CN214495790U - 一种用于脱硫的废水零排放系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于脱硫的废水零排放系统，包括相互配套的N效浓缩蒸发器和N效浓缩换热器，其特征在于，最后一效浓缩蒸发器的浓缩物料输出端通过管路连接至增稠罐的输入端，增稠罐的浓缩物料输出端通过管路连接至压滤机的输入端，压滤机的滤液输出端连接至滤液缓冲罐；还包括从反应器的主体烟道通过旁通管道连接旁路烟道，所述旁路烟道内设有雾化喷枪；所述缓冲罐的滤液输出端通过管路连接至雾化喷枪；所述雾化喷枪用于将滤液喷雾旁路烟道内；其中，N为≥2的正整数。本实用新型提供了一套设计合理，运行稳定性高，运行成本低，以及能源利用率高的脱硫废水系统，利于实现脱硫废水零排放。

Description

一种用于脱硫的废水零排放系统

技术领域

本实用新型涉及废水净化处理技术领域，具体涉及一种用于脱硫的废水零排放系统。

背景技术

随着社会经济的发展，对环保要求愈加严格，需对脱硫废水处理回收、或者达环评标准再排放，甚至需要对脱硫废水进行深度处理满足零排放要求。目前，电厂多采用“三联箱”工艺来处理脱硫废水，受燃煤，工艺水质，脱硫剂，脱硫工艺等的影响，水质成分复杂多变，波动大。传统“三联箱”工艺处理后的废水，无法直接回用，只能用于干灰搅拌和灰场喷洒，但受目前煤炭品质影响，入炉煤硫份和灰分增加，脱硫废水产水量大幅增加，原有灰场无法消耗现有废水量，急需进行脱硫废水零排放改造。

脱硫废水含有COD、重金属、氟化物、硫化物、硝酸盐、亚硝酸盐等污染物，包含国家及世卫组织严格控制的一类污染物，具有高含盐、高硬度和高悬浮物等特点。目前处理工艺主要有两大方向：蒸发结晶和烟气余热蒸发，工艺流程分三个步骤：第一步，预处理，去除悬浮物、硬度、碱度、重金属等。第二步，浓缩处理，分热法浓缩和膜法浓缩两大工艺主流，热法浓缩有机械蒸汽再压缩(MVC/MVR)、低温多效蒸馏法(MED)、多效闪蒸(MSF)等工艺；膜法浓缩有高压反渗透(DTRO)、正渗透(FO)、电渗透(ED)等工艺。第三步，蒸发脱盐处理，采用蒸发结晶或烟气加热蒸发，实现废水零排放。

上述工艺各有其优缺点，比如膜浓缩配MVR蒸发结晶工艺需新增设备，初期投资大，旁路烟气蒸发会影响空预器热效率从而增加煤耗。目前还没有一种设计合理，运行稳定性高，运行成本低，以及能源利用率高的脱硫废水设备。

实用新型内容

基于上述技术问题，本实用新型提供了解决上述问题的一种用于脱硫的废水零排放系统，提供了一套设计合理，运行稳定性高，运行成本低，以及能源利用率高的脱硫废水系统。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种用于脱硫的废水零排放系统，包括相互配套的N效浓缩蒸发器和N效浓缩换热器，其特征在于，最后一效浓缩蒸发器的浓缩物料输出端通过管路连接至增稠罐的输入端，增稠罐的浓缩物料输出端通过管路连接至压滤机的输入端，压滤机的滤液输出端连接至滤液缓冲罐；还包括从反应器的主体烟道通过旁通管道连接旁路烟道，所述旁路烟道内设有雾化喷枪；所述缓冲罐的滤液输出端通过管路连接至雾化喷枪；所述雾化喷枪用于将滤液喷雾旁路烟道内；其中，N为≥2的正整数。

本实用新型中，脱硫废水依次经多效浓缩蒸发器处理后，浓缩物料达到设计浓度时，料液被送至增稠罐进行浓缩，运用出料泵送至压滤机进行脱水，滤液送至滤液缓冲罐进行收集后，运用滤液水泵送至旁路烟道进行雾化干燥。脱硫废水中的大部分固体会经压滤机脱水沉淀出来，少部分进入烟气经过废水干燥，蒸发后的产物以固态盐形式在除尘系统去除，最终利于实现脱硫废水零排放，且对电厂原有系统影响较小。

