CN207108542U - 一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置，包括蒸汽预热器、烟气换热器和闪蒸器，所述蒸汽预热器的管程入口与脱硫废水连接，所述蒸汽预热器的管程出口与烟气换热器的管程入口连接，所述烟气换热器的壳程入口与高温烟气段连接，所述烟气换热器的壳程出口与低温烟气段连接，所述烟气换热器的管程出口与闪蒸器连接，所述闪蒸器的蒸汽出口与蒸汽预热器的壳程入口连接。本实用新型利用低品位的烟气余热代替高品位蒸汽和电能作为换热器热源，加热脱硫废水，同时利用闪蒸蒸汽对脱硫废水进行预热，不需额外消耗能量，大幅降低系统运行维护费用。

Description

一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，涉及一种脱硫废水节能、分盐处理零排放技术，具体涉及一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置。

背景技术

近年来，我国火电厂新建的脱硫工艺中，石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统占了近90％，该系统要稳定工作，系统的氯离子含量必须保持在20000ppm以下，为保证系统的氯离子平衡，必须要定时向系统掺入一定量的工艺水，因此该系统不可避免会产生脱硫废水。该废水成分复杂，且具有强腐蚀性，水质比较特殊，主要表现在以下几个方面：(1)废水呈弱酸性，PH为4～6；(2)悬浮物含量高，但颗粒细小，主要成份是石膏，其次还有来自烟气的飞灰、脱硫过程中加入的碳酸钙以及亚硫酸钙等；(3)废水中含有可溶性的氯化物、氟化物等，氟化物含量一般超过50mg/L；(4)废水中含有Pb、Cd、Cr、Ni、Hg、Co、Cu、Al、Zn、Mn等重金属元素，其中大部分是火电厂现行污水排放标准中限制的重金属元素；(5)从水质指标看，脱硫废水中化学耗氧量(COD)也是超标项目之一。由此带来的脱硫废水处理问题也成为火力发电厂设计、生产和科研中的一个新问题。

目前，火力发电厂脱硫废水的处理方法有三联箱化学沉淀法、用于水力除渣系统、排至除灰系统、流化床工艺、蒸发结晶工艺、膜浓缩工艺和烟道气蒸发工艺等。三联箱化学沉淀法应用最广泛，但其装置庞大、系统复杂、药剂消耗量大、处理成本高，且处理后氯离子浓度依旧较高，致使火电厂三联箱系统闲置率较高。除灰及除渣系统能利用的脱硫废水量较小，且只适用于设置水力除灰系统的电厂，使用范围较窄。蒸发结晶与膜浓缩等深度处理工艺，因运行与维护成本高，限制了其推广应用。现有的烟道余热蒸发结晶工艺将脱硫废水直接雾化后喷入烟道中，会形成含湿量较高的结晶盐，容易在烟道上沉积，腐蚀烟道，严重时会堵塞烟道；而且废水喷入烟道的过程需要精确控制，否则雾滴进入电除尘前蒸发不完全，会导致除尘器电极腐蚀严重，影响除尘效率。

申请号为201610031262.3的中国发明专利申请公开了一种利用烟气余热处理脱硫废水的装置，其将脱硫废水先利用电除尘后烟气余热蒸发浓缩，再喷入电除尘前高温烟气段，水分蒸发后进入烟气中，结晶盐析出被除尘器捕获进入粉煤灰中，实现脱硫废水零排放。该装置节省了常规化学沉淀法所需添加的化学药剂，利用烟气余热蒸发，大幅降低运行成本，但是，结晶盐含湿量高，容易在烟道上沉积，腐蚀烟道，另外，废水进入电除尘前蒸发不完全，会导致除尘器电极腐蚀严重，影响除尘效率，结晶盐进入粉煤灰中影响粉煤灰性质，也无法实现结晶盐回收利用。

