CN219489796U - 脱硫液体零排放系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种脱硫液体零排放系统，包括脱硫岛及氯透析单元、减量单元及干化单元，所述脱硫岛开设浆液出口，所述氯透析单元的进口与所述浆液出口连通；所述氯透析单元设置排出透氯浆液的回流出口，所述回流出口与脱硫岛连通；所述氯透析单元设置排出富氯产水的分离出口，所述分离出口与减量单元连通；所述干化单元与减量单元连通。本方案直接从脱硫浆液中将氯离子随富氯产水排出脱硫岛，富氯产水在带走氯离子的同时，仅含有少量的硫酸根及钙镁硬度离子，进一步浓缩减量的结垢趋势较小，确保二氧化硫向石膏的转化的效率及效果。

Description

脱硫液体零排放系统

技术领域

本实用新型涉及环保领域，尤其是涉及一种烟气的脱硫液体零排放系统。

背景技术

火力发电行业已经普遍装设了烟气脱硫装置。石灰石-石膏湿法烟气脱硫(WFGD)技术，因其具有煤种适用范围广、脱硫效率高等一系列优点，成为国内外烟气脱硫的主导技术。在湿法脱硫洗涤烟气的过程中，烟气飞灰被洗涤进入石灰石-石膏浆液中，其中含有的氯离子、重金属离子等有害物质也随之进入到烟气脱硫系统中，并在石膏处理工艺过程中，随着冲洗水进入脱硫废水环节，形成了富含重金属和氯离子的脱硫浆液。

目前，大部分电厂的脱硫废水经常规处理后直接排放,如图2所示，常规的脱硫废水处理主要采用中和、反应和絮凝三步处理的三联箱工艺，最终排放出含有较多盐类物质的废水。这种废水中含有较多的钙、镁、铜、铁、锰等阳离子和Cl-、SO₄ ²-等阴离子，虽然勉强能够达标排放，但这种直接排放往往还是会对水体造成严重的污染。国内只有少数电厂由于特殊原因被强制要求脱硫废水零排放，而脱硫废水深度处理技术仍处于摸索阶段，可谓是一厂一方，其针对现有烟气处理方法而产生的脱硫废水均会采用先浓缩减量再用蒸发的方法来实现废水零液体排放。

所述脱硫浆液经过脱硫处理后得到固态的石膏，并产生脱硫废水。所述脱硫废水中的Cl-来源于烟气、石灰石、和补充水，煤中所含的氯元素在锅炉炉膛内燃烧后转化为HCl，HCl又被脱硫浆液吸收，石灰石作为吸收剂会被研磨成很细的粉末，所含氯元素、重金属等在浆液池中会快速溶出。

所述脱硫废水中Cl-和硫酸根均在10000mg/L以上，且同时含有高浓度的钙镁等硬度离子，这意味着这股水的硫酸钙是处于饱和状态的。为实现废水零排放的目的，需要将废水经过浓缩处理，再进行蒸干结晶，所述浓缩处理大多采用反渗透膜组件；如图2所示，在反渗透膜组件进行浓缩过程中，饱和状态的硫酸钙将快速析出并在反渗透膜上结垢，造成反渗透膜堵塞，导致无法正常进行浓缩处理。因此常在浓缩前采用两碱法除硬工艺，化学去除脱硫废水中的钙镁硬度离子，以降低脱硫废水在预浓缩段中硫酸钙结垢趋势。

然而，如图2所示，两碱法除硬工艺需投加大量的液碱、石灰、碳酸钠等药剂，加药成本高，同时产生大量的化学污泥。若直接沉淀将需要较长的停留时间，可能存在沉淀池占地大以及频繁跑泥的问题；若由管式超滤等膜法进行泥水分离，将产生额外的能耗费用。最终污泥还需进一步由板框压滤后外运处理，产生污泥处置费用。

因此，如何降低电厂脱硫行业液体零排放的成本是本领域技术人员需要解决的技术问题之一。

实用新型内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种烟气的脱硫液体零排放系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种脱硫液体零排放系统，包括脱硫岛及氯透析单元、减量单元及干化单元，其中：

