CN217780954U - 一种浓盐水降氯提pH装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种浓盐水降氯提pH装置，包括设置在旁路烟道浓缩塔后、中和水箱前的蒸发箱，蒸发箱内设有隔板，通过隔板将蒸发箱分为多个蒸发区域，蒸发箱上方的蒸发区域设置HCl及水蒸气收集管，HCl及水蒸气收集管与真空泵入口管相连，真空泵出口管与碱液中和箱入口管相连，碱液中和箱内设有饱和的碱性溶液；通过真空闪蒸或者加热挥发的方式加速HCl气体在蒸发箱的蒸发，并通过HCl及水蒸气收集管、真空泵传输至碱液中和箱。本实用新型利用浓盐水中HCl的易挥发性，实现浓盐水中HCl的挥发去除，降低浓盐水中氯离子的含量。

Description

一种浓盐水降氯提pH装置

技术领域

本实用新型涉及浓盐水处理领域，具体是一种浓盐水降氯提pH装置。

背景技术

现有的废水（近）零排放主要分浓缩减量和干燥结晶两个流程，主要有热法和膜法两种工艺，其中膜法处理由于对预处理要求高、建设运维成本高、操作要求高等特点，在实际应用中比较受限。而热法工艺可从浓缩干燥采用的介质，分为蒸汽浓缩结晶及烟气浓缩干燥两种，蒸汽浓缩结晶主要有机械蒸汽再压缩、低温多效蒸馏、多级闪蒸、蒸发结晶等技术，而烟气浓缩干燥主要有旁路烟道浓缩减量、主烟道蒸发干燥、旁路烟道蒸发干燥等技术。蒸汽浓缩结晶技术存在投资较高、预处理工艺复杂、运行成本高、结晶盐无法处置等问题，对于火电厂等有锅炉生产设施的企业，采用烟气蒸发干燥工艺实现高盐废水零排放的应用案例不断增加。

烟气浓缩干燥技术根据工艺实施的部位和利用烟气温度不同，具体工艺流程主要为旁路烟道浓缩塔+主烟道蒸发干燥系统或旁路烟道浓缩塔+旁路烟道蒸发干燥系统两大类，流程见图1（虚线框内为另一烟气蒸发干燥流程）。废水在废水箱中收集，通过旁路烟道浓缩塔进行浓缩，浓缩后的浓盐水（以下简称“浓盐水”）进入旁路烟道浓缩塔进行浓缩减量，浓缩后的浓盐水进入高盐水处理装置进行除浊，通过高盐水泵喷入主烟道（旁路烟道）蒸发系统，实现高盐水的零排放。

烟气浓缩干燥技术的缺点有：

1、碱消耗量高。高盐废水排入浓缩塔中，通过循环泵将其雾化，与进入浓缩塔的低温烟气直接接触换热，高盐废水在浓缩塔内不断循环、蒸发而被不断浓缩，烟气被浓盐水洗涤，烟气中的HCl、HF、H₂SO₄等强酸不断被洗涤进入酸性溶液中，浓盐水的pH在1左右，浓盐水中的[H⁺]大约在0.05-1mol/L之间，为了减少设备腐蚀，满足后续系统的处理要求，需要加入大量的NaOH调整浓盐水pH。

在实际运行中，通常在中和水箱中向浓盐水加入一定量的NaOH，提高浓盐水的pH，满足后续处理工艺的要求，但这样同时增加了浓盐水的含盐量，对烟道蒸发干燥系统的结晶堵塞带来风险。

