CN105692998A - 回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放***及工艺 - Google Patents

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Abstract

本技术提供一种回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放工艺，是将经软化膜浓缩后的膜浓缩液预热后进入MVR***进一步浓缩，MVR浓缩液进入回溶罐将盐硝补充至饱和后进入四效蒸发结晶***将NaCl和Na2SO4分别结晶析出，再分别由离心除盐***和离心脱硝***分离并干燥，获得纯度＞98％的NaCl和Na2SO4。本技术采用膜+MVR+多效蒸发的工艺结合，实现了盐硝分离，同时大幅降低了运行成本；采用回补盐硝工艺避免了水质波动对制盐***运行控制节点的干扰，使得***稳定长效运行，保障盐硝纯度。

Description

回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放***及工艺
技术领域
本技术涉及电厂脱硫废水领域，具体为一种回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放***及工艺。
背景技术
在我国火力电厂烟气中SO2的排放受到严格控制，石灰石湿法烟气脱硫是目前国内外使用最广泛的一种烟气脱硫方法。湿法脱硫产生的脱硫废水主要特点为偏酸性、浊度大、含有大量重金属、COD高、盐度极高；其中主要盐离子包括Na+、Cl-、SO4 2-离子，此外还含有少量的Ca2+、Mg2+、F-和全硅等离子。目前国内电厂采用脱硫废水处理方法有化学混凝处理法和预处理+蒸发结晶法。其中，化学混凝处理法工艺复杂、加药***庞大，且出水水质基本都达不到我国现行排放标准；预处理+蒸发结晶工艺实现了将脱硫废水分离为达标冷凝水和固体杂盐，实现了脱硫废水的零排放，但产生的固体杂盐量大、成分复杂，其进一步处置也是一个难点课题，且预处理后直接蒸发，水量大，设备庞大，投资大。
发明内容
本技术的目的是提供能够不断地生产出高纯度的NaCl和Na2SO4，同时制盐硝***水量小，设备投资较低且运行长效稳定的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放工艺。
本技术所述的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放工艺，包括预处理浓缩***和制盐硝***，其中预处理浓缩***包括一级软化沉淀***、双膜***、缓冲池、二级软化沉淀***、预热器、MVR***、回溶罐组成；制盐***包括一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器、一级加热器、二级加热器、三级加热器、热压***、离心制盐***和离心制硝***，包括以下步骤：
(1)脱硫废水经一级软化沉淀去除杂盐和重金属后进入双膜浓缩***，RO膜清液外排，RO膜浓缩液进入缓冲池；
(2)缓冲池内料液经二级软化沉淀进一步去除杂盐和重金属后送入预热器，由冷凝水和生蒸汽预热后进入MVR***进一步浓缩，浓缩液直接进入回溶罐与回流的盐硝晶体混合将料液中的NaCl和Na2SO4补至饱和；
(3)饱和NaCl和Na2SO4料液经泵输送至二效蒸发器内蒸发，析出的NaCl晶体输送至离心制盐***，浓缩液进入三效蒸发器内，所产生的二次蒸汽一部分用来加热二级加热器内的回流液，一部分作为三效蒸发器的加热蒸汽；
三效蒸发器内析出的NaCl晶体输送至离心制盐***，浓缩液进入四效蒸发器，所产生的二次蒸汽一部分用来加热一级加热器内回流液，一部分作为四效蒸发器的加热蒸汽；
四效蒸发器内析出的NaCl晶体输送至离心制盐***，浓缩后的物料除小部分外排处置外，其余依次经过一级、二级和三级加热器预热后进入一效蒸发器内；
物料进入一效蒸发器蒸发后析出的Na2SO4晶体输送至离心脱硝***，浓缩液进入二效蒸发器，所产生的二次蒸汽一部分用来加热三级加热器内回流液、一部分作为二效蒸发器的加热蒸汽、其余部分则进入热压***与生蒸汽混合作为本效的加热蒸汽。
上述的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放工艺，回溶罐外壁设有蒸汽加热壳层，控制回溶罐内温度在108℃左右。
上述的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放工艺，一级、二级和三级加热器均采用列管式换热器。
上述回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放工艺，一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器的蒸发温度逐渐降低；送至二效蒸发器内的饱和NaCl和Na2SO4料液温度为108℃，四效蒸发器的蒸发温度为45℃。采用45℃与108℃盐硝平衡点互溶度差异进行盐硝分离。