所述脱硫岛开设浆液出口，所述氯透析单元的进口与所述浆液出口连通；

所述氯透析单元设置排出透氯浆液的回流出口，所述回流出口与脱硫岛连通；

所述氯透析单元设置排出富氯产水的分离出口，所述分离出口与减量单元连通；

所述干化单元与减量单元连通。

进一步优选的：所述氯透析单元具有纳滤膜；

所述纳滤膜的两侧分别为浓水侧及产水侧，所述回流出口及进口均位于所述浓水侧。

进一步优选的：所述分离出口位于产水侧。

进一步优选的：所述纳滤膜为一价离子透析模。

进一步优选的：所述氯透析单元还具有调压阀，所述调压阀装于所述浓水侧。

进一步优选的：所述减量单元包括反渗透膜，所述反渗透膜两侧分别为提浓产水侧及富氯浓水侧；

所述富氯浓水侧设置减量进口及浓液出口，所述减量进口与所述分离出口连通，所述浓液出口与干化单元连通。

进一步优选的：所述干化单元为蒸发结晶机。

进一步优选的：所述脱硫岛具有澄清池，其开设清液回流口、石膏浆液出口及所述浆液出口；

所述石膏浆液出口与所述澄清池连通。

进一步优选的：所述澄清池设置清液出口，所述清液出口与所述清液回流口连通。

采用上述技术方案后，本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：

本实用新型所阐述的脱硫液体零排放系统，其直接从脱硫浆液中将氯离子随富氯产水排出脱硫岛，富氯产水在带走氯离子的同时，仅含有少量的硫酸根及钙镁硬度离子，进一步浓缩减量的结垢趋势较小，确保二氧化硫向石膏的转化的效率及效果，同时也降低成本并简化了工艺。

附图说明

图1是本实用新型实施例中所述烟气的脱硫液体零排放系统的工艺流程图；

图2是现有的脱硫液体零排放系统的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型中需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示本实用新型的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例

如图1所示，一种脱硫液体零排放系统，其用于火力发电厂中废气处理的液体零排放目的，实现对脱硫岛内的脱硫浆液进行直接处理作业，提高脱硫岛的固化处理效果的同时，还能实现液体零排放的目的。

如图1所示，所述脱硫液体零排放系统能去除脱硫浆液中大量的氯离子，所述脱硫液体零排放系统的结构如下：

如图1所示，所述脱硫液体零排放系统包括依次连接脱硫岛及外联系统，所述外联系统包括氯透析单元、减量单元及干化单元。

在本实用新型提供的脱硫液体零排放系统中，如图1所示，所述脱硫岛包括石灰石制浆池、石灰石-石膏法烟气脱硫塔及澄清池；

所述石灰石制浆池用于配制石灰石浆液，其上设置有石灰石粉进料口、进水口和浆液出口，池内优选还设置有搅拌装置；

如图1所示，所述石灰石-石膏法烟气脱硫塔为进行烟气脱硫和生成石膏的反应设备，塔釜侧壁上设置有原烟气入口，塔顶设置有净烟气出口，塔底设置有循环浆液出口、石膏浆液出口和空气入口，所述循环浆液出口与脱硫塔的浆液循环管道的进液端相连，浆液循环管道的出液端与设置在脱硫塔内腔顶部的浆液喷淋装置相连，空气入口连接有与之配套的氧化风机，所述石膏浆液出口与澄清池相连。需要说明的是：所述石灰石-石膏法烟气脱硫塔的侧壁开设浆液出口，所述浆液出口与所述氯透析单元相连，用于导出脱硫浆液，所述浆液出口位于所述浆液回流路径之上。

如图1所示，所述澄清池为进行石膏浆液的沉淀的设备，该澄清池具有石膏浆液进口及清液出口，所述石膏浆液进口与石灰石-石膏法烟气脱硫塔的石膏浆液出口连通，用于向澄清池内导入石膏浆液，所述清液出口则与石灰石-石膏法烟气脱硫塔上开设的清液回流口连通，实现清液的回流。

如图1所示，废气从原烟气入口进入到石灰石-石膏法烟气脱硫塔，与塔顶喷淋的浆液逆流接触；逆流接触的过程中，浆液对原烟气中的二氧化硫进行吸收，随后落入塔底，脱硫后的净烟气从塔顶的净烟气出口排出；落入塔底的浆液与通过空气入口鼓入塔内的空气进行反应，使浆液中的亚硫酸钙氧化为石膏；一部分塔底浆液通过浆液循环管道送到塔顶再次喷出，另一部分塔底浆液通过设置在塔底的石膏浆液出口排出，并导入至澄清池内沉淀，澄清池的清液回流至石灰石-石膏法烟气脱硫塔内，需要注意的是：塔底浆液在经过浆液循环管道送到塔顶再次喷出后，喷出的部分浆液则通过浆液出口导出，并排入至氯透析单元内。需要说明的是：所述脱硫浆液为在石灰石-石膏法烟气脱硫塔内循环吸收二氧化硫烟气的浆液，大致含有固态的硫酸钙、氢氧化钙、碳酸钙组分，离子态的高浓度钙离子、镁离子、硫酸根离子以及氯离子，还有部分金属离子等。也就是说：本技术方案中是针具兼顾有固态物体及液态浆液中的混合物进行氯透析处理，实现对石灰石-石膏法烟气脱硫塔的脱硫浆液内循环的基础上增加引出部分脱硫浆液进行氯透析处理，从而将脱氯浆液返排至石灰石-石膏法烟气脱硫塔内，继续进行内循环的脱硫作业中，在脱硫岛补水后，确保石灰石-石膏法烟气脱硫塔内的脱硫浆液中的氯离子浓度保持基本稳定。

