CN212610083U - 一种用于电厂的脱硫废水零排放系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，包括依次连接的脱硫塔、脱硫废水收集池、砂滤系统、烟道换热系统、闪蒸系统、蒸母液收集箱和闪蒸母液固化系统。闪蒸母液固化系统包括均化装置、成型装置和养护装置。脱硫塔排出的废水经过滤加热后进入闪蒸系统，填充料放入闪蒸母液固化系统内，与闪蒸母液收集箱流出的闪蒸母液搅拌均匀后成型养护，制成可用于路面砖的固化体。本实用新型设计了一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，充分利用了除尘系统后烟气的余热，对脱硫废水进行闪蒸，填充料中的凝胶相将闪蒸母液的重金属离子包裹，并生成溶解度小的产物，形成高强度和韧性的固化体，避免了脱硫废水中杂盐进入粉煤灰造成的潜在二次污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种用于电厂的脱硫废水零排放系统。
背景技术
2015年4月，国务院发布《水污染行动计划》，强调加强水环境的治理；2017年6月，环保部发布的《火电厂污染防治可行技术指南》正式开始实施，其中明确强调了实现废水近零排放的关键是实现脱硫废水零排放。随着国家政策的推进，脱硫废水的治理成为行业热点。脱硫废水成分复杂，主要含有高浓度悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐、氯离子以及多种重金属杂质，且受燃烧煤种、脱硫塔前污染物脱除系统、石灰石品质以及脱硫系统运行工况等因素影响，处理难度高于一般工业废水。
目前脱硫废水零排放方法主要包括蒸发塘处理、预处理+膜浓缩+蒸发结晶、烟道直接蒸发、旁路烟道蒸发等。蒸发塘处理成本较低，但其处理效果受风速、废水浓度以及水体环境限制较大，且存在风吹损失，对周围环境影响大。预处理+膜浓缩+蒸发结晶技术可以实现结晶盐资源化，但是处理流程长、一次性投资大、预处理加药成本高。烟道直接蒸发技术存在烟道内烟尘含量大，导致飞灰沉积，雾化后的脱硫废水需要一定长度的烟巷蒸发结晶，而实际锅炉烟巷较短，导致无法完全蒸干，造成烟道的腐蚀，大大增加了除尘器的压力，在一定程度上影响锅炉效率。烟气旁路处理装置因单独引入高灰分烟气作为脱硫废水的蒸干热源，极易出现粘壁现象，从而使干燥塔运行不能正常进行，影响设备寿命，若单独采用空预器的热空气作为蒸干的热源，相比较热烟气来说，对锅炉效率影响大。
烟道气蒸发零排放工艺，直接利用烟气余热实现脱硫废水的零排放，工艺简单，成本较低，是目前比较受青睐的零排放技术，美国环境保护署报告显示，脱硫废水烟道蒸发造成的潜在风险为，蒸发产物混入飞灰可能会改变飞灰的特性，影响飞灰的综合利用；含氯产物不能完全被除尘器捕集，可能会增加除尘器、烟道的腐蚀，增加运行维护成本。针对烟道蒸发存在的潜在风险，亟需开发新的低成本脱硫废水零排放技术。
发明内容
本实用新型是为了避免烟道蒸发存在的潜在风险，设计了一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，充分利用了除尘系统后烟气的余热，对脱硫废水进行闪蒸，并对闪蒸母液进行固化处理，填充料中的凝胶相将闪蒸母液的重金属离子包裹，并生成溶解度小的产物，形成高强度和韧性的固化体，避免了脱硫废水中杂盐进入粉煤灰造成的潜在二次污染。
本实用新型提供一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，包括依次连接的脱硫塔、脱硫废水收集池、烟道换热系统、闪蒸系统、闪蒸母液收集箱和闪蒸母液固化系统；
闪蒸母液固化系统包括依次放置的均化装置、成型装置和养护装置，均化装置与闪蒸母液收集箱出口相连，闪蒸母液固化系统用于闪蒸母液与填充料的均化、成型和养护。
本实用新型所述的一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，作为优选方式，在脱硫废水收集池和烟道换热系统之间，连接有所述砂滤系统。
本实用新型所述的一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，作为优选方式，脱硫塔的烟道上设置有静电除尘器，烟道换热系统设置在脱硫塔与静电除尘器之间的主烟道上。
