CN216445186U - 一种烟气余热驱动的热泵供热与废水蒸发结晶一体化系统 - Google Patents

Abstract

一种烟气余热驱动的热泵供热与废水蒸发结晶一体化系统，属于火电厂节能与污水零排放技术领域。针对脱硫废水等高盐废水零排放存在处理链条长、易结垢、设备复杂、投资高、运行能耗及费用过大等，本专利采用了烟气余热梯级利用的废水蒸发结晶与供热一体化结合的余热驱动系统，包括预处理子系统、余热法蒸发结晶分盐子系统和烟气余热热泵梯级供热子系统三部分，其中烟气的低低温省煤器高温余热首先送入发生器驱动吸收式热泵制热并回收污水二次蒸汽余热、再用于供热；发生器中温出水则驱动余热蒸发结晶器对脱硫废水进行浓缩蒸发、驱动母液余热干化装置处置母液，低温出水再返回低低温省煤器，构成烟气余热供热及废水处理的节能环保一体化辅机系统。

Description

一种烟气余热驱动的热泵供热与废水蒸发结晶一体化系统

技术领域

本实用新型涉及一种烟气余热驱动的热泵供热与废水蒸发结晶一体化系统，属于火电厂节能与污水零排放技术领域。

背景技术

目前火电厂及燃煤热源厂的锅炉排烟湿法脱硫方式需要排出较多的脱硫废水，其成分复杂且腐蚀性强、易结垢，属于危废污水，目前往往被直接掺混的燃煤中，但因水量较大往往难以完全消化；掺混到外运灰渣中、或简单的与除盐水浓水及冷却塔排污水等混合外排，均属污染物的转移而非有效消除污染危害。如拟实现脱硫废水零排放，将脱硫废水混入到厂内污水处理池统一处理时会增大后处理流程难度、并花费更多的投入；如能单独对该部分脱硫废水进行处理将有效减轻其它污水的处理难度和成本，但单独处理脱硫废水、乃至实现零排放的处理存在流程链条长、投资高、运行能耗及费用过大等困难，也因此脱硫废水零排放成为目前的全行业性难题。

目前锅炉出口的烟气余热回收方式多采用低低温省煤器并用于加热除盐水等工艺水或热网回水等，如采取合适的技术措施，将该部分较高温余热转用于高盐废水零排放则可有效节省后者的工艺耗热量及其运行费用。

实用新型内容

本实用新型的目的和任务是，针对脱硫废水等高盐废水零排放存在处理链条长、易结垢、设备复杂、投资高、运行能耗及费用过大等，本专利采用了烟气余热梯级利用的废水蒸发结晶与供热一体化结合的余热驱动系统，其中烟气的低低温省煤器高温余热首先送入发生器驱动吸收式热泵制热并回收污水二次蒸汽余热、再用于供热；发生器中温出水则驱动余热蒸发结晶器对脱硫废水进行浓缩蒸发、驱动母液余热干化装置处置母液，低温出水再返回低低温省煤器，构成烟气余热供热及废水处理的节能环保一体化辅机系统，实现了采用烟气余热供热的同时，驱动回收水资源及物料资源，具有节能环保一体化的协同效果。

