CN217972646U - 一种超低能耗脱硫废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种超低能耗脱硫废水处理系统，包括通过管路连接的脱硫废水池、脱硫废水进料泵、辅汽联箱、高温换热器、负压闪蒸分离器、低温换热器和凝结水系统；其中，所述脱硫废水进料泵将所述脱硫废水池内的脱硫废水输送至所述高温换热器内，来自所述辅汽联箱的低压过热蒸汽输送至所述高温换热器内作为换热介质将所述脱硫废水加热后输送至所述负压闪蒸分离器进行闪蒸分离，闪蒸后的饱和蒸汽进入所述低温换热器，所述凝结水系统冷端低温水输送至所述低温换热器内作为换热介质吸收所述饱和蒸汽的热量换热升温后再返回至所述凝结水系统的热端，同时所述低温换热器内的饱和蒸汽急速冷凝为合格水排出。

Description

一种超低能耗脱硫废水处理系统

技术领域

本申请属于工业废水处理技术领域，尤其涉及一种超低能耗脱硫废水处理系统。

背景技术

2015年国务院颁布《水污染行动计划》，2017年环保部发布《火电厂污染防治技术政策》，鼓励火电厂实现废水循环使用。随着环保要求的提升，废水零排放成为主要发展方向。

石灰石-石膏湿法烟气脱硫(WFGD)脱硫效率高，技术成熟，被广泛应用在国内外燃煤电厂中。国内有80％以上的燃煤电厂使用WFGD，该技术采用含石灰石的浆液洗涤烟气，以脱除烟气中的SO2，为了避免脱硫浆液中的氟离子和氯离子富集对系统产生不良影响，需要定期排放脱硫废水以维持系统氯离子平衡。作为发电厂最难处理和最主要的末端废水，脱硫废水污染物种类繁多，悬浮物、含盐量、重金属、氟化物、出水化学需氧量(COD)等都超过国家排放标准，其污染性强，处理难度大。为了满足电厂废水零排放的环保要求，各种脱硫废水零排放工艺不断发展起来，工艺流程基本可分为预处理、浓缩减量、终端处理。其中，浓缩减量工艺和终端深度脱盐工艺是零排放工艺研究发展的重点，出现了超滤、反渗透、正渗透、电渗析、膜蒸馏等膜浓缩减量方法，以及蒸汽蒸发结晶、烟气余热蒸发、炉渣废热综合利用。

综上所述，如何解决燃煤火电厂脱硫废水处理问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本申请实施例提供了一种超低能耗脱硫废水处理系统，本申请充分合理利用自身资源，通过厂内低压过热蒸汽来提供热源，满足燃煤火电厂脱硫废水零排放的需求，所述技术方案如下：

本申请提供一种超低能耗脱硫废水处理系统，包括通过管路连接的脱硫废水池、脱硫废水进料泵、辅汽联箱、高温换热器、负压闪蒸分离器、低温换热器和凝结水系统；其中，所述脱硫废水进料泵将所述脱硫废水池内的脱硫废水输送至所述高温换热器内，来自所述辅汽联箱的低压过热蒸汽输送至所述高温换热器内作为换热介质将所述脱硫废水加热后输送至所述负压闪蒸分离器进行闪蒸分离，闪蒸后的饱和蒸汽进入所述低温换热器，所述凝结水系统冷端低温水输送至所述低温换热器内作为换热介质吸收所述饱和蒸汽的热量换热升温后再返回至所述凝结水系统的热端，同时所述低温换热器内的饱和蒸汽急速冷凝为合格水排出。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，所述脱硫废水进料泵将所述脱硫废水池内的脱硫废水输送至所述高温换热器内，并通过所述来自辅汽联箱低压过热蒸汽将所述脱硫废水加热后输送至所述负压闪蒸分离器进行闪蒸分离，闪蒸后的饱和蒸汽进入所述低温换热器，并将所述饱和蒸汽由机组凝结水系统冷凝为合格水排出。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，还包括与所述负压闪蒸分离器相连接的结晶器和与所述结晶器相连接的固体收集仓，脱硫废水经所述负压闪蒸分离器闪蒸后形成的浓缩液通过所述结晶器进行固液分离。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，所述负压闪蒸分离器为真空状态，背压13千帕。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，在所述负压闪蒸分离器与所述脱硫废水进料泵相连接的管路上设有高速浓缩液循环输送泵，所述负压闪蒸分离器内未闪蒸的液体经所述高速浓缩液循环输送泵循环至所述高温换热器继续加热闪蒸，结晶固体通过所述固体收集仓收集再利用。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，还包括低温加热器，所述凝结水系统冷端冷凝水经所述低温加热器加热后与所述低温换热器内换热升温后的冷凝水混合再进入所述凝结水系统热端。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，所述凝结水系统热端冷凝水通过管道增压泵输送至温度高一级的凝结水系统。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，还包括疏水回收装置，所述高温换热器内换热降温后的疏水接入所述疏水回收装置。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，所述脱硫废水进料泵将所述脱硫废水池内的脱硫废水输送至所述高温换热器内，并通过所述低压过热蒸汽将所述脱硫废水吸热后输送至所述负压闪蒸分离器进行闪蒸形成饱和蒸汽，实现汽液分离。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，所述负压闪蒸分离器将所述脱硫废水闪蒸为饱和蒸气，并分离固体杂盐，且所述饱和蒸气为乏汽，所述固体杂盐通过所述固体收集仓收集。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，所述低温换热器内换热升温后的冷凝水通过输送泵泵入所述凝结水系统的热端。

