CN214218240U - 脱硫废水深度处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脱硫废水深度处理系统，包括：闪蒸系统，具有闪蒸水蒸气出口、闪蒸脱硫废水进口和闪蒸浓水出口；省煤器，与所述闪蒸系统的所述闪蒸脱硫废水进口相连，用于为所述闪蒸系统提供热量；换热器，具有换热器进口和换热器出口，所述换热器进口与所述闪蒸水蒸气出口相连，用于对所述闪蒸系统得到的水蒸气进行凝结；凝结水箱，与所述换热器出口相连，用于收集所述换热器冷却得到的水；增稠器，具有增稠器进水口和增稠器出水口，所述增稠器进水口与所述闪蒸浓出口相连，所述增稠器出水口与所述换热器进口相连；喷雾干燥器，具有热气体进口和浓缩水进口，所述浓缩水进口与所述增稠器出水口相连。

Description

脱硫废水深度处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，特别是涉及一种脱硫废水深度处理系统。

背景技术

水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源，是社会经济可持续发展、维系生态平衡与和谐环境的重要基础。电力工业是国民经济基础产业和重要能源行业，全国发电总装机容量中，火力发电占70％以上，火力发电用水量占全部工业用水量的40％。由于火力发电厂用水量大，水的问题已成为建设、发展电力工业的制约因素，因此，做好火力发电厂节水工作十分必要。

为满足环境保护要求，燃煤锅炉烟气均需要进行脱硫处理。目前燃煤电厂主流的烟气脱硫技术是采用石灰石-石膏法湿法脱硫，据统计，2017年当年新投运火电厂烟气脱硫机组容量约0.4亿千瓦；截至2017年底，全国已投运火电厂烟气脱硫机组容量约9.2亿千瓦，占全国火电机组容量的83.6％，占全国煤电机组容量的93.9％。为防止脱硫设备腐蚀，保证石膏质量，脱硫吸收塔需要排除一定量脱硫废水。

传统脱硫废水处理工艺常采用氧化—中和—沉淀—絮凝—澄清处理工艺，配套安装次氯酸钠预氧化、Ca(OH)₂中和、有机硫、FeClSO₄絮凝、助凝剂沉淀及亚硫酸钠还原等加药系统，经处理脱硫废水达到DL/T997-2006《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》后排放或用于干灰(渣)加湿及灰场喷洒降尘。2015年4月，国务院印发了《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)，提出到2020年，全国水环境质量得到阶段性改善，污染严重水体较大幅度减少，饮用水安全保障水平持续提升，地下水污染加剧趋势得到初步遏制；要求推进循环发展，鼓励废水深度处理回用；攻关研发前瞻技术，整合科技资源，加快研发重点行业废水深度处理、工业高盐废水脱盐等技术；禁止燃煤电厂脱硫废水外排。DL/T 5046-2018《发电厂废水治理设计规范》明确规定：脱硫废水宜处理回用，当有零排放要求时，应对脱硫废水进行深度处理。

目前燃煤电厂脱硫废水深度处理技术主要包括脱硫废水的预处理软化技术、浓缩减量技术、蒸发结晶技术等，浓缩减量技术中包括膜法浓缩(RO、FO、ED等)以及热法浓缩(利用蒸汽浓缩、烟道余热浓缩等)。采用膜法浓缩结合蒸发结晶的处理工艺，其投资、运行安全稳定性及耗材成本都很大，其限制了脱硫废水的大规模处理进展。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的脱硫废水处理成本高的问题，提供一种低成本的脱硫废水深度处理系统。

一种脱硫废水深度处理系统，包括：

闪蒸系统，具有闪蒸水蒸气出口、闪蒸脱硫废水进口和闪蒸浓水出口；

省煤器，与所述闪蒸系统的所述闪蒸脱硫废水进口相连，用于为所述闪蒸系统提供热量；

换热器，具有换热器进口和换热器出口，所述换热器进口与所述闪蒸水蒸气出口相连，用于对所述闪蒸系统得到的水蒸气进行凝结；

凝结水箱，与所述换热器出口相连，用于收集所述换热器冷却得到的水；

增稠器，具有增稠器进水口和增稠器出水口，所述增稠器进水口与所述闪蒸浓水出口相连，所述增稠器出水口与所述换热器进口相连；

喷雾干燥器，具有热气体进口和浓缩水进口，所述浓缩水进口与所述增稠器出水口相连。

在其中一个实施例中，包括依次锅炉和除尘器，所述锅炉具有排烟口，所述排烟口与所述除尘器的进气口相连，所述除尘器的出气口与所述喷雾干燥器相连。

在其中一个实施例中，所述闪蒸系统包括闪蒸器、蒸发循环泵和加热器形成的闭合回路。

在其中一个实施例中，所述闪蒸系统为多效，在相邻的闪蒸系统之间，前端的闪蒸系统的所述闪蒸器的闪蒸水蒸气出口与后端的闪蒸系统的所述加热器相连，前端的闪蒸系统的所述闪蒸浓水出口与后端的闪蒸系统的所述闪蒸器相连。

