CN208856938U - 一种脱硫废水浓缩结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及火电厂废水脱硫技术领域，公开了一种脱硫废水浓缩结构，包括废水管、增湿塔、去湿塔、废水加热器和送风机，废水管与增湿塔的上端相连，废水加热器设于废水管与增湿塔之间，送风机设于增湿塔的底部并与增湿塔的内部相通，所述增湿塔上端与去湿塔相连，去湿塔为多级鼓泡塔。载气浓缩系统的设备基本为非金属材质，能够避免脱硫废水对系统的腐蚀性，所有与废水接触的设备部件无需使用价格高昂的金属材料，减少了系统投资成本。该废水浓缩处理装置特别适合用于脱硫废水这类高含盐废水的浓缩，能够确保系统长期稳定运行，达到高浓缩倍率，运行成本优势显著。

Description

一种脱硫废水浓缩结构

技术领域

本实用新型涉及火电厂废水脱硫技术领域，特别涉及一种脱硫废水浓缩结构。

背景技术

目前火力发电厂为达到脱硫废水零排放的目的，会将脱硫废水进行浓缩后再处理，以达到减量的目的，一般采用膜法浓缩或者蒸发浓缩的方式，脱硫废水经过预处理和软化处理后，除去系统中的重金属杂质、钙镁离子等，然后进入多介质过滤器，通过超滤膜、纳滤膜、反渗透膜和超高压反渗透膜一步步将废水含盐量浓缩至TDS为120000mg/l左右，此浓水最终进行蒸发干燥处理。而蒸发浓缩技术是利用外部蒸汽通过管式换热器对废水进行加热蒸发。

采用膜法浓缩系统，最终浓水的含盐量上限只能达到130000 mg/l左右，废水的浓缩比有限，且所采用的超高压反渗透膜由于运行压力较高，导致能耗较高，运行过程中膜元件不断劣化，需要定期清洗和更换，增加了运行维护成本。传统的蒸发浓缩所有与废水接触的设备部件都要使用价格高昂的金属材料，设备成本较高，由于蒸汽与废水传热表面极其重要，若换热表面形成结垢，则系统性能将大幅度减低，因此该技术对废水预处理的要求也非常高，要求预处理进水的硬度控制在非常低的水平，这样预处理加药系统的成本将上升很多。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种脱硫废水浓缩结构，具有节约成本的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种脱硫废水浓缩结构，包括废水管、增湿塔、去湿塔、废水加热器和送风机，废水管与增湿塔的上端相连，废水加热器设于废水管与增湿塔之间，送风机设于增湿塔的底部并与增湿塔的内部相通，所述增湿塔上端与去湿塔相连，去湿塔为多级鼓泡塔。

通过采用上述技术方案，脱硫废水经过前端预处理后，去除部分悬浮物和钙镁离子，进入系统后，进入废水加热器，将温度升高至80℃以上。温度和含盐量都升高后的废水作为进料液，被加热至80-90℃的脱硫废水从增湿塔顶部进入塔内，增湿塔是一台填料塔设备，来自于送风机的空气自塔底部进入，废水和热空气两相呈逆流接触。在此过程中，空气温度逐渐升高，废水中的部分淡水以水蒸汽的形式进入空气，使空气湿度增加，废水温度降低，同时废水浓度也会增加至接近饱和状态。浓缩至接近饱和的浓盐水排出，进入后续末端蒸发结晶处理单元。

增湿后的湿空气随后从塔底进入去湿塔，去湿塔是一台多级鼓泡塔设备，来自增湿塔的空气与蒸汽混合物由下往上通过数个渐冷的冷却阶段，每个阶段都有层较浅的淡水。空气和蒸汽混合物在上升过程中，会形成很多小气泡，蒸汽通过气泡表面被冷凝成淡水而混入淡水池中。在此过程中，湿空气被冷却，部分水蒸汽冷凝为淡水并与冷却水混合，少量水蒸汽被空气带出系统外。

