CN208526285U - 碱渣脱硫与脱硫废水双向联合治理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碱渣脱硫与脱硫废水双向联合治理装置，治理装置包括依次连接分布的碱渣处理模块、脱硫塔、石膏处理模块和脱硫废水处理模块，治理方法则是先处理蒸氨废液，分离不溶固体，降低氯离子含量，制成脱硫用碱渣浆液，接下来碱渣浆液投入脱硫塔，最后便是处理脱硫塔产生的废弃物，分离出来的水体作为中水回用，分离出来的浓盐则转移到制盐厂。综合考虑碱渣脱硫、湿法脱硫装置和脱硫废水，双向联合治理，既环保又经济，形成了综合循环经济效益，此实用新型用于环保领域。

Description

碱渣脱硫与脱硫废水双向联合治理装置

技术领域

本实用新型涉及环保领域，特别是涉及一种碱渣脱硫与脱硫废水双向联合治理装置。

背景技术

对于纯碱厂氨碱法，其生产排放的蒸氨废液碱度大、粒度细，废液中主要成分为碳酸钙、氯化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化镁等，其中氯离子含量高。在当前纯碱工业企业生产技术、装备水平条件下，多数企业以自然蒸发或强制过滤压缩形成含水较高的碱渣，碱渣基本以抛弃法为主。

对于湿法烟气脱硫，脱硫后主要产物为石膏和脱硫废水。国家环保要求脱硫废水近零排放，目前国内湿法脱硫后脱硫废水主要处理方法为蒸发结晶法，将脱硫废水蒸发处理，其缺点是投资大、运行成本高。湿法烟气脱硫用到的脱硫剂主要采用石灰石，而石灰石的主要成为为碳酸钙。随着脱硫市场的发展，石灰石的供应日趋紧张，价格也一直上涨，可替代石灰石的廉价脱硫剂逐渐出现，而碱渣经过处理后是一种很好的廉价脱硫剂，替代石灰石用于脱硫可大大降低脱硫剂的成本。

然而在部分企业将碱渣处理后用于湿法烟气脱硫时，由于蒸氨废液中氯离子浓度高，造成湿法烟气脱硫后脱硫废水排放量大大增加，而火力发电厂对于废水排放要求近零排放，于是废水治理成本高，从而限制了碱渣在火力发电厂的应用；由于蒸氨废液直接沉淀分离压滤成含30～50％固体，未针对脱硫用而进行特别处理，直接将碱渣用于脱硫会造成管道磨损和堵塞，严重影响烟气脱硫系统的运行。亟需解决碱渣含氯离子高以及脱硫后脱硫废水近零排放的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种综合利用碱渣，代替石灰石作为脱硫剂、提高脱硫效率、脱硫废水综合利用及废水零排放排放的碱渣脱硫与脱硫废水双向联合治理装置。

本实用新型所采取的技术方案是：

碱渣脱硫与脱硫废水双向联合治理装置，包括依次连接分布的碱渣处理模块、脱硫塔、石膏处理模块和脱硫废水处理模块；碱渣处理模块包括依次连接的旋流器、混合器、澄清桶、碱渣匀质箱、碱渣脱水机、混合机、碱渣浆液箱和石灰石浆液箱，石灰石浆液箱的出口连通到脱硫塔，碱渣处理模块还包括碱渣加药系统，碱渣加药系统的出液口分别连通到混合器和碱渣脱水机，混合机的进口连通有工艺水出水口；石膏处理模块包括旋流器组和石膏脱水机，旋流器组的入口和出口分别连通脱硫塔的出口和石膏脱水机的入口，石膏脱水机的一个出口排出石膏、另一个出口连通有脱硫废水箱；脱硫废水处理模块包括依次连接的脱硫废水加药系统、脱硫废水预处理系统和沉淀池，脱硫废水箱的出口连通脱硫废水预处理系统的入口，沉淀池的出渣口和出液口分别连通到压滤机和清液箱，压滤机的出液口折回连通到沉淀池，清液箱的出口连通有多级过滤系统。