本实用新型所述的一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，作为优选方式，烟道换热系统包括依次连接的进水管、换热组件和出水管，进水管与砂滤系统出口连接，换热组件设置在脱硫塔所在的主烟道内，出水管与闪蒸系统的入口连接。
本实用新型所述的一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，作为优选方式，闪蒸系统包括闪蒸罐体、与出水管相连且设置在闪蒸罐体上部侧面的闪蒸罐体入口，与闪蒸罐体入口相连且设置在闪蒸罐体内上部的喷淋装置，设置在闪蒸罐体上部侧面的蒸汽出口，与蒸汽出口相连的液滴分离装置，与液滴分离装置蒸汽出口相连的蒸汽冷凝装置和设置在闪蒸罐体内底部的水槽，水槽用于盛放闪蒸母液，水槽出口与闪蒸母液收集箱进口连接。
本实用新型在使用过程中包括以下步骤：
S1.脱硫塔排出的废水进入脱硫废水收集池，再进入砂滤系统过滤除去悬浮物；
S2.过滤后的脱硫废水进入烟道换热系统，通过与脱硫塔烟道中的烟气换热，将脱硫废水加热到70-80℃；
S3.加热后的脱硫废水进入闪蒸系统，通过喷淋装置喷入闪蒸罐体，蒸汽通过蒸汽出口依次进入液滴分离装置及蒸汽冷凝装置，未被蒸发的液体落入水槽，得到闪蒸母液，并流入闪蒸母液收集箱；
S4.闪蒸母液收集箱流出的闪蒸母液加入到已放置搅拌均匀的填充料的均化装置内，继续搅拌，形成浆料；
填充料包括高炉矿渣、粉煤灰、铝酸钠、氢氧化钠、减水剂，并按照质量百分比：40％-60％、20％-50％、5％-15％、4％-10％、0.5％-5％调配而成；
减水剂为聚羧酸系高性能减水剂；
填充料和闪蒸母液的质量百分比为100：(25-35)；
S5.将浆料倒入成型装置进行成型，在室温下静置24-48h后，得到成型体；
S6.将S5得到的成型体放入养护装置进行养护，得到可用作路面砖的固化体，养护条件为：温度40-60℃、湿度80-90％，养护时间28天。
闪蒸母液固化的反应原理：
闪蒸母液的主要组成为：Ca2+、Mg2+、Cl-、SO4 2-，高炉矿渣主要组成为CaO、SiO2、Al2O3，粉煤灰的主要组成为SiO2、Al2O3，高炉矿渣和粉煤灰在氢氧化钠的碱激发作用下发生溶解，再聚合生成C-S-H凝胶、C-S-A-H凝胶、N-S-A-H凝胶，生成的凝胶具有很大的比表面积，可以将闪蒸母液中的重金属离子包裹在其中，从而固定重金属离子，体系中存在Ca2+、Mg2+、AlO2-、OH-、Cl-、SO4 2-，反应过程中会发生的化学反应为：
4Ca2++2AlO2-+2Cl-+4OH-+8H2O→3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O
6Ca2++2AlO2-+3SO42-+4OH-+30H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O
3Mg2++Cl-+5OH-+32H2O→Mg3Cl(OH)5·32H2O
6Mg2++SO42-+10OH-+7H2O→Mg6SO4(OH)10·7H2O
通过上述反应，闪蒸母液中的Ca2+、Mg2+、Cl-、SO4 2-生成溶解度小的产物，并且与体系中的C-S-H凝胶、C-S-A-H凝胶、N-S-A-H凝胶相互交织在一起，并在一定程度上增强固化体的强度和韧性。
本实用新型得到固化体的抗压强度大于30MPa，氯离子溶出率小于10％，用于路面砖。
本实用新型具有以下优点：
(1)充分利用了除尘系统后烟气的余热，加热脱硫废水的同时降低了进入脱硫塔烟气的温度，减少了脱硫系统的蒸发量，从而在源头上降低脱硫废水的排放量；
(2)在脱硫废水进入烟道换热换热系统前进行砂滤，有效去除脱硫废水中的悬浮物，减少在脱硫废水在换热器表面的沉积和结垢，有利于换热系统的稳定运行；
(3)利用闪蒸系统回收宝贵的淡水资源，减少了水资源的浪费；
(4)对闪蒸母液进行固化处理，避免了脱硫废水中杂盐进入粉煤灰造成的潜在二次污染；
(5)基于地质聚合物的聚合机理，以粉煤灰、高炉矿渣为主要原料，将脱硫废水中的Ca2+、Mg2+、Cl-、SO4 2-等迁移性强的离子，转变成低溶解度的化合物，并且与地质聚合物中的凝胶相相互交织在一起，形成稳定的固化体；
