CN214693725U - 一种利用干炉渣处理脱硫废水的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用干炉渣处理脱硫废水的系统，该系统包括沉淀池、蓄水池、干渣仓和冷凝器，脱硫废水管与所述沉淀池连接，沉淀池与蓄水池连接，蓄水池与干渣仓连接，所述干渣仓顶部设有干渣机，干渣仓内设有喷淋系统，所述喷淋系统和冷凝器进水口均与蓄水池连接，所述冷凝器出水口与蓄水池连接，所述冷凝器进汽口与干渣仓连接、出汽口与干渣机连接，冷凝器的冷凝水出口与脱硫系统连接。该系统利用干炉渣可有效处理脱硫废水同时不影响干渣的销售，既不需要高昂的脱硫废水处理系统和运行成本，还可以实现脱硫废水的再利用，符合国家节能减排、提质降耗的政策方针。

Description

一种利用干炉渣处理脱硫废水的系统

技术领域

本发明涉及一种利用干炉渣处理脱硫废水的系统，属于脱硫废水技术领域。

背景技术

近几年，火力发电机组在我国能源发电结构中比重有所降低，但占比仍超过50%，火力发电量和装机容量依然在不断增加。随着环保排放指标控制日益严格，烟气脱硫系统是火力发电厂不可缺少净化装置。在当前所有脱硫工艺中湿法脱硫具有反应快、效率高的优点，在全球火力发电脱硫系统应用占比超过85%，湿法脱硫是利用液态碱性吸收剂吸收SO₂、SO₃和其他污染物成分，吸收剂的制备主要包括钠碱法、氨法、氧化镁法、石灰石-石膏法，其中，石灰石-石膏法技术成熟、操作简单、稳定性好且成本较低是目前最主流脱硫制剂方法。采用石膏湿法脱硫技术优势突出，在国内电力和化工冶金行业应用最为广泛，但该技术工艺也非尽善尽美，尤其是国家对于污水、废水排放要求越来越严格的情况下，湿法脱硫技术的弊端显现出来，主要是湿法脱硫过程产生的脱硫废水（石膏脱水、清洗系统的废水）量大且处理难度大，监管要求高。粗略计算一台300MW机组排放脱硫废水约30t/d，且脱硫废水中包含大量SO₄ ^2-和Cl^-、Mg²⁺、Ca²⁺和多种重金属汞和镉等，对于水源、土壤和环境危害大，如果处理不当将造成严重的环境污染，违背生态文明建设的宗旨。实际处理时设施投资大、运行成本高，与企业追求经济效益的宗旨相违背。因此，需要一种既能有效处理脱硫废水而处理成本又低廉的方法。

由于干排渣系统节水和干渣销路广的优势突出，越来越多的电厂进行了湿渣改干渣系统或新机直接采用干排渣系统。干排渣系统中锅炉排渣温度约800℃，经过炉底漏风降温后到达渣机机头的渣温约300℃，且炉渣中主要物质为碱性金属氧化物。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种既不需要高昂的脱硫废水处理系统和运行成本，还可以实现脱硫废水的再利用的利用干炉渣处理脱硫废水的系统。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种利用干炉渣处理脱硫废水的系统，包括沉淀池、蓄水池、干渣仓和冷凝器，脱硫废水管与所述沉淀池连接，沉淀池与蓄水池连接，蓄水池与干渣仓连接，所述干渣仓顶部设有干渣机，干渣仓内设有喷淋系统，所述喷淋系统和冷凝器进水口均与蓄水池连接，所述冷凝器出水口与蓄水池连接，所述冷凝器进汽口与干渣仓连接、出汽口与干渣机连接，冷凝器的冷凝水出口与脱硫系统连接。

对上述技术方案的进一步设计为：所述喷淋系统布置在干渣仓入口下方的四周壁面上，包括环形的喷水管和均匀设置在喷水管上多个喷嘴在喷水管上均匀布置喷嘴，所述多个喷嘴均朝向喷水管环形的中心。

