CN208500409U - 直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统，通过在系统中设置烟气引导管道连通空预器烟道的入口端与出口端，并在空预器与除尘器之间且对应所述出口端的烟道处布置双流体喷枪，在烟道中形成废水雾化区，以将空预器入口端的高温烟气引至所述废水雾化区，提高雾化区的温度，增强对废水的蒸发效率，以使废水汽化与烟气混成一体，废水中的细小物质变成干性物质与烟气中的粉煤灰混在一起，再随烟气流动至电除尘器被捕捉收集，能充分利用烟气余热实现以废治废、减少物耗，并实现降低污染物处理成本、降低脱硫水耗、保护环境等效果。

Description

直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及烟气脱硫废水处理领域技术领域，具体来说涉及直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统。

背景技术

我国一直以来都是以煤为主的能源结构，因此对燃煤烟气的排放是治理大气污染的重要工作。目前燃煤电厂的烟气脱硫方式多为石灰石-石膏湿法脱硫技术，该技术工艺所产生的脱硫废水含有大量的悬浮物、无机盐离子、重金属离子等杂质，使用的传统的三联箱废水处理技术，已无法满足目前日益严格的环保要求。为了维持脱硫系统的稳定运行，控制脱硫塔浆液中合理的氯离子浓水，是保证系统稳定的运行的一个重要参数。如何对其进行高效、低成本处理是当前面临的重要技术问题。

为此国内市场上出现了多种脱硫废水零排放处理方法，按技术路线区分为：软化预处理蒸发结晶、软化预处理膜浓缩蒸发结晶、预处理膜浓缩烟气蒸发。然而，前述现有处理方法分别存在以下问题：预处理蒸发结晶设备投资高，运行能耗高；预处理软化药剂费用高，预处理设备产泥量大；预处理膜浓缩蒸发结晶产混盐处置费用高；预处理膜浓缩烟气蒸发投资费用高，系统复杂，膜浓缩运行费用高，另外雾化喷头的雾化能力与烟气蒸发温度及烟气流量喷头排布等因素导致雾化效果低下，蒸发量不足等现象，对废水的处理量达不到要求值。

此外，现有技术还包括如中国实用新型专利CN 205527837 U公开的一种燃煤锅炉旁路烟道废水蒸发装置，该专利前案是在SCR反应器尾部与空预器(空气预热器的简称)之间的烟道处设置旁路罐状烟道，废水通过旁路罐状烟道内的雾化喷嘴喷入罐内，在高温烟气的作用下蒸发、结晶，从而实现废水零排放。然而，该方法对雾化效果及烟气流场要求较高，容易造成旁路烟道内积灰、结块、处理量明显不足等问题。

再如中国发明专利申请案CN107485871A公开的一种燃煤电厂脱硫废水零排放系统及其处理方法，该专利前案是在锅炉和脱硫塔之间的蒸发浓缩分离装置，蒸发浓缩分离装置包括呈双W型上下平行叠加的蒸发通道与传热通道，利用旁路烟气加热，废水传热通道内的高温烟气通过W型传热壁对废水进行间接加热蒸发浓缩。然而，该方法蒸发通道内的高温烟气与废水接触，废水中含盐量越高，则越需更高热能才能够实现废水的蒸发浓缩，对于锅炉尾部烟道的空气预热器有很大的影响，会造成烟气温度过低，空气温升不够，直接降低了锅炉内粉煤灰的燃烧值，另外该系统结构复杂，运行时故障点较多等问题。