进一步优选，所述旁路烟道的输入端口设有调节型挡板门、输出端口设有开关型挡板门。

进一步优选，所述旁路烟道的输出端连接至除尘器。

进一步优选，所述最后一效浓缩蒸发器的蒸汽输出端通过管路连接至尾气冷凝器的壳程输入端，尾气冷凝器的壳程输出端连接至尾气冷凝罐。

脱硫废水经多效浓缩蒸发器处理后，水蒸气在脱硫塔被冷凝后间接补充脱硫工艺用水，最终实现了脱硫废水零排放，且对电厂原有系统影响较小。

进一步优选，还包括热源发生器，所述热源发生器设置在主体烟道中，主体烟道内的高温烟气作为热源发生器的热源；所述热源发生器的蒸汽输出端通过管路连接至第一效浓缩换热器的壳程输入端，第一效浓缩换热器的壳程输出端通过管路连接至热源发生器的蒸汽冷凝液输入端。

进一步优选，沿蒸汽流动方向上，第一效浓缩换热器的壳程输出端与热源发生器连接的管道还依次设有一效冷凝罐和加湿水泵。

进一步优选，位于热源发生器和反应器之间的主体烟道上还设有空气预热器，位于热源发生器的下游侧的主体烟道连接至除尘器。

进一步优选，第N效浓缩换热器的壳程输入端与第N-1效浓缩蒸发器的蒸汽输出端通过管路连接，第N效浓缩换热器的壳程输出端连接至尾气冷凝罐。

进一步优选，所有浓缩换热器的管程输入端与对应的浓缩蒸发器的浓缩物料输出端通过管路连接，且管路上设有循环泵；所有浓缩换热器的管程输出端与对应的浓缩蒸发器的浓缩物料输出端通过管路连接。

进一步优选，第N-1效浓缩蒸发器的浓缩物料输出端通过管路连接至第N效浓缩蒸发器的物料输入端。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

本发明提供了一种用于脱硫废水零排放的系统，依次串联浓缩蒸发器、循环泵、浓缩换热器等设备，浓缩蒸发器中实现了脱硫废水的浓缩；旁路烟道中设置的双流体雾化喷枪实现了对电厂运行最小影响下的浓缩废水干燥；热源发生器充分利用烟气废热，实现电厂低品位余热的利用。经过分离系统，脱硫废水中的大部分固体被脱水沉淀出来，少部分进入烟气经过废水干燥，蒸发后的产物以固态盐形式在除尘系统去除，水蒸气在脱硫塔被冷凝后间接补充脱硫工艺用水，最终实现了脱硫废水零排放，且对电厂原有系统影响较小。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的一种用于脱硫的废水零排放系统整体结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-脱硝反应器，2-主体烟道，3-空气预热器，4-除尘器，5-旁路烟道；

101-一效冷凝罐，102-加湿水泵，103-一效真空泵；

111-尾气冷凝器；

121-增稠罐，122-出料泵，123-压滤机；

131-尾气冷凝罐，132-凝结水泵，133-尾气真空泵，124-滤液缓冲罐，125-滤液水泵；

51-调节型挡板门，52-开关型挡板门，53-雾化喷枪；

61-一效浓缩蒸发器，62-一效循环泵，63-一效浓缩换热器，64-热源发生器；

71-二效浓缩蒸发器，72-二效循环泵，73-二效浓缩换热器，

81-三效浓缩蒸发器，82-三效循环泵，83-三效浓缩换热器，

91-废水箱，92-废水给料泵。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

本实施例提供了一种用于脱硫的废水零排放系统，包括相互配套的N效浓缩蒸发器和N效浓缩换热器，浓缩蒸发器与浓缩换热器采用常规的适配结构、及流体流通方式；其中，N为≥2的正整数，如基于废水性质、需要净化的程度等，设置二效、三效或四效蒸发系统。最后一效浓缩蒸发器的浓缩物料输出端通过管路连接至增稠罐121的输入端，增稠罐121的浓缩物料输出端通过管路连接至压滤机123的输入端，压滤机123的滤液输出端连接至滤液缓冲罐124。还包括从反应器1的主体烟道2通过旁通管道连接旁路烟道5，旁路烟道5内设有雾化喷枪53；缓冲罐124的滤液输出端通过管路连接至雾化喷枪53；雾化喷枪53用于将滤液喷雾旁路烟道5内。

工作原理为：在浓缩物料达到要求时，最后一效浓缩蒸发器的料液被送至增稠罐121进行浓缩，然后运用出料泵122送至压滤机123进行脱水，保障排出固体物的含水率在设定值内；最后，滤液送至滤液缓冲罐124进行收集后，运用滤液水泵125送至旁路烟道5进行雾化干燥。

作为进一步优选地方案，雾化喷枪53采用双流体雾化喷枪；旁路烟道5的输出端连接至除尘器4。旁路烟道5布置双流体雾化喷枪53，与滤液输送系统共同组成雾化系统。滤液在旁路烟道5内蒸发，喷射浆液和压缩空气介质在喷枪内充分混合、撞击。达到要求的雾化效果，保证雾化水汽在烟道完全蒸发。水分进入烟气中，蒸发析出的粗盐分颗粒落入除尘器4入口烟道，细小盐分颗粒随烟气进入除尘器4处理，达到滤液中盐被捕结的目的。最后一效浓缩蒸发器的蒸汽输出端通过管路连接至尾气冷凝器111的壳程输入端，尾气冷凝器111的壳程输出端连接至尾气冷凝罐131。

