CN207738568U - 一种燃煤电厂脱硫废水零排放系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃煤电厂脱硫废水零排放系统，使用方法是将湿法脱硫后产生的废水通过三联箱技术简单预处理后，加入少量Ca(OH)₂浆液混合均匀后通过喷雾干燥塔的旋转雾化器，雾化成平均粒径10~60mm的细雾滴喷入干燥塔内，利用空预器前锅炉的高温烟气作为热源，在喷雾干燥塔内将废水蒸发，水分进入烟气中，废水中的盐类干燥后被收集下来，达到脱硫废水零排放的目的，本实用新型主要目的是将原来脱硫后直接排放的废水进行蒸发、收集，在脱硫后增加了废水治理、小型预除尘工序，真正实现零排放，电除尘器除尘后的粉煤灰品质高，便于回收利用；而且成本低，效率高，便于推广。

Description

一种燃煤电厂脱硫废水零排放系统

技术领域

本发明涉及燃煤电厂脱硫废水处理领域，具体涉及一种适用于燃煤电厂脱硫废水零排放系统。

背景技术

燃煤电厂是我国工业用水的大户，其用水量和排水量十分巨大，工业用水中约40%用于燃煤电厂，燃煤电厂每年的排放量约占全国工业企业排放量的10%。我国对燃煤电厂废水治理的研究起步较晚，但随着环境保护相关法律和监管越来越严格，燃煤电厂废水“零排放”越来越多地被提及。

2006年颁布的《火力发电厂废水治理设计技术规程》明确指出，火电厂的脱硫废水处理设施要单独设置，优先考虑处理回用，不设排放口，必须实现废水“零排放”。2015年4月发布的《水污染行动计划》指出，国家将强化各类水污染的治理力度，全面控制污染物排放，燃煤电厂脱硫废水因成分复杂、含有重金属引起业界关注。2016年11月出台的《控制污染物排放许可制实施方案》更是率先指出对火电、造纸行业企业核发排污许可证。同月，国务院发布《“十三五”生态环境保护规划》，指出电力、造纸、印染等高耗水行业应大幅降低污染物排放强度，达到先进定额标准。2017年1月11日，环保部又印发了《火电厂污染防治技术政策》。

近年政府部门密集发布的环保政策表明，党中央、国务院高度重视生态环境保护工作，火力发电厂作为耗水大户在水资源约束与排放限制方面的压力陡然上升，加快落实深度节水和废污水“零排放”已成为必然选择。随着环保技术的不断进步以及环保理念的革新，一些走在前列的燃煤电厂开始超前布局、合理规划，不惜在环保上投入大量资金。但即便如此，目前国内真正实现废水“零排放”的燃煤电厂仍然屈指可数。

究其缘由，一方面，由于燃煤电厂废水“零排放”的处理难点——脱硫废水水质具有浊度大、硬度高、重金属含量高、氯离子含量超高、易结垢、易腐蚀等特点，处理难度大；另一方面，市面上现普遍采用的脱硫废水治理技术，在可靠性、经济性上的表现不尽人意。例如此前大多数电厂采用的三联箱技术虽工艺简单、投资造价较低，却无法满足全厂废水“零排放”的环保要求。

当前，国内火电厂脱硫废水“零排放”技术仍处于研发和初步应用阶段，归纳起来主要有两条工艺路线：一条是以水处理方式实现“零排放”的工艺路线，即“预处理软化+膜浓缩减量+蒸发结晶”技术。该技术较为成熟、运行稳定，已有部分成功运行案例且不对电厂发电生产造成任何影响，但其投资和运行费用太高，处理过程中易产生较多固体废弃物，这些固体废弃物里含有氯离子、硫酸根等有毒成分，回收以后再利用前还需要再次分离处理，增加成本，造成现在燃煤电厂废气处理后的固体废弃物无人回收，减少企业效益；另一条是以烟气余热方式实现“零排放”的工艺路线，即“预处理+烟道喷雾干燥”技术。其优点是投资和运行费用较低，但技术还未成形、废水蒸发不完全，易对烟道造成腐蚀和积灰堵塞，目前尚未有成功运行案例且对电厂发电生产造成影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种燃煤电厂脱硫废水零排放系统，其工艺组成简单，技术可靠性高，一次投入及运行成本相对较低，处理后的固体废弃物达标，提高经济效益。

