CN214780943U - 一种发电机组的脱硫废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种发电机组的脱硫废水处理系统，其包括烟气脱硫装置，所述发电机组所排放的废气进入烟气脱硫装置进行脱硫处理，所述脱硫废水处理系统还包括垃圾等离子气化炉，垃圾、气化剂、脱硫浓缩废水进入所述等离子气化炉，在等离子炬的加热下发生气化反应，经气化反应后垃圾和脱硫浓缩废水中的有机物质转化为高温合成气，并经高温合成气出口排出，无机物质在炉内高温环境下被熔融固化，经冷却后通过排渣出口排出，高温合成气回到发电机组的燃烧装置中并参与燃烧。本实用新型利用等离子气化炉处理火电机组脱硫废水，可实现对脱硫废水零排放，同时充分利用垃圾的能量，具有良好的节能环保效益。

Description

一种发电机组的脱硫废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种废弃物净化设备领域，特别是涉及发电机组的脱硫废水处理系统。

背景技术

燃煤电站脱硫塔排出的脱硫废水含有大量的硫酸盐、亚硫酸盐、重金属等大量杂质，成分复杂、对环境污染较大并且较难处理，国内传统的处理工艺是通过加碱中和脱硫废水，调整废水的PH在6-9范围，使废水中的大部分重金属形成沉淀物，常用的碱性中和剂有石灰石、石灰等，再加入絮凝剂使其沉淀浓缩成为污泥，最终污泥被送至灰场堆放，不能实现针对脱硫浓缩废水的无害化处理。

目前，国内脱硫废水零排放技术主要有3种，分别是蒸发池、蒸发结晶及烟道蒸发。蒸发池是通过自然蒸发减少废水体积的一种方法，在美国约有10余个电厂应用此技术进行脱硫废水的处理。蒸发池的处理效率取决于废水水量而非污染物浓度，因此，该方法适用于处理高浓度、总量少的含盐废水。此外，蒸发池处理废水成本低，适用于土地价格低的半干旱或干旱地区使用。为提高蒸发池的蒸发速率，减少蒸发池的占地面积，可考虑采用机械雾化蒸发。机械雾化蒸发技术利用高速旋转的扇叶或是高压喷嘴将废水雾化成细小液滴，通过液滴与空气的强烈对流进行蒸发。在上世纪90年代，此技术已经应用于矿井高含盐水及电厂高含盐水的处理。此种方式的主要缺点是蒸发池需要做防渗处理，且当废水处理量大时，所需土地面积增加，处理成本增加。为提高蒸发池的蒸发速率，减少蒸发池的占地面积，可考虑采用机械雾化蒸发。但该技术存在液滴的风吹损失，造成周边环境的盐污染。

蒸发结晶技术主要包括3个步骤，即预处理+膜/热力浓缩+结晶:预处理主要是去除脱硫废水中的硬度离子；浓缩主要是将脱硫废水减量化，产生可用水和浓水；浓水经过结晶器形成盐分然后回收利用或者填埋。蒸发结晶技术是一项成熟的技术，在国内外都有部分应用。蒸发结晶技术经济上存在着投资和运行费用高等问题，限制了此技术的广泛应用。

烟道蒸发技术是利用气液两相流喷嘴将脱硫废水雾化并喷入空预器与除尘器之间的烟道中，利用烟气余热将废水完全蒸发，使废水中的污染物转化为结晶物或盐类，随飞灰一起被除尘器捕集。烟道蒸发技术受限于两方面:处理废水量少，且受锅炉负荷影响大；不适用于除尘器前安装烟冷器的电厂。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种发电机组的脱硫废水处理系统，其包括烟气脱硫装置，所述发电机组所排放的废气进入所述烟气脱硫装置进行脱硫处理，所述脱硫废水处理系统还包括等离子气化炉，所述等离子气化炉包括：气化剂入口、垃圾入口、脱硫浓缩废水入口、等离子炬、高温合成气出口和排渣出口；气化剂、垃圾、脱硫浓缩废水分别通过气化剂入口、垃圾入口、脱硫浓缩废水入口进入所述垃圾等离子气化炉；气化剂与垃圾、脱硫浓缩废水混合并在等离子炬的加热下发生气化反应，经气化反应后垃圾和脱硫浓缩废水中的有机物质转化为高温合成气，并经所述高温合成气出口排出，无机物质在炉内高温环境下被熔融固化，经冷却后通过排渣出口排出。