实用新型内容

鉴于上述情况，本实用新型提供一种直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统，通过在系统中设置烟气引导管道连通空预器烟道的入口端与出口端，并在空预器与除尘器之间且对应所述出口端的烟道处布置双流体喷枪，在烟道中形成废水雾化区，以将空预器入口端的高温烟气引至所述废水雾化区，提高雾化区的温度，增强对废水的蒸发效率，以使废水汽化与烟气混成一体，废水中的细小物质变成干性物质与烟气中的粉煤灰混在一起，再随烟气流动至电除尘器被捕捉收集，能充分利用烟气余热实现以废治废、减少物耗，并实现降低污染物处理成本、降低脱硫水耗、保护环境等效果。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是提供一种直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统，其包括锅炉、烟囱以及连通所述锅炉与所述烟囱的烟道，所述系统包括沿烟气流动方向在所述烟道上依序设置的空预器、烟气引导管道、双流体喷枪、除尘器和脱硫吸收塔；所述脱硫吸收塔与所述双流体喷枪之间沿废水流动方向设置有通过管道连接的石灰石-石膏湿法脱硫系统、废水集缓罐和防腐浆液泵，所述系统还包括与所述防腐浆液泵并联设置的压缩空气机组以及程序控制柜；其中：所述烟气引导管道的入口端与所述空预器的入口处的烟道连通，出口端与所述空预器的出口处的烟道连通；所述双流体喷枪的喷嘴对应所述烟气引导管道的出口端并朝向所述除尘器设于所述烟道内；所述防腐浆液泵与所述压缩空气机组并联地与所述双流体喷枪连接；所述程序控制柜与所述系统中的电气构件控制连接。

本实用新型的实施例中，所述烟道在所述烟气引导管道的出口端至所述除尘器的入口处之间依序形成废水蒸发区、测温区及废水雾化蒸发区，所述废水蒸发区设有若干双流体喷枪，且所述双流体喷枪的喷嘴在烟道截面上呈错位布置；所述测温区位于所述废水蒸发区靠近所述除尘器的端部位置；所述测温区至所述除尘器之间的烟道区域形成所述废水雾化蒸发区。

本实用新型的实施例中，所述烟道与所述锅炉连接的一端成形为双烟道结构，所述双烟道结构中的各个烟道分别设有一所述烟气引导管道；令所述废水蒸发区及所述测温区设于所述双烟道结构内，且所述测温区位于所述双烟道结构内的废水蒸发区的烟气流动方向后端区域。

本实用新型的实施例中，所述双流体喷枪与所述防腐浆液泵之间通过废水分水罐连接，所述双流体喷枪与所述压缩空气机组之间通过压缩空气分气罐连接。

本实用新型的实施例中，所述烟道的双烟道结构中，各个烟道分别设有七所述双流体喷枪，所述双流体喷枪的喷嘴在烟道内呈前后错位布置。

本实用新型的实施例中，所述废水集缓罐的顶部设有搅拌装置，所述搅拌装置受所述程序控制柜电性控制。

本实用新型的实施例中，所述除尘器的出口处设有引风机，所述引风机受所述程序控制柜电性控制。

本实用新型的实施例中，所述脱硫吸收塔、所述石灰石-石膏湿法脱硫系统、所述废水集缓罐、所述防腐浆液泵、所述压缩空气机组与所述双流体喷枪之间通过管道连接。

本实用新型的实施例中，所述废水集缓罐与所述防腐浆液泵之间的管道上设有背压阀，所述背压阀受所述程序控制柜电性控制。

本实用新型的实施例中，所述防腐浆液泵至所述双流体喷枪之间以及所述压缩空气机组至所述双流体喷枪之间的管道上设有压力/流量仪器及调节阀门，所述压力/流量仪器及所述调节阀门受所述程序控制柜电性控制。

本实用新型的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。

附图说明

图1是本实用新型直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统架构示意图。

图2是本实用新型废水处理系统的喷枪布置架构示意图。

附图标记与部件的对应关系如下：

锅炉1；烟囱2；烟道3；废水蒸发区31；测温区32；废水雾化蒸发区33；空预器4；烟气引导管道5；双流体喷枪6；废水分水罐61；压缩空气分气罐62；除尘器7；引风机71；脱硫吸收塔8；石灰石-石膏湿法脱硫系统9；废水集缓罐10；搅拌装置101；防腐浆液泵11；压缩空气机组12；程序控制柜13；管道14；压力/流量仪器141；调节阀门142；背压阀143。

具体实施方式

为利于对本实用新型的了解，以下结合附图及实施例进行说明。

请参阅图1、图2，本实用新型提供一种直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统，所述系统设于连接锅炉1至烟囱2的烟道3上，所述烟道3用以排放烟气。其中，所述系统包括沿烟气流动方向在所述烟道3上依序设置的空预器4、烟气引导管道5、双流体喷枪6、除尘器7和脱硫吸收塔8；所述脱硫吸收塔8排出的废水，将进一步回流至所述双流体喷枪6进行利用，本实用新型系统沿废水流动方向(从脱硫吸收塔8回流至双流体喷枪6)通过管道14连接依序设有石灰石-石膏湿法脱硫系统9、废水集缓罐10和防腐浆液泵11，所述系统还包括与所述防腐浆液泵11并联设置的压缩空气机组12以及程序控制柜13。

