CN209428174U - 一种利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统，属于环保节能技术领域，包括减压阀、间接换热器、压缩机、燃烧室、燃气透平机、发电机、余热锅炉、蒸汽轮机、除氧器、电厂化学水处理系统、结晶器以及发电机；减压阀通过管道与间接换热器连接，间接换热器与结晶器形成闭环连接，间接换热器通过管道与燃烧室连接，压缩机通过管道与燃烧室连接，燃烧室通过管道与燃气透平机连接，燃气透平机通过管道与余热锅炉连接，余热锅炉与蒸汽轮机连接，蒸汽轮机通过除氧器与余热锅炉形成闭环连接，除氧器与电厂化学水处理系统连接。本实用新型节能效果显著、提高燃气轮机效率、不造成二次污染、可通过热泵实现车间办公室等蓄能制冷利用。

Description

一种利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿井下废水处理装置，特别涉及一种利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统，适用于燃气蒸汽联合循环电厂处理化学水车间高盐废水协同处理，属于环保节能技术领域。

背景技术

蒸汽发电厂汇集了除盐水系统、循环水系统、锅炉排水以及回用水处理系统等浓水，其处理过程一般要经历浓盐水浓缩和高浓盐水固化处理两个阶段。浓盐水浓缩，可以减少后续的处理装置的规模、投资和能源消耗。

膜法浓缩技术是降低后续高浓盐水固化处理规模、降低能耗和投资的必不可少的手段。常用的有高效反渗透技术膜浓缩工艺、纳滤膜浓缩工艺以及震动膜浓缩工艺等。

要克服渗透压，需要将浓水压力升高，膜法浓缩工艺消耗大量的电能，若浓盐水浓度过大，膜法浓缩负荷增加，会造成系统投资和运行成本的升高。

为了节省天然气输送过程中的管线投资，一般长距离输气管线的天然气输送压力都很高，高压天然气在进入燃汽轮机前或进入城市燃气输配管网前，需要进行降压处理，降压过程中，天然气的温度显著下降，产生大量高品质的冷能。

因此，如何将天然气和电力有效结合，提供一种能有效节能、提高燃气轮机效率、不造成二次污染的利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统就成为该技术领域急需解决的技术难题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种节能效果显著、提高燃气轮机的效率、不造成二次污染的利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案达到的：

一种利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统，其特征在于：包括减压阀、间接换热器、压缩机、燃烧室、燃气透平机、发电机、余热锅炉、蒸汽轮机、除氧器、电厂化学水处理系统、结晶器以及发电机；减压阀通过管道与间接换热器连接，间接换热器与结晶器形成闭环连接，间接换热器通过管道与燃烧室连接，压缩机通过管道与燃烧室连接，燃烧室通过管道与燃气透平机连接，燃气透平机与发电机连接，燃气透平机通过管道与余热锅炉连接，余热锅炉与蒸汽轮机连接，蒸汽轮机与发电机连接，蒸汽轮机通过除氧器与余热锅炉形成闭环连接，除氧器与电厂化学水处理系统连接，电厂化学水处理系统的另一端与结晶器连接。

优选地，所述间接换热器为板式换热器或间接换热式列管回转干燥机。

优选地，所述压缩机为活塞压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机或直线压缩机。

优选地，所述燃气透平机为轴流式燃气透平机或向心式燃气透平机。

优选地，所述余热锅炉为燃油余热锅炉、燃气余热锅炉、燃煤余热锅炉或外媒余热锅炉。

优选地，所述蒸汽轮机为蒸汽涡轮发动机。

优选地，所述结晶器为导流筒-挡板蒸发结晶器或克里斯塔尔结晶器。

优选地，所述除氧器为喷雾填料式除氧器或旋膜式除氧器。

有益效果：

与膜法浓缩技术和传统的冷冻法相比，本实用新型的利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统，利用天然气降压过程中放出的大量高品质冷能分离浓盐水中的盐分，具有以下优势：1、利用天然气降压过程中放出的大量冷能替代电能，节能效果显著；2、减压后的低温天然气被二次冷媒加热进入燃烧室，燃料温度增加，提高了燃气轮机的效率；3、整个处理过程中不投加化学试剂，不造成二次污染；4、冷冻得到的冰晶置于室温，所吸收的热能，可通过热泵实现车间办公室等蓄能制冷利用。

下面通过附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明，但并未意味着对本实用新型保护范围的限制。

附图说明

图1是本实用新型的利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统的结构示意图。

主要附图标记说明：

1 减压阀 2 间接换热器

3 压缩机 4 燃烧室

5 燃气透平机 6 燃气透平机发电机

7 余热锅炉 8 蒸汽轮机

9 除氧器 10 电厂化学水处理系统

11 结晶器 12 蒸汽轮机发电机

具体实施方式

实施例1

如图1所示，为本实用新型的利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统的结构示意图，其中，1为减压阀，2为间接换热器，3为压缩机，4为燃烧室，5为燃气透平机，6为燃气透平机发电机，7为余热锅炉，8为蒸汽轮机，9为除氧器，10为电厂化学水处理系统，11为结晶器，12为蒸汽轮机发电机；

本实用新型的利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统包括：减压阀1、间接换热器2、压缩机3、燃烧室4、燃气透平机5、燃气透平机发电机6、余热锅炉7、蒸汽轮机8、除氧器9、电厂化学水处理系统10、结晶器11以及蒸汽轮机发电机12；减压阀1通过管道与间接换热器2连接，间接换热器2与结晶器11形成闭环连接，间接换热器2通过管道与燃烧室4连接，压缩机3通过管道与燃烧室4连接，燃烧室4通过管道与燃气透平机5连接，燃气透平机5与燃气透平机发电机6连接，燃气透平机5通过管道与余热锅炉7连接，余热锅炉7与蒸汽轮机8连接，蒸汽轮机8与蒸汽轮机发电机12连接，蒸汽轮机8通过除氧器9与余热锅炉7形成闭环连接，除氧器9与电厂化学水处理系统10连接，电厂化学水处理系统10的另一端与结晶器11连接。