本申请的超低能耗脱硫废水处理系统及方法所带来的有益效果为：本申请充分合理利用自身资源，通过厂内低压过热蒸汽来提供热源交换媒介，负压闪蒸后的饱和蒸汽再次加热机组凝结水，达到超低能耗脱热力法硫废水处理系统，满足燃煤火电厂脱硫废水零排放的要求。本申请系统工艺和方法简便，充分利用原有设备，增加设备少，投资少，占地面积小，节能降耗，最终产品为固体杂盐和合格水，本申请充分利用了燃煤电厂冷凝水系统，在不影响机组安全、稳定运行，不影响锅炉效率的前提下，充分合理利用自身资源，通过厂内低压过热蒸汽来提供热源，换热器充分满足提升脱硫废水温度需求，换热效率高，满足燃煤火电厂脱硫废水零排放的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的超低能耗脱硫废水处理系统流程图；

图2是本申请的超低能耗脱硫废水处理系统原理图。

附图标记：1-脱硫废水池，2-脱硫废水进料泵，3-高温换热器，4-负压闪蒸分离器，5-结晶器，6-固体收集仓，7-低温换热器，8-辅汽联箱，9-合格水，10- 低温加热器，11-凝结水系统，12-输送泵，13-浓缩浆液循环输送泵，14-疏水回收装置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本申请提供一种超低能耗脱硫废水处理系统，如图1所示，包括通过管路连接的脱硫废水池1、脱硫废水进料泵2、辅汽联箱8、高温换热器3、负压闪蒸分离器4、低温换热器7和凝结水系统11；所述凝结水系统11包括热端和冷端，其中，所述脱硫废水进料泵2将所述脱硫废水池1内的脱硫废水输送至所述高温换热器3内，来自所述辅汽联箱8的低压过热蒸汽输送至所述高温换热器3内作为换热介质将所述脱硫废水加热后输送至所述负压闪蒸分离器4进行闪蒸，闪蒸后的饱和蒸汽分离进入所述低温换热器7，所述凝结水系统11冷端低温水输送至所述低温换热器7内作为换热介质吸收所述饱和蒸汽的热量换热升温后再返回至所述凝结水系统11的热端，同时所述低温换热器7内的饱和蒸汽急速冷凝为合格水排出。根据上述实施例，本申请充分利用了燃煤电厂冷凝水系统，在不影响机组安全、稳定运行，不影响锅炉效率的前提下，充分合理利用自身资源。通过厂内低压过热蒸汽来提供热源，换热器充分满足提升脱硫废水温度需求，换热效率高。

其中，高温换热器3内的介质为辅汽联箱8提供的低压过热蒸汽，所述低压过热蒸汽为高温过热蒸汽，温度可达150℃以上，通过蒸汽与水之间的换热，将脱硫废水加热，换热效率可达99％。例如，5.0吨脱硫废水由脱硫废水进料泵 2输送至高温换热器3，高温换热器3利用低压过热蒸汽需要6.0吨，本申请采用电厂自身低压过热蒸汽作为高温换热器3的热源，充分合理的实现闪蒸饱和蒸汽热量利用，达到节能降耗的目的。经负压闪蒸分离器4闪蒸后产生的饱和蒸汽为乏汽，通过低温换热器7，可将乏汽急速冷凝为合格水，合格水可以复用。采用高温换热器3内换热降温后的凝结水输送至疏水回收装置，实现高效经济的再次利用。