如图1所示，所述烟气引导管道5的入口端与所述空预器4的入口处的烟道3连通，出口端与所述空预器4的出口处的烟道3连通；所述双流体喷枪6的喷嘴对应所述烟气引导管道5的出口端并朝向所述除尘器7设于所述烟道3内；所述防腐浆液泵11与所述压缩空气机组12并联地与所述双流体喷枪6连接；所述程序控制柜13与所述系统中的电气构件控制连接。

于本实用新型实施例中，如图2所示，所述烟道3在所述烟气引导管道5的出口端至所述除尘器7的入口处之间依序形成废水蒸发区31、测温区32及废水雾化蒸发区33，所述废水蒸发区31设有若干双流体喷枪6，且所述双流体喷枪6的喷嘴在烟道3截面上呈错位布置；所述测温区32位于所述废水蒸发区31靠近所述除尘器7的端部位置，用以实时对程序控制柜13提供温度数据；所述测温区32至所述除尘器7之间的烟道3区域形成所述废水雾化蒸发区33，所述废水雾化蒸发区33的长度较佳为6米。

具体地，如图2所示，所述烟道3与所述锅炉1连接的一端成形为双烟道结构，所述双烟道结构中的各个烟道分别设有一所述烟气引导管道5；令所述废水蒸发区31及所述测温区32设于所述双烟道结构内，且所述测温区32位于所述双烟道结构内的废水蒸发区的烟气流动方向后端区域。

此外，所述双流体喷枪6与所述防腐浆液泵11之间通过废水分水罐61连接，以将废水分流至各所述双流体喷枪6，所述双流体喷枪6与所述压缩空气机组12之间通过压缩空气分气罐62连接，以将空气分流至各所述双流体喷枪6。

更具体地，如图2所示，所述烟道3的双烟道结构中，各个烟道分别设有七所述双流体喷枪6，所述双流体喷枪6的喷嘴在烟道3内，沿烟气流动方向呈前后错位布置。较佳地，各个烟道的七个双流体喷枪6呈上下两排且喷嘴只品形布置，上下两排之间较佳间隔2米，同排的双流体喷枪6之间较佳间隔1.2米。

如图1所示，所述废水集缓罐10用于收集所述石灰石-石膏湿法脱硫系统9处理后的废水；所述废水集缓罐10的上部装配有搅拌装置101，所述搅拌装置101用以使废水集缓罐10内部的废水中物质分布均匀。于本实用新型实施例中，，所述废水集缓罐10上还装配有管式及电子水位计、表式压力计及电子压力计并与所述程序控制柜13电性连接以受所述程序控制柜13监测或控制。

如图1所示，所述防腐浆液泵11的一端与所述废水集缓罐10通过管道连接，另一端与所述废水分水罐61连接，在所述防腐浆液泵11出口与所述废水集缓罐10之间装配管道14，所述管道14上并设置背压阀143及/或脉动阻尼器，用以调节本实用新型系统的废水回流水压。另，在所述防腐浆液泵11出口处设有压力/流量仪器141及调节阀门142，所述压力/流量仪器141具体可以是压力计和流量计。

如图1、图2所示，所述废水分水罐61布置在烟道3附近的平台上，所述废水分水罐61的入口处装配有过滤器、压力计，且所述废水分水罐61上设置有若干出水管(管道14)连接所述若干双流体喷枪6；于本实用新型实施例中，所述出水管上设有关断阀、调节阀(如图1的调节阀门142)、压力计、流量计(如图1的压力/流量仪器141)。

如图1、图2所示，所述压缩空气分气罐62与所述废水分水罐61并排布置，所述压缩空气分气罐62的罐体上装配有压力计，且所述压缩空气分气罐62上设置有若干出气管(管道14)连接所述若干双流体喷枪6；于本实用新型实施例中，所述出气管上设有关断阀、调节阀(如图1的调节阀门142)、压力计、流量计(如图1的压力/流量仪器141)。

