CN210974278U - 一种利用低品位烟气处理废水的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用低品位烟气处理废水的装置。该装置通过设置依次连通的除尘单元、省煤器和脱硫单元，还包括第一换热器、闪蒸罐和压滤装置，利用第一换热器回收烟气余热，提高除尘单元的除尘能力和降低脱硫单元工艺水补水。同时利用烟气回收的热量用于提高脱硫废水温度，升温之后的废水在闪蒸罐中进行闪蒸，从而实现脱硫废水的浓缩，闪蒸罐为负压状态，所回收烟气热量随浓缩废水和二次蒸汽带出，利用低加凝结水回收浓缩废水和冷凝二次蒸汽所含热量，最终使该热量回至低加凝结水系统，实现了热能梯级利用。同时压滤装置有效处理脱硫废水。该装置具有能耗低、投资少、运行费用低，达到高效的节能减排等环保效果，具有很好的社会和经济影响。

Description

一种利用低品位烟气处理废水的装置

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，具体涉及一种利用低品位烟气处理废水的装置，特别涉及一种用于火力发电厂烟气余热回收协同脱硫废水处理或其他领域中烟气余热深度回收协同废水处理的装置。

背景技术

目前湿法脱硫废水处理主要采用三联箱预处理+澄清池+脱水机技术，其可以去除部分重金属、降低部分SS、浊度，但不能去除氯离子，处理后的废水无出路。目前正在研究的技术有深度预处理+浓缩减量+蒸发干燥。

其中，深度预处理包括加药、澄清和过滤；浓缩减量可利用热法 (MED、MVR、NED)和膜法(UF/RO)；蒸发干燥为利用蒸汽或烟气余热进行干燥。采用蒸汽蒸发产生可回收盐，实现废水中的水回用，其缺点是回收的盐为低品位盐，回用困难，同时蒸发过程需用较高品质的蒸汽，能耗高、投资大，运行要求高。采用烟气余热蒸发方案具有投资较低，运行费用较低，同时提高了下游除尘效率，其缺点为消耗高品质烟气余热，影响空预器烟气温度，导致机组效率降低，同时会增加除尘设备负荷，若未进行浓缩减量，会使大量水分进入脱硫系统，导致脱硫塔蒸发量减少，影响脱硫冲洗水量，处理废水量也会受烟气温度和负荷限制。

故，目前脱硫废水浓缩技术存在消耗高品质热能，且能耗高、投资成本大，运行要求高，对机组效率有不利影响等问题。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题是现有脱硫废水浓缩技术存在消耗高品质热能，且能耗高、投资成本大，运行要求高，对机组效率有不利影响等缺陷，从而提出了一种利用低品位烟气处理废水的装置。

为此，本实用新型所提供的技术方案如下：

本实用新型所提供的利用低品位烟气处理废水的装置，包括连通设置的除尘单元和脱硫单元，还包括省煤器，其设置于所述除尘单元和脱硫单元之间或者沿烟气流通方向，设置于所述除尘单元上游，还包括，

第一换热器，与所述省煤器连通，以将脱硫废水与来自所述省煤器内的第一换热介质在所述第一换热器内换热；

闪蒸罐，包括壳体及设置于所述壳体下部的浓缩废水出口，所述壳体与所述第一换热器连通，以将升温后的脱硫废水送入所述闪蒸罐内进行闪蒸；

压滤装置，包括沉淀单元和压滤单元，所述沉淀单元与所述闪蒸罐连通，以将浓缩废水送入所述沉淀单元沉淀，所述压滤单元上设置浓废水进口和滤液出口，所述浓废水进口与所述沉淀单元的下部连通，所述滤液出口与所述沉淀单元的上部连通。

进一步地，所述沉淀单元包括依次连通设置的直线段和锥形段，所述锥形段的锥顶与所述浓废水进口连通，所述直线段与所述第一换热器连通，以使所述沉淀单元内的上清液和/或外加脱硫废水进入所述第一换热器内，并与来自所述省煤器内的第一换热介质在所述第一换热器内换热。

进一步地，所述直线段和锥形段的长度之比为(2-4)：1。

进一步地，还包括第二换热器，设置于所述闪蒸罐与沉淀单元之间，所述第二换热器进口端与所述浓缩废水出口连通，出口端与所述直线段连通，以将浓缩废水在所述第二换热器内与第二换热介质换热。

进一步地，还包括第三换热器，与所述壳体上部的二次蒸汽出口连通，所述第三换热器还与所述第二换热器连通，以使来自所述第二换热器中的升温后的第二换热介质进入所述第三换热器，并与来自所述闪蒸罐的二次蒸汽再次换热。