(6)整个脱硫废水零排放系统中，无需加药处理，有效降低了脱硫废水零排放的成本。
附图说明
图1为一种用于电厂的脱硫废水零排放系统实施例1结构示意图；
图2为一种用于电厂的脱硫废水零排放系统实施例2结构示意图；
图3为一种用于电厂的脱硫废水零排放系统的烟道换热系统的示意图；
图4为一种用于电厂的脱硫废水零排放系统的闪蒸系统的示意图；
图5为一种用于电厂的脱硫废水零排放系统使用方法示意图。
附图标记：
1、脱硫塔；2、脱硫废水收集池；3、烟道换热系统；31、进水管；32、换热组件；33、出水管；4、闪蒸系统；41、闪蒸罐体；42、闪蒸罐体入口；43、喷淋装置；44、蒸汽出口；45、液滴分离装置；46、蒸汽冷凝装置；47、水槽；5、闪蒸母液收集箱；6、闪蒸母液固化系统；61、均化装置；62、成型装置；63、养护装置；7、砂滤系统；8、静电除尘器
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
如图1所示，一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，包括依次连接的脱硫塔1、脱硫废水收集池2、烟道换热系统3、闪蒸系统4、闪蒸母液收集箱5、闪蒸母液固化系统6；
闪蒸母液固化系统6包括依次放置的均化装置61、成型装置62和养护装置63，均化装置61与闪蒸母液收集箱5出口相连，闪蒸母液固化系统6用于闪蒸母液与填充料的均化、成型和养护。
实施例2
如图2所示，一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，包括依次连接的脱硫塔1、脱硫废水收集池2、砂滤系统7、烟道换热系统3、闪蒸系统4、闪蒸母液收集箱5、闪蒸母液固化系统6；
脱硫塔1的烟道上设置有静电除尘器8，烟道换热系统3设置在脱硫塔1与静电除尘器8之间的主烟道上。
如图3所示，烟道换热系统3包括依次连接的进水管31、换热组件32和出水管33，进水管31与砂滤系统7出口连接，换热组件32设置在脱硫塔1所在的主烟道内，出水管33与闪蒸系统4的入口连接。
如图4所示，闪蒸系统4包括闪蒸罐体41、与出水管33相连且设置在闪蒸罐体41上部侧面的闪蒸罐体入口42，与闪蒸罐体入口42相连且设置在闪蒸罐体41内上部的喷淋装置43，设置在闪蒸罐体41上部侧面的蒸汽出口44，与蒸汽出口44相连的液滴分离装置45，与液滴分离装置45蒸汽出口相连的蒸汽冷凝装置46和设置在闪蒸罐体41内底部的水槽47，水槽47用于盛放闪蒸母液，水槽47出口与闪蒸母液收集箱5进口连接。
闪蒸母液固化系统6包括依次放置的均化装置61、成型装置62和养护装置63，均化装置61与闪蒸母液收集箱5出口相连，闪蒸母液固化系统6用于闪蒸母液与填充料的均化、成型和养护。
实施例1及实施例2的使用过程如图5所示，包括如下步骤：
S1.脱硫塔1排出的废水进入脱硫废水收集池2，再进入砂滤系统7过滤除去悬浮物；
S2.过滤后的脱硫废水进入烟道换热系统3，通过与脱硫塔1烟道中的烟气换热，将脱硫废水加热到70-80℃；
S3.加热后的脱硫废水进入闪蒸系统4，通过喷淋装置43喷入闪蒸罐体41，蒸汽通过蒸汽出口44依次进入液滴分离装置45及蒸汽冷凝装置46，未被蒸发的液体落入水槽47，得到闪蒸母液，并流入闪蒸母液收集箱5，闪蒸系统将脱硫废水浓缩3-5倍，闪蒸母液的组成为：Ca2+：2500mg/L，Mg2+：1850mg/L，Cl-：40000mg/L，SO4 2-：18000mg/L；
S4.闪蒸母液收集箱5流出的闪蒸母液加入到已放置搅拌均匀的填充料的均化装置61内，继续搅拌，形成浆料；
填充料包括高炉矿渣、粉煤灰、铝酸钠、氢氧化钠、减水剂，按照质量百分比：40％-60％、20％-50％、5％-15％、4％-10％、0.5％-5％调配而成。
减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。
填充料和闪蒸母液的质量百分比为100：(25-35)。
S5.将浆料倒入成型装置62进行成型，在室温下静置24-48h后，并得到成型体；