本实用新型的具体描述是：一种烟气余热驱动的热泵供热与废水蒸发结晶一体化系统，包括预处理子系统、余热法蒸发结晶分盐子系统和烟气余热热泵梯级供热子系统三部分，其特征在于，预处理子系统包括加药箱2、脱硫排污池3、混水预处理池4、超滤装置5、压滤机10、氧化装置11，余热法蒸发结晶分盐子系统包括进料预热装置6、余热蒸发结晶器7、母液余热干化装置8，烟气余热热泵梯级供热子系统包括吸收式热泵9、低低温省煤器12，其中脱硫塔1的塔底水池的脱硫排污水A的出口与脱硫排污池3的进口相连，脱硫排污池3的出口与混水预处理池4的原水进口相连，混水预处理池4设置有氧化剂O的进口、杂污水G的进口、化学药剂F的进口、悬浮高浓水G1的出口和处理水出口，混水预处理池4的处理水出口与超滤装置5的原水进口相连，超滤装置5的再生污水G3的出口与混水预处理池4的杂污水G的进口相连，超滤装置5的处理水出口与进料预热装置6的原水进口相连，进料预热装置6的净化水出口与余热蒸发结晶器7的原水进口相连，余热蒸发结晶器7设置有余热热源J1的进口、余热热源出水J2的出口、工业级氯化钠K1的出盐口、污水二次蒸汽L的出口和母液G4的出口，其中余热蒸发结晶器7的污水二次蒸汽L的出口与母液余热干化装置8的污水二次蒸汽L的出口和吸收式热泵9的蒸发器91的高温侧进口相连，蒸发器91的高温侧出口与回用清水D的集水管相连，回用清水D的集水管与脱硫补水C的进口相通，余热蒸发结晶器7的余热热源J1的进口与吸收式热泵9的发生器92的出口相连，余热蒸发结晶器7的余热热源出水J2的出口与进料预热装置6的预热热源出水J6的出口和低低温省煤器12的冷水进口相连，低低温省煤器12的高温热水出口与发生器92的进口和母液余热干化装置8的干化余热热源J3的进口相连，母液余热干化装置8的干化余热热源出水J4的出口与进料预热装置6的预热热源J5的进口相连，母液余热干化装置8的母液进口与余热蒸发结晶器7的母液G4的出口相连，母液余热干化装置8还设置有母液固废K3的出口，吸收式热泵9的吸收器93的被加热水进水M1的进口与低温工艺水或热网回水的来水管相通，吸收式热泵9的冷凝器94的被加热水出水M2的出口与低温工艺水或热网回水的退水管相通。

低低温省煤器12的高温排烟Y与锅炉或除尘前的出口烟道相通，低低温省煤器12的中温烟气Y0与脱硫塔1的脱硫进烟Y1的进口相连，脱硫塔1的净化烟气Y2与大气相通。

混水预处理池4的氧化剂O的进口与氧化装置11的出料口相连，混水预处理池4的化学药剂F的进口与加药箱2的出料口相连，加药箱2还设置有原料药剂E的进口，混水预处理池4的悬浮高浓水G1的出口与压滤机10的原水进口相连，压滤机10的净化水G2与混水预处理池4的杂污水G的进口相连，压滤机10设置有污泥K2的排出口。

进料预热装置6采用颗粒防垢法立式列管换热器结构或宽流道板换结构。

余热蒸发结晶器7采用负压一级或多级蒸发换热结构。

母液余热干化装置8采用负压一级或多级蒸发换热结构。

本实用新型解决了目前广泛存在的锅炉排烟湿法脱硫过程中产生大量高浓度危废污水需要外排的难题，实现了采用锅炉出口烟气的余热作为驱动热源，通过余热热泵对脱硫废水等高盐废水进行蒸发结晶，并实现了清水回用，同时还可将余热进一步用于加热除盐水等工艺水或热网回水，大幅节省了人工能源的耗费及其运行费用。其中与常规脱硫废水零排放及废盐提纯回收技术相比，可降低80%～90%左右的人工能源需求，并可将运行费用降低一个数量级，成为大多数热电厂、锅炉房及有关工业用户建得起、用得起的全面污水治理及资源化回收的全新技术方式。本实用新型可使燃煤锅炉等工厂实现由高污染高排放方式向近零排放、工艺废水零排放、水资源消耗显著降低、烟气更为净化的清洁生产型绿色化动力工厂模式转变，兼具技术、经济价值和环保、社会效果。

附图说明

图1是本实用新型的系统示意图。

图1中各部件编号与名称如下。

脱硫塔1、加药箱2、脱硫排污池3、混水预处理池4、超滤装置5、料预热装置6、余热蒸发结晶器7、母液余热干化装置8、吸收式热泵9、蒸发器91、发生器92、吸收器93、冷凝器94、压滤机10、氧化装置11、低低温省煤器12、脱硫排污水A、脱硫循环水B、混合进水B1、脱硫补水C、回用清水D、原料药剂E、化学药剂F、杂污水G、悬浮高浓水G1、净化水G2、再生污水G3、母液G4、余热热源J1、余热热源出水J2、干化余热热源J3、干化余热热源出水J4、预热热源J5、预热热源出水J6、工业级氯化钠K1、污泥K2、母液固废K3、污水二次蒸汽L、被加热水进水M1、被加热水出水M2、氧化剂O、高温排烟Y、中温烟气Y0、脱硫进烟Y1、净化烟气Y2。