2、影响粉煤灰的品质。采用烟气浓缩干燥零排放工艺，浓盐水中的盐类随着烟气绝大部分在电除尘中被捕获进入粉煤灰中。由于粉煤灰回用途径基本是作为直接生产建材或作为建筑材料，氯离子作为易溶盐类，容易在空气中吸潮，造成建构筑物吸潮，影响质量及美观。因此，建筑材料对氯离子有明确的控制标准，《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007 ）对粉煤灰水泥的氯离子含量要求低于0.06%。之前粉煤灰中基本不含有氯离子，采用烟气浓缩干燥零排放工艺，废水中的氯离子及烟气中洗涤下来的氯离子全部进入粉煤灰中，造成粉煤灰中的氯离子含量成倍增加。以火电厂脱硫废水烟气浓缩干燥零排放处理系统为例，根据资料查阅，火电厂粉煤灰中氯离子含量在0.01-0.15%之间，脱硫废水中的氯离子含量在8000mg/L-16000mg/L，脱硫废水通过烟气浓缩干燥零排放处理，造成粉煤灰中氯离子含量增加0.16-0.22%，严重影响到粉煤灰的品质。在实际应用中，脱硫废水通过烟气浓缩干燥实现零排放的系统，粉煤灰由于含有高氯离子，在实际回用中均出现销售不畅，甚至无法回用的情况。且由于氯离子的易溶性，在溶液中不容易去除，因此，尽管高盐废水烟气浓缩干燥零排放工艺有建设成本低，预处理简单，运行成本低等优点，但由于氯离子的影响，已经严重影响粉煤灰的回用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种浓盐水降氯提pH装置，利用浓盐水中HCl的易挥发性，实现浓盐水中HCl的挥发去除，降低浓盐水中氯离子的含量，同时由于HCl的挥发，从而提高了浓盐水的pH值，节省了浓盐水NaOH的加药量，降低了浓盐水中的盐含量。

为了解决所述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种浓盐水降氯提PH装置，包括设置在旁路烟道浓缩塔后、中和水箱前的蒸发箱，蒸发箱内设有隔板，通过隔板将蒸发箱分为多个蒸发区域，蒸发箱上方的蒸发区域设置HCl及水蒸气收集管，HCl及水蒸气收集管与真空泵入口管相连，真空泵出口管与碱液中和箱入口管相连，碱液中和箱内设有饱和的碱性溶液；通过真空闪蒸或者加热挥发的方式加速HCl气体在蒸发箱的蒸发，并通过HCl及水蒸气收集管、真空泵传输至碱液中和箱。

进一步的，采用真空闪蒸方式的蒸发箱，每个蒸发区域底部设有搅拌器。

进一步的，采用加热挥发方式的蒸发箱，蒸发箱内设有加热装置。

进一步的，隔板位于蒸发箱浓盐水液位以下的部分开有挖空部，挖空部与蒸发箱壁之间形成浓盐水流通通道。

进一步的，相邻隔板的挖空部交错设置。

进一步的，蒸发箱入口设有浓盐水入口管，浓盐水入口管分别与旁路烟道浓缩塔排出泵和加酸罐相连，在浓盐水入口管通过硫酸计量泵向浓盐水中加硫酸；蒸发箱出口设有浓盐水出口管，浓盐水出口管上设有pH表计和浓盐水排放变频泵。

进一步的，碱液中和箱密封设置，碱液中和箱与蒸发箱之间设有水蒸气回流管路，水蒸气回流管路上设有抽气泵和碱液中和箱排气阀，将碱液中和箱的水蒸气及热量补回到浓盐水中。

进一步的，蒸发箱上部设有真空度表，真空泵为变频真空泵。

进一步的，设有两套独立且配置相同的碱液中和箱，通过操作碱液操作箱进口阀，实现碱液中和箱的一运一备，两个碱液中和箱之间设有排盐阀和排污阀，排盐阀连接有碱液取样管。

进一步的，中和箱设置搅拌器，中和箱箱体上设置人孔。

本实用新型的有益效果：本实用新型利用浓盐水中HCl的易挥发性，实现浓盐水中HCl的挥发去除，降低浓盐水中氯离子的含量，有效降低采用该工艺的粉煤灰中的氯离子含量，提高粉煤灰品质，同时由于HCl的挥发，从而提高了浓盐水的pH值，节省了浓盐水NaOH的加药量，降低了浓盐水中的盐含量。

附图说明

图1为烟气浓缩蒸发工艺的流程图；

图2为实施例1的结构示意图；

图3为蒸发箱内隔板设置俯视图；

图4为隔板示意图；

图5为实施例2的结构示意图；

图中：1、蒸发箱，2、隔板，3、碱液中和箱，4、搅拌器，5、碱液中和箱进口阀，6、排盐阀，7、排污阀，8、碱液取样管，9、液位计，10、pH表计，11、真空度表，12、真空泵，13、HCl及水蒸气收集管，14、人孔，15、进酸管，16、浓盐水进口管，17、浓盐水出口管，18、浓盐水变频泵，19、硫酸罐，20、加酸变频泵，21、抽气泵，22、碱液中和箱排气阀，23、加热器，24、水蒸气回流管路，25、碱液中和箱入口管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