S6.将S5得到的成型体放入养护装置63进行养护，得到可用作路面砖的固化体；
养护条件为：温度40-60℃、湿度80-90％，养护时间28天。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，其特征在于：包括依次连接的脱硫塔(1)、脱硫废水收集池(2)、烟道换热系统(3)、闪蒸系统(4)、闪蒸母液收集箱(5)和闪蒸母液固化系统(6)；
所述闪蒸母液固化系统(6)包括依次放置的均化装置(61)、成型装置(62)和养护装置(63)，所述均化装置(61)与所述闪蒸母液收集箱(5)出口相连，所述闪蒸母液固化系统(6)用于所述闪蒸母液与填充料的均化、成型和养护。
2.根据权利要求1所述的一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，其特征在于：在所述脱硫废水收集池(2)和所述烟道换热系统(3)之间连接有砂滤系统(7)。
3.根据权利要求2所述的一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述脱硫塔(1)的烟道上设置有静电除尘器(8)，所述烟道换热系统(3)设置在所述脱硫塔(1)与所述静电除尘器(8)之间的主烟道上。
4.根据权利要求3所述的一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述烟道换热系统(3)包括依次连接的进水管(31)、换热组件(32)和出水管(33)，所述进水管(31)与所述砂滤系统(7)出口连接，所述换热组件(32)设置在所述脱硫塔(1)所在的主烟道内，所述出水管(33)与所述闪蒸系统(4)的入口连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于电厂的脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述闪蒸系统(4)包括闪蒸罐体(41)、与所述出水管(33)相连且设置在所述闪蒸罐体(41)上部侧面的闪蒸罐体入口(42)，与所述闪蒸罐体入口(42)相连且设置在所述闪蒸罐体(41)内上部的喷淋装置(43)，设置在所述闪蒸罐体(41)上部侧面的蒸汽出口(44)，与所述蒸汽出口(44)相连的液滴分离装置(45)，与所述液滴分离装置(45)蒸汽出口相连的蒸汽冷凝装置(46)和设置在所述闪蒸罐体(41)内底部的水槽(47)，所述水槽(47)用于盛放闪蒸母液，所述水槽(47)出口与所述闪蒸母液收集箱(5)进口连接。
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|---|---|---|---|
| CN202020976382.2U CN212610083U (zh) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | 一种用于电厂的脱硫废水零排放系统 |
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| CN202020976382.2U CN212610083U (zh) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | 一种用于电厂的脱硫废水零排放系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111661969A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-15 | 北京朗新明环保科技有限公司 | 一种用于电厂的脱硫废水零排放方法及系统 |
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2020
- 2020-06-02 CN CN202020976382.2U patent/CN212610083U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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