在其中一个实施例中，最前端的闪蒸系统的所述加热器与所述省煤器相连。

在其中一个实施例中，最后端的闪蒸系统的所述闪蒸水蒸气出口与所述换热器进口相连。

在其中一个实施例中，最后端的闪蒸系统的所述闪蒸浓水出口与所述增稠器进水口相连。

在其中一个实施例中，具有加热循环泵，所述闪蒸系统、所述加热循环泵和所述省煤器形成闭合回路。

在其中一个实施例中，所述增稠器具有排泥口。

在其中一个实施例中，所述凝结水箱与真空泵相连。

本实用新型的系统采用三重工艺相结合的模式实现脱硫废水处理。首先，采用闪蒸系统进行闪蒸处理，实现脱硫废水脱水浓缩，由于采用低温闪蒸、硫酸钙晶种及高速循环等技术，脱硫废水中的盐主要以硫酸盐、氯化盐和亚硫酸盐、碳酸盐及石膏的形式存在，在此蒸发工艺中这些盐类不会导致在蒸发的过程中结垢，整套系统不会结垢。进一步，利用烟道尾部余热加热脱硫废水，实现预热综合利用，利用低温省煤器热量加热脱硫废水，与闪蒸系统相结合，实现能源再利用，提高了能源的利用率，整个蒸发过程无外部蒸汽输入，实现低能源消耗。最后，利用喷雾干燥法闪蒸浓缩液进行浓液干燥，具有设备占地少、投资及运行成本低、自动化程度高等优点。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的脱硫废水深度处理系统的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的多效闪蒸系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

常规脱硫废水深度处理性能比较参见表1。

表1常规脱硫废水深度处理性能分析

可见，常规脱硫废水处理具有复杂程度高、处理成本高的缺点。

请参阅图1，本实用新型实施例提供一种脱硫废水深度处理系统，包括：

闪蒸系统100，具有闪蒸水蒸气出口、闪蒸脱硫废水进口和闪蒸浓水出口；

省煤器200，与所述闪蒸系统100的所述闪蒸脱硫废水进口相连，用于为所述闪蒸系统100提供热量；

换热器300，具有换热器300进口和换热器300出口，所述换热器300进口与所述闪蒸水蒸气出口相连，用于对所述闪蒸系统100得到的水蒸气进行凝结；

凝结水箱600，与所述换热器300出口相连，用于收集所述换热器300冷却得到的水；

增稠器400，具有增稠器400进水口和增稠器400出水口，所述增稠器400进水口与所述闪蒸浓水出口相连，所述增稠器400出水口与所述换热器300进口相连；

喷雾干燥器500，具有热气体进口和浓缩水进口，所述浓缩水进口与所述增稠器400出水口相连。

本实用新型的系统采用三重工艺相结合的模式实现脱硫废水处理。首先，采用闪蒸系统100进行闪蒸处理，实现脱硫废水脱水浓缩，由于采用低温闪蒸、硫酸钙晶种及高速循环等技术，脱硫废水中的盐主要以硫酸盐、氯化盐和亚硫酸盐、碳酸盐及石膏的形式存在，在此蒸发工艺中这些盐类不会导致在蒸发的过程中结垢，整套系统不会结垢。进一步，利用烟道尾部余热加热脱硫废水，实现预热综合利用，利用低温省煤器200热量加热脱硫废水，与闪蒸系统100相结合，实现能源再利用，提高了能源的利用率，整个蒸发过程无外部蒸汽输入，实现低能源消耗。最后，利用喷雾干燥法闪蒸浓缩液进行浓液干燥，具有设备占地少、投资及运行成本低、自动化程度高等优点。

闪蒸系统100用于将水闪蒸形成水蒸气。脱硫废水进入闪蒸系统100，绝大部分会被闪蒸为水蒸气，少部分浓缩水保留为液态。

省煤器200，可以设置于锅炉700尾部烟道下部用于回收所排烟的余热的一种装置，该省煤器200吸收的余热用于对闪蒸系统100的脱硫废水进行预热。省煤器200吸收高温烟气的热量，降低了烟气的排烟温度，节省了能源，提高了效率。

在一些实施方式中，省煤器200可选自钢管式省煤器200，钢管式省煤器200不受压力限制，可以用作沸腾式，一般由外径为32～51毫米的碳素钢管制成。优选地，可在钢管式省煤器200的管外加鳍片和肋片，以改善传热效果。钢管式省煤器200可以由水平布置的并联弯头管子(例如蛇形管)组成。