申请号为2015109556084的中国发明专利申请公开了一种基于烟气余热蒸发脱硫废水零排放处理方法，其包括预处理系统、膜过滤系统和烟气旁路蒸发零排放系统三部分，脱硫废水经过预处理、膜浓缩后进入旁路烟气蒸发塔，水蒸气随烟气进入脱硫吸收塔，结晶盐随粉煤灰外排。该方法采用烟道余热进行蒸发，运行费用低，但同样存在烟道和电极腐蚀、结晶盐无法回收等问题。

公开号为CN105084626A的中国发明专利申请公开了一种废水零排放蒸发处理系统，它采用多效蒸发处理技术，结构简单，能实现分盐和防腐，但该系统需以高品位的高温蒸汽作为热源，能耗大，投资运行费用高。

公告号为CN205556348U的中国实用新型专利公开了一种脱硫废水零排放处理装置，其包括预处理、膜浓缩和蒸发结晶三部分，采用分盐处理技术能获得高品质结晶盐，不存在烟道腐蚀等问题，但是蒸发结晶部分需消耗高品位的蒸汽或电能，运行成本较高。

综上可知，现有脱硫废水处理技术主要存在以下问题：

1)现有脱硫废水零排放技术蒸发结晶过程多采用多效蒸发结晶或者采用MVR技术，消耗大量高品位蒸汽或者电能，运行与维护成本偏高；

2)现有的烟道余热蒸发结晶技术将脱硫废水直接喷入高温烟道内，雾滴中氯离子浓度较高，蒸发不完全容易导致烟道和除尘电极腐蚀，严重时会造成烟道堵塞，此外，结晶盐在电除尘中被捕获进入粉煤灰中，影响粉煤灰特性，且遇水溶解形成二次污染，也无法实现结晶盐回收利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置，它能同时解决脱硫废水零排放过程节能、防腐和副产物结晶盐回收利用三方面的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置，该装置包括蒸汽预热器、烟气换热器和闪蒸器，所述蒸汽预热器的管程入口与脱硫废水连接，所述蒸汽预热器的管程出口与烟气换热器的管程入口连接，所述烟气换热器的壳程入口与高温烟气段连接，所述烟气换热器的壳程出口与低温烟气段连接，所述烟气换热器的管程出口与闪蒸器连接，所述闪蒸器的蒸汽出口与蒸汽预热器的壳程入口连接。