通过以上增湿、去湿过程，将脱硫废水不断浓缩，淡水从原料中逐渐分离出来，达到浓盐水和淡水分离的过程，脱硫废水由于浓缩程度较高，处理量将会减少很多。载气浓缩系统的设备基本为非金属材质，能够避免脱硫废水对系统的腐蚀性，所有与废水接触的设备部件无需使用价格高昂的金属材料，减少了系统投资成本。该废水浓缩处理装置特别适合用于脱硫废水这类高含盐废水的浓缩，能够确保系统长期稳定运行，达到高浓缩倍率，运行成本优势显著。

进一步的，所述去湿塔的底部连有产水泵，所述产水泵通过循环水管与去湿塔的顶部相连。

通过采用上述技术方案，产水泵将去湿塔内的水抽出并通过循环水管重新注入去湿塔内，进行循环利用。节约水资源，节约成本。

进一步的，所述循环水管上设有预热换器，所述废水管穿过预热换器后与废水加热器相连。

通过采用上述技术方案，去湿塔内的淡水对废水的温度进行吸收，因此，从产水泵排出的淡水的温度较高。将该淡水内所含的热量通过预热换器进行回收利用。废水管内的废水通过预热换器与循环水管内的淡水进行热交换，将循环水管内的淡水的热量进行回收利用，废水的温度得到提高，减少了废水加热器的压力，节约资源。淡水的温度得到降低，从新注入去湿塔内对废水的去湿效果更好。

进一步的，所述循环水管上设有位于预热换器与去湿塔之间的回收热换器，所述回收热换器内设有冷水管。

通过采用上述技术方案，循环水管内的热量部分被废水吸收，回收热换气对循环水管内的热量进行进一步吸收利用，防止热量吸收不完全造成浪费。

进一步的，所述循环水管上连有淡水管。

通过采用上述技术方案，淡水管将循环水管内的淡水进行回收利用，节约水资源。

进一步的，所述废水加热器连有高温加热管，所述高温加热管内通有高温冷凝水。

通过采用上述技术方案，高温冷凝水通过热交换的方式对废水管进行加热，该高温冷凝水可为来自于电厂或化工厂的蒸汽透平冷凝液。节省新鲜蒸汽的耗量，达到余热利用的目的，因此运行成本可以大幅降低。

进一步的，所述高温冷凝水的温度在80℃以上。

通过采用上述技术方案，高温冷凝水的温度在80℃以上，废水被加热的温度也在80℃以上，废水的温度较高，在与热空气进行逆流接触时，废水内的水蒸气容易蒸发被空气带走，浓缩效果较好。

进一步的，所述增湿塔的底部连有排水管，所述排水管通过三通阀连有出水管和回水管，所述回水管与废水管相连通。

通过采用上述技术方案，增湿塔内的废水的温度较高，排出的废水的温度和浓度都较高，废水一分部排出进行后续处理，另一分部重新汇入废水中，从而对废水的温度进行提高，而且提高废水的浓度，便于废水在增湿塔中进行浓缩，废水中的热量得到回收利用，节约能源。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.载气方式对脱硫废水的浓缩，能够达到较高的废水浓缩倍数，可以突破常规膜法TDS130000mg/l左右的上限，这样脱硫废水处理后的浓水将会进一步减少，减轻后端蒸发结晶设备的压力；

2.载气浓缩系统的设备基本为非金属材质，能够避免脱硫废水对系统的腐蚀性，所有与废水接触的设备部件无需使用价格高昂的金属材料，减少了系统投资成本；

3.该技术对脱硫废水预处理的要求相对可以降低，减轻前端脱硫废水预处理系统的运行压力，降低预处理系统的加药量，减少固体污泥产生量；

4.可以充分利用电厂及化工厂的蒸汽透平余热，节省新鲜蒸汽的耗量，达到余热利用的目的，因此运行成本可以大幅降低。

附图说明

图1是实施例的结构示意图。

图中，1、废水管；2、增湿塔；3、去湿塔；4、废水加热器；5、送风机；6、产水泵；7、循环水管；8、预热换器；9、回收热换器；10、冷水管；11、淡水管；12、高温加热管；13、排水管；14、出水管；15、回水管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例：