进一步的，所述系统还包括合成气冷却器，所述高温合成气从高温合成气出口排出后，先进入所述合成气冷却器，经冷却后回到发电机组锅炉中并参与燃烧，所述合成气冷却器的冷却水源来自于发电机组的凝结水系统。

进一步的，所述发电机组为燃煤发电系统，所述燃煤发电系统包括燃煤锅炉、汽轮机、凝汽器、凝水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器、电除尘器、烟气脱硫装置、烟囱、发电机和系统连接的管道及管件；其中高温合成气与煤粉在燃煤锅炉中混合燃烧，所生成的高温烟气流经各锅炉受热面，将燃料的化学能转化为蒸汽的热能；锅炉尾部的低温烟气依次经过电除尘器和烟气脱硫装置进行净化处理，最后经烟囱直接排入大气环境中；主蒸汽依次进入汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸中膨胀做功，低压缸乏汽进入凝汽器内冷凝为水，凝结水依次经过凝水泵、8#低压加热器、7#低压加热器、6#低压加热器、5# 低压加热器、除氧器、给水泵、3#高压加热器、2#高压加热器、1#高压加热器后进入燃煤锅炉水冷壁。

进一步的，所述低压加热器、除氧器、高压加热器的热源是从所述燃煤电站汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸抽取的部分蒸汽，所述部分蒸汽送至所述低压加热器、除氧器、高压加热器中，各级加热器输水逐级自流，分别汇集至除氧器、凝汽器水箱。

进一步的，所述合成气冷却器的冷却水源是从所述燃煤电站2#高压加热器出口端处抽取的部分锅炉给水，所述冷却水源送至所述合成气冷却器中回收合成气所释放出的热量，然后输送至1#高压加热器出口端处。

进一步的，所述发电机组为燃煤发电机组。

本实用新型还提供一种发电机组，其包括锅炉、烟气脱硫装置，所述锅炉燃烧产生的废气经过所述烟气脱硫装置进行脱硫净化，其特征在于：所述发电机组还包括垃圾等离子气化炉，所述垃圾等离子气化炉包括：等离子炬、垃圾入口、气化剂入口、脱硫浓缩废水入口、排渣出口及高温合成气出口；垃圾、气化剂、脱硫浓缩废水分别通过垃圾入口、气化剂入口、脱硫浓缩废水入口进入所述垃圾等离子气化炉；气化剂与垃圾、脱硫浓缩废水混合并在等离子炬的加热下发生气化反应，经气化反应后垃圾和脱硫浓缩废水中的有机物质转化为高温合成气，并经所述高温合成气出口排出，无机物质在炉内高温环境下被熔融固化，经冷却后通过排渣出口排出；

所述高温合成气回到发电机组的锅炉中并参与燃烧。

进一步的，还包括合成气冷却器，所述高温合成气从高温合成气出口排出后，先进入所述合成气冷却器，经过冷却后再回到所述发电机组的锅炉；所述合成气冷却器的冷却水源来自于发电机组的凝结水系统。

本实用新型所提供的发电机组的脱硫废水处理系统利用垃圾等离子气化炉处理火电机组脱硫废水，可实现对脱硫废水零排放，同时充分利用垃圾的能量，具有良好的节能环保效益。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型所提供的发电机组的脱硫废水处理系统示意图。

其中，1-等离子气化炉，2-气化剂入口，3-垃圾入口，4-脱硫废水入口，5-等离子炬，6- 高温合成气出口，7-排渣出口，8-燃煤锅炉，9-汽轮机高压缸，10-汽轮机中压缸，11-汽轮机低压缸，12-凝汽器，13-凝水泵，14-8#低压加热器，15-7#低压加热器，16-6#低压加热器， 17-5#低压加热器，18-除氧器，19-给水泵，20-3#高压加热器，21-2#高压加热器，22-1#高压加热器，23-电除尘器，24-烟气脱硫装置，25-烟囱，26-发电机，27-合成气冷却器；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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而不是要求本实用新型必须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，在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

