CN102489136A - 烟气脱硫废水回收处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种烟气脱硫废水回收处理方法，来自脱硫塔底的石膏浆液经旋流分离出底流浓浆液，引入真空皮带脱水机；将真空皮带脱水机前段脱出的不含洗涤水的废水引出，经过滤除固相杂质后进入一个封闭的废水集箱，将未经脱硫的高温原烟气以喷雾分散的方式通入废水集箱的水层内，使废水雾化并蒸发成水蒸汽，随烟气通入脱硫塔的原烟气入口；废水集箱内废水的杂质被浓缩富集析出结晶，通过水泵使废水在废水集箱底部与过滤器之间循环，滤除杂质，最后将过滤器捕集到的固体杂质脱水后深坑掩埋或用作石膏晶种。本方法利用高温烟气本身持有的热量将脱硫废水加热成可被脱硫***回收利用的水蒸汽，可有效除去氯离子、金属离子、硫酸根及固体杂质。

Description

烟气脱硫废水回收处理方法及装置
技术领域
本发明涉及一种煤电厂烟气脱硫废水回收处理方法及装置，特别涉及对石灰/石灰石湿法脱硫的石膏浓浆液脱出的脱硫废水进行回收处理的方法及装置。
背景技术
燃煤中含有硫化物、氯化物、硝酸盐等多种物质，燃烧产生的烟气中含有大量的SO2和NOX及灰尘等有害物，因此煤电厂锅炉烟气在排放前必须经脱硫、脱硝及除尘处理。其中SO2的脱除大多采用副产石膏的石灰/石灰石湿法脱硫方法，在吸收塔中用石灰/石灰石浆液喷淋烟气，使其中二氧化硫与浆液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，该混合物浆液夹带悬浮态粉尘、可溶性的氯化物、硝酸盐等盐类及Hg、Ph、Ni、As、Cd、Cr等多种重金属离子降至塔釜，鼓入空气使部分亚硫酸钙氧化成硫酸钙(即石膏)沉淀，将塔釜底部以CaSO4为主的石膏浆液排出，经石膏旋流器分离出浓浆液，再由真空皮带脱水机真空抽吸脱水后获得副产品石膏，而真空皮带脱水机脱出的脱硫废水中则富集了上述禁止排放的多种重金属离子及可溶性盐类，目前，这些废水多采用中和、反应、絮凝、沉淀等多步骤处理，使上述杂质富集在沉淀物或悬浮物中，经分离脱水后，将泥饼运至渣场掩埋处理。以上方法艺复杂，步骤多，由于废水杂质成分复杂，需对应设置有机硫化物加药***、絮凝剂加药***、助凝剂制备及投加***，盐酸投加***等设施，设备投资及运行费用高，而且无法处理废水中的氯离子，而氯离子会造成设备腐蚀，因此处理后的废水不能循环返回脱硫***再利用，只能进行稀释后排放，仍存在环境污染的隐患。
发明内容
本发明目的有是提供一种煤电厂烟气脱硫废水回收处理方法，它以简单的工艺分离除去石灰/石灰石湿法脱硫的石膏浓浆液中脱出的脱硫废水中的杂质(包括氯离子)，且处理后的废水能返回脱硫***循环使用，减小废水排放对环境造成的污染。本发明还提供这种方法的专用装置。
烟气脱硫废水回收处理方法如下：来自脱硫塔底的石膏浆液经旋流分离出顶流稀浆液和底流浓浆液，前者返回脱硫塔作喷淋液，后者引入真空皮带脱水机；向真空皮带脱水机中、后段加水洗涤，中、后段真空皮带脱水机脱出的废水返回脱硫塔用于喷淋，将真空皮带脱水机前段脱出的不含洗涤水的废水引出，经过滤除固相杂质后进入一个封闭的废水集箱，将未经脱硫的高温原烟气以喷雾分散的方式通入废水集箱的水层内，将箱内废水雾化并在高温下蒸发，产生的水蒸汽随烟气一同通入脱硫塔的原烟气入口；同时废水在废水集箱内的杂质被浓缩富集并有结晶析出，通过水泵从废水集箱底部抽取废水至过滤器，滤除水中杂质后的清水返回废水集箱，如此连续或间断地形成水循环，最后将过滤器捕集到的固体杂质脱水后深坑掩埋或用作石膏晶种。
本方法将脱硫石膏浆液脱出的低浓度脱硫废水返回脱硫塔用于塔内喷淋，高浓度的脱硫废水通过高温汽化与杂质分离，以蒸汽的形态返回脱硫塔。脱硫废水的汽化能量来自于高温原烟气持有的热量，即从原烟气主烟道上引出一股未脱硫的热烟气并以均布的分散气流送入脱硫废水集箱的废水液面下，热烟气(烟气温度一般为130～280℃)在水中大量鼓泡后自身温度降低，同时将热量传给脱硫废水使之迅速蒸发，降温后的烟气携带水蒸汽排出废水集箱，与来自主烟道的高温原烟气在脱硫塔的入口混合，入塔脱硫。水蒸汽在上述混合后烟气中为未饱和，不会出现水滴，因此不会引起腐蚀。另一方面，废水集箱内的水不断被蒸发浓缩，其中的Ca+、氯离子、重金属离子、SO4 2-、SO3 2-等杂质生成石膏结晶或各种可溶盐结晶析出。综上所述，本方法利用高温烟气本身持有的热量将脱硫废水加热成可被脱硫***回收利用的水蒸汽，同时高温烟气被增湿降温，而烟气降温有利于SO2的吸收脱除，而且这部分增湿的水气用于补偿脱硫***内蒸发的水量，降低了脱硫水。本烟气脱硫废水处理方法工艺简单，流程合理，达到节能环保的效果。