按上述技术方案，所述烟气换热器设置于高温烟道内部，所述烟气换热器的壳程入口和壳程出口顺着高温烟道内高温烟气的流向布置。

按上述技术方案，所述烟气换热器设置于高温烟道外部，所述烟气换热器的壳程入口通过管道与高温烟道连接，所述烟气换热器的壳程出口与外部大气连接。

按上述技术方案，所述蒸汽预热器的管程出口与烟气换热器的管程入口之间设置有循环泵。

按上述技术方案，所述闪蒸器的底部通过循环泵与增稠器的进口连接。

按上述技术方案，所述烟气换热器为套管式换热器、管壳式换热器或夹套式换热器。

按上述技术方案，所述烟气换热器的材质为合金不锈钢。

按上述技术方案，所述蒸汽预热器为套管式换热器、管壳式换热器或夹套式换热器。

按上述技术方案，所述蒸汽预热器的材质为合金不锈钢。

本实用新型，具有以下有益效果：本实用新型通过设置蒸汽预热器、烟气换热器和闪蒸器，使预处理后的脱硫废水经蒸汽预热器预热、烟气换热器加热升温后进入闪蒸器蒸发结晶，析出副产品结晶盐。本实用新型利用低品位的烟气余热代替高品位蒸汽和电能作为烟气换热器的热源加热脱硫废水，高温原烟气在烟气换热器中与脱硫废水换热回收热量后直接排放，可以充分回收低品位的热源，而且采用烟气换热器间接换热，脱硫废水与烟气不直接接触，既避免了烟气中杂质对结晶盐的污染，也防止了结晶盐进入粉煤灰后形成二次污染，避免了脱硫废水中氯离子对烟道和除尘电极的腐蚀；同时利用闪蒸器上部产生的蒸汽作为蒸汽预热器的热源对脱硫废水进行预热，实现蒸汽二次利用，充分回收热量，不需额外消耗能量，可以大幅降低系统运行维护费用；此外，闪蒸器是蒸发结晶的主要场所，下部析出副产品结晶盐，对于采用了分盐处理的脱硫废水能获得高纯度结晶盐，达到一级工业盐标准，结晶盐氯化钠含量>98.5％。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图中：1-蒸汽预热器、2-烟气换热器、3-闪蒸器、4-循环泵、5-增稠器、6-回用水箱。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的较佳实施例中，如图1所示，一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置，该装置包括蒸汽预热器1、烟气换热器2和闪蒸器3，蒸汽预热器1的管程入口与脱硫废水连接，蒸汽预热器1的管程出口与烟气换热器2的管程入口连接，烟气换热器2的壳程入口与高温烟气段连接，烟气换热器2的壳程出口与低温烟气段连接，烟气换热器2的管程出口与闪蒸器3连接，闪蒸器3的蒸汽出口与蒸汽预热器1的壳程入口连接，其中，蒸汽预热器1的壳程出口可连接回用水箱6，以回收冷凝水。

在本实用新型的优选实施例中，烟气换热器设置于高温烟道内部，烟气换热器的壳程入口和壳程出口顺着高温烟道内高温烟气的流向布置，废水走管程，烟气走壳程。

在本实用新型的优选实施例中，烟气换热器设置于高温烟道外部，烟气换热器的壳程入口通过管道与高温烟道连接，将部分高温烟气引出作为热源间接换热，烟气换热器的壳程出口与外部大气连接。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，蒸汽预热器1的管程出口与烟气换热器2的管程入口之间设置有循环泵4。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，闪蒸器3的底部通过循环泵4与增稠器5的进口连接。

在本实用新型的优选实施例中，烟气换热器为套管式换热器、管壳式换热器或夹套式换热器。

在本实用新型的优选实施例中，烟气换热器的材质为合金不锈钢，可以抗腐蚀材料，保证系统长期稳定运行。

在本实用新型的优选实施例中，蒸汽预热器为套管式换热器、管壳式换热器或夹套式换热器。

在本实用新型的优选实施例中，蒸汽预热器的材质为合金不锈钢，可以抗腐蚀材料，保证系统长期稳定运行。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置，其特征在于，该装置包括蒸汽预热器、烟气换热器和闪蒸器，所述蒸汽预热器的管程入口与脱硫废水连接，所述蒸汽预热器的管程出口与烟气换热器的管程入口连接，所述烟气换热器的壳程入口与高温烟气段连接，所述烟气换热器的壳程出口与低温烟气段连接，所述烟气换热器的管程出口与闪蒸器连接，所述闪蒸器的蒸汽出口与蒸汽预热器的壳程入口连接。

2.根据权利要求1所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置，其特征在于，所述烟气换热器设置于高温烟道内部，所述烟气换热器的壳程入口和壳程出口顺着高温烟道内高温烟气的流向布置。

3.根据权利要求1所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置，其特征在于，所述烟气换热器设置于高温烟道外部，所述烟气换热器的壳程入口通过管道与高温烟道连接，所述烟气换热器的壳程出口与外部大气连接。

4.根据权利要求1所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置，其特征在于，所述蒸汽预热器的管程出口与烟气换热器的管程入口之间设置有循环泵。

5.根据权利要求1所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置，其特征在于，所述闪蒸器的底部通过循环泵与增稠器的进口连接。

6.根据权利要求1所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置，其特征在于，所述烟气换热器为套管式换热器、管壳式换热器或夹套式换热器。

7.根据权利要求1或6所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置，其特征在于，所述烟气换热器的材质为合金不锈钢。

8.根据权利要求1所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置，其特征在于，所述蒸汽预热器为套管式换热器、管壳式换热器或夹套式换热器。

9.根据权利要求1或8所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的结晶装置，其特征在于，所述蒸汽预热器的材质为合金不锈钢。