实施例1

本实施例公开一种浓盐水降氯提pH装置，本实施例通过温度不变，负压的方式加快HCl挥发。如图2所示，包括蒸发箱1、隔板2、碱液中和箱3和搅拌器4，蒸发箱1设置在烟气浓缩蒸发工艺中的旁路烟道浓缩塔后、中和水箱之前，隔板2设置在蒸发箱1内，用于提高挥发效果。蒸发箱1上方设有HCl及水蒸气收集管13，HCl及水蒸气收集管13连接真空泵12的入口管，真空泵12的出口管连接碱液中和箱入口管25，蒸发箱1和碱液中和箱3内均设有搅拌器4。

蒸发箱1入口设有浓盐水进口管16、进酸管15，进酸管15上设有加酸变频泵20并与硫酸罐19相连通，浓盐水和硫酸通过浓盐水进口管16和进酸管15进入蒸发箱1，蒸发产生HCl及水蒸气，HCl及水蒸气收集管13连接在蒸发箱上部用于吸收蒸发箱挥发出来的HCl及水蒸气，通过HCl及水蒸气收集管13、真空泵12、碱液中和箱入口管25将HCl及水蒸气传输至碱液中和箱3，碱液中和箱3内设有饱和的NaOH溶液，饱和的NaOH溶液不断吸收HCl及水蒸气，生成NaCl。

本实施例中，隔板2将蒸发箱1分成多个蒸发区域，每个蒸发区域的上方均设有连接至碱液中和箱3的HCl及水蒸气收集管13。

如图3、4所示，隔板2位于蒸发箱浓盐水液位以下的部分开有挖空部C，挖空部C与蒸发箱壁之间形成浓盐水流通通道。相邻隔板的挖空部C交错设置。浓盐水在蒸发箱内按照隔板设置按照箭头方向流动，增加挥发时间。通过搅拌器4搅拌浓盐水，提高HCl的挥发效率。

硫酸罐19、加酸变频泵20、进酸管15组成加酸系统，根据蒸发箱1出水pH表计调整加酸量，控制蒸发箱1出水pH值＞2。蒸发箱上设有pH表计10和液位计9，蒸发箱出口设有浓盐水出口管17，浓盐水出口管17上设有浓盐水变频泵18，通过调整蒸发箱1液位、真空度及进水量，结合蒸发箱1出水氯离子含量监测，尽量提升蒸发箱1出水pH值，保证系统Cl^-的充分挥发。

本实施例中，蒸发箱1上部设有真空度表11，碱液中和箱入口管13上设有真空泵12。通过真空度表11对真空泵12频率调整，实现蒸发箱1不同的真空度。碱液中和箱在真空泵12之后，蒸发箱挥发出来的HCl及水蒸气通过真空泵12收集后，通过碱液中和箱进口阀5进入碱液中和箱3与中和箱内的浓碱液发生反应，HCl及水蒸气在碱液中和箱3中被吸收。

碱液中和箱3配置两套，两套装置完全相同，都设置排盐阀6和排污7，两者的排盐阀6和排污阀7通过管路连接在一起并连接有取样阀8。碱液中和箱上设有防尘盖板和人孔14，防尘盖板防止敞口的碱液中和箱进入灰尘，人孔14方便进行操作。碱液中和箱3内为饱和的NaOH溶液，不断吸收HCl及水蒸气，生成NaCl，通过上部开孔加入NaOH固体，保持其饱和浓度，NaCl不断生成，至饱和结晶，运行搅拌器4防止结晶盐沉积，通过碱液中和箱排盐阀6取样发现结晶盐，停运碱液中和箱3进行排盐。碱液中和箱3排盐操作为打开其碱液中和箱排盐阀6和备用碱液中和箱的碱液中和箱排污阀7，先将浓盐水倒入到备用碱液中和箱中，然后通过碱液中和箱人孔14清理结晶盐，清理后备用。碱液取样管8可以通过开启碱液中和箱排盐阀6或碱液中和箱排污阀7进行取样，确定碱液中和箱3内的反应情况，碱液中和箱排污阀7可以与碱液中和箱排盐阀6配合，实现两个碱液中和箱3中的液体倒换，同时可以作为碱液中和箱3的排污阀，在检修或清理中实现其中液体的彻底排放，其排放的碱液可以排到蒸发箱1内或全厂废水排放系统，依据是含盐量的多少。