作为上述方案的改进，碱渣脱水机的清液出口折回连通到澄清桶的上侧。

作为上述方案的改进，旋流器的入口连通蒸氨废液的储液罐，旋流器的出口连通到混合器，旋流器的底流出口折回连通到蒸氨废液的储液罐。

作为上述方案的改进，碱渣加药系统包括若干个并列的第一腔体和位于各个第一腔体内的搅拌桨，首位的第一腔体连通有工艺水出水口，最后的第一腔体连通到碱渣脱水机。

作为上述方案的改进，脱硫废水加药系统包括若干个并列的第二腔体和位于各个第二腔体内的搅拌桨，各个第二腔体连通着脱硫废水加药泵，脱硫废水预处理系统包括若干个并列的第三腔体和位于各个第三腔体内的搅拌桨，脱硫废水加药泵的出液口连通到第三腔体。

作为上述方案的改进，多级过滤系统包括依次连接的钙镁过滤器、软化水箱、海水反渗透系统和反渗透浓水箱。

作为上述方案的改进，反渗透浓水箱的出液口连通电渗析装置，钙镁过滤器的出渣口连通至压滤机。

本实用新型的有益效果：

1、蒸氨废液经过旋流器和澄清桶完成碱渣预分离，特别是分步除砂，对大颗粒、易磨损的不溶固体物等进行预分离，减少了碱渣制备系统的磨损和堵塞，也降低了碱渣用于湿法脱硫时的磨损和堵塞问题，还解决了碱渣中氯离子浓度高，造成脱硫废水排放量大的问题；

2、优化了碱渣加药系统的输出，即碱渣系统分别往混合器和碱渣脱水机分步加药，提高了蒸氨废液的沉淀效率，从整个药剂量上来说，减少了碱渣制备药剂的消耗；

3、把碱渣制成浆液状，并在此状态下直接应用于湿法脱硫工艺，用碱渣替代石灰石，减少石灰石矿产资源的开采；

4、碱渣经过处理后再利用，能够充分利用碱渣中的钙镁等有益成分，脱硫效率可达99％以上且能保证二氧化硫排放浓度低于35mg，达到超洁净排放指标，既减少了脱硫运行成本，又减少了废渣对环境的污染；

5、联合纯碱厂制盐工艺，并优化了湿法烟气脱硫装置脱硫废水处理工艺，脱硫废水经过一系列软化、沉淀分离操作后可用于纯碱厂制盐，对于火电厂来说，直接实现零排放排放的效果和解决原脱硫废水单独处理成本高的问题，对于纯碱厂来说，得到了廉价的无机盐原料，

6、综合考虑碱渣代替石灰石脱硫、湿法脱硫装置和脱硫废水综合利用，双向联合治理，既环保又经济，形成了综合循环经济效益。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是双向联合治理装置的原理图。

标号说明：1.废液泵，2.旋流器，3.混合器，4.澄清桶，5.碱渣加药系统，6.碱渣加药泵，7.碱渣均质箱，8.澄清桶渣浆泵，9.碱渣脱水机，10.底泥渣浆泵，11.混合机，12.碱渣浆液箱，13.碱渣浆液输送泵，14.石灰石浆液箱，15.石灰石浆液泵，16.脱硫塔，17.除雾器，18.喷淋层，19.氧化风机，20.脱硫塔搅拌器，21.氧化风管，22.石膏排出泵，23.循环泵，24.脱硫废水加药系统，25.脱硫废水加药泵，26.旋流器组,27.石膏脱水机，28.脱硫废水箱，29.脱硫废水泵，30.脱硫废水预处理系统，31.沉淀池，32.清液箱，33.清液泵，34.钙镁过滤器，35.压滤机，36.软化水箱，37.软化水泵，38.海水反渗透系统，39.反渗透浓水箱，40.浓水泵，41.电渗析装置。