增稠器400，又称稠厚器或增浓器。用以浓集闪蒸浓水中固体颗粒的沉降器。增稠器400可以为锥形、圆筒形、方形等型式。为了某种需要，也可为多层式的。根据需要，可以为大型增稠器400，优选是锥形底的圆筒，闪蒸浓水由增稠器400中央送液槽流入，清液由周边溢出经流出槽排出。增稠器400中设有缓慢移动的耙，使沉淀物或沉渣集向器底中心，集中后在排泥口经排出导管排出。

在一些实施方式中，所述闪蒸系统100包括闪蒸器、蒸发循环泵和加热器形成的闭合回路。

请参阅图2，在一些实施方式中，所述闪蒸系统100为多效，采用多效闪蒸，能够实现脱硫废水最大限度的浓缩，有利于降低后续喷雾干燥的体系规模。在相邻的闪蒸系统100之间，前端的闪蒸系统100的所述闪蒸器的闪蒸水蒸气出口与后端的闪蒸系统100的所述加热器相连，前端的闪蒸系统100的所述闪蒸浓水出口与后端的闪蒸系统100的所述闪蒸器相连。在一些实施方式中，最前端的闪蒸系统100的所述加热器与所述省煤器200相连。在一些实施方式中，最后端的闪蒸系统100的所述闪蒸水蒸气出口与所述换热器300进口相连。在一些实施方式中，最后端的闪蒸系统100的所述闪蒸浓水出口与所述增稠器400进水口相连。

在一具体实施例中，闪蒸系统100为三效。第一效闪蒸系统100包括第一闪蒸器112、第一蒸发循环泵114和第一加热器116形成的闭合回路。第二效闪蒸系统100包括第二闪蒸器122、第二蒸发循环泵124和第二加热器126形成的闭合回路。第三效闪蒸系统100包括第三闪蒸器132、第三蒸发循环泵134和第三加热器136形成的闭合回路。

在一些实施方式中，具有加热循环泵210，所述闪蒸系统100、所述加热循环泵210和所述省煤器200形成闭合回路。

在一些实施方式中，包括锅炉700和除尘器710，所述锅炉700具有排烟口，所述排烟口与所述除尘器710的进气口相连，所述除尘器710的出气口与所述喷雾干燥器500相连。优选的，与所述锅炉700的排烟口相连的为管式除尘器710。所述除尘器710与所述喷雾干燥器500之间可设有风机。本实施例通过锅炉700的排烟为喷雾干燥器500提供热气体。

优选的，所述锅炉700上设有空预器，烟气经所述空预器从所述排烟口排出。空预器，又名“空气预热器”。空预器可以为旋转式或管式等结构。空预器的作用是利用锅炉700尾部烟道的烟气热量加热进入锅炉700中的空气，从而降低了排烟损失，提高了进风温度，提高锅炉700的效率。

在脱硫废水的喷雾干燥器500中，重要涉及到的是废水中水、固及烟气的质量平衡。在脱硫废水喷雾干燥过程中，热烟气加热废水雾滴，废水吸收热量后加热蒸发水分，干燥出固体颗粒吸收热量，在此过程中热烟气温度降低，湿度增加。喷雾干燥器500后端可连接另一除尘器720。锅炉700中的烟气也可进入该除尘器720。

在一些实施方式中，所述凝结水箱600与真空泵610相连，避免所述凝结水箱600中的水中富集过多气体。

在一具体项目中，锅炉700脱硫废水流量为22t/h，脱硫废水不需预处理系统，直接利用低温省煤器200的热量对脱硫废水进行预热，而后经过三效闪蒸浓缩系统，浓缩率可达到90％，并且在线50％-90％自动可调，脱硫废水浓缩后约有2.2t/h的浓液分别进入两台机组喷雾干燥器500蒸发干燥，每台锅炉700干燥浓液量为1.1t/h，产生的粉尘及水蒸气随烟气引入电除尘前烟道，利用电除尘捕捉氯离子和其他固态颗粒及金属元素，蒸发的水蒸汽进入脱硫塔。闪蒸浓缩过程中产生水蒸汽，经过凝结后可回收至脱硫工艺水或其它用途补水。

脱硫废水通过“闪蒸浓缩+浓液干燥”技术处理后，将水经过蒸发、凝结90％回收利用，其余水分以蒸汽的形式进入脱硫塔，被脱硫塔吸收，水的回收率为100％，产生的固态颗粒通过电除尘以灰尘的形式全部去除，实现了脱硫废水处理无废气、无废水、无废弃固体排放的真正零排放。