本技术同时还提供了一种能够不断地生产出高纯度的NaCl和Na2SO4，同时制盐硝***水量小，设备投资较低且运行长效稳定的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放***。
该回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放***，包括预处理浓缩***和制盐硝***，其中预处理浓缩***包括一级软化沉淀***、双膜***、缓冲池、二级软化沉淀***、预热器、MVR***、回溶罐；制盐***包括一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器、一级加热器、二级加热器、三级加热器、热压***、离心制盐***和离心制硝***，
脱硫废水经一级软化沉淀***进入双膜浓缩***，RO膜清液外排，RO膜浓缩液进入缓冲池；
缓冲池内料液经二级软化沉淀***后送入预热器，预热后进入MVR***进一步浓缩，浓缩液直接进入回溶罐与回流的盐硝晶体混合将料液中的NaCl和Na2SO4补至饱和；
饱和NaCl和Na2SO4料液经泵输送至二效蒸发器内蒸发，析出的NaCl晶体输送至离心制盐***，浓缩液进入三效蒸发器内，所产生的二次蒸汽一部分用来加热二级加热器内的回流液，一部分作为三效蒸发器的加热蒸汽；
三效蒸发器内析出的NaCl晶体输送至离心制盐***，浓缩液进入四效蒸发器，所产生的二次蒸汽一部分用来加热一级加热器内回流液，一部分作为四效蒸发器的加热蒸汽；
四效蒸发器内析出的NaCl晶体输送至离心制盐***，浓缩后的物料除小部分外排处置外，其余依次经过一级、二级和三级加热器预热后进入一效蒸发器内；
物料进入一效蒸发器蒸发后析出的Na2SO4晶体输送至离心脱硝***，浓缩液进入二效蒸发器，所产生的二次蒸汽一部分用来加热三级加热器内回流液、一部分作为二效蒸发器的加热蒸汽、其余部分则进入热压***与生蒸汽混合作为本效的加热蒸汽。
上述的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放***，回溶罐外壁设有蒸汽加热壳层，控制回溶罐内温度在108℃左右。
上述的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放***，一级、二级和三级加热器均采用列管式换热器。
上述的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放***，一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器的蒸发温度逐渐降低；送至二效蒸发器内的饱和NaCl和Na2SO4料液温度为108℃，四效蒸发器的蒸发温度为45℃。
本技术的有益效果：
本技术设置了两级软化沉淀***，有效地去除硬度，降低了蒸发***的结垢问题；本技术预处理浓缩段采用双膜+MVR工艺，合理利用各工艺特点，极大地降低运行能耗，同时降低后续回溶及制盐硝工艺的运行负荷；本技术设置回溶罐，使得物料中的盐硝均达到唯一的平衡点互溶度，保障制盐硝***稳定长效运行；本技术中制盐硝***采用多级闪蒸/蒸发，消除了温差对闪蒸的不利影响，同时闪蒸的蒸汽一部分可对回流液加热，一部分可作为下一效蒸发的加热蒸汽，节约能耗；本技术设置了热压***，可对一效产生的富裕二次蒸汽回收利用，节约能耗。
本技术提供的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放工艺，它采用预处理浓缩和四效蒸发制盐硝***，能不断地生产出高纯度的NaCl和Na2SO4，NaCl和Na2SO4的纯度均高于98％，同时制盐硝***水量小，设备投资较低且运行长效稳定。其利用45℃和108℃下盐硝的溶解度不同(45℃下，盐硝平衡溶解度为NaCl32.7g/100g水，Na2SO49.5g/100g水；108℃下盐硝平衡溶解度为NaCl37.8g/100g水，Na2SO46.3g/100g水)，通过在45℃和108℃下循环蒸发不断地从料液中分离出盐和硝。
附图说明
图1为一种回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放工艺流程和热工图。
图2为离心除盐***流程图。
图3为离心制硝***流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本技术的实施例作进一步说明：
本技术的一个具体实施例如图1所示，包括一级软化沉淀池、双膜***、缓冲池、二级软化沉淀池、1#预热器、2#预热器、MVR***、回溶罐、一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器、混合冷凝器、一级加热器、二级加热器、三级加热器、热压***、离心除盐***和离心制硝***组成。
具体实施过程包括以下步骤：