其中，负压闪蒸分离器4和高温换热器3分开设置，可采用换热性能良好、抗腐蚀性优良的材质，可以大幅降低结垢风险，减少清洗频率。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，如图1所示，还包括与所述负压闪蒸分离器4相连接的结晶器5和与所述结晶器5相连接的固体收集仓6，脱硫废水经所述负压闪蒸分离器4闪蒸后形成的浓缩液通过所述结晶器5进行固液分离，且固体通过所述固体收集仓6收集。根据上述实施例，固体收集仓6与负压闪蒸分离器4紧密连接，51℃的脱硫废水实现闪蒸后的固体杂盐会迅速掉落在固体收集仓6内，实现集中回收。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，如图1所示，所述负压闪蒸分离器4为真空状态，背压13千帕。根据上述实施例，负压闪蒸分离器4内为真空状态，背压13千帕，可有效的防止臭气外溢。

根据上述实施例，负压闪蒸分离器4也可以理解为汽固液分离器，其作用是把通过高温换热器3后51℃的脱硫废水进行闪蒸，将脱硫废水闪蒸为饱和蒸气和固体杂盐。负压闪蒸分离器4内部为真空状态，背压13kpa，在此状态下可将51℃的脱硫废水迅速闪蒸，负压闪蒸分离器4的闪蒸罐与结晶器5短程互连设计，通过协调优化结晶器5出口与闪蒸罐入口的对应位置，设计最优的管程方向和最短的管程距离，避免了高浓度盐溶液在管程中出现结晶堵塞管道的情况，同时，最大程度减少了高浓度盐溶液在管程流动中热量的损失，蒸发结晶后可获得固体杂盐。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，如图1所示，在所述负压闪蒸分离器4与所述脱硫废水进料泵2相连接的管路上设有浓缩液循环输送泵13，所述浓缩液循环输送泵13为高速浓缩液循环输送泵，所述负压闪蒸分离器4内未闪蒸的液体经所述高速浓缩液循环输送泵13循环至所述高温换热器3继续加热闪蒸，结晶固体通过所述固体收集仓6收集再利用，以将分离出的液体在系统内循环并闪蒸为蒸汽。根据上述实施例，可实现脱硫废水浓缩液的循环利用，脱硫废水在整个处理系统内的不断循环蒸发。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，如图1所示，还包括低温加热器10，所述凝结水系统11冷端温度低一级凝结水的经过所述低温加热器10加热后进入所述凝结水系统11热端。

所述凝结水系统11冷端温度低一级凝结水输送至所述低温换热器7并吸收所述低温换热器7内闪蒸饱和蒸汽的热量后可直接进入所述凝结水系统11热端，实现脱硫废水闪蒸饱和蒸汽的热量利用。闪蒸后的饱和蒸汽进入所述低温换热器7，并将所述饱和蒸汽由凝结水系统11冷端冷凝水冷凝为合格水排出。根据上述实施例，本申请的系统满足了两次换热需求：第一次在高温换热器3 中，充分利用低压过热蒸汽的热量，高效促进脱硫废水闪蒸为饱和蒸汽；第二次在低温换热器7中，又再次高效经济的利用低温换热器7将闪蒸饱和蒸汽与机组凝结水系统进行匹配换热，不仅将闪蒸饱和蒸汽冷凝为水排出，对饱和蒸汽余热进行了二次利用，还将机组凝结水温度提升，完成热量回收。经低温换热器7提温后的机组凝结水与经系统低温加热器10加热后的凝结水混合后并入机组凝结水系统11热端。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，如图1所示，所述凝结水系统11冷端低温水输送至所述低温换热器7内，并吸收所述低温换热器7内闪蒸饱和蒸汽的热量后通过第一输送泵12输送至所述凝结水系统 11热端温度高一级凝结水系统，与经系统低温加热器10加热后的凝结水混合后并入机组凝结水系统11热端。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，所述凝结水系统11热端冷凝水通过管道增压泵输送至温度高一级的凝结水系统。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，如图1所示，还包括疏水回收装置14，所述高温换热器3内换热降温后的疏水接入所述疏水回收装置14。根据上述实施例，采用高温换热器3内换热降温后的凝结水输送至疏水回收装置14，实现高效经济的再次利用。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，如图1所示，所述脱硫废水进料泵2将所述脱硫废水池1内的脱硫废水输送至所述高温换热器3内，并通过所述低温过热蒸汽将所述脱硫废水提升热量后输送至所述负压闪蒸分离器4进行闪蒸形成饱和蒸汽，实现汽液分离。根据上述实施例，高温换热器3将脱硫废水在负压下持续加热吸收热量，大幅提升换热效率。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，所述高温换热器3和所述低温换热器7为管式换热器。根据上述实施例，采用管式换热器，换热效率高、抗腐蚀性能好，有效防治结垢和污堵。