具体实施方式

图1是本实用新型的系统示意图。

本实用新型的具体实施例如下：一种烟气余热驱动的热泵供热与废水蒸发结晶一体化系统，包括预处理子系统、余热法蒸发结晶分盐子系统和烟气余热热泵梯级供热子系统三部分，预处理子系统包括加药箱2、脱硫排污池3、混水预处理池4、超滤装置5、压滤机10、氧化装置11，余热法蒸发结晶分盐子系统包括进料预热装置6、余热蒸发结晶器7、母液余热干化装置8，烟气余热热泵梯级供热子系统包括吸收式热泵9、低低温省煤器12，其中脱硫塔1的塔底水池的脱硫排污水A的出口与脱硫排污池3的进口相连，脱硫排污池3的出口与混水预处理池4的原水进口相连，混水预处理池4设置有氧化剂O的进口、杂污水G的进口、化学药剂F的进口、悬浮高浓水G1的出口和处理水出口，混水预处理池4的处理水出口与超滤装置5的原水进口相连，超滤装置5的再生污水G3的出口与混水预处理池4的杂污水G的进口相连，超滤装置5的处理水出口与进料预热装置6的原水进口相连，进料预热装置6的净化水出口与余热蒸发结晶器7的原水进口相连，余热蒸发结晶器7设置有余热热源J1的进口、余热热源出水J2的出口、工业级氯化钠K1的出盐口、污水二次蒸汽L的出口和母液G4的出口，其中余热蒸发结晶器7的污水二次蒸汽L的出口与母液余热干化装置8的污水二次蒸汽L的出口和吸收式热泵9的蒸发器91的高温侧进口相连，蒸发器91的高温侧出口与回用清水D的集水管相连，回用清水D的集水管与脱硫补水C的进口相通，余热蒸发结晶器7的余热热源J1的进口与吸收式热泵9的发生器92的出口相连，余热蒸发结晶器7的余热热源出水J2的出口与进料预热装置6的预热热源出水J6的出口和低低温省煤器12的冷水进口相连，低低温省煤器12的高温热水出口与发生器92的进口和母液余热干化装置8的干化余热热源J3的进口相连，母液余热干化装置8的干化余热热源出水J4的出口与进料预热装置6的预热热源J5的进口相连，母液余热干化装置8的母液进口与余热蒸发结晶器7的母液G4的出口相连，母液余热干化装置8还设置有母液固废K3的出口，吸收式热泵9的吸收器93的被加热水进水M1的进口与低温工艺水或热网回水的来水管相通，吸收式热泵9的冷凝器94的被加热水出水M2的出口与低温工艺水或热网回水的退水管相通。

低低温省煤器12的高温排烟Y与锅炉或除尘前的出口烟道相通，低低温省煤器12的中温烟气Y0与脱硫塔1的脱硫进烟Y1的进口相连，脱硫塔1的净化烟气Y2与大气相通。

混水预处理池4的氧化剂O的进口与氧化装置11的出料口相连，混水预处理池4的化学药剂F的进口与加药箱2的出料口相连，加药箱2还设置有原料药剂E的进口，混水预处理池4的悬浮高浓水G1的出口与压滤机10的原水进口相连，压滤机10的净化水G2与混水预处理池4的杂污水G的进口相连，压滤机10设置有污泥K2的排出口。