在本实用新型提供的脱硫液体零排放系统中，如图1所示，所述氯透析单元为纳滤透析设备，用于分离出所述脱硫浆液中氯离子，其利用纳滤膜分隔为浓水侧及产水侧，所述纳滤膜为一价离子透析模，也就是：所述纳滤膜能截留二价离子，将一价离子透析出；所述氯透析单元的浓水侧具有进口及回流出口，所述进口与石灰石-石膏法烟气脱硫塔的浆液出口连通，用以向氯透析单元的浓水侧导入脱硫浆液；所述氯透析单元的产水侧设置有分离出口，所述分离出口与反渗透减量单元连通。所述回流出口与石灰石-石膏法烟气脱硫塔连通，将浓水侧的浆液导入石灰石-石膏法烟气脱硫塔内并进行循环喷淋处理，而所述分离出口与所述减量单元连通，对于减量单元的产水侧进行后续的提浓、减量处理。所述脱硫浆液连续从石灰石-石膏法烟气脱硫塔导入氯透析单元的浓水侧，其内含有大量氯离子经过纳滤膜随透过液进入其产水侧，进而实现将脱硫浆液中大量氯离子透析取出，需要说明的是：经回流出口回流至脱硫岛内的脱氯浆液中，依然含有大量的钙、镁等阳离子以及硫酸根等阴离子，透析导入至产水侧的富氯产水则含有大量的氯离子，同时几乎不含造成硫酸钙结垢的硫酸根、钙镁硬度离子，从而达到透析除氯，同时保证后端减量单元不结垢的目的。

所述纳滤膜为可耐受高悬浮物(悬浮物含量10-15％)的膜组，其可在截留大部分二阶离子，如钙、镁、硫酸根离子的同时，透过大部分一价离子，如氯离子，从而让氯离子排出脱硫岛外。所述纳滤膜为平板膜组件。同时，脱硫岛内循环大流量冲刷膜表面，同时在非常高的膜面流速下，可将膜表面可能生成的硫酸钙结垢在生成的瞬间剥离膜表面，从而实现膜性能保持较长期的稳定性。

优选的：如图1所示，所述氯透析单元的浓水出口处设置调压阀，所述调压阀动态控制该段管路的开度，透析设备工作时，阀门开度调低，阀前压力(即：纳滤透析设备中氯透析所需的工作压力)可憋至8-10Bar左右；纳滤透析设备停机时，阀门开度全开，纳滤透析设备泄压。

在本实用新型提供的脱硫液体零排放系统中，如图1所示，所述减量单元为反渗透设备，其内设置的膜的两侧被其分隔为浓水侧及产水侧，所述氯透析单元与减量单元的浓水侧连通，浓水侧与产水侧之间利用反渗透膜连通，加压在所述浓水侧处，使得浓水侧反渗透至产水侧内，提升所述浓水侧的浓度，达到减量及提浓效果，也就是说：将含大量氯离子的富氯产水从氯透析单元导入至减量单元的浓水侧，利用减量单元中的反渗透作用，浓水侧氯离子持续增加进行提浓，获得富氯浓水。需要说明的是：所述反渗透膜选用海淡等级反渗透膜，对氯化钠截留率为99％以上，浓缩倍数以实际水质而定，浓缩后水量需匹配后端蒸干结晶单元处理量。

在本实用新型提供的脱硫液体零排放系统中，如图1所示，所述减量单元与干化单元连通，具体的说：所述减量单元的浓水侧与干化单元连通。所述干化单元为蒸干结晶设备，所述蒸干结晶设备为利用蒸发进行高浓度的富氯浓水进行蒸干结晶，进而将富氯浓水导入至干化单元的蒸发区内，进行蒸干结晶，从而实现对浓溶液的干化处理，避免浓水的液态排放。