(1)25℃脱硫废水经一级软化沉淀去除杂盐和重金属等污染物后进入双膜浓缩***，RO膜清液外排，RO膜浓缩液进入缓冲池，缓冲池内料液再经二级软化沉淀进一步去除杂盐和重金属等污染物；
(2)经二级软化沉淀的物料经冷凝水(在1#预热器内)和生蒸汽(在2#预热器内)预热至108℃后进入MVR***进一步浓缩，冷凝水预热原液后外排，浓缩液进入回溶罐，将物料中的NaCl和Na2SO4补至饱和，回溶罐中未能溶解的盐硝回流至缓冲池，控制回溶罐内温度为108℃；
(3)饱和NaCl和Na2SO4物料经泵输送至二效蒸发器内蒸发，控制闪蒸温度为88℃，析出的NaCl晶体经蒸发器底部盐腿输送至离心除盐***，浓缩液进入三效蒸发器内，产生80℃的二次蒸汽分别加热二级加热器内回流液和三效蒸发器内母液；
控制三效蒸发器闪蒸温度为68℃，析出的NaCl晶体经蒸发器底部盐腿输送至离心除盐***，浓缩液进入四效蒸发器，产生60℃的二次蒸汽分别加热一级加热器内回流液和四效蒸发器内母液；
控制四效蒸发器闪蒸温度为45℃内析出的NaCl晶体经蒸发器底部盐腿输送至离心除盐***，浓缩液经一部分一级、二级和三级加热器预热后进入一效蒸发器内一部分直接外排处置，产生38℃的二次蒸汽进入混合冷凝器与冷凝水混合后外排；
一效蒸发器内析出的Na2SO4晶体经蒸发器底部盐腿输送至离心脱硝***，浓缩液进入二效蒸发器，二次蒸汽一部分加热三级加热器内回流液、一部分加热二效蒸发器内母液、一部分进入热压***与生蒸汽混合后加热本效母液；
(4)生蒸汽和二次蒸汽冷凝水混合后进入1#预热器预热原液。
某电厂按照本工艺的50m3/h脱硫废水零排放处理项目，进水主要指标见表1，出水水质见表3。
表1进水水质表
序号 项目 单位 指标
1 TDS mg/L 39989
2 Ca2+ mg/L 276
3 Mg2+ mg/L 276
4 Na+ mg/L 10182
5 Cl— mg/L 22466
6 SO4 2- mg/L 6750
7 全硅 mg/L 39.08
8 CODCr mg/L 600
9 Cd mg/L 0.89
10 Hg mg/L 0.06
11 PH 4-6
表2进水主要盐量
出水水质见表3。
表3出水水质表
项目 单位 值
Qd t/d 1150
CODCr mg/L 50
PH 6-9
***同时还产生31.07t/d纯度为99％的氯化钠、11.98t/d纯度为98％的硫酸钠及6.18t/d含水率为20％杂盐。
***运行消耗生蒸汽48kg/吨水，电耗35KWH/吨水，消耗药剂费17元/吨水。
1缓冲池水质每1天监测一次，调整MVR***的蒸发量和回溶罐中补盐量，控制MVR***有少量晶体析出和回溶罐内物料中盐硝溶解饱和，为后续制盐***提供稳定的进水条件。此外，回溶罐外壁设有加热壳层，精确控制回溶罐内温度，确保二效蒸发器进液保持在108℃左右，维持制盐***的运行工况。
2原液采用双膜+MVR浓缩后再进入制盐***，降低了后续工段的运行负荷，降低投资成本。
3物料在进入制盐***前，在回溶罐中将NaCl和Na2SO4补充至饱和，保证了制盐***运行工况的稳定性，避免了前段预处理浓缩***运行不稳定时两种盐组分变化造成制盐***运行节点不可控性，若无回溶***，从监测水质分析到工况调整至少有6-8小时的延迟，极易导致制盐***不出盐或盐分离失败。
4一级、二级和三级加热器采用二次蒸汽加热，且加热器采用列管式换热器，以保证换热管在母液大流速下冲刷，防止Na2SO4的析出堵塞换热管。
5一效蒸发器中产生的二次蒸汽在提供给三级加热器和二效蒸发器后，仍有富余，故设置有热压***，将二次蒸汽充分利用。
6一效蒸发器浓缩液经二效和三效两级闪蒸后进入四效蒸发器，可充分利用闪蒸产生的二次蒸汽预热回流母液，同时分级闪蒸可有效控制泡沫量，保证***稳定运行。
7回溶补盐硝蒸发工艺***的蒸发水量并未增加，较传统无回溶补盐硝蒸发工艺运行能耗不会升高。
本技术较传统技术工艺的有益效果在于：
(1)本***高效实现了在实现脱硫废水零排放同时将其中重要盐分NaCl和Na2SO4分离出来，且NaCl和Na2SO4纯度达到98％以上，具有回收价值，减少了杂盐处置。
(2)物料在进入制盐***前进入回溶罐将NaCl和Na2SO4补充至饱和，避免两种盐组分变化造成制盐***运行节点不可控。
(3)本***采用双膜+MVR+热压多效蒸发***，其中双膜工艺运行能效较低、MVR其次，热压多效蒸汽能耗最高，三种工艺有效结合可降低运行能耗，同时降低了工艺最为复杂、控制要求最高的制盐硝***运行负荷，减少设备投资、操作简便。
(4)工艺***产生的二次蒸汽极大程度地得到了充分利用，***运行成本较低。

Claims (8)

1.回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放工艺，包括预处理浓缩***和制盐硝***，其中预处理浓缩***包括一级软化沉淀***、双膜***、缓冲池、二级软化沉淀***、预热器、MVR***、回溶罐；制盐***包括一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器、一级加热器、二级加热器、三级加热器、热压***、离心制盐***和离心制硝***，其特征在于，包括以下步骤：