进料预热装置6采用颗粒防垢法宽流道板换结构。

余热蒸发结晶器7采用负压一级蒸发换热结构。

母液余热干化装置8采用负压一级蒸发换热结构。

需要说明的是，本实用新型提出了如何采用换热方法、余热蒸发与能源梯级利用方法等全面解决脱硫危废污水的水资源与物料资源的回用、及余热供热问题的方法，而按照该总体解决方案可有不同的具体实施措施和不同结构的具体实施装置，上述具体实施方式仅仅是其中的一种而已，任何其它类似的简单变形的实施方式，均落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种烟气余热驱动的热泵供热与废水蒸发结晶一体化系统，包括预处理子系统、余热法蒸发结晶分盐子系统和烟气余热热泵梯级供热子系统三部分，其特征在于，预处理子系统包括加药箱（2）、脱硫排污池（3）、混水预处理池（4）、超滤装置（5）、压滤机（10）、氧化装置（11），余热法蒸发结晶分盐子系统包括进料预热装置（6）、余热蒸发结晶器（7）、母液余热干化装置（8），烟气余热热泵梯级供热子系统包括吸收式热泵（9）、低低温省煤器（12），其中脱硫塔（1）的塔底水池的脱硫排污水（A）的出口与脱硫排污池（3）的进口相连，脱硫排污池（3）的出口与混水预处理池（4）的原水进口相连，混水预处理池（4）设置有氧化剂（O）的进口、杂污水（G）的进口、化学药剂（F）的进口、悬浮高浓水（G1）的出口和处理水出口，混水预处理池（4）的处理水出口与超滤装置（5）的原水进口相连，超滤装置（5）的再生污水（G3）的出口与混水预处理池（4）的杂污水（G）的进口相连，超滤装置（5）的处理水出口与进料预热装置（6）的原水进口相连，进料预热装置（6）的净化水出口与余热蒸发结晶器（7）的原水进口相连，余热蒸发结晶器（7）设置有余热热源（J1）的进口、余热热源出水（J2）的出口、工业级氯化钠（K1）的出盐口、污水二次蒸汽（L）的出口和母液（G4）的出口，其中余热蒸发结晶器（7）的污水二次蒸汽（L）的出口与母液余热干化装置（8）的污水二次蒸汽（L）的出口和吸收式热泵（9）的蒸发器（91）的高温侧进口相连，蒸发器（91）的高温侧出口与回用清水（D）的集水管相连，回用清水（D）的集水管与脱硫补水（C）的进口相通，余热蒸发结晶器（7）的余热热源（J1）的进口与吸收式热泵（9）的发生器（92）的出口相连，余热蒸发结晶器（7）的余热热源出水（J2）的出口与进料预热装置（6）的预热热源出水（J6）的出口和低低温省煤器（12）的冷水进口相连，低低温省煤器（12）的高温热水出口与发生器（92）的进口和母液余热干化装置（8）的干化余热热源（J3）的进口相连，母液余热干化装置（8）的干化余热热源出水（J4）的出口与进料预热装置（6）的预热热源（J5）的进口相连，母液余热干化装置（8）的母液进口与余热蒸发结晶器（7）的母液（G4）的出口相连，母液余热干化装置（8）还设置有母液固废（K3）的出口，吸收式热泵（9）的吸收器（93）的被加热水进水（M1）的进口与低温工艺水或热网回水的来水管相通，吸收式热泵（9）的冷凝器（94）的被加热水出水（M2）的出口与低温工艺水或热网回水的退水管相通。

2.如权利要求1所述的烟气余热驱动的热泵供热与废水蒸发结晶一体化系统，其特征在于所述的低低温省煤器（12）的高温排烟（Y）与锅炉或除尘前的出口烟道相通，低低温省煤器（12）的中温烟气（Y0）与脱硫塔（1）的脱硫进烟（Y1）的进口相连，脱硫塔（1）的净化烟气（Y2）与大气相通。

3.如权利要求1所述的烟气余热驱动的热泵供热与废水蒸发结晶一体化系统，其特征在于所述的混水预处理池（4）的氧化剂（O）的进口与氧化装置（11）的出料口相连，混水预处理池（4）的化学药剂（F）的进口与加药箱（2）的出料口相连，加药箱（2）还设置有原料药剂（E）的进口，混水预处理池（4）的悬浮高浓水（G1）的出口与压滤机（10）的原水进口相连，压滤机（10）的净化水（G2）与混水预处理池（4）的杂污水（G）的进口相连，压滤机（10）设置有污泥（K2）的排出口。

4.如权利要求1所述的烟气余热驱动的热泵供热与废水蒸发结晶一体化系统，其特征在于所述的进料预热装置（6）采用颗粒防垢法立式列管换热器结构或宽流道板换结构。

5.如权利要求1所述的烟气余热驱动的热泵供热与废水蒸发结晶一体化系统，其特征在于所述的余热蒸发结晶器（7）采用负压一级或多级蒸发换热结构。

6.如权利要求1所述的烟气余热驱动的热泵供热与废水蒸发结晶一体化系统，其特征在于所述的母液余热干化装置（8）采用负压一级或多级蒸发换热结构。

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