所述冷凝器的冷凝水出口与集水箱连接，所述集水箱通过再循环水管与脱硫塔连接，所述再循环水管上设有再循环水泵。

所述干渣机在出口顶部设有碎渣机，干渣机出口处设有锁渣门。

所述干渣仓顶部设有除尘布袋。

所述干渣仓底部出口处设有卸渣门，卸渣门上设有溢流孔，干渣仓底部出口下方设有集水盘。

所述集水盘一侧设有集水盘转动轴，所述集水盘一侧与集水盘转动轴下端转动连接，集水盘转动轴上端固定在干渣仓底部一侧。

所述集水盘通过溢流管与沉淀池连接。

所述干渣仓内设有含水率测定仪。

所述蓄水池内的水通过一喷淋供水泵分别泵入喷淋系统和冷凝器。

本发明的有益效果为：

本发明方法是利用干炉渣的物理显热高和含有大量碱金属的特点，经过沉淀过滤的脱硫废水以雾态喷淋在300℃的干渣上，脱硫废水中的酸性离子SO₄ ^2-、Cl^-等与炉渣中的Ca²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺等离子发生中和反应，反应后的废水在300℃的干渣表面快速蒸发，水蒸气为无杂质、无污染性的中水，通过冷凝收集后作为脱硫工艺水回到脱硫系统。通过该方法既实现了脱硫废水的处理又实现水资源的循环利用。

利用干式除渣机炉渣的特性，解决了脱硫废水处理难、常规处理方式费用高的问题，既实现节水的目的又解决了环保难题，具体较大的应用和推广价值。

附图说明

图1为本发明脱硫废水处理系统结构示意图一；

图2为本发明脱硫废水处理系统结构示意图二。

图中附图标记为：1.脱硫废水管；2.沉淀池；3. 蓄水池；4.干渣仓；5. 喷淋系统；6.沉淀水泵；7. 喷淋供水泵；8. 溢流管；9. 再循环水管；10.干渣机； 11. 干渣机主动轮；12.碎渣机；13.冷凝器；14. 再循环水泵； 15. 集水盘；16. 除尘布袋；17. 卸渣门；18.锁渣门；19.中水集水箱；20.冷却水回水管；21.冷却水供水管；22.蒸汽引出管；23.负压管；24.含水率测定仪；25.集水盘转动连轴。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1和图2所示，本实施例提供了一种利用干炉渣处理脱硫废水的系统，该系统主要包括括沉淀池2、蓄水池3、干渣仓4和冷凝器13，脱硫系统产生的废水通过脱硫废水管1与所述沉淀池2连接，沉淀池2与蓄水池3连接，蓄水池3与干渣仓4连接，所述干渣仓4顶部设有干渣机10，干渣仓4内设有喷淋系统5，所述喷淋系统5和冷凝器13进水口均与蓄水池3连接，所述冷凝器13出水口与蓄水池3连接，所述冷凝器13进汽口与干渣仓4连接、出汽口与干渣机10连接，冷凝器13的冷凝水出口与脱硫系统连接。

本实施例中喷淋系统5布置在干渣仓4入口下方的四周壁面上，即位于干渣仓4内腔的上部，包括环形的喷水管和均匀设置在喷水管上多个喷嘴在喷水管上均匀布置喷嘴，所述多个喷嘴均朝向喷水管环形的中心。喷嘴数量根据干渣仓4直径确定，使脱硫废水以雾态径向向中心喷洒，覆盖整个横截面。干渣仓4中心处的喷水量最大，与渣仓中干渣分布匹配。

冷凝器13的冷凝水出口与集水箱19连接，集水箱19通过再循环水管与脱硫塔连接，再循环水管9上设有再循环水泵14。

干渣机10在出口顶部设有碎渣机12，干渣机10出口处设有锁渣门18。干渣仓4顶部设有除尘布袋16，干渣仓4底部出口处设有卸渣门17，卸渣门17上设有溢流孔，干渣仓4底部出口下方设有集水盘15，所集水盘15一侧设有集水盘转动轴25，集水盘15一侧与集水盘转动轴25下端转动连接，集水盘转动轴25上端固定在干渣仓4底部一侧。集水盘15通过溢流管8与沉淀池2连接。