进一步地，在下述任何方法的说明中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。

参照说明书附图1。本实施例披露一种发电机组的脱硫废水处理系统，其包括烟气脱硫装置24，所述发电机组所排放的废气进入所述烟气脱硫装置24进行脱硫处理，其特征在于：所述脱硫废水处理系统还包括等离子气化炉1，所述等离子气化炉1包括：气化剂入口2、垃圾入口3、脱硫浓缩废水入口4、等离子炬5、高温合成气出口6和排渣出口7；气化剂、垃圾、脱硫浓缩废水分别通过气化剂入口2、垃圾入口3、脱硫浓缩废水入口4进入所述垃圾等离子气化炉1；气化剂与垃圾、脱硫浓缩废水混合并在等离子炬5的加热下发生气化反应，经气化反应后垃圾和脱硫浓缩废水中的有机物质转化为高温合成气，并经所述高温合成气出口6排出，无机物质在炉内高温环境下被熔融固化，经冷却后通过排渣出口7排出。

具体的，所述系统还包括合成气冷却器27，所述高温合成气从高温合成气出口6排出后，先进入所述合成气冷却器27，经冷却后回到发电机组锅炉8中并参与燃烧，所述合成气冷却器27的冷却水源来自于发电机组的凝结水系统。

在具体的实施例中，所述发电机组为燃煤发电系统，所述燃煤发电系统包括燃煤锅炉8、汽轮机9～11、凝汽器12、凝水泵13、低压加热器14～17、除氧器18、给水泵19、高压加热器20～22、电除尘器23、烟气脱硫装置24、烟囱25、发电机26和系统连接的管道及管件；其中高温合成气与煤粉在燃煤锅炉8中混合燃烧，所生成的高温烟气流经各锅炉受热面，将燃料的化学能转化为蒸汽的热能；锅炉尾部的低温烟气依次经过电除尘器23和烟气脱硫装置24进行净化处理，最后经烟囱25直接排入大气环境中；主蒸汽依次进入汽轮机高压缸9、汽轮机中压缸10和汽轮机低压缸11中膨胀做功，低压缸乏汽进入凝汽器内12冷凝为水，凝结水依次经过凝水泵13、8#低压加热器14、7#低压加热器15、6#低压加热器16、5#低压加热器17、除氧器18、给水泵19、3#高压加热器20、2#高压加热器21、1#高压加热器22 后进入燃煤锅炉8水冷壁。

具体的，所述低压加热器14～17、除氧器18、高压加热器20～22的热源是从所述燃煤电站汽轮机高压缸9、汽轮机中压缸10和汽轮机低压缸11抽取的部分蒸汽，所述部分蒸汽送至所述低压加热器14～17、除氧器18、高压加热器20～22中，各级加热器输水逐级自流，分别汇集至除氧器18、凝汽器12水箱。

具体的，所述合成气冷却器27的冷却水源是从所述燃煤电站2#高压加热器21出口端处抽取的部分锅炉给水，所述冷却水源送至所述合成气冷却器27中回收合成气所释放出的热量，然后输送至1#高压加热器22出口端处。

本实用新型可以实现如下技术效果：

1、垃圾焚烧发电技术效率一般低于20％，而通过耦合燃煤发电机组给水系统，垃圾等离子气化发电净效率可达35％以上，燃煤发电机组的调峰能力也得到提升。

2、取消了燃煤电站常规配置的脱硫浓缩废水处理设备，通过等离子气化系统，将脱硫浓缩废水进行无公害处理，简化了系统相关设备，减少初投资。

3、传统垃圾焚烧发电存在一定的环保问题，其排放物中仍存在部分有毒物质。在热等离子体热平衡所形成的高温环境下，垃圾和脱硫浓缩废水中有毒物质热解重组为无毒成分，总体实现污染物零排放。

4、高温合成气所释放出的热量用于加热部分锅炉给水，节省了汽轮机组的抽汽量，提升了燃煤机组的整体性能，实现了耦合系统的能量梯级利用。

5、合成气经冷却后，直接通入锅炉中与煤粉混合燃烧，经电站烟气净化处理后，直接排入大气。合成气无需经过净化、压缩等处理工艺，系统初投资与自用电率均大幅下降，耦合系统效率和经济性均得到提升。