例如，在一个实施例提供的所述超低能耗脱硫废水处理系统中，如图1所示，所述负压闪蒸分离器4将所述脱硫废水闪蒸为饱和蒸气和固体杂盐，且所述饱和蒸气为乏汽，所述固体杂盐通过所述固体收集仓6收集。

本申请图1所示的超低能耗脱硫废水处理系统的原理图如图2所示。

尽管已经出于说明性目的对本申请的实施例进行了公开，但是本领域技术人员将认识的是：在不偏离如所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，能够进行各种修改、添加和替换。

Claims (10)

1.一种超低能耗脱硫废水处理系统，其特征在于，包括通过管路连接的脱硫废水池、脱硫废水进料泵、辅汽联箱、高温换热器、负压闪蒸分离器、低温换热器和凝结水系统；

其中，所述脱硫废水进料泵将所述脱硫废水池内的脱硫废水输送至所述高温换热器内，来自所述辅汽联箱的低压过热蒸汽输送至所述高温换热器内作为换热介质将所述脱硫废水加热后输送至所述负压闪蒸分离器进行闪蒸分离，闪蒸后的饱和蒸汽进入所述低温换热器，所述凝结水系统冷端低温水输送至所述低温换热器内作为换热介质吸收所述饱和蒸汽的热量换热升温后再返回至所述凝结水系统的热端，同时所述低温换热器内的饱和蒸汽急速冷凝为合格水排出。

2.根据权利要求1所述的超低能耗脱硫废水处理系统，其特征在于，还包括与所述负压闪蒸分离器相连接的结晶器和与所述结晶器相连接的固体收集仓，脱硫废水经所述负压闪蒸分离器闪蒸后形成的浓缩液通过所述结晶器进行固液分离。

3.根据权利要求2所述的超低能耗脱硫废水处理系统，其特征在于，所述负压闪蒸分离器为真空状态，背压13千帕。

4.根据权利要求2所述的超低能耗脱硫废水处理系统，其特征在于，在所述负压闪蒸分离器与所述脱硫废水进料泵相连接的管路上设有高速浓缩液循环输送泵，所述负压闪蒸分离器内未闪蒸的液体经所述高速浓缩液循环输送泵循环至所述高温换热器继续加热闪蒸，结晶固体通过所述固体收集仓收集再利用。

5.根据权利要求1所述的超低能耗脱硫废水处理系统，其特征在于，还包括低温加热器，所述凝结水系统冷端冷凝水经所述低温加热器加热后与所述低温换热器内换热升温后的冷凝水混合再进入所述凝结水系统热端。

6.根据权利要求1所述的超低能耗脱硫废水处理系统，其特征在于，所述凝结水系统热端冷凝水通过管道增压泵输送至温度高一级的凝结水系统。

7.根据权利要求1所述的超低能耗脱硫废水处理系统，其特征在于，还包括疏水回收装置，所述高温换热器内换热降温后的疏水接入所述疏水回收装置。

8.根据权利要求1所述的超低能耗脱硫废水处理系统，其特征在于，所述脱硫废水进料泵将所述脱硫废水池内的脱硫废水输送至所述高温换热器内，并通过所述低压过热蒸汽将所述脱硫废水吸热后输送至所述负压闪蒸分离器进行闪蒸形成饱和蒸汽，实现汽液分离。

9.根据权利要求2所述的超低能耗脱硫废水处理系统，其特征在于，所述负压闪蒸分离器将所述脱硫废水闪蒸为饱和蒸气，并分离固体杂盐，且所述饱和蒸气为乏汽，所述固体杂盐通过所述固体收集仓收集。

10.根据权利要求1所述超低能耗脱硫废水处理系统，其特征在于，所述低温换热器内换热升温后的冷凝水通过输送泵泵入所述凝结水系统的热端。

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