具体实施方式

脱硫塔16属于现有技术，现简要说明。其主体为塔身，塔身的顶端为烟囱，底端为排渣口。在塔身内部从上至下依次设置有除雾器17、多个喷淋层18和含硫烟气入口、氧化风管21和脱硫塔16搅拌器；其中氧化风管21连着氧化风机19，塔身的下端还设有把喷淋下来的水体向上抽并反复利用的循环泵23；塔身下方的石膏排出泵22的作用是把残渣排到下一个处理设备。在塔身内，烟气中的二氧化硫与液滴进行接触，烟气中的二氧化硫与液滴中的液体进行气液二相反应，二氧化硫被吸收，液滴下降进入塔身下部的反应区，烟气上升至塔身除雾区，经过塔身除雾区后烟气和液滴分离，烟气被脱硫塔16从顶部排走。而塔身下部的反应区内，二氧化硫与氧气结合成为硫酸根，并与钙离子形成硫酸钙，在保持一定的酸碱度和浆液浓度下，硫酸钙形成硫酸钙结晶，达到一定的浓度后排出。

参照图1，本实用新型为碱渣脱硫与脱硫废水双向联合治理装置及治理方法。从整体上看，治理装置包括依次连接分布的碱渣处理模块、脱硫塔16、石膏处理模块和脱硫废水处理模块。

碱渣处理模块包括依次连接的旋流器2、混合器3、澄清桶4、碱渣匀质箱7、碱渣脱水机9、混合机11、碱渣浆液箱12和石灰石浆液箱14。其中碱渣脱水机9的液体出口连通至混合机11，碱渣脱水机9的清液出口折回连通到澄清桶4的上侧，碱渣脱水机9分离需要用到的碱渣。碱渣脱水机9可以采用离心脱水机或板框脱水机。石灰石浆液箱14的出口连通到脱硫塔16。碱渣处理模块还包括碱渣加药系统5，碱渣加药系统5的出液口分别连通到混合器3和碱渣脱水机9。旋流器2通过废液泵1抽来蒸氨废液；澄清桶4则是通过澄清桶4渣浆泵把沉底物，即底泥，输送碱渣匀质箱7；碱渣匀质箱7与碱渣脱水机9之间具有底泥渣浆泵10；碱渣加药系统5通过碱渣加药泵6的两个出口分别连通到混合器3和碱渣脱水机9。混合机11的进口连通有工艺水出水口，这里通过加水搅拌重新把碱渣制成浆液状。碱渣浆液箱12与石灰石浆液箱14之间设有碱渣浆液输送泵13，而石灰石浆液箱14则通过石灰石浆液泵15连通脱硫塔16。

脱硫塔16发生反应后会排出石膏，石膏处理模块包括旋流器组26和石膏脱水机27，旋流器组26的入口和出口分别连通脱硫塔16的出口和石膏脱水机27的入口，石膏脱水机27的一个出口排出石膏、另一个出口连通有脱硫废水箱28。这里的石膏脱水机27采用皮带脱水机。脱硫废水处理模块包括依次连接的脱硫废水加药系统24、脱硫废水预处理系统30和沉淀池31，脱硫废水箱28的出口连通脱硫废水预处理系统30的入口，沉淀池31的出渣口和出液口分别连通到压滤机35和清液箱32，压滤机35的出液口折回连通到沉淀池31，清液箱32的出口连通有多级过滤系统。脱硫废水加药系统24的出口设有脱硫废水加药泵25，脱硫废水箱28的出口设有脱硫废水泵29，脱硫废水加药泵25和脱硫废水泵29的输出端同时往脱硫预处理系统中通入混合液。多级过滤系统包括依次连接的钙镁过滤器34、软化水箱36、海水反渗透系统38、反渗透浓水箱39和电渗析装置41，钙镁过滤器34的出渣口连通至压滤机35。压滤机35优选采用板框压滤机35。清液箱32和钙镁过滤器34之间设有清液泵33，软化水箱36和海水反渗系统之间设有软化水泵37，反渗透浓水箱39和电渗析装置41之间设有浓水泵40。