本发明还提供用于上述煤电厂烟气脱硫废水回收处理的装置，由废水采集***、过滤器、脱硫废水集箱和设置在该箱内的气流分散器组成，所述废水采集***由真空皮带脱水机、排列在真空皮带脱水机下侧的与真空泵相连的多个真空室及连接于第一真空室与后一真空室之间的U型液气分离器，U型底部为扩大的液封室，液封室的底端通过水样采集管路与过滤器的未滤过侧相通，过滤器的滤过侧与脱硫废水集箱相通；所述脱硫废水集箱内的气流分散器由一个气流总管、多个分散管和安装在各分散管上的多个喷枪组成，多个分散管均与气流总管相通，所述分散总管通过脱硫废水集箱外的风机与原烟气总管的引出管相连；所述脱硫废水集箱底部与过滤器之间设有循环管路和循环泵。
所述过滤器包含多个滤室，所述采集管在过滤器上方设有可与各过滤室器选择相通的多通道切换器。
所述过滤器固定在脱硫废水集箱顶部的箱内，其下方设有滤液溢流槽，过滤器外壁设有向下延伸至溢流槽口以下的挡板，挡板与溢流槽之间组成液封气室，液封气室通过真空抽滤管与真空泵相连。
所述采集管路和循环管路上设有止回阀。
附图说明
图1是包含有脱硫塔的烟气脱硫废水回收处理装置的实施例***示意图。
图中，1-原烟气总管，2、9、27-开关阀，3-原烟气引出管，4-风机，5-脱硫废水集箱，6-气流总管，6-1-气流分散管，7-喷枪，8-排气管，10-脱硫塔，11-脱硫烟气排烟管，12-真空皮带脱水机，13-真空泵，14-第一真空室，15-U型液气分离器的液封室，16-废水采集管路，17，20-止回阀，18-废水循环泵，19-废水循环管，21-多通道切换器，22-过滤器，23-脱硫塔浆液泵，24-石膏旋流器，25-气液分离器，26-挡板，28-液封槽，29、30-真空抽滤管，A、B、C-滤室。
具体实施方式
实施例1烟气脱硫废水回收处理的方法和流程
如图1，来自脱硫塔10塔底的脱硫石膏浆液经旋流器24分离出顶流稀浆液和底流浓浆液，旋流顶流稀浆液返回脱硫塔10用于喷淋，底流浓浆液引入真空皮带脱水机12，同时由真空泵13真空脱水，向真空皮带脱水机的第一真空室之后的皮带上用水洗涤，除去石膏中可溶的盐类，在真空皮带脱水机12的尾端得脱水后的石膏副产品；真空皮带脱水机12设有多个与真空泵13相通的真空室，除第一真空室14外，各真空室收集的石膏脱出水为低浓度废水，经由真空抽滤管29，通过气液分离器25，存入地坑，再经地坑泵送回脱硫塔10用于喷淋。第一真空室14收集的脱硫废水是未被洗涤水稀释的高氯离子浓度的滤液，将此废水从U型液气分离器的液封室15引出，经废水采集管路16自流(或用泵输送)至安装在废水集箱5上的过滤器22。过滤器22固定在脱硫废水集箱5的顶部的箱内，它包含A、B、C三个滤室，下方设有溢流槽28；过滤器22设有从外壁向下延伸至溢流槽28的槽口以下的挡板26，挡板26伸入溢流槽28的液面之下，挡板26在溢流槽28的液面上方围形成液封气室。过滤器22的滤液经溢流槽28溢流进入废水集箱5。A、B、C三个滤室通过多通道切换器21交替切换，至少一个滤室用于过滤，其余备用或用于静置风干被截留固体。
原烟气总管1的高温原烟气从原烟气引出管3经高温风机4送入废水集箱5，通过气流总管6、分散管6-1将热烟气至废水液面以下，最后由喷枪7喷出，以小气泡形式在废水中均匀分散，气液充分接触，废水受热蒸发。分散鼓泡后的烟气温度降低，并携带蒸发的水汽从排气管路8排出，在脱硫塔10的入口与来自原烟气总管1未脱硫的高温烟气汇合，入脱硫塔10进行脱硫。随着废水集箱5内的水不断蒸发，杂质被浓缩，其中各种污染物离子如的Ca+、氯离子、重金属离子、SO4 2-、SO3 2-等生成石膏结晶或各种可溶盐结晶析出从而被除去。废水集箱5底部与过滤器22的入口之间连有废水循环管19和循环泵18，将废水集箱5底部浓缩的浓浆废水抽出至过滤器22，反复循环过滤除去固体。
