Description

一种利用烟气余热的脱硫废水处理装置

技术领域

本实用新型涉及电力节能、环保领域，特别是涉及一种利用烟气余热的脱硫废水处理装置。

背景技术

随着社会对环境保护的日益重视，为了保护大气质量，火电厂基本都采用了烟气湿法脱硫技术。其中，石灰石湿法脱硫因具备技术成熟、效率高、运行可靠等优点被得到广泛应用。目前，湿法脱硫系统都存在废水排放问题，烟气脱硫设施建造后，排出的脱硫废水中的含盐量通常达到25000-45000mg/L，甚至高达60000mg/L。设计院的水平衡设计图中虽然通过回用“平衡”了该部分废水从而实现了废水零排放，但实际情况通常是脱硫废水量占火电厂废污水排放量的1/5-1/4，甚至可能高达1/3，掺混了脱硫废水的回用水中含盐量达到了5000-15000mg/L，该部分水如果回用，将会对系统设备造成严重的腐蚀，因此实际生产过程中这种掺混回用方式并不可行。以前部分电厂在生产过程中,将处理达标后的脱硫废水与循环冷却排污水掺混后随循环冷却排污水排放。循环冷却排污水由于热污染、盐份高等因素也将归类为废污水，这样混合排放也是不可行的。2015年4月国务院正式发布的《水污染防治行动计划》即《水十条》中,明确提出了典型工业废水零排放的要求。因此，火电厂落实深度节水和“废污水零排放”已成为必然选择。在新建电厂环评、环保验收等均明确要求必须实行废水零排放，不再留任何备用排放口，因此，环保压力促使电厂必须考虑零排放的问题。

目前国内常规比较成熟的脱硫废水处理方式是通过外部能源(蒸汽或电能)，经表面蒸发结晶，实现高含盐废水的盐份和水分的分离，水份回收利用，盐份结晶成固体(纯度较高可回收再利用)，但该种脱硫废水处理方式能耗和运行费用高。具体的该脱硫废水处理方式就是将经预处理含盐废水在调节池内混合，加入阻垢剂。然后开启原料液进料泵，物料由进料泵送入蒸汽多效蒸发装置，当各效物料液位达到设计液位后。此时，开启生蒸汽阀门，使生蒸汽进入多效蒸发器进行物料蒸发，生蒸汽和多次产生的二次蒸汽与物料进行热效交换后，物料中的水份不断被汽化成水蒸汽蒸发，而生蒸汽或二次蒸汽在进行换热后凝结成冷凝水。当物料达到设计蒸发浓度后，即被连续送入旋液分离器、分离，浓液部分进入垢污分离装置，旋液分离器上清液进入增稠器继续浓缩，达到设计浓度后，泵入切片机切片。

但是目前火电厂的锅炉空预器排烟温度一般都在120℃到160℃，仍然具有一定的余热回收价值。因此，如果能够对锅炉空预器出口的烟气余热进行回收，并利用该烟气余热蒸发湿法脱硫产生的废水，不仅降低脱硫废水处理的能耗及运行成本，同时起到环境保护、节约水资源的作用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种利用烟气余热的脱硫废水处理装置，利用锅炉空预器的排烟余热来蒸发脱硫废水，降低电除尘器入口的烟气温度，提高除尘效率。

本实用新型解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本实用新型公开一种利用烟气余热的脱硫废水处理装置，包括锅炉(20)、空预器、电除尘器、引风机、脱硫塔、烟囱通过烟气管道顺次连接，其还包括：烟气冷却器，设置于烟气管道上，该烟气冷却器包括二级烟气冷却器，设置于空预器与电除尘器之间,二级烟气冷却器的出水口至进水口依次通过第二管道、第三管道、第四管道、第一管道连接，循环泵设置于第四管道上；余热蒸发器的一次热侧通过管道与第三管道连通，余热蒸发器的二次热侧通过管道与余热分离器连通；以及余热分离器通过进料管道与进料泵连接。

本实用新型解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

上述的脱硫废水处理装置，所述烟气冷却器还包括设置于所述引风机与所述脱硫塔之间的一级烟气冷却器，所述二级烟气冷却器进水口与一级烟气冷却器出水口通过所述第一管道连接，所述二级烟气冷却器出水口与一级烟气冷却器进水口依次通过所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道连接。

上述的脱硫废水处理装置，所述烟气冷却器或者包括一级烟气冷却器，一级烟气冷却器设置于所述引风机与所述脱硫塔之间，一级烟气冷却器的出水口至进水口依次通过所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道连接。

上述的脱硫废水处理装置，所述第四管道上设有进水口，在进水口与所述循环泵之间设有进水隔离门；在第三管道上设有出水管道，在出水管道上依次设有回水流量调节阀及出水口。

上述的脱硫废水处理装置，其特征在于，所述余热蒸发器一次热侧设有一次热进水管、一次热出水管分别与所述第三管道连通；所述余热蒸发器二次热侧设有二次热进水管、二次热出水管，其中二次热进水管通过余热浆液循环泵与所述余热分离器连通，二次热出水管与所述余热分离器连通。