(1)脱硫废水经一级软化沉淀去除杂盐和重金属后进入双膜浓缩***，RO膜清液外排，RO膜浓缩液进入缓冲池；
(2)缓冲池内料液经二级软化沉淀进一步去除杂盐和重金属后送入预热器，由冷凝水和生蒸汽预热后进入MVR***进一步浓缩，浓缩液直接进入回溶罐与回流的盐硝晶体混合将料液中的NaCl和Na2SO4补至饱和；
(3)饱和NaCl和Na2SO4料液经泵输送至二效蒸发器内蒸发，析出的NaCl晶体输送至离心制盐***，浓缩液进入三效蒸发器内，所产生的二次蒸汽一部分用来加热二级加热器内的回流液，一部分作为三效蒸发器的加热蒸汽；
三效蒸发器内析出的NaCl晶体输送至离心制盐***，浓缩液进入四效蒸发器，所产生的二次蒸汽一部分用来加热一级加热器内回流液，一部分作为四效蒸发器的加热蒸汽；
四效蒸发器内析出的NaCl晶体输送至离心制盐***，浓缩后的物料除小部分外排处置外，其余依次经过一级、二级和三级加热器预热后进入一效蒸发器内；
物料进入一效蒸发器蒸发后析出的Na2SO4晶体输送至离心脱硝***，浓缩液进入二效蒸发器，所产生的二次蒸汽一部分用来加热三级加热器内回流液、一部分作为二效蒸发器的加热蒸汽、其余部分则进入热压***与生蒸汽混合作为本效的加热蒸汽。
2.根据权利要求1所述的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放工艺，其特征在于：回溶罐外壁设有蒸汽加热壳层，控制回溶罐内温度在108℃左右。
3.根据权利要求1所述的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放工艺，其特征在于：一级、二级和三级加热器均采用列管式换热器。
4.根据权利要求1所述的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放工艺，其特征在于：一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器的蒸发温度逐渐降低；送至二效蒸发器内的饱和NaCl和Na2SO4料液温度为108℃，四效蒸发器的蒸发温度为45℃。
5.回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放***，包括预处理浓缩***和制盐硝***，其中预处理浓缩***包括一级软化沉淀***、双膜***、缓冲池、二级软化沉淀***、预热器、MVR***、回溶罐；制盐***包括一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器、一级加热器、二级加热器、三级加热器、热压***、离心制盐***和离心制硝***，其特征在于，
(1)脱硫废水经一级软化沉淀***进入双膜浓缩***，RO膜清液外排，RO膜浓缩液进入缓冲池；
(2)缓冲池内料液经二级软化沉淀***后送入预热器，预热后进入MVR***进一步浓缩，浓缩液直接进入回溶罐与回流的盐硝晶体混合将料液中的NaCl和Na2SO4补至饱和；
(3)饱和NaCl和Na2SO4料液经泵输送至二效蒸发器内蒸发，析出的NaCl晶体输送至离心制盐***，浓缩液进入三效蒸发器内，所产生的二次蒸汽一部分用来加热二级加热器内的回流液，一部分作为三效蒸发器的加热蒸汽；
三效蒸发器内析出的NaCl晶体输送至离心制盐***，浓缩液进入四效蒸发器，所产生的二次蒸汽一部分用来加热一级加热器内回流液，一部分作为四效蒸发器的加热蒸汽；
四效蒸发器内析出的NaCl晶体输送至离心制盐***，浓缩后的物料除小部分外排处置外，其余依次经过一级、二级和三级加热器预热后进入一效蒸发器内；
物料进入一效蒸发器蒸发后析出的Na2SO4晶体输送至离心脱硝***，浓缩液进入二效蒸发器，所产生的二次蒸汽一部分用来加热三级加热器内回流液、一部分作为二效蒸发器的加热蒸汽、其余部分则进入热压***与生蒸汽混合作为本效的加热蒸汽。
6.根据权利要求5所述的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放***，其特征在于：回溶罐外壁设有蒸汽加热壳层，控制回溶罐内温度在108℃左右。
7.根据权利要求5所述的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放***，其特征在于：一级、二级和三级加热器均采用列管式换热器。
8.根据权利要求5所述的回溶补盐硝分盐回收脱硫废水零排放***，其特征在于：一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器的蒸发温度逐渐降低；送至二效蒸发器内的饱和NaCl和Na2SO4料液温度为108℃，四效蒸发器的蒸发温度为45℃。
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