旋流器2的入口连通蒸氨废液的储液罐，旋流器2的出口连通到混合器3，旋流器2的底流出口折回连通到蒸氨废液的储液罐。这样做主要是为了去除蒸氨废液中的粗砂等不溶物。

作为优选的实施方式，碱渣加药系统5包括若干个并列的第一腔体和位于各个第一腔体内的搅拌桨，首位的第一腔体连通有工艺水出水口，最后的第一腔体连通到碱渣脱水机9。脱硫废水加药系统24包括若干个并列的第二腔体和位于各个第二腔体内的搅拌桨，各个第二腔体连通着脱硫废水加药泵25。脱硫废水预处理系统30包括若干个并列的第三腔体和位于各个第三腔体内的搅拌桨，脱硫废水加药泵25的出液口连通到第三腔体。碱渣加药系统5、脱硫废水加药系统24和脱硫废水预处理系统30在结构上相似。

碱渣加药系统5左侧的箭头表示加入工艺水，混合机11左侧的一个独立的箭头表示加入工艺水，脱硫塔16左边从上到下的箭头依次表示通入冲洗水、通入含硫烟气和通入空气，石膏脱水机27右侧的箭头表示排出固体状的石膏，压滤机35下方引出的箭头表示排出干渣，海水反渗透系统38上方引出的箭头表示中水回用，反渗透浓水箱39右侧直行的箭头表示浓水制盐，电渗析装置41上方引出的箭头表示中水回用，电渗析装置41下方引出的箭头表示浓水制盐。

在治理方法上主要采用以下步骤：

a、把蒸氨废液投入旋流器2进行粗砂分离，旋流器2的底流返回蒸氨废液的储液罐，旋流器2的顶流与碱渣加药系统5输出的药剂混合后投入混合器3；

b、混合器3将混合液输入澄清桶4，澄清桶4上层的澄清液溢走，澄清桶4下层的碱渣输送至碱渣匀质箱7进行调质，匀质后的碱渣与碱渣加药系统5输出的药剂混合，然后一齐输送至碱渣脱水机9脱水；

c、碱渣脱水机9把液体返回澄清桶4，同时把碱渣输入混合机11，混合机11内通入工艺水重新调浆，调制成一定韩固量的碱渣浆液，最后排到碱渣浆液箱12；步骤a、b和c能够把不溶固体留在碱渣处理模块，而重新制浆易于控制氯离子浓度；

d、把碱渣浆液抽至石灰石浆液箱14，储存并搅拌，然后输送至脱硫塔16，脱硫塔16内同时通入含硫烟气、空气和水进行脱硫反应，脱硫塔16产生的石膏排放至石膏旋流器组26完成浓缩，浓缩后的石膏继续投放到石膏脱水机27，脱水后的石膏外运，石膏脱水机27排出的脱硫废水投入到脱硫废水箱28；

e、把脱硫废水输送至脱硫废水预处理系统30，并混合药剂进行中和、除重金属、除硫以及混合絮凝操作，最后把脱硫废水投入沉淀池31，沉淀后形成的清液输送至清液箱32，沉淀后形成的底泥投入压滤机35，回收压滤机35产生的干渣，压滤机35压出的液体折返回沉淀池31；

f、清液箱32中的清液输送至多级过滤系统，降低清液的硬度，并分离出可以回用的淡水和可以制盐的浓水。

这里有其它的实施例，如果固体状的碱渣已经制备好，即从其他地方运来，那么可以把碱渣投入到碱渣匀质箱7中，可以不经过蒸氨废液的处理，即不经过旋流器2、混合器3和澄清桶4的处理。不过作为联合治理装置，优选的还是直接与纯碱厂对接，从第一步便开始治理。