上述的脱硫废水处理装置，其特征在于，所述一次热进水管上设有第一进水隔离门，所述一次热出水管上设有第一出水隔离门，所述二次热进水管上设有第二进水隔离门，二次热出水管上设有第二出水隔离门；在所述一次热进水管及所述一次热出水管之间的所述第三管道上设有流量调节阀，所述余热浆液循环泵通过第五管道依次与出料隔离门、去蒸稠工序接点连接。

上述的脱硫废水处理装置，其特征在于，所述余热分离器与二次蒸汽冷凝器的二次蒸汽管道连通；所述余热分离器与所述进料泵之间设有供料隔离门。

上述的脱硫废水处理装置，其特征在于，烟气冷却器的换热管采用翅片管或光管。

上述的脱硫废水处理装置，其特征在于，所述翅片采用螺旋翅片管、H型翅片管。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型一种利用烟气余热的脱硫废水处理装置至少具有下列优点及有益效果：

一、本实用新型通过对锅炉空预器的排烟余热进行回收，并将回收的余热用于蒸发脱硫产生的废水，减少脱硫废水处理能耗及运行成本，避免废水直排，对环境的污染及水资源的浪费。将废水中的水和盐分别回收，达到节约水资源、环保的作用。

二、本实用新型通过降低电除尘器入口温度，提高电除尘器的除尘效率，减少粉尘排放，达到环保的目的。

三、本实用新型通过降低烟气温度，降低了脱硫塔的蒸发量，达到了节水的目的。

四、本实用新型通过回收空预器出口的烟气余热用于加热凝结水(或其他介质)，产生一定的经济效益。

五、本实用新型结构简单、运行平稳、安全可靠。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的示意图。

【主要组件符号说明】

20：锅炉 21：空预器

22：电除尘器 23：引风机

24：脱硫塔 25：烟囱

1：二级烟气冷却器 2：一级烟气冷却器

3：循环泵 4：流量调节阀

5：第一进水隔离门 6：第一出水隔离门

7：进水隔离门 8：回水流量调节阀

9：余热蒸发器 10：第二进水隔离门

11：第二出水隔离门 12：进料泵

13：供料隔离门 14：余热分离器

15：余热浆液循环泵 16：出料隔离门

17：二次蒸汽冷凝器

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种利用烟气余热的脱硫废水处理装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1所示，是本实用新型一种利用烟气余热的脱硫废水处理装置的一较佳实例的示意图。

本实用新型包括锅炉20、空预器21、电除尘器22、引风机23、脱硫塔24、烟囱25顺次连接，其还包括：二级烟气冷却器1、循环泵3、余热蒸发器9、余热分离器14。

本实用新型可以单独在空预器21与电除尘器22之间设置二级烟气冷却器1，二级烟气冷却器1的出水口至进水口依次通过第二管道c、第三管道d、第四管道a、第一管道b连接。或者单独在引风机23与脱硫塔24之间的烟道上设置一级烟气冷却器2，一级烟气冷却器2的出水口至进水口依次通过第一管道b、第二管道c、第三管道d、第四管道a连接。也可以同时设置一级烟气冷却器2、二级烟气冷却器1。二级烟气冷却器1布置在空预器21与电除尘器22之间的烟道上，一级烟气冷却器2布置在引风机23与脱硫塔24之间的烟道上。一级烟气冷却器2、二级烟气冷却器1的出水口至进水口依次通过第一管道b、第二管道c、第三管道d、第四管道a连接

本实用新型一较佳实施例采用同时设置二级烟气冷却器1、一级烟气冷却器2。通过二级烟气冷却器1使进入电除尘器22的烟气的温度降低，体积流量减少，使烟气在电除尘器22中的流速降低，从而提高电除尘器的除尘效率，减少飞灰排放。另外，由于绝大多数飞灰，在此温度段，随着温度降低，飞灰比电阻也随之降低，飞灰更容易被电除尘器捕捉，因此电除尘器22的除尘效率可以被进一步提高。同时，一级烟气冷却器2的设置降低进入脱硫塔24的烟气温度减少脱硫塔24中的蒸发量，节约工业用水。

如图1所示，二级烟气冷却器1进水口与一级烟气冷却器2出水口通过第一管道b连接，二级烟气冷却器1出水口与一级烟气冷却器2进水口依次通过第二管道c、第三管道d、第四管道a连接。使二级烟气冷却器1、一级烟气冷却器2形成串联管路，实现对空预器21出口的烟气余热回收，并利用空预器21的排烟余热来蒸发脱硫废水。