与其他脱硫废水深度处理工艺相比，该工艺具有下列优点：

1、真正实现废水零排放

采用“闪蒸浓缩+浓液干燥”技术，脱硫废水经过三效“闪蒸浓缩”，然后通过“喷雾干燥”系统烘干送入电除尘被捕捉。蒸发出的洁净水回收再利用，实现废水处理后无废水、无废气、无废弃固体物产生的真正零排放。

2、运行费用低

该技术工艺无需三联箱预处理系统，一方面减少了高昂的药剂费用及运营费用，另一方面避免了高盐泥饼的产生，同时减少了由于加药对废水的再污染；应用尾部烟气余热加热，不消耗蒸汽；闪蒸浓缩技术的系统简单，自动化程度高，不需要增加运行维护人员；投运后不需要加药；不用消耗性材料，只有电费的消耗，吨水处理费用不到10元。回收高品质水最高可达95％，可节约水费。

3、利用烟道尾部余热，节能降耗

采用三效“闪蒸浓缩”技术，实现能源再利用，提高了能源的利用率。利用低低温省煤器200热量加热脱硫废水，整个蒸发过程无外部蒸汽输入，实现低能源消耗。

4、废水回收率高、回收水质优

脱硫废水经过蒸发处理，废水回收率最大可达到95％，浓度50％—95％连续自动调整。通过闪蒸后，脱硫废水蒸发冷凝后的水属蒸馏产品水，可用于锅炉700补水。

5、该系统简单，维护量小，自动化程度高

脱硫废水“闪蒸浓缩”系统通过控制泵与阀门的运行，来调整容器内的液位、浓度及温度。经过优化系统控制，可实现远程监控、一键启动、无人值守。该系统的主要设备是容器和泵，只要将泵进行常规维护即可。

6、浓液干燥速度快

喷雾干燥属闪蒸瞬息干燥，从湿物料到干粉产品的整个过程仅在20s内完成。浓液干燥系统体积小、占地少、热效率高。

7、整套系统不会结垢

由于采用低温闪蒸、硫酸钙晶种及高速循环等技术，脱硫废水中的盐主要以硫酸盐、氯化盐和亚硫酸盐、碳酸盐及石膏的形式存在，在此蒸发工艺中这些盐类不会导致在蒸发的过程中结垢。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种脱硫废水深度处理系统，其特征在于，包括：

闪蒸系统，具有闪蒸水蒸气出口、闪蒸脱硫废水进口和闪蒸浓水出口；

省煤器，与所述闪蒸脱硫废水进口相连，用于为所述闪蒸系统提供热量；

换热器，具有换热器进口和换热器出口，所述换热器进口与所述闪蒸水蒸气出口相连，用于对所述闪蒸系统得到的水蒸气进行凝结；

凝结水箱，与所述换热器出口相连，用于收集所述换热器冷却得到的水；

增稠器，具有增稠器进水口和增稠器出水口，所述增稠器进水口与所述闪蒸浓水出口相连，所述增稠器出水口与所述换热器进口相连；

喷雾干燥器，具有热气体进口和浓缩水进口，所述浓缩水进口与所述增稠器出水口相连。

2.根据权利要求1所述的脱硫废水深度处理系统，其特征在于，包括锅炉和除尘器，所述锅炉具有排烟口，所述排烟口与所述除尘器的进气口相连，所述除尘器的出气口与所述喷雾干燥器相连。

3.根据权利要求1所述的脱硫废水深度处理系统，其特征在于，所述闪蒸系统包括闪蒸器、蒸发循环泵和加热器形成的闭合回路。

4.根据权利要求3所述的脱硫废水深度处理系统，其特征在于，所述闪蒸系统为多效，在相邻的闪蒸系统之间，前端的闪蒸系统的所述闪蒸器的闪蒸水蒸气出口与后端的闪蒸系统的所述加热器相连，前端的闪蒸系统的所述闪蒸浓水出口与后端的闪蒸系统的所述闪蒸器相连。

5.根据权利要求4所述的脱硫废水深度处理系统，其特征在于，最前端的闪蒸系统的所述加热器与所述省煤器相连。

6.根据权利要求4所述的脱硫废水深度处理系统，其特征在于，最后端的闪蒸系统的所述闪蒸水蒸气出口与所述换热器进口相连。

7.根据权利要求4所述的脱硫废水深度处理系统，其特征在于，最后端的闪蒸系统的所述闪蒸浓水出口与所述增稠器进水口相连。

8.根据权利要求1～7任一项所述的脱硫废水深度处理系统，其特征在于，具有加热循环泵，所述闪蒸系统、所述加热循环泵和所述省煤器形成闭合回路。

9.根据权利要求1～7任一项所述的脱硫废水深度处理系统，其特征在于，所述增稠器具有排泥口。

10.根据权利要求1～7任一项所述的脱硫废水深度处理系统，其特征在于，所述凝结水箱与真空泵相连。

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