本实施例利用干炉渣处理脱硫废水的系统的主要工作流程为脱硫废水经过脱硫废水管1由脱硫系统泵送至沉淀池2，沉淀过滤后的脱硫废水经沉淀水泵6泵送至蓄水池3，蓄水池3内的水通过喷淋供水泵7泵出，喷淋供水泵7出口管线分为两路，一路连接冷凝器13的冷却水供水管21，另一路输送至布置在干渣仓4内部上方的喷淋系统5；冷却水与喷淋系统共用一台水泵，喷淋供水泵启动可同时供应喷淋系统供水和冷凝器冷却供水，简化了系统、减少了电耗。

冷凝器13的蒸汽入口连接蒸汽引出管22，进入冷凝器13的水使蒸汽引出管22的蒸汽在冷凝器13中凝结，干渣仓4中水蒸气依靠与干渣机10机头连接的负压管23抽吸引出，并进入干渣机10，冷却水经过冷却水回水管20流回蓄水池3中。

进入喷淋系统5的水用于喷洒在干炉渣上，干炉渣经过干渣机10的干渣机主动轮11带动的刮板抬送至机头后落在碎渣机12中，经过破碎的干炉渣暂留在锁渣门18上，弹性的锁渣门18设置在在碎渣机下部和渣仓口之间，用以滞留一定量的炉渣，其闭合通过炉渣的自重控制，锁渣门和其上部滞留的炉渣共同隔绝渣仓与干渣机机头的压差，防止渣仓中水蒸气因炉膛负压抽吸至干渣机中。锁渣门18处于闭合状态，当干渣达到一定量时，锁渣门18打开，炉渣下落至干渣仓4中，然后锁渣门18恢复至闭合状态。脱硫废水喷雾喷洒在300℃的干炉渣上，水中的酸性离子与炉渣中的碱性氧化物快速发生酸碱中和反应，同时，水分接触高温炉渣迅速蒸发，大量水蒸气在炉膛负压抽吸作用下进入冷凝器13，凝结水在重位势差的作用下自流入中水集水箱19，定期由再循环水泵14和再循环水管9输送至脱硫塔，作为脱硫工艺水再次进入脱硫系统，达到水资源循环利用的目的。

干渣仓4内部压力在负压管和除尘布袋的作用下为微负压环境，大量喷淋水蒸发后进入冷凝器13，很少部分水蒸气经过除尘布袋16后进入环境。除尘布袋的作用一方面是过滤灰尘，防止渣仓蒸汽携带细灰渣污染环境；另一方面是平衡渣仓内外压差。

卸渣门17出口的炉渣含水量与脱硫废水喷淋量和渣仓内干渣量有关。本系统利用布置在卸渣门17上方的含水率测定仪24实时监测炉渣的含水率，若干渣仓上部的含水率较高时，水分就会向下部炉渣渗透，因此，只要下部炉渣含水率不超标，上部炉渣的含水率就满足干渣销售的要求。

喷淋系统5以喷雾的形式将脱硫废水喷淋在300℃的干炉渣上，增加水与炉渣的接触面积，有利于高温干灰渣中碱性离子与废水中的酸性离子发生中和反应和水分的快速蒸发，当喷淋量不足时，渣仓排渣含水率小、炉渣中的碱性离子和炉渣显热未得到充分利用，脱硫废水的处理量受影响，沉淀池2和蓄水池3中的脱硫废水存量就多，可能影响处理脱硫废水的连续性；当喷水量过大时，依靠干渣温度无法将脱硫废水全部蒸发，渣仓排口炉渣的含水率大，可能影响炉渣的销售，只要保证炉渣含水率不超过20%既不影响其销售又有利于防止运输过程的扬尘。在满足干渣含水率要求的情况下，要尽可能多处理脱硫废水，部分经过中和反应后的水溢流至渣仓底部，通过卸渣门17上预留的溢水孔，收集在集水盘15中，利用重位势能通过溢流管8引流至沉淀池2中；溢水孔保证了卸渣门关闭时渣仓内过量的喷水能够及时排出。在卸渣门17开启卸渣时，集水盘15就通过固定在渣仓下部的集水盘25转轴转动180°，为卸渣腾出空间，在卸渣门关闭后，集水盘则重新转动至渣仓排口下部，收集溢流水，防止其流入排水槽污染环境。