此外，旁路烟道5的输入端口设有调节型挡板门51、输出端口设有开关型挡板门52；旁路烟道5的输出端口和输入端口处分别设置开关型挡板门52和调节型挡板门51实现与主体烟道2的隔离。

实施例2

在实施例1的基础上进一步改进，还包括热源发生器64，所述热源发生器64设置在主体烟道2中，主体烟道2内的高温烟气作为热源发生器64的热源；热源发生器64的蒸汽输出端通过管路连接至第一效浓缩换热器的壳程输入端，第一效浓缩换热器的壳程输出端通过管路连接至热源发生器64的蒸汽冷凝液输入端。进一步优选，沿蒸汽流动方向上，第一效浓缩换热器的壳程输出端与热源发生器64连接的管道还依次设有一效冷凝罐101和加湿水泵102。

位于热源发生器64和反应器1之间的主体烟道2上还设有空气预热器3，位于热源发生器64的下游侧的主体烟道2连接至除尘器4；即主体烟道2和旁路烟道5最后都经过除尘器4除尘后排放。

关于浓缩蒸发器和浓缩换热器的适配结构为：第N效浓缩换热器的壳程输入端与第N-1效浓缩蒸发器的蒸汽输出端通过管路连接，第N效浓缩换热器的壳程输出端连接至尾气冷凝罐131。所有浓缩换热器的管程输入端与对应的浓缩蒸发器的浓缩物料输出端通过管路连接，且管路上设有循环泵；所有浓缩换热器的管程输出端与对应的浓缩蒸发器的浓缩物料输出端通过管路连接。第N-1效浓缩蒸发器的浓缩物料输出端通过管路连接至第N效浓缩蒸发器的物料输入端。

实施例3

基于实施例2的基础上，本实施例提供了一种用于脱硫的废水零排放系统，以N＝3为例举例说明其系统结构及工作原理：

本系统分为七个系统，分别为：废水输送系统、多效蒸发系统、加热系统、蒸汽冷凝液收集系统、分离及滤料收集系统、旁路系统和滤液干燥系统，以下分别进行具体说明：

1.废水输送系统

脱硫废水送至废水箱91，在废水箱91内缓冲调质后，由废水给料泵92输送至一效浓缩蒸发器61。

2.多效蒸发系统

脱硫废水被加热后进入一效浓缩蒸发器61，在一效浓缩蒸发器61中产生的蒸汽进入二效浓缩换热器73壳程，一效浓缩蒸发器61中的废水利用一效循环泵62进入一效浓缩换热器63与蒸汽换热，由于一效浓缩蒸发器61中水分蒸发，浆液浓度增加。物料在一效系统内经多次自然式循环后，完成初步浓缩的料液在压差的作用下进入二效浓缩蒸发器71。

二效系统的原理与一效系统相同，利用一效浓缩蒸发器61产生的二次蒸汽作为后部的二效浓缩换热器73的热源，并利用二效循环泵72进行强制循环蒸发浓缩。完成浓缩的料液在压差的作用下进入三效浓缩蒸发器81。三效系统的原理与一、二效系统相同，利用二效浓缩蒸发器71产生的三次蒸汽作为后部的三效浓缩换热器83的热源，并利用进行三效循环泵82强制循环蒸发浓缩。

3.加热系统

一效浓缩换热器63的热源来自热源发生器64换热，热源发生器64产生的蒸汽进入一效浓缩换热器63的壳程，与脱硫废水进行换热，产生的蒸汽冷凝液进入一效冷凝罐101，然后经加湿水泵102进入热源发生器64换热，如此循环；一效冷凝罐101运用一效真空泵103保持真空度。

热源发生器64布置尾部烟道2中、且位于空气预热器器3和除尘器4之间。若电厂已设置低低温省煤器，可将机组低低温省煤器中的换热模块与原系统隔断，作为浓缩换热器的热源。

4.蒸汽冷凝液收集系统

三效浓缩蒸发器81产生的三次蒸汽进入尾气冷凝器111，与冷却水进行换热后，形成蒸汽冷凝液进入尾气冷凝罐131。同时二效浓缩换热器73和三效浓缩换热器83产生的蒸汽冷凝液也进入尾气冷凝罐131。以上蒸汽冷凝液经尾气冷凝罐131收集后，运用凝结水泵132输送至工艺水箱作为工艺水使用，尾气冷凝罐131运用尾气真空泵133保持真空度。