如图1所示，所述若干双流体喷枪6布置在除尘器7的烟气入口端的一段狭直烟道前端的废水蒸发区31，所述双流体喷枪6的雾化方向与烟气流动方向一致，所述废水蒸发区31的烟气集中，流向一致，流速快，使废水被雾化后有足够的流程被蒸发。于本实用新型实施例中，所述双流体喷枪6的压缩空气压力较佳控制在0.6～0.8MPa，所述双流体喷枪6的喷洒的废水粒径较佳为50～100μm。

如图1所示，所述烟气引导管道5是采用管道形式将空预器4(空气预热器)的烟气入口处的高温烟气引导至双流体喷枪6所在区域，以对雾化的废水进行蒸发处理。其中，所述烟气引导管道5是连接空预器4烟气通道前后端的管道，作用在于将空预器4前端的高温烟气引至空预器4后端的废水蒸发区31，以提高该废水蒸发区31的烟气温度，增加对废水的蒸发效率。

如图1所示，所述程序控制柜13较佳为双柜体形式，其中一柜体通过设置在废水集缓罐10附近，用以对废水集缓罐10的水位、搅拌装置101、防腐浆液泵11、泵出口处的压力/流量仪器141、调节阀门142及背压阀143、脉动阻尼器等进行集中控制。另一柜体通过设置在废水分水罐61附近，用以对所有的分水管路(管道14)上的关断阀、调节阀、压力计、流量计进行集中控制，以及，用以对所有的分气管路(管道14)上的关断阀、调节阀、压力计、流量计进行集中控制。于本实用新型实施例中，所述程序控制柜13能够根据预设程序，依据不同负荷的烟气量及温度的变化，自动调节工作的雾化喷枪数量，也能够根据不同负荷而产生不同量的废水进行喷雾量的调节。

以上说明了本实用新型直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统的具体架构，以下请再配合图1、图2，说明本实用新型系统的工作方法。具体地，当烟气从锅炉1出来后，会沿烟道3进入空预器4进行换热，然后依次经过除尘器7、引风机(图未示，设于除尘器7与脱硫吸收塔8之间的烟道3上)、脱硫吸收塔8(经与石灰石-石膏湿法脱硫系统9处理)后，进入烟囱2排放。所述石灰石-石膏湿法脱硫系统9处理后排出的废水将通过管道14进入废水集缓罐10，经由防腐浆液泵11输送到废水分水罐61，再分别经由管路输送到多个双流体喷枪6，通过雾化喷嘴将废水以雾状形态喷入烟道3的废水蒸发区31中，被来自空预器4的烟气蒸发。

进一步地，在设置烟气引导管道5后，能够将空预器4入口处的高温烟气引至所述废水蒸发区31，达到提高废水蒸发区31的温度，进而增强对废水的蒸发效率，使废水变成蒸汽与烟气混成一体，则废水中的细小物质变成干性物质与烟气中的粉煤灰混在一起，并随烟气流动至除尘器7被捕捉收集。

此外，所述程序控制柜13在前述工作的同时，将依据预设程序，根据不同负荷的烟气量及温度的变化而自动调节工作的双流体喷枪6数量，也会根据不同负荷而产生不同量的废水进行喷雾量的调节。

综上所述，本实用新型通过前述技术方案，能够实现以下有益效果：

(1)本实用新型通过采用双流体喷枪6，能够控制雾化颗粒的粒径范围在50～100μm，在烟气温度120℃左右时的蒸发时间小于1s，且雾化颗粒细小均匀，加大了与烟气的蒸发面积，并缩短了蒸发时间。

(2)本实用新型系统通过将双流体喷枪6布置在狭长烟道3的前端(废水蒸发区31，靠近空预器4)，并使喷嘴雾化方向与烟气流动方向一致；在布置间距大于1.2m，废水蒸发区31的烟气流速为7～9m/s，温度为≧120℃，雾化区域直径约为500～700mm的实施状态下，废水蒸气可被烟气带动呈梭状，且在废水蒸发区31中，废水被雾化后有足够的温度保证蒸发，同时也有足够快的烟气流速和足够长的烟气流程来保证废水雾化颗粒蒸发。