为达到上述目的，本发明提供了一种燃煤电厂脱硫废水零排放系统，锅炉依次连接脱硝反应器、空预器、电除尘器、湿法脱硫装置、烟囱；所述湿法脱硫装置的出水口通过三联箱装置、废水箱、高位给料箱连接喷雾干燥塔，废水箱与浆液箱连通，所述脱硝反应器与空预器之间设有支管一连接喷雾干燥塔，空预器与电除尘器之间设有支管二连接喷雾干燥塔，支管二上设有烟气加热装置，喷雾干燥塔与电除尘器之间设有预除尘器，预除尘器下方设有废渣处理装置。

优选地，三联箱装置包括中和箱、反应箱和絮凝箱。

优选地，喷雾干燥塔上端布置有核心设备旋转雾化器。

优选地，喷雾干燥塔进出口烟道设置进口挡板和出口挡板，进口挡板采用调节型执行结构，根据喷雾干燥系统出口烟道温度调节进入本系统的烟气量，出口挡板采用开关型执行结构。

优选地，所述喷雾干燥塔的工作温度总是在酸露点温度以上，塔体及烟道等与烟气介质接触的材料采用普通碳钢，与脱硫废水接触的雾化器采用哈氏合金材质。

优选地，所述喷雾干燥塔直通端采用不锈钢，锥体收尘端采用碳钢，喷雾干燥塔本体外壁采用保温棉岩保温。

优选地，所述高位给料箱连接工艺水箱。

优选地，所述电除尘器与湿法脱硫装置之间设有风机。

优选地，所述废水箱与高位给料箱之间设有废水输送泵。

优选地，所述烟气加热装置上设有调节阀门。

本发明给出一种燃煤电厂脱硫废水零排放方法，湿法脱硫后产生的废水通过三联箱技术简单预处理后，加入少量Ca(OH)₂浆液混合均匀后通过喷雾干燥塔的旋转雾化器，雾化成平均粒径10~60mm的细雾滴喷入干燥塔内，利用空预器前锅炉的高温烟气（350℃左右）作为热源，在喷雾干燥塔内将废水蒸发，水分进入烟气中，废水中的盐类干燥后被收集下来，达到脱硫废水零排放的目的。

优选地，所述适用于燃煤电厂脱硫废水零排放的方法还包括步骤：同时从空预器后引出一部分中低温烟气（120℃左右），通过烟气加热装置后引入高温烟气烟道混合后进入喷雾干燥塔。当电厂运行负荷降低时，直接从空预器前抽取烟气对电厂煤耗等影响较大，通过引入中低温烟气适当加热后补充进高温烟气，同时减少高温烟气的抽取，从而降低对电厂锅炉效率的影响。

优选地，所述适用于燃煤电厂脱硫废水零排放的方法还包括步骤：在喷雾干燥塔与电厂原电除尘器之间加装小型预除尘器装置，用以收集喷雾干燥后烟气中的盐类等物质，收集的物质与喷雾干燥塔底部收集的物质一起，输送至废渣处置装置，共同作为危废单独处理，电除尘器处理后的粉煤灰不掺杂有害离子，可以直接回收利用，提高企业经济效益。

优选地，所述喷雾干燥塔处理脱硫废水前，先用工艺水代替使用，待系统正常后，再切入脱硫废水，喷雾干燥塔停运前，也用工艺水运行一段时间，清洗高速雾化器，同时清洗脱硫废水管道及泵等，避免设备的腐蚀。

优选地，所述脱硫废水经预处理后，再加入少量Ca(OH)₂浆液调质后，管道输送至脱硫废水处理系统中的废水箱，再输送至高位给料箱，自流进入喷雾干燥塔，其中Ca(OH)₂浆液浓度在5%~25%。

优选地，为避免腐蚀，脱硫废水流经的输送管道采用玻璃鳞片衬里防腐，玻璃鳞片厚度2.0~3.5mm；在喷雾干燥塔内壁加厚防腐，采用玻璃鳞片衬里，外加玻纤布增强，玻璃鳞片厚度1.5~3.0mm，玻纤布1~2层，厚度在0.2~0.6mm。

综上所述，本发明的适用于燃煤电厂脱硫废水零排放的系统及方法可以实现以下有益效果：

（1）本发明能够真正实现脱硫废水零排放，将废水通过热烟气蒸发收集，废水蒸发后烟气中水分含量增加，烟气中颗粒物比电阻降低，荷电量增大，从而提高电厂原除尘器除尘效率；同时间接补充烟气中的水分，减少后续湿法脱硫装置的耗水量和废水产生量，实现良性循环；