间接换热器2为板式换热器或间接换热式列管回转干燥机；压缩机3为活塞压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机或直线压缩机；燃气透平机5为轴流式燃气透平机或向心式燃气透平机；余热锅炉7为燃油余热锅炉、燃气余热锅炉、燃煤余热锅炉或外媒余热锅炉；蒸汽轮机8为蒸汽涡轮发动机；结晶器11为导流筒-挡板蒸发结晶器或克里斯塔尔结晶器；除氧器为喷雾填料式除氧器或旋膜式除氧器；余热锅炉7由锅筒、活动烟罩、炉口段烟道、斜1段烟道、斜2段烟道、末1段烟道、末2段烟道、加料管(下料溜)槽、氧枪口、氮封装置及氮封塞、人孔、微差压取压装置、烟道的支座和吊架等组成；余热锅炉共分为六个循环回路，每个循环回路由下降管和上升管组成，各段烟道给水从锅筒通过下降管引入到各个烟道的下集箱后进入各受热面，水通过受热面后产生蒸汽进入进口集箱，再由上升管引入锅筒，各个烟道之间均用法兰连接。

本实用新型的利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统的工作机理如下：

来自天然气管道的高压天然气经过减压阀1减压后，放出大量的冷能，经过间接换热器2和结晶器11将二次冷媒制冷后，与经过压缩机3增压后的空气，在燃烧室4内混合燃烧，进入燃气透平机5做功，所产生的电力经过燃气透平机发电机6输出，接入电网；燃气透平机5排放的高温热烟气进入余热锅炉7，余热锅炉7产生高温过热蒸汽，进入蒸汽轮机8膨胀做功，实现机械能向电能的转换过程，所产生的电力经过蒸汽轮机发电机12输出，接入电网；

来自电厂化学水处理系统10的除盐水，经过水泵，送入蒸汽轮机发电系统的除氧器9，作为锅炉补充水，来自电厂化学水处理系统10的浓盐水经过预处理后，进入结晶器11，在结晶器11内，靠二次热媒蒸发带走热量，使浓盐水结冰；生产的冰盐水进入洗涤塔，由于密度差，冰晶上浮，与顶部喷淋而下的洗涤水逆向接触，除去附着于冰晶表面的盐分，进入融化器融化，即可得到淡水。

当燃气系统出现燃气冷量不足时，用电制冷机辅助补充，电制冷电源来自电厂自用电。利用天然气冷能、电力协同处理高盐废水处理费用低，具有推广的价值。

本实用新型的利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统，利用天然气减压后温度显著下降的特性，采用冷冻法脱除浓盐水中大部分盐，达到浓缩的目的；水中的溶质在液固两相中的分配有很大的差别，在液相中的浓度增大，而在固相中的浓度减少，因此，把浓盐水结成冰时，盐份会被排除在冰晶以外，冰晶经洗涤、分离、融化后得到淡水，从而达到浓缩分离的目的。

本实用新型的利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统提出利用燃气蒸汽联合循环电厂天然气降压过程中产生的大量高品质冷能，采用二次冷媒直接接触冷冻法，浓缩电厂蒸汽锅炉补给水系统产生的高盐废水；若天然气出现异常，也可以利用电厂自发的廉价电力制冷辅助补充冷媒。

本实用新型的利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统实现了能源的综合利用，不仅降低了浓盐水的处理费用，而且能够使进入燃汽轮机燃烧室的天然气温度增高，进而提高燃气轮机效率，非常值得推广。

Claims (8)

1.一种利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统，其特征在于：包括减压阀、间接换热器、压缩机、燃烧室、燃气透平机、发电机、余热锅炉、蒸汽轮机、除氧器、电厂化学水处理系统、结晶器以及发电机；减压阀通过管道与间接换热器连接，间接换热器与结晶器形成闭环连接，间接换热器通过管道与燃烧室连接，压缩机通过管道与燃烧室连接，燃烧室通过管道与燃气透平机连接，燃气透平机与发电机连接，燃气透平机通过管道与余热锅炉连接，余热锅炉与蒸汽轮机连接，蒸汽轮机与发电机连接，蒸汽轮机通过除氧器与余热锅炉形成闭环连接，除氧器与电厂化学水处理系统连接，电厂化学水处理系统的另一端与结晶器连接。

2.如权利要求1所述利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统，其特征在于：所述间接换热器为板式换热器或间接换热式列管回转干燥机。

3.如权利要求2所述利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统，其特征在于：所述压缩机为活塞压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机或直线压缩机。

4.如权利要求3所述利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统，其特征在于：所述燃气透平机为轴流式燃气透平机或向心式燃气透平机。

5.如权利要求4所述利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统，其特征在于：所述余热锅炉为燃油余热锅炉、燃气余热锅炉、燃煤余热锅炉或外媒余热锅炉。

6.如权利要求5所述利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统，其特征在于：所述蒸汽轮机为蒸汽涡轮发动机。

7.如权利要求6所述利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统，其特征在于：所述结晶器为导流筒-挡板蒸发结晶器或克里斯塔尔结晶器。

8.如权利要求7所述利用天然气和电力协同处理高盐废水的系统，其特征在于：所述除氧器为喷雾填料式除氧器或旋膜式除氧器。