进一步地，还包括第一泵，与所述闪蒸罐连通，用于使所述闪蒸罐内处于负压状态并控制其内真空度；

第二泵，设置于所述沉淀单元与所述第一换热器之间的管道上，以将上清液和/或外加脱硫废水送入所述第一换热器内；

第三泵，设置于所述压滤单元与直线段之间，以将滤液送入所述直线段内。

进一步地，还包括第四泵，设置于所述闪蒸罐与第二换热器之间的管道上，以将浓缩废水送入所述第二换热器内；

第五泵，设置于所述沉淀单元与压滤单元之间的管道上，以将浓废水送入所述压滤单元内。

进一步地，还包括烟囱，所述烟囱与所述脱硫单元连通；

所述除尘单元为电除尘器；所述省煤器为低低温省煤器；所述脱硫单元为脱硫塔；所述压滤单元为板框压滤机。

进一步地，所述第一换热介质为热媒水；所述第二换热介质为低加凝结水。

本实用新型技术方案，具有如下优点：通过设置依次连通的除尘单元、省煤器和脱硫单元，还包括第一换热器、闪蒸罐和压滤装置，利用第一换热器回收烟气余热，可提高除尘单元的除尘能力和降低脱硫单元工艺水补水。同时利用烟气回收的热量用于提高脱硫废水温度，升温之后的废水在闪蒸罐中进行闪蒸，从而实现脱硫废水的浓缩，闪蒸罐为负压状态，其真空度由真空泵提供，所回收烟气热量随浓缩废水和二次蒸汽带出，利用低加凝结水回收浓缩废水和冷凝二次蒸汽所含热量，最终使该热量回至低加凝结水系统，在未损失所回收热量的情况下，实现了热能梯级利用，冷凝后的二次蒸汽冷凝水可用于脱硫系统工艺补水。浓缩废水送入压滤装置，经过沉淀后，上清液随新进入的脱硫废水再循环至废水加热器，少量高浓度的废水则被送往压滤单元进行沉淀物处理，可带出废水部分氯离子。通过以上方式即解决了燃煤电厂或其他行业烟气余热回收，同时又实现了脱硫废水零排放。该装置具有能耗低、投资少、运行费用低，达到高效的节能减排等环保效果，具有很好的社会和经济影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中利用低品位烟气处理废水的装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中第一换热器、闪蒸罐和压滤装置相互连接的结构示意图；

其中附图标记表示为：

1-除尘单元；2-脱硫单元；3-烟囱；4-省煤器；5-第一换热器；6-闪蒸罐；7-第三换热器；8-压滤装置；8-1-沉淀单元；8-2-压滤单元；9-第二换热器；10-第三泵；11-第一泵；12-第二泵；13-第四泵；14-第五泵。

具体实施方式

下面对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了一种利用低品位烟气处理废水的装置，如图1和2所示，包括连通设置的除尘单元1和脱硫单元2，还包括省煤器4，其设置于除尘单元1和脱硫单元2之间或者沿烟气流通方向，设置于除尘单元1上游，在本实施例中，除尘单元1为电除尘器，省煤器4为低低温省煤器，脱硫单元2为脱硫塔，还包括，

第一换热器5，与省煤器4连通，以将脱硫废水与来自省煤器内的第一换热介质在第一换热器5内换热，具体地，第一换热介质为高温烟气换热后得到的中间热媒水；

闪蒸罐6，包括壳体及设置于壳体下部的浓缩废水出口，壳体与第一换热器5连通，以将升温后的脱硫废水送入闪蒸罐6内进行闪蒸；

压滤装置8，包括沉淀单元8-1和压滤单元8-2，沉淀单元8-1与闪蒸罐6连通，以将浓缩废水送入沉淀单元8-1沉淀，压滤单元8-2上设置浓废水进口和滤液出口，浓废水进口与沉淀单元8-1的下部连通，滤液出口与沉淀单元8-1的上部连通；具体压滤单元8-2为板框压滤机，实际工况中，沉淀单元8-1底部浓废水结晶形成固体后排出，由板框压滤机进行压滤，压滤后的滤饼送往灰场，所得滤液被送往沉淀单元8-1继续循环提浓。

为了更好地对脱硫废水进行处理，以降低其中的固含量，如图2所示，沉淀单元包括依次连通设置的直线段和锥形段，锥形段的锥顶与浓废水进口连通，直线段与第一换热器连通，以使沉淀单元内的上清液和/或外加脱硫废水进入第一换热器内，并与来自省煤器内的第一换热介质在第一换热器内换热；优选地，直线段和锥形段的长度之比为(2-4)：1，直线段为直圆筒，锥形段为锥形圆筒。