本实施例中再循环水泵14和沉淀水泵6配备水位自动控制装置，根据设定水位高度自动启停；喷淋供水泵7的启停是根据含水率测定仪设定的参数反馈控制。集水盘15中的溢流水引流至沉淀池2，再次作为脱硫废水进行处理；冷却水自蓄水池3引出在冷凝器13吸热后回到蓄水池3进行混合降温。整个系统处理脱硫废水产生中水，无需其他水源。

本实施例将脱硫系统排出的脱硫废水泵送至沉淀池，沉淀过滤处理水中的悬浮物和杂质等，将初处理后的脱硫废水泵送至蓄水池，蓄水池的作用是储存废水和为冷却水降温。利用喷淋泵将蓄水池水一部分泵送至渣仓喷淋系统进行雾化喷淋处理，一部分作为冷却水泵送至冷凝器冷却水蒸气；喷淋水量根据炉渣含水率进行反馈控制，保证脱硫废水的喷淋量和炉渣含水率最优。本实施例一方面将脱硫废水的中酸根离子中和，一方面将脱硫废水中的水分提取再利用，利用该系统和方法处理脱硫废水既不需要复杂的设备，又不需要消耗能量和耗材。该系统布局简单，对电厂现有排渣系统无不利影响，既解决了环保问题又节约了水资源。

本发明的技术方案不局限于上述各实施例，凡采用等同替换方式得到的技术方案均落在本发明要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种利用干炉渣处理脱硫废水的系统，其特征在于：包括沉淀池、蓄水池、干渣仓和冷凝器，脱硫废水管与所述沉淀池连接，沉淀池与蓄水池连接，蓄水池与干渣仓连接，所述干渣仓顶部设有干渣机，干渣仓内设有喷淋系统，所述喷淋系统和冷凝器进水口均与蓄水池连接，所述冷凝器出水口与蓄水池连接，所述冷凝器进汽口与干渣仓连接、出汽口与干渣机连接，冷凝器的冷凝水出口与脱硫系统连接。

2.根据权利要求1所述利用干炉渣处理脱硫废水的系统，其特征在于：所述喷淋系统布置在干渣仓入口下方的四周壁面上，包括环形的喷水管和均匀设置在喷水管上多个喷嘴在喷水管上均匀布置喷嘴，所述多个喷嘴均朝向喷水管环形的中心。

3.根据权利要求1所述利用干炉渣处理脱硫废水的系统，其特征在于：所述冷凝器的冷凝水出口与集水箱连接，所述集水箱通过再循环水管与脱硫塔连接，所述再循环水管上设有再循环水泵。

4.根据权利要求1所述利用干炉渣处理脱硫废水的系统，其特征在于：所述干渣机在出口顶部设有碎渣机，干渣机出口处设有锁渣门。

5.根据权利要求1所述利用干炉渣处理脱硫废水的系统，其特征在于：所述干渣仓顶部设有除尘布袋。

6.根据权利要求5所述利用干炉渣处理脱硫废水的系统，其特征在于：所述干渣仓底部出口处设有卸渣门，卸渣门上设有溢流孔，干渣仓底部出口下方设有集水盘。

7.根据权利要求6所述利用干炉渣处理脱硫废水的系统，其特征在于：所述集水盘一侧设有集水盘转动轴，所述集水盘一侧与集水盘转动轴下端转动连接，集水盘转动轴上端固定在干渣仓底部一侧。

8.根据权利要求7所述利用干炉渣处理脱硫废水的系统，其特征在于：所述集水盘通过溢流管与沉淀池连接。

9.根据权利要求8所述利用干炉渣处理脱硫废水的系统，其特征在于：所述干渣仓内设有含水率测定仪。

10.根据权利要求1所述利用干炉渣处理脱硫废水的系统，其特征在于：所述蓄水池内的水通过一喷淋供水泵分别泵入喷淋系统和冷凝器。

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