循环泵3设置于第四管道a上，该第四管道a上设有进水口A，此进水口A为系统总进水口。在进水口A与循环泵3之间设有进水隔离门7。在第三管道d上设有出水管道h，在出水管道h上依次设有回水流量调节阀8及出水口B。回水流量调节阀8主要控制系统进回水流量，出水口B为系统总出水口。

余热蒸发器9一次热侧作为第三管道d的旁路，设有一次热进水管e、一次热出水管f分别与第三管道d连通。余热蒸发器9二次热侧设有二次热进水管e1、二次热出水管f1，其中二次热进水管e1通过余热浆液循环泵15与余热分离器14连通，二次热出水管f1与余热分离器14连通。

余热分离器14通过进料管道g与进料泵12连接。进料泵12用于系统补充脱硫废水的作用。进料泵12与总进料接点C连接。余热分离器14与二次蒸汽冷凝器17的二次蒸汽管道s连通。二次蒸汽冷凝器17将产生的二次蒸汽进行冷凝。余热分离器14与进料泵12之间设有供料隔离门13。

余热浆液循环泵15通过第五管道g1依次与出料隔离门16、去蒸稠工序接点D连接。

二级烟气冷却器1、一级烟气冷却器2的冷却介质可以采用凝结水或其他介质，可以采用开式系统或闭式系统。二级烟气冷却器1、一级烟气冷却器2利用热媒水吸收空预器21出口排烟余热。加热后的热媒水一部分在循环泵3的推动下通过余热蒸发器9的一次热进水管e进入余热蒸发器9。进入余热蒸发器9的热水加热从脱硫产生的废水，并在余热蒸发器9内被冷却为冷水。冷水在循环泵3的推动下从余热蒸发器9的一次热出水管f通过第四管道a进入一级烟气冷却器1的进水口，该部分冷水循环利用，其余部分的热水回到低加系统或供热系统。

本实用新型还包括一次热进水管e上设有第一进水隔离门5，一次热出水管f上设有第一出水隔离门6，二次热进水管e1上设有第二进水隔离门10，二次热出水管f1上设有第二出水隔离门11。在一次热进水管e及一次热出水管f之间的第三管道d上设有流量调节阀4，用于控制余热蒸发器9的水流量。

本实用新型将脱硫产生的废水在余热蒸发器9中加热到90℃以上，通过二次热出水管f1进入余热分离器14。在真空泵(图中未显示)的作用下，余热分离器14形成真空。废水进入余热分离器14，在真空作用下，废水刚进入分离室即被闪蒸，提高蒸发效率。脱硫废水中一部分水被蒸发，脱硫废水浓度增加。在余热浆液循环泵15的作用下蒸发后的脱硫废水通过二次热进水管e1进入余热蒸发器9再次加热后，经过二次热出水管f1进入余热分离器14再次蒸发，如此循环不断蒸发，不断浓缩，直到达到设计浓度。达到设计浓度的废水通过第五管道g1进入与去蒸稠接点D连接的去蒸稠分离器，这种利用烟气余热蒸发脱硫废水的方式，可以大大降低能耗及运行成本。

很多火力发电机组的排烟温度较高(≥140℃)，例如当机组处于夏季工况或高负荷工况时，此时热媒水回收的热量较多，例如热媒水可将烟气温度降低到90℃左右，以提高除尘效率。将一部分热水用于蒸发脱硫废水，其余部分用于加热凝结水(或其他介质，例如：热网一次水、生活热水、电厂补水等)，都可以获得不同的经济效益，实现节能与环保的综合利用。

在火力发电机组处于启动工况、冬季工况、极低负荷或利用烟气余热的脱硫废水处理装置事故工况，二级烟气冷却器1、一级烟气冷却器2回收的热量不足时，可以暂时停运余热蒸发器9，通过辅助蒸汽作为热源。脱硫废水通过蒸汽多效蒸发装置18进行废水处理，保证实现脱硫废水处理的目的。蒸汽多效蒸发装置18是本实用新型的备用系统。在利用烟气余热的脱硫废水处理装置故障时，启用该备用系统。在蒸汽多效蒸发装置18上预留有多个接口用于备用，其中第一接口F为某一效蒸发器浆液入口预留接口并通过管道与余热浆液循环泵15连接。第二接口E为某一效蒸发器浆液出口预留接口并通过管道与余热分离器14连接。第三接口G为备用系统供料预留接口并通过管道与进料泵12连接。第四接口H为备用系统与余热分离器供料预留接口并通过管道与余热分离器14连接。

如图1所示，当余热蒸发器9退出运行时，进料泵12通过废水调节池C取废水，废水通过第三接口G对蒸汽多效蒸发装置18进行供料，通过蒸汽多效蒸发装置18对脱硫废水不断浓缩，最终达到设计浓度，进入蒸稠工序。