一种脱硫废水浓缩结构，如图1，包括废水管1、预热换器8、废水加热器4、增湿塔2、去湿塔3、送风机5和产水泵6。

如图1，废水管1依次经过预热换器8和废水加热器4，然后与增湿塔2的上端相连通。预热换器8和废水加热器4对废水管1进行加热，提高废水的温度，便于废水的浓缩。

如图1，废水加热器4连有高温加热管12，所述高温加热管12内通有高温冷凝水。高温冷凝水的温度在80-90℃之间。废水加热器4热源为来自于电厂或化工厂温度为90℃左右的蒸汽透平冷凝液即高温冷凝水。节省新鲜蒸汽的耗量，达到余热利用的目的，因此运行成本可以大幅降低。

如图1，送风机5与增湿塔2的底部相连通，增湿塔2为填料塔。来自于送风机5的空气自塔底部进入，废水和空气两相呈逆流接触。在此过程中，空气温度逐渐升高，废水中的部分淡水以水蒸汽的形式进入空气，使空气湿度增加，废水温度降低，同时废水浓度也会增加至接近饱和状态，废水得到浓缩。

如图1，增湿塔2的底部连有排水管13，排水管13将增湿塔2内浓度接近饱和的废水排出。排水管13通过三通阀连接有出水管14和回水管15。出水管14直接与外部连通，废水从出水管14排出后，废水进入后续处理比如蒸发结晶等。

如图1，回水管15与废水管1相连通，高温高浓度的废水进入废水管1中与废水管1中的废水进行混合，提高废水管1中废水的浓度，便于后续的浓缩。另一方面，回水管15中的废水的温度较高，该部分废水进入废水管1中，对废水管1进行加热，提高废水管1中废水的温度，降低预热换器8和废水加热器4的工作负荷，同时对热能进行回收利用，节约成本。

如图1，增湿塔2的顶部与去湿塔3相连。产水泵6与去湿塔3的底部相连通。产水泵6为多级鼓泡塔。来自增湿塔2的空气与蒸汽混合物由下往上通过数个渐冷的冷却阶段，每个阶段都有层较浅的淡水。空气和蒸汽混合物在上升过程中，会形成很多小气泡，蒸汽通过气泡表面被冷凝成淡水而混入淡水池中。在此过程中，湿空气被冷却，部分水蒸汽冷凝为淡水并与冷却水混合，少量水蒸汽被空气带出系统外。

如图1，产水泵6连有循环水管7，循环水管7一端通过产水泵6与去湿塔3的底部相连通，另一端与去湿塔3的顶部相连通。产水泵6为动力装置，循环水泵将去湿塔3内的水进行循环使用，节约水资源，节约成本。

如图1，循环水管7与预热换器8相连并作为预热换器8的热力源。去湿塔3排出的淡水先与进料液在预热换器8中换热，以达到进一步冷却的目的，同时将热量传递给进料废水，减少外界热量的输入量，将热量进行回收利用，节约成本。

如图1，循环水管7上连有淡水管11，淡水管11将循环水管7内的淡水作为产品排出，进行利用。循环水管7内另一部分淡水作为循环冷却水继续进入去湿塔3。

如图1，循环水管7上设有位于预热换器8与去湿塔3之间的回收热换器9，所述回收热换器9内设有冷水管10。冷却水管对循环水管7进行进一步冷却，降低循环水管7内淡水的温度，以便与去湿塔3内的高温湿空气进行热交换。同时，冷却水管对循环水管7内的热量进行回收利用，节约能源，节约成本。