实施例2

本实施例公开一种升高浓盐水温度加快HCL快速挥发的装置，本实施例通过负压情况，提高浓盐水温度的方式加快HCL挥发。如图5所示，蒸发箱内设有加热装置。碱液中和箱3设置为密封装置，加碱门采用密封设置，增加了碱液中和箱排气阀22，通过碱液中和箱进口阀5和碱液中和箱排气阀22实现碱液中和箱3的运行和备用。

具体的，蒸发箱在第2和第3蒸发区域设置加热器23，本实施例采用蒸汽换热加热，或者通过蒸汽直接加热，通过对浓盐水加热，提高HCl的挥发率，同时，随着温度的提高水蒸气的蒸发速率也大大提升，带着热量的HCl和水蒸气，在碱液中和箱3中和生成NaCl同时将碱液中和箱3中的介质加热，通过抽气泵21收集大量的水蒸气，同时将水蒸气通过水蒸气回流管路补回到蒸发器1的浓盐水中，实现浓盐水的水平衡。

以上描述的仅是本实用新型的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本实用新型做出的改进和替换，属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种浓盐水降氯提pH装置，其特征在于：包括设置在旁路烟道浓缩塔后、中和水箱前的蒸发箱，蒸发箱内设有隔板，通过隔板将蒸发箱分为多个蒸发区域，蒸发箱上方的蒸发区域设置HCl及水蒸气收集管，HCl及水蒸气收集管与真空泵入口管相连，真空泵出口管与碱液中和箱入口管相连，碱液中和箱内设有饱和的碱性溶液；通过真空闪蒸或者加热挥发的方式加速HCl气体在蒸发箱的蒸发，并通过HCl及水蒸气收集管、真空泵传输至碱液中和箱。

2.根据权利要求1所述的浓盐水降氯提pH装置，其特征在于：采用真空闪蒸方式的蒸发箱，每个蒸发区域底部设有搅拌器。

3.根据权利要求1所述的浓盐水降氯提pH装置，其特征在于：采用加热挥发方式的蒸发箱，蒸发箱内设有加热装置。

4.根据权利要求2或3所述的浓盐水降氯提pH装置，其特征在于：隔板位于蒸发箱浓盐水液位以下的部分开有挖空部，挖空部与蒸发箱壁之间形成浓盐水流通通道。

5.根据权利要求4所述的浓盐水降氯提pH装置，其特征在于：相邻隔板的挖空部交错设置。

6.根据权利要求2或3所述的浓盐水降氯提pH装置，其特征在于：蒸发箱入口设有浓盐水入口管，浓盐水入口管分别与旁路烟道浓缩塔排出泵和加酸罐相连，在浓盐水入口管通过硫酸计量泵向浓盐水中加硫酸；蒸发箱出口设有浓盐水出口管，浓盐水出口管上设有pH表计和浓盐水排放变频泵。

7.根据权利要求3所述的浓盐水降氯提pH装置，其特征在于：碱液中和箱密封设置，碱液中和箱与蒸发箱之间设有水蒸气回流管路，水蒸气回流管路上设有抽气泵和碱液中和箱排气阀，将碱液中和箱的水蒸气及热量补回到浓盐水中。

8.根据权利要求1所述的浓盐水降氯提pH装置，其特征在于：蒸发箱上部设有真空度表，真空泵为变频真空泵。

9.根据权利要求1所述的浓盐水降氯提pH装置，其特征在于：设有两套独立且配置相同的碱液中和箱，通过操作碱液操作箱进口阀，实现碱液中和箱的一运一备，两个碱液中和箱之间设有排盐阀和排污阀，排盐阀连接有碱液取样管。

10.根据权利要求1所述的浓盐水降氯提pH装置，其特征在于：中和箱设置搅拌器，中和箱箱体上设置人孔。

Images