蒸汽多效蒸发装置18的一次蒸汽通过蒸汽调节阀进行流量控制，经过一效蒸发器冷凝后的高温水可以通过预热器进行热量回收。

本实用新型的烟气冷却器为烟气-水热交换器，换热管采用螺旋翅片管、H型翅片管、其他形式的翅片管或光管，热媒水在换热管内流动，烟气在换热管外流动。采用翅片管或其他形式的外表带扩展受热面的换热管，可以强化烟气侧换热，使烟气冷却器的结构更紧凑。

本实用新型的余热蒸发器为水-水热交换器，其中一次热(高温热媒水)走壳程从而通过一次热出水管f、一次热进水管e，物料(脱硫废水)走管程从而通过二次热出水管f1、二次热进水管e1。

本实用新型的控制系统主要通过水侧流量调节完成，主要调节装置为循环泵3为变频循环水泵、回水流量调节阀8、流量调节阀4即为热媒水旁路流量调节阀。

本实用新型的热控测点，包含热电阻、压力变送器、差压变动器、流量计、泄漏检测等，包括配套调节设备均可接入发电机组的DCS系统，实现自动化控制。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种利用烟气余热的脱硫废水处理装置，包括锅炉(20)、空预器(21)、电除尘器(22)、引风机(23)、脱硫塔(24)、烟囱(25)通过烟气管道顺次连接，其特征在于，其还包括：

烟气冷却器，设置于烟气管道上，该烟气冷却器包括二级烟气冷却器(1)，设置于空预器(21)与电除尘器(22)之间,二级烟气冷却器(1)的出水口至进水口依次通过第二管道(c)、第三管道(d)、第四管道(a)、第一管道(b)连接；

循环泵(3)设置于第四管道(a)上；

余热蒸发器(9)的一次热侧通过管道与第三管道(d)连通，余热蒸发器(9)的二次热侧通过管道与余热分离器(14)连通；

以及余热分离器(14)通过进料管道(g)与进料泵(12)连接。

2.根据权利要求1所述的脱硫废水处理装置，其特征在于，所述烟气冷却器还包括设置于所述引风机(23)与所述脱硫塔(24)之间的一级烟气冷却器(2)，所述二级烟气冷却器(1)进水口与一级烟气冷却器(2)出水口通过所述第一管道(b)连接，所述二级烟气冷却器(1)出水口与一级烟气冷却器(2)进水口依次通过所述第二管道(c)、所述第三管道(d)、所述第四管道(a)连接。

3.根据权利要求1所述的脱硫废水处理装置，其特征在于，所述烟气冷却器或者包括一级烟气冷却器(2)，一级烟气冷却器(2)设置于所述引风机(23)与所述脱硫塔(24)之间，一级烟气冷却器(2)的出水口至进水口依次通过所述第一管道(b)、所述第二管道(c)、所述第三管道(d)、所述第四管道(a)连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的脱硫废水处理装置，其特征在于，所述第四管道(a)上设有进水口(A)，在进水口(A)与所述循环泵(3)之间设有进水隔离门(7)；

在第三管道(d)上设有出水管道(h)，在出水管道(h)上依次设有回水流量调节阀(8)及出水口(B)。

5.根据权利要求1-3任一项所述的脱硫废水处理装置，其特征在于，所述余热蒸发器(9)一次热侧设有一次热进水管(e)、一次热出水管(f)分别与所述第三管道(d)连通；

所述余热蒸发器(9)二次热侧设有二次热进水管(e1)、二次热出水管(f1)，其中二次热进水管(e1)通过余热浆液循环泵(15)与所述余热分离器(14)连通，二次热出水管(f1)与所述余热分离器(14)连通。

6.根据权利要求5所述的脱硫废水处理装置，其特征在于，所述一次热进水管(e)上设有第一进水隔离门(5)，所述一次热出水管(f)上设有第一出水隔离门(6)，所述二次热进水管(e1)上设有第二进水隔离门(10)，二次热出水管(f1)上设有第二出水隔离门(11)；

在所述一次热进水管(e)及所述一次热出水管(f)之间的所述第三管道(d)上设有流量调节阀(4)；

所述余热浆液循环泵(15)通过第五管道(g1)依次与出料隔离门(16)、去蒸稠工序接点(D)连接。

7.根据权利要求1-3任一项所述的脱硫废水处理装置，其特征在于，所述余热分离器(14)与二次蒸汽冷凝器(17)的二次蒸汽管道(s)连通；

所述余热分离器(14)与所述进料泵(12)之间设有供料隔离门(13)。

8.根据权利要求1-3任一项所述的脱硫废水处理装置，其特征在于，烟气冷却器的换热管采用翅片管或光管。

9.根据权利要求8所述的脱硫废水处理装置，其特征在于，所述翅片采用螺旋翅片管、H型翅片管。