（2）本发明采取中低温烟气加热补充热源，避免单一抽取空预器前的高温热烟气对锅炉效率的影响，不影响电厂的正常生产经营，从而更容易被电厂接受；

（3）本发明工艺流程简单，利用原烟气热量能耗较低，与传统“蒸发结晶”技术相比，较其一次性投入及运行成本均能降低50%以上，大大缓解燃煤电厂经营压力，减少社会减排成本，经济性明显；

（4）本发明在喷雾干燥后单独设置小型预除尘装置，用以收集喷雾干燥后烟气中的有害盐类物质，降低原电除尘器的除尘压力，避免对原电除尘器粉煤灰品质的影响，提高电厂的经营收入；

（5）通过在废水里加入的石灰浆，加快干燥速度，还可以协同脱除烟气中的SO₂、SO₃，提高效率。

附图说明

图1是本发明专利实施的结构示意图。

附图标记列表：

1、锅炉，2、脱硝反应器，3、空预器，4、喷雾干燥塔，5、烟气加热装置，6、调节阀门，7、预除尘器，8、废渣处理装置，9、电除尘器，10、风机，11、湿法脱硫装置，12、烟囱，13、三联箱装置，14、废水箱，15、浆液箱；16、废水输送泵；17、高位给料箱，18、工艺水箱，19、支管一，20、支管二。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细描述，如图1所示，其具体工艺如下：

（1）利用三联箱装置13对脱硫废水进行预处理，预处理具体包括的步骤有：中和调节脱硫废水的pH值得到碱性脱硫废水；使碱性脱硫废水中的化合物以固体形式沉淀，并得到上层清液；使上层清液与药剂反应，且使反应后生成的悬浮物和沉淀物絮凝沉淀；

（2）脱硫废水预处理后废水进入废水箱14，在浆液箱15内调制浓度在5%~25%的Ca(OH)₂浆液，将Ca(OH)₂浆液与脱硫废水充分混合；

（3）充分混合后的脱硫废水再输送至高位给料箱17，自流进入喷雾干燥塔4，通过喷雾干燥塔的旋转雾化器，雾化成平均粒径10~60mm的细雾滴喷入干燥塔内，同时引入支管一19的高温烟气作为热源，在喷雾干燥塔4内将废水蒸发；

（4）从支管二20引出一部分中低温烟气，通过烟气加热装置后引入支管一19（高温烟气烟道）后进入喷雾干燥塔；当电厂运行负荷降低时，直接从空预器前抽取烟气对电厂煤耗等影响较大，通过引入中低温烟气适当加热后补充进高温烟气，同时减少高温烟气的抽取，从而降低对电厂锅炉效率的影响；

（5）脱硫废水经喷雾干燥塔4干燥蒸发后随烟气进入加装的小型预除尘器7，对喷雾干燥后烟气中的盐类等有害物质进行收集，收集的物质与喷雾干燥塔4底部收集的物质一起，输送至废渣处置装置，共同作为危废单独处理；

（6）经预除尘器7收集后烟气回到电厂原电除尘器9前端，粉煤灰等杂质进入电除尘器9再次收集，从而真正稳定可靠地实现脱硫废水零排放。

电厂出来发废气主要治理的流程还是脱硝、除尘、脱硫，本发明主要目的是将原来脱硫后直接排放的废水进行蒸发、收集，本发明在脱硫后增加了废水治理、小型预除尘工序，真正实现零排放，电除尘器除尘后的粉煤灰品质高，便于回收利用；而且成本低，效率高，便于推广。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (4)

1.一种燃煤电厂脱硫废水零排放系统，其特征在于：包括锅炉，锅炉依次连接脱硝反应器、空预器、电除尘器、湿法脱硫装置、烟囱；所述湿法脱硫装置的出水口通过三联箱装置、废水箱、高位给料箱连接喷雾干燥塔，废水箱与浆液箱连通，所述脱硝反应器与空预器之间设有支管一连接喷雾干燥塔，空预器与电除尘器之间设有支管二连接喷雾干燥塔，支管二上设有烟气加热装置，喷雾干燥塔与电除尘器之间设有预除尘器，预除尘器下方设有废渣处理装置。

2.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂脱硫废水零排放系统，其特征在于：喷雾干燥塔进出口烟道设置进口挡板和出口挡板，进口挡板采用调节型执行结构，出口挡板采用开关型执行结构。

3.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述高位给料箱连接工艺水箱。

4.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述烟气加热装置上设有调节阀门。