步骤f的清液投入到钙镁过滤器34，加入碳酸根离子反应降低清水的硬度，在清水的硬度满足海水反渗透膜的进水要求后，先经过软化水箱36再投入海水反渗透系统38，海水反渗透系统38产生的淡水作为中水回用，海水反渗透系统38产生的浓水投入反渗透浓水箱39，反渗透浓水箱39分离出浓水用于制盐。

当需要更细致地分离废水时，作为上述方案的改进，步骤f中反渗透浓水箱39产生的浓水投入电渗析装置41，电渗析装置41分离出可以作为中水回用的淡水和用于制盐的浓水。

当然，本设计创造并不局限于上述实施方式，上述各实施例不同特征的组合，也可以达到良好的效果。熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.碱渣脱硫与脱硫废水双向联合治理装置，其特征在于：包括依次连接分布的碱渣处理模块、脱硫塔(16)、石膏处理模块和脱硫废水处理模块；

所述碱渣处理模块包括依次连接的旋流器(2)、混合器(3)、澄清桶(4)、碱渣匀质箱(7)、碱渣脱水机(9)、混合机(11)、碱渣浆液箱(12)和石灰石浆液箱(14)，所述石灰石浆液箱(14)的出口连通到脱硫塔(16)，所述碱渣处理模块还包括碱渣加药系统(5)，所述碱渣加药系统(5)的出液口分别连通到混合器(3)和碱渣脱水机(9)，混合机(11)的进口连通有工艺水出水口；

所述石膏处理模块包括旋流器组(26)和石膏脱水机(27)，旋流器组(26)的入口和出口分别连通脱硫塔(16)的出口和石膏脱水机(27)的入口，石膏脱水机(27)的一个出口排出石膏、另一个出口连通有脱硫废水箱(28)；

所述脱硫废水处理模块包括依次连接的脱硫废水加药系统(24)、脱硫废水预处理系统(30)和沉淀池(31)，所述脱硫废水箱(28)的出口连通脱硫废水预处理系统(30)的入口，所述沉淀池(31)的出渣口和出液口分别连通到压滤机(35)和清液箱(32)，所述压滤机(35)的出液口折回连通到沉淀池(31)，所述清液箱(32)的出口连通有多级过滤系统。

2.根据权利要求1所述的碱渣脱硫与脱硫废水双向联合治理装置，其特征在于：所述碱渣脱水机(9)的清液出口折回连通到澄清桶(4)的上侧。

3.根据权利要求2所述的碱渣脱硫与脱硫废水双向联合治理装置，其特征在于：所述旋流器(2)的入口连通蒸氨废液的储液罐，所述旋流器(2)的出口连通到混合器(3)，所述旋流器(2)的底流出口折回连通到蒸氨废液的储液罐。

4.根据权利要求3所述的碱渣脱硫与脱硫废水双向联合治理装置，其特征在于：所述碱渣加药系统(5)包括若干个并列的第一腔体和位于各个第一腔体内的搅拌桨，首位的第一腔体连通有工艺水出水口，最后的第一腔体连通到碱渣脱水机(9)。

5.根据权利要求4所述的碱渣脱硫与脱硫废水双向联合治理装置，其特征在于：所述脱硫废水加药系统(24)包括若干个并列的第二腔体和位于各个第二腔体内的搅拌桨，各个第二腔体连通着脱硫废水加药泵(25)，所述脱硫废水预处理系统(30)包括若干个并列的第三腔体和位于各个第三腔体内的搅拌桨，所述脱硫废水加药泵(25)的出液口连通到第三腔体。

6.根据权利要求5所述的碱渣脱硫与脱硫废水双向联合治理装置，其特征在于：所述多级过滤系统包括依次连接的钙镁过滤器(34)、软化水箱(36)、海水反渗透系统(38)和反渗透浓水箱(39)。

7.根据权利要求6所述的碱渣脱硫与脱硫废水双向联合治理装置，其特征在于：所述反渗透浓水箱(39)的出液口连通电渗析装置(41)，所述钙镁过滤器(34)的出渣口连通至压滤机(35)。