具体实施过程：脱硫废水经过前端预处理后，去除部分悬浮物和钙镁离子，进入系统后，首先与循环浓盐水混合，回收浓盐水的热量，温度和含盐量都升高后的废水作为进料液，经过预热换器8，回收产水中的热量，进料液温度进一步升高，随后进入废水加热器4，将温度升高至80℃以上，废水加热器4热源为来自于电厂或化工厂温度为90℃左右的蒸汽透平冷凝液。

被加热至80-90℃的脱硫废水从增湿塔2顶部进入塔内，增湿塔2是一台填料塔设备，来自于送风机5的空气自塔底部进入，废水和热空气两相呈逆流接触。在此过程中，空气温度逐渐升高，废水中的部分淡水以水蒸汽的形式进入空气，使空气湿度增加，废水温度降低，同时废水浓度也会增加至接近饱和状态。浓缩至接近饱和的浓盐水一部分循环，与新的待处理浓盐水混合，另一部分则排出装置，进入后续末端蒸发结晶处理单元。

增湿后的湿空气随后从塔底进入去湿塔3，去湿塔3是一台多级鼓泡塔设备，来自增湿塔2的空气与蒸汽混合物由下往上通过数个渐冷的冷却阶段，每个阶段都有层较浅的淡水。空气和蒸汽混合物在上升过程中，会形成很多小气泡，蒸汽通过气泡表面被冷凝成淡水而混入淡水池中。在此过程中，湿空气被冷却，部分水蒸汽冷凝为淡水并与冷却水混合，少量水蒸汽被空气带出系统外。去湿塔3排出的淡水先与进料液在预热换器8中换热，以达到进一步冷却的目的，同时将热量传递给进料废水，减少外界热量的输入量，随后一部分淡水作为产品水排出装置，另一部分淡水作为循环冷却水继续进入去湿塔3。

通过以上增湿、去湿过程，将脱硫废水不断浓缩，淡水从原料中逐渐分离出来，达到浓盐水和淡水分离的过程，脱硫废水由于浓缩程度较高，处理量将会减少很多。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种脱硫废水浓缩结构，其特征在于：包括废水管（1）、增湿塔（2）、去湿塔（3）、废水加热器（4）和送风机（5），废水管（1）与增湿塔（2）的上端相连，废水加热器（4）设于废水管（1）与增湿塔（2）之间，送风机（5）设于增湿塔（2）的底部并与增湿塔（2）的内部相通，所述增湿塔（2）上端与去湿塔（3）相连，去湿塔（3）为多级鼓泡塔。

2.根据权利要求1所述的一种脱硫废水浓缩结构，其特征在于：所述去湿塔（3）的底部连有产水泵（6），所述产水泵（6）通过循环水管（7）与去湿塔（3）的顶部相连。

3.根据权利要求2所述的一种脱硫废水浓缩结构，其特征在于：所述循环水管（7）上设有预热换器（8），所述废水管（1）穿过预热换器（8）后与废水加热器（4）相连。

4.根据权利要求3所述的一种脱硫废水浓缩结构，其特征在于：所述循环水管（7）上设有位于预热换器（8）与去湿塔（3）之间的回收热换器（9），所述回收热换器（9）内设有冷水管（10）。

5.根据权利要求3所述的一种脱硫废水浓缩结构，其特征在于：所述循环水管（7）上连有淡水管（11）。

6.根据权利要求1所述的一种脱硫废水浓缩结构，其特征在于：所述废水加热器（4）连有高温加热管（12），所述高温加热管（12）内通有高温冷凝水。

7.根据权利要求6所述的一种脱硫废水浓缩结构，其特征在于：所述高温冷凝水的温度在80℃以上。

8.根据权利要求1所述的一种脱硫废水浓缩结构，其特征在于：所述增湿塔（2）的底部连有排水管（13），所述排水管（13）通过三通阀连有出水管（14）和回水管（15），所述回水管（15）与废水管（1）相连通。