该装置由低低温省煤器、低温相变的废水浓缩系统(第一换热器5+闪蒸罐6等)和压滤装置。低温相变的废水浓缩系统主要由第一换热器5(废水加热器)、闪蒸罐6(废水闪蒸罐)、第二换热器9(废水冷却器)、真空泵和相关废水输送泵等设备组成，压滤装置8包括沉淀单元8-1和压滤单元 8-2。原烟气系统若已安装低低温省煤器，则烟气系统不需要进行改造，只需将低低温省煤器的热媒水管道进行改造，将原来直接送往的低加系统的管道截断，接入低温相变的废水浓缩系统。若烟气系统未布置低低温省煤器，则需要新增低低温省煤器以回收利用原烟气热量。一般低低温中间热媒水的来水温度为70℃以上，为了最大可能利用烟气余热和防止低温腐蚀，中间热媒水的来水温度选为70℃，经与烟气换热之后其温度升至95℃左右。升温之后的中间热媒水被送至废水加热器与脱硫废水换热，一般废水来水温度为35℃左右，可将脱硫废水加热至65-75℃，加热后的废水进入废水闪蒸罐进行负压闪蒸，其闪蒸温度在55-65℃之间，提浓后的浓废水从闪蒸罐底部出来被送至废水冷却器，用低加凝结水与其换热，初次换热的低加凝结水与废水闪蒸罐顶部的二次蒸汽在冷凝器中换热，二次蒸汽冷凝水可用于脱硫塔工艺补水，被加热的低加凝结水返回至低加系统，完成烟气余热的回收。冷却之后的浓废水被送至压滤装置8进行压滤，提高脱硫废水的处理效果。

该装置利用燃煤电厂或其他行业烟气余热进行废水处理，浓缩过程对烟气湿度影响很小，将废水变为可用之水，最终将所回收烟气热量传递至低加系统，实现热能梯级利用。浓缩减量后的高浓度废水送至沉淀过滤系统，整个系统具有能耗低、投资少、运行费用低等优点。

实施例2

本实施例提供了一种利用低品位烟气处理废水的装置，如图1和2所示，在上述实施例1的基础上，为了提高热量利用效率及脱硫废水处理效果，还包括第二换热器9，设置于闪蒸罐6与沉淀单元8-1之间，第二换热器9进口端与浓缩废水出口连通，出口端与直线段连通，以将浓缩废水在第二换热器9内与第二换热介质换热，具体地，第二换热介质为来自外界的低加凝结水；

如图1所示，还包括第三换热器7，与壳体上部的二次蒸汽出口连通，第三换热器7还与第二换热器9连通，以使来自第二换热器中的升温后的第二换热介质进入第三换热器7，并与来自闪蒸罐6的二次蒸汽再次换热，二次蒸汽变为二次蒸汽凝水，低加凝结水来水变成低加凝结水回水。

实施例3

本实施例提供了一种利用低品位烟气处理废水的装置，在上述实施例1 或2的基础上，还包括第一泵11，与闪蒸罐6连通，用于使闪蒸罐6内处于负压状态并控制其内真空度；也即为了保证加热之后的废水能够闪蒸浓缩，低温相变的浓缩系统需配套真空泵(也即第一泵11)，真空泵与废水闪蒸罐和冷凝器串联，位于冷凝器之后，二次蒸汽先在冷凝器进行冷却形成二次蒸汽凝水，其冷却过程发生相变产生负压，可自身维持系统负压状态，但系统启机和保持真空度稳定，需要设置真空泵，真空泵在启机时进行抽真空，在运行过程中，只需抽取二次蒸汽凝水析出的不凝气体，在保证系统真空度稳定的同时降低真空泵功耗；