废水采集管路16和废水循环管19上分别装有止回阀17、20，防止管路切换时产生废水倒流。第一真空室14与后续真空室之间通过U型液气分离器相连，U型液气分离器的液封室15起到通气隔液的作用。可防止其它真空室的稀液混入而降低第一真空室14中脱硫废水的浓度，以减少脱硫废水排量，提高排污和处理效率。
过滤器22由专用材质的耐腐滤料或合金滤网制作，利于固体截留和与高湿含量固体分离、透水性好，强度高，易于更换维护。真空抽滤管路30从汽水分离室25引接负压***，用于过滤器22固体料满时抽滤，抽滤时打开阀门27，抽滤的干料倾倒到指定容器中，定期运出处理。过滤器22滤出的滤液入溢流槽28，形成一定液位后溢入废水集箱5中，该液位与围板26形成液封，防止真空抽滤管路30抽气时形成的真空泄漏。
对已经抽滤所得的脱水固体如用作石膏晶种，可作如下处理：先排空废水集箱5内的脱硫废水，注满清水，用废水循环泵18抽干净的水不断进行循环淋洗同时开启真空抽滤管路30的阀27抽滤，洗涤除去可溶盐，最后所得的即为合格石膏晶种，淋洗液可用继续通过废水集箱5蒸发增湿结晶成盐，再度回收可溶盐。
实施案2
某2×330MW燃煤机组烟气脱硫废水采用本发明方法处理，与传统的脱硫废水处理方法相比较，结果如下表。
Figure BSA00000637286400041
根据上表，以2×330MW燃煤机组的烟气脱硫废水，采用本发明方法及装置，相对传统脱硫废水处理技术，***简单，便于操作，一次投资约为传统脱硫废水处理技术1/3，运行维护工作量小，运行费用仅为传统脱硫废水处理技术的2/3，传统脱硫废水需要大量处理药剂如Ca(OH)2、硫酸氯化铁、聚丙烯酰胺、盐酸等，而本发明无需添加药剂。传统脱硫废水处理仍然有大量含氯废水产生，需稀释排放，本发明所有废水全部回收以有效减少脱硫***水耗。传统脱硫废水有大量污泥需要填埋处理，本发明提供的方法可回收大部分固体作为石膏晶种综合利用，极少量的各种金属可溶盐可集中收集填埋，亦可回收处理。

Claims (5)

1.烟气脱硫废水回收处理方法，其特征是如下步骤：来自脱硫塔底的石膏浆液经旋流分离出顶流稀浆液和底流浓浆液，前者返回脱硫塔作喷淋液，后者引入真空皮带脱水机；向真空皮带脱水机中、后段加水洗涤，中、后段真空皮带脱水机脱出的废水返回脱硫塔用于喷淋，将真空皮带脱水机前段脱出的不含洗涤水的废水引出，经过滤除固相杂质后进入一个封闭的废水集箱，将未经脱硫的高温原烟气以喷雾分散的方式通入废水集箱的水层内，将箱内废水雾化并在高温下蒸发，产生的水蒸汽随烟气一同通入脱硫塔的原烟气入口；同时废水在废水集箱内的杂质被浓缩富集并有结晶析出，通过水泵从废水集箱底部抽取废水至过滤器，滤除水中杂质后的清水返回废水集箱，如此连续或间断地形成水循环，最后将过滤器捕集到的固体杂质脱水后深坑掩埋或用作于石膏晶种。
2.一种权利要求1所述的烟气脱硫废水回收处理方法的装置，其特征是由废水采集***、过滤器、脱硫废水集箱和设置在该箱内的气流分散器组成，所述废水采集***由真空皮带脱水机、排列在真空皮带脱水机下侧的与真空泵相连的多个真空室及连接于第一真空室与后一真空室之间的U型液气分离器，U型底部为扩大的液封室，液封室的底端通过水样采集管路与过滤器的未滤过侧相通，过滤器的滤过侧与脱硫废水集箱相通；所述脱硫废水集箱内的气流分散器由一个气流总管、多个分散管和安装在各分散管上的多个喷枪组成，多个分散管均与气流总管相通，所述分散总管通过脱硫废水集箱外的风机与原烟气总管的引出管相连；所述脱硫废水集箱底部与过滤器之间设有循环管路和循环泵。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征是所述过滤器包含多个滤室，所述采集管在过滤器上方设有可与各过滤室器选择相通的多通道切换器。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征是所述过滤器固定在脱硫废水集箱顶部的箱内，其下方设有滤液溢流槽，过滤器外壁设有向下延伸至溢流槽口以下的挡板，挡板与溢流槽之间组成液封气室，液封气室通过真空抽滤管与真空泵相连。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的装置，其特征是所述采集管路和循环管路上设有止回阀。
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