5.分离及滤料收集系统

当三效系统内浓缩物料达到设计浓度时，最后一效浓缩蒸发器的料液被送至增稠罐121进行浓缩，然后运用出料泵122送至压滤机123进行脱水，排出固体物为含水率不高于20％的石膏；最后，滤液送至滤液缓冲罐124进行收集后，运用滤液水泵125送至旁路烟道5进行雾化干燥。

6.旁路系统

在反应器1(本实施例采用脱硝反应器)后、空气预热器3前的主体烟道2上引出高温烟气(烟温约为300～350℃)至旁路烟道5；旁路烟道5的输出端口和输入端口处分别设置开关型挡板门52和调节型挡板门51实现与主体烟道2的隔离；旁路烟道5的长度在10米左右；旁路烟道5的输入端口设电动的调节型挡板门51以调节烟气的流量、流速；经雾化后的液滴与引入的高温烟气进行迅速传质、传热，实现液滴的高效蒸发；旁路烟道5出口连接在空气预热器3后、除尘器4前的主体烟道2上。

7.滤液干燥系统

旁路烟道5布置双流体雾化喷枪53，与滤液输送系统共同组成雾化系统。滤液在旁路烟道5内蒸发，喷射浆液和压缩空气介质在喷枪内充分混合、撞击。达到要求的雾化效果，保证雾化水汽在烟道完全蒸发。水分进入烟气中，蒸发析出的粗盐分颗粒落入除尘器4入口烟道，细小盐分颗粒随烟气进入除尘器4处理，达到滤液中盐被捕结的目的。滤液经喷嘴喷出粒径小(20～60μm)，粒径均匀。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于脱硫的废水零排放系统，包括相互配套的N效浓缩蒸发器和N效浓缩换热器，其特征在于，最后一效浓缩蒸发器的浓缩物料输出端通过管路连接至增稠罐(121)的输入端，增稠罐(121)的浓缩物料输出端通过管路连接至压滤机(123)的输入端，压滤机(123)的滤液输出端连接至滤液缓冲罐(124)；

还包括从反应器(1)的主体烟道(2)通过旁通管道连接旁路烟道(5)，所述旁路烟道(5)内设有雾化喷枪(53)；所述缓冲罐(124)的滤液输出端通过管路连接至雾化喷枪(53)；所述雾化喷枪(53)用于将滤液喷雾旁路烟道(5)内；

其中，N为≥2的正整数。

2.根据权利要求1所述的一种用于脱硫的废水零排放系统，其特征在于，所述旁路烟道(5)的输入端口设有调节型挡板门(51)、输出端口设有开关型挡板门(52)。

3.根据权利要求1所述的一种用于脱硫的废水零排放系统，其特征在于，所述旁路烟道(5)的输出端连接至除尘器(4)。

4.根据权利要求1所述的一种用于脱硫的废水零排放系统，其特征在于，所述最后一效浓缩蒸发器的蒸汽输出端通过管路连接至尾气冷凝器(111)的壳程输入端，尾气冷凝器(111)的壳程输出端连接至尾气冷凝罐(131)。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种用于脱硫的废水零排放系统，其特征在于，还包括热源发生器(64)，所述热源发生器(64)设置在主体烟道(2)中，主体烟道(2)内的高温烟气作为热源发生器(64)的热源；所述热源发生器(64)的蒸汽输出端通过管路连接至第一效浓缩换热器的壳程输入端，第一效浓缩换热器的壳程输出端通过管路连接至热源发生器(64)的蒸汽冷凝液输入端。

6.根据权利要求5所述的一种用于脱硫的废水零排放系统，其特征在于，沿蒸汽流动方向上，第一效浓缩换热器的壳程输出端与热源发生器(64)连接的管道还依次设有一效冷凝罐(101)和加湿水泵(102)。

7.根据权利要求5所述的一种用于脱硫的废水零排放系统，其特征在于，位于热源发生器(64)和反应器(1)之间的主体烟道(2)上还设有空气预热器(3)，位于热源发生器(64)的下游侧的主体烟道(2)连接至除尘器(4)。

8.根据权利要求1所述的一种用于脱硫的废水零排放系统，其特征在于，第N效浓缩换热器的壳程输入端与第N-1效浓缩蒸发器的蒸汽输出端通过管路连接，第N效浓缩换热器的壳程输出端连接至尾气冷凝罐(131)。

9.根据权利要求8所述的一种用于脱硫的废水零排放系统，其特征在于，所有浓缩换热器的管程输入端与对应的浓缩蒸发器的浓缩物料输出端通过管路连接，且管路上设有循环泵；所有浓缩换热器的管程输出端与对应的浓缩蒸发器的浓缩物料输出端通过管路连接。

10.根据权利要求1所述的一种用于脱硫的废水零排放系统，其特征在于，第N-1效浓缩蒸发器的浓缩物料输出端通过管路连接至第N效浓缩蒸发器的物料输入端。

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