6、将垃圾处理系统与燃煤发电系统耦合，一方面提升了燃煤机组对外界负荷变化的适应能力，另一方面垃圾处理的补贴、垃圾处理工艺的副产品以及额外发电所获得收入提升了燃煤机组的经济性。

Claims (5)

1.一种发电机组的脱硫废水处理系统，其包括烟气脱硫装置(24)，所述发电机组所排放的废气进入所述烟气脱硫装置(24)进行脱硫处理，其特征在于：所述脱硫废水处理系统还包括等离子气化炉(1)，所述等离子气化炉(1)包括：气化剂入口(2)、垃圾入口(3)、脱硫浓缩废水入口(4)、等离子炬(5)、高温合成气出口(6)和排渣出口(7)；气化剂、垃圾、脱硫浓缩废水分别通过气化剂入口(2)、垃圾入口(3)、脱硫浓缩废水入口(4)进入所述等离子气化炉(1)；气化剂与垃圾、脱硫浓缩废水混合并在等离子炬(5)的加热下发生气化反应，经气化反应后垃圾和脱硫浓缩废水中的有机物质转化为高温合成气，并经所述高温合成气出口(6)排出，无机物质在炉内高温环境下被熔融固化，经冷却后通过排渣出口(7)排出。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括合成气冷却器(27)，所述高温合成气从高温合成气出口(6)排出后，先进入所述合成气冷却器(27)，经冷却后回到燃煤锅炉(8)中并参与燃烧，所述合成气冷却器(27)的冷却水源来自于发电机组的凝结水系统。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述发电机组为燃煤发电系统，所述燃煤发电系统包括燃煤锅炉(8)、汽轮机高压缸(9)、汽轮机中压缸(10)、汽轮机低压缸(11)、凝汽器(12)、凝水泵(13)、8#低压加热器(14)、7#低压加热器(15)、6#低压加热器(16)、5#低压加热器(17)、除氧器(18)、给水泵(19)、3#高压加热器(20)、2#高压加热器(21)、1#高压加热器(22)、电除尘器(23)、烟气脱硫装置(24)、烟囱(25)、发电机(26)和系统连接的管道及管件；其中高温合成气与煤粉在燃煤锅炉(8)中混合燃烧，所生成的高温烟气流经各锅炉受热面，将燃料的化学能转化为蒸汽的热能；锅炉尾部的低温烟气依次经过电除尘器(23)和烟气脱硫装置(24)进行净化处理，最后经烟囱(25)直接排入大气环境中；主蒸汽依次进入汽轮机高压缸(9)、汽轮机中压缸(10)和汽轮机低压缸(11)中膨胀做功，低压缸乏汽进入凝汽器(12)冷凝为水，凝结水依次经过凝水泵(13)、8#低压加热器(14)、7#低压加热器(15)、6#低压加热器(16)、5#低压加热器(17)、除氧器(18)、给水泵(19)、3#高压加热器(20)、2#高压加热器(21)、1#高压加热器(22)后进入燃煤锅炉(8)水冷壁。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：8#低压加热器(14)、7#低压加热器(15)、6#低压加热器(16)、5#低压加热器(17)、除氧器(18)、3#高压加热器(20)、2#高压加热器(21)、1#高压加热器(22)的热源是从所述燃煤电站汽轮机高压缸(9)、汽轮机中压缸(10)和汽轮机低压缸(11)抽取的部分蒸汽，所述部分蒸汽送至8#低压加热器(14)、7# 低压加热器(15)、6#低压加热器(16)、5#低压加热器(17)、除氧器(18)、3#高压加热器(20)、2#高压加热器(21)、1#高压加热器(22)中，各级加热器输水逐级自流，分别汇集至除氧器(18)、凝汽器(12)水箱。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述合成气冷却器(27)的冷却水源是从所述燃煤电站2#高压加热器(21)出口端处抽取的部分锅炉给水，所述冷却水源送至所述合成气冷却器(27)中回收合成气所释放出的热量，然后输送至1#高压加热器(22)出口端处。

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