在本实用新型提供的脱硫液体零排放系统中，如图1所示，所述干化单元为蒸干结晶设备，所述的蒸干结晶设备为实现液体蒸干并结晶的任一种设备，该设备为效强制循环蒸发系统(MED)、降膜机械蒸汽压缩蒸发系统(MVC)、蒸汽机械再压缩蒸发(MVR)或旁路烟道蒸发系统中任一种；本实施例中，所述蒸干结晶设备以旁路烟道蒸发系统为例进行说明，但不仅限于旁路烟道蒸发系统。

如图1所示，在本实施例中，所述干化单元为旁路烟道蒸发系统，为从空预器上游抽取的少量烟气通过喷雾干燥塔，富氯浓水通过水泵打入喷雾干燥塔与锅炉热烟气混合。通过挡板门来控制喷雾干燥塔需要的烟气流量，使其在喷雾干燥塔内部形成设定的流场，经过喷嘴的细小液体颗粒与热烟气混合，由于接触比表面积大，富氯浓水充分得到蒸发，热烟气温度降低并控制在高于酸露点或者空预期出口温度以上，来保证在烟气进入除尘器之前没有冷凝或者为蒸发的液体夹带发生。含有可溶性以及悬浮物固体颗粒的脱硫废水在高温烟气下进行蒸发。富氯浓水中的重金属离子和其他一些离子会结晶析出，蒸发后的固体夹带物收集到下游的电除尘器，混入全厂飞灰，集中处理。

需要说明的是：所述脱硫液体零排放系统包括依次连接脱硫岛及外联系统，所述外联系统包括氯透析单元、减量单元及干化单元。在富氯产水的水量较少，仅能利用干化单元实现蒸干结晶的情况下，即可省去减量单元。具体的说：富氯产水的水量以及蒸发所采用方式的蒸发能力相匹配的情况下，即可省去减量单元。

在本实用新型提供的脱硫液体零排放系统中，所述减量单元的产水侧的水进行回用处理所述回用指可以作为电厂其他工艺段的用水或者脱硫岛的补水。在本实用新型提供的技术方案从降低脱硫浆液中氯离子的浓度出发，通过在脱硫岛外并联一个独立的旁路，连续引出脱硫浆液，脱硫浆液经过氯透析处理后得到透析浆液，透析浆液截留原有的二阶离子，透析出一价离子，从而降低透析浆液中氯离子的浓度，低氯的透析浆液在回流至脱硫岛内进行循环脱硫，致使脱硫岛内的氯离子浓度保持在20000mg/L以下，能够将脱硫塔内的氯离子浓度控制在较低水平，进而可以使脱硫系统在低氯离子浓度条件下正常运行，即实现脱硫岛内脱硫系统在高浓缩倍率运行，实现高效脱硫作业处理的同时显著的减低结垢对脱硫作业的影响。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.脱硫液体零排放系统，其特征在于：包括脱硫岛及氯透析单元、减量单元及干化单元，其中：

所述脱硫岛开设浆液出口，所述氯透析单元的进口与所述浆液出口连通；

所述氯透析单元设置排出透氯浆液的回流出口，所述回流出口与脱硫岛连通；

所述氯透析单元设置排出富氯产水的分离出口，所述分离出口与减量单元连通；

所述干化单元与减量单元连通。

2.根据权利要求1所述的脱硫液体零排放系统，其特征在于：所述氯透析单元具有纳滤膜；

所述纳滤膜的两侧分别为浓水侧及产水侧，所述回流出口及进口均位于所述浓水侧。

3.根据权利要求2所述的脱硫液体零排放系统，其特征在于：所述分离出口位于产水侧。

4.根据权利要求2所述的脱硫液体零排放系统，其特征在于：所述纳滤膜为一价离子透析模。

5.根据权利要求2所述的脱硫液体零排放系统，其特征在于：所述氯透析单元还具有调压阀，所述调压阀装于所述浓水侧。

6.根据权利要求1所述的脱硫液体零排放系统，其特征在于：所述减量单元包括反渗透膜，所述反渗透膜两侧分别为提浓产水侧及富氯浓水侧；

所述富氯浓水侧设置减量进口及浓液出口，所述减量进口与所述分离出口连通，所述浓液出口与干化单元连通。

7.根据权利要求1所述的脱硫液体零排放系统，其特征在于：所述干化单元为蒸发结晶机。

8.根据权利要求1所述的脱硫液体零排放系统，其特征在于：所述脱硫岛具有澄清池，其开设清液回流口、石膏浆液出口及所述浆液出口；

所述石膏浆液出口与所述澄清池连通。

9.根据权利要求8所述的脱硫液体零排放系统，其特征在于：所述澄清池设置清液出口，所述清液出口与所述清液回流口连通。