(3)本实用新型系统中，废水雾化蒸发后与烟气混合进入除尘器7时，由于此时的烟气中增加了水蒸气，能够提高比电阻，更有利于除尘器7的捕捉除尘，有效增加了电除尘器的工作效率。

(4)本实用新型系统中，废水雾化蒸发时，烟气温度会降低3℃左右，能够借此减少了烟气容量，对于设在除尘器7之后的引风机而言，具有降低引风机负荷，节省电能等有益效果。

(5)本实用新型系统中，由于烟气中增加了水蒸气，能够实现一定程度上降低了石灰石-石膏湿法脱硫系统9的水资源消耗的有益效果。

(6)本实用新型系统简单可靠、投资运行费用成本低，能够有效的解决脱硫废水难处理的问题，实现脱硫废水真正的零排放。

以上结合附图及实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统，其包括锅炉、烟囱以及连通所述锅炉与所述烟囱的烟道，其特征在于，所述系统包括沿烟气流动方向在所述烟道上依序设置的空预器、烟气引导管道、双流体喷枪、除尘器和脱硫吸收塔；所述脱硫吸收塔与所述双流体喷枪之间沿废水流动方向设置有通过管道连接的石灰石-石膏湿法脱硫系统、废水集缓罐和防腐浆液泵，所述系统还包括与所述防腐浆液泵并联设置的压缩空气机组以及程序控制柜；其中：

所述烟气引导管道的入口端与所述空预器的入口处的烟道连通，出口端与所述空预器的出口处的烟道连通；

所述双流体喷枪的喷嘴对应所述烟气引导管道的出口端并朝向所述除尘器设于所述烟道内；

所述防腐浆液泵与所述压缩空气机组并联地与所述双流体喷枪连接；

所述程序控制柜与所述系统中的电气构件控制连接。

2.根据权利要求1所述的直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统，其特征在于：

所述烟道在所述烟气引导管道的出口端至所述除尘器的入口处之间依序形成废水蒸发区、测温区及废水雾化蒸发区，所述废水蒸发区设有若干双流体喷枪，且所述双流体喷枪的喷嘴在烟道截面上呈错位布置；所述测温区位于所述废水蒸发区靠近所述除尘器的端部位置；所述测温区至所述除尘器之间的烟道区域形成所述废水雾化蒸发区。

3.根据权利要求2所述的直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统，其特征在于：

所述烟道与所述锅炉连接的一端成形为双烟道结构，所述双烟道结构中的各个烟道分别设有一所述烟气引导管道；令所述废水蒸发区及所述测温区设于所述双烟道结构内，且所述测温区位于所述双烟道结构内的废水蒸发区的烟气流动方向后端区域。

4.根据权利要求3所述的直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统，其特征在于：

所述双流体喷枪与所述防腐浆液泵之间通过废水分水罐连接，所述双流体喷枪与所述压缩空气机组之间通过压缩空气分气罐连接。

5.根据权利要求3或4所述的直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统，其特征在于：

所述烟道的双烟道结构中，各个烟道分别设有七所述双流体喷枪，所述双流体喷枪的喷嘴在烟道内呈前后错位布置。

6.根据权利要求1所述的直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统，其特征在于：

所述废水集缓罐的顶部设有搅拌装置，所述搅拌装置受所述程序控制柜电性控制。

7.根据权利要求1所述的直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统，其特征在于：

所述除尘器的出口处设有引风机，所述引风机受所述程序控制柜电性控制。

8.根据权利要求1所述的直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统，其特征在于：

所述脱硫吸收塔、所述石灰石-石膏湿法脱硫系统、所述废水集缓罐、所述防腐浆液泵、所述压缩空气机组与所述双流体喷枪之间通过管道连接。

9.根据权利要求8所述的直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统，其特征在于：

所述废水集缓罐与所述防腐浆液泵之间的管道上设有背压阀，所述背压阀受所述程序控制柜电性控制。

10.根据权利要求8所述的直排式烟气蒸发脱硫废水处理系统，其特征在于：

所述防腐浆液泵至所述双流体喷枪之间以及所述压缩空气机组至所述双流体喷枪之间的管道上设有压力/流量仪器及调节阀门，所述压力/流量仪器及所述调节阀门受所述程序控制柜电性控制。