第二泵12，设置于沉淀单元8-1与第一换热器5之间的管道上，以将上清液和/或外加脱硫废水送入第一换热器5内；

第三泵10，设置于压滤单元8-2与直线段之间，以将滤液送入直线段内；

第四泵13，设置于闪蒸罐6与第二换热器9之间的管道上，以将浓缩废水送入第二换热器9内；

第五泵14，设置于沉淀单元8-1与压滤单元8-2之间的管道上，以将浓废水送入压滤单元8-1内；

还包括烟囱3，烟囱3与脱硫单元2连通。

此外，需要说明的是，脱硫废水的水质和水量特性与机组负荷、燃煤成分、运行条件、脱硫工艺水水质、石灰石成分等众多因素有关，具有污染物成份复杂、波动范围大等特点，其pH值较低，呈酸性，水中悬浮物含量高、盐含量高、存在重金属超标的可能，氯根含量很高，腐蚀性很强，是电厂中最难处置的废水。对脱硫废水进行减量浓缩则需大量高品质蒸发或烟气，能耗又高，无论利用机组抽汽或空预器前烟气余热均会对机组造成不良影响，为了解决此问题，本实用新型采用一种烟气深度回收协同废水处理的装置，该装置通过布置在电除尘器前或后的低低温省煤器将原烟气热量进行回收，所回收热量由热媒水送至废水加热器，将废水沉淀池送来的废水进行加热升温，升温后的废水进入废水闪蒸罐，闪蒸罐为负压状态，其真空度由真空泵提供，真空泵与冷凝器串联，位于冷凝器之后。闪蒸后的浓废水从闪蒸罐底部进入废水冷却器，其所携带热量用来初次加热低加凝结水，冷却后的浓废水进入压滤装置，上清液和新来的脱硫废水再次循环至废水加热器，沉淀单元底部少量浓废水则送至压滤单元继续压滤，压滤得到的滤饼颗粒可堆积或掺入灰中，所得滤液返回至废水沉淀罐与新来的废水混合后进入废水沉淀罐，再被送往废水加热器循环浓缩。闪蒸所得的二次蒸汽从闪蒸罐顶部出来进入冷凝器，在冷凝器中对低加凝结水进行二次加热，被二次加热之后的低加凝结水返回至与其温度相近的低加循环水系统，二次蒸汽凝结水则用于脱硫系统工艺补水。通过本装置，低低温所回收的烟气热量先被用于脱硫废水浓缩，解决了常规路线利用高品质热能蒸发的弊端，同时，废水浓缩之后将其所含热量传递给低加凝结水系统，使热量几乎无损失，充分对热量进行梯级利用，其大部分热量最终传递至低加凝结水，从而降低机组能耗。

本装置可充分利用电厂已有的烟气余热回收设备低低温省煤器，若未进行烟气余热回收改造，则需在电除尘器前或后新增低低温省煤器。常规技术是通过低低温省煤器将烟气系统余热进行回收用于加热低加凝结水或暖风器，本装置加入脱硫废水浓缩系统，先利用所回收热量对废水进行提浓，再通过冷却器和冷凝器将浓废水和二次蒸汽热量传递给低加凝结水，过程中所回收烟气热量几乎没有损失，只是品质有所降低。浓缩系统和压滤装置均为独立于烟气系统，可根据机组负荷变化进行调节。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种利用低品位烟气处理废水的装置，包括连通设置的除尘单元和脱硫单元，还包括省煤器，其设置于所述除尘单元和脱硫单元之间或者沿烟气流通方向，设置于所述除尘单元上游，其特征在于，还包括，

第一换热器，与所述省煤器连通，以将脱硫废水与来自所述省煤器内的第一换热介质在所述第一换热器内换热；

闪蒸罐，包括壳体及设置于所述壳体下部的浓缩废水出口，所述壳体与所述第一换热器连通，以将升温后的脱硫废水送入所述闪蒸罐内进行闪蒸；

压滤装置，包括沉淀单元和压滤单元，所述沉淀单元与所述闪蒸罐连通，以将浓缩废水送入所述沉淀单元沉淀，所述压滤单元上设置浓废水进口和滤液出口，所述浓废水进口与所述沉淀单元的下部连通，所述滤液出口与所述沉淀单元的上部连通。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述沉淀单元包括依次连通设置的直线段和锥形段，所述锥形段的锥顶与所述浓废水进口连通，所述直线段与所述第一换热器连通，以使所述沉淀单元内的上清液和/或外加脱硫废水进入所述第一换热器内，并与来自所述省煤器内的第一换热介质在所述第一换热器内换热。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述直线段和锥形段的长度之比为(2-4)：1。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括第二换热器，设置于所述闪蒸罐与沉淀单元之间，所述第二换热器进口端与所述浓缩废水出口连通，出口端与所述直线段连通，以将浓缩废水在所述第二换热器内与第二换热介质换热。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括，

第三换热器，与所述壳体上部的二次蒸汽出口连通，所述第三换热器还与所述第二换热器连通，以使来自所述第二换热器中的升温后的第二换热介质进入所述第三换热器，并与来自所述闪蒸罐的二次蒸汽再次换热。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的装置，其特征在于，还包括，

第一泵，与所述闪蒸罐连通，用于使所述闪蒸罐内处于负压状态并控制其内真空度；

第二泵，设置于所述沉淀单元与所述第一换热器之间的管道上，以将上清液和/或外加脱硫废水送入所述第一换热器内；

第三泵，设置于所述压滤单元与直线段之间，以将滤液送入所述直线段内。

7.根据权利要求2-5中任一项所述的装置，其特征在于，还包括，

第四泵，设置于所述闪蒸罐与第二换热器之间的管道上，以将浓缩废水送入所述第二换热器内；

第五泵，设置于所述沉淀单元与压滤单元之间的管道上，以将浓废水送入所述压滤单元内。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括烟囱，所述烟囱与所述脱硫单元连通。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，所述除尘单元为电除尘器；所述省煤器为低温省煤器；所述脱硫单元为脱硫塔；所述压滤单元为板框压滤机。

10.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述第一换热介质为热媒水；所述第二换热介质为低加凝结水。

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