CN107162084A - 一种带有前置换热器和后端除尘器的盐水处理***及其方法 - Google Patents

一种带有前置换热器和后端除尘器的盐水处理***及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有前置换热器和后端除尘器的盐水处理***及方法，其中，盐水处理***包括通过管路依次连通的锅炉、空气预热器、电除尘器、脱硫塔、脱水浓缩装置及喷雾蒸发塔，锅炉与空气预热器间的管路上设有脱硝装置；脱硝装置与空气预热器间设有作为加热介质引出通道的旁路烟道，旁路烟道的末端连接至一管壳式换热器的管内，管外换热后的热空气通入喷雾蒸发塔，并与内部的脱硫废水雾化液滴混合析出盐类物质，管内换热后的高温烟气通入电除尘器；喷雾蒸发塔的顶部设有旋转雾化器，侧部设有与脱硫塔连通的回收管道，该回收管道上设有布袋除尘器。利用高温烟气加热洁净空气，再用热空气对脱硫废水雾化液滴进行蒸发，可以实现脱硫废水零排放。

Description

一种带有前置换热器和后端除尘器的盐水处理***及其方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体地说，涉及一种带有前置换热器和后端除尘器的盐水处理***及其方法。
背景技术
中国是以火力发电为主的国家，其中90％以上电厂采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，在烟气脱硫***运行过程中，会产生一定量的脱硫废水，脱硫废水中含有大量的钙离子、硫酸根离子、氯离子、重金属离子及悬浮物，另外脱硫废水还有酸性大以及化学耗氧量(COD)超标等特点。
火电厂对脱硫废水的处理方法主要是传统的化学处理法，但是化学处理法存在工艺复杂，成本高，且对废水中的氯离子、氟离子去除效率不高，排放会造成二次污染等问题。
目前已有的脱硫废水处理技术方案有如下几种：
(1)多效蒸发工艺，该工艺处理过程能耗极高，限制了它的运用推广。
(2)MVR蒸发结晶工艺，薄膜蒸发器上易结垢，影响设备运行及效率，且该工艺投资和运行成本高。
(3)流化床法，处理废水过程中，氯离子去除效率低。
(4)膜分离技术，对水质要求高，回收水的水质低。
(5)烟气余热处理脱硫废水，将脱硫废水雾化喷入烟道，利用烟气热量使脱硫废水蒸发结晶，结晶物质由除尘器收集分离，存在易积灰结块堵塞烟道，蒸发不完全，腐蚀后续设备等问题。
公布号为CN105668669A的专利文献公开了一种发电厂脱硫废水处理***及工艺，在锅炉炉膛设置第一脱硫废水雾化装置，利用燃料燃烧热使废水蒸发，在空气预热器和电除尘器间烟道设置第二脱硫废水雾化装置，利用高温烟气使废水蒸发，蒸发后剩余的固态物质由除尘器去除。该专利存在的问题是，烟道比较狭窄，蒸发产生的固体物质易积灰结块，堵塞烟道，蒸发不完全时，携带液滴的烟气会对烟道上的装置造成腐蚀。
公布号为CN103982903A专利文献公开了一种烟气余热处理末端废水的***及其方法，从省煤器和空气预热器间的管道引出部分热烟气，通入废水喷雾蒸发器加热蒸发废水液滴。该专利存在的问题是，烟气中含有粉尘，直接利用热烟气处理脱硫废水，易产生积灰结块问题，而且电除尘器捕集的是粉尘和析出盐类的混合物，不利于盐类析出物的回收利用。
发明内容
本发明的目的为提供一种带有前置换热器和后端除尘器的盐水处理***，以解决脱硫废水喷雾蒸发过程积灰结块和回收结晶盐纯度不高的问题。
本发明的另一目的为提供一种带有前置换热器和后端除尘器的盐水处理***的盐水处理方法。
为了实现上述目的，本发明提供的带有前置换热器和后端除尘器的盐水处理***包括通过管路依次连通的锅炉、空气预热器、电除尘器、脱硫塔、脱水浓缩装置及喷雾蒸发塔，锅炉与空气预热器间的管路上设有脱硝装置；脱硝装置与空气预热器间设有作为加热介质引出通道的旁路烟道，旁路烟道的末端连接至管壳式换热器的管内，管外换热后的热空气通入喷雾蒸发塔，并与塔内的脱硫废水雾化液滴混合，雾化液滴受热蒸发，析出盐类物质，管内换热后的高温烟气通入电除尘器；喷雾蒸发塔的顶部设有旋转雾化器，侧部设有与脱硫塔连通的回收管道，该回收管道上设有布袋除尘器。
上述技术方案中，利用高温烟气加热洁净空气，再用热空气对脱硫废水雾化液滴进行蒸发，蒸发后的结晶盐由后续的布袋除尘器回收利用，该***中空气不含任何粉尘，从根本上解决了脱硫废水喷雾蒸发过程积灰结块和回收结晶盐纯度不高的问题。利用旋转喷雾蒸发浓盐水处理***，可以实现真正意义上的脱硫废水“零排放”。
具体的方案为喷雾蒸发塔在底部设有收集盐类物质的灰斗。灰斗与布袋除尘器一起回收蒸发后的结晶盐，增大回收率。
另一个具体的方案为脱硝装置与脱硫塔间设有并联的两条通道，两条通道上均设有空气预热器和电除尘器，管内换热后的高温烟气通入其中一条通道内的电除尘器。
为了实现上述另一个目的，本发明提供的带有前置换热器和后端除尘器的盐水处理***的盐水处理方法包括以下步骤：
步骤1：脱硫塔处理锅炉排出的高温烟气后，得到的脱硫废水在脱水浓缩装置中预处理，然后送至喷雾蒸发塔内；
步骤2：经浓缩后的脱硫废水在喷雾蒸发塔顶部由旋转雾化器雾化成20～50μm的小液滴；
步骤3：利用部分来自脱硝装置和空气预热器之间的高温烟气通入管壳式换热器的管内加热通入喷雾蒸发塔的空气，热空气与喷雾蒸发塔内的雾化液滴混合，雾化液滴受热蒸发，析出盐类物质，一部分盐类物质由蒸发塔底部灰斗收集，剩余部分盐类析出物随着空气从喷雾蒸发塔侧面排出；
步骤4：由脱硝装置排出的另一部分高温烟气经过空气预热器和电除尘器进行处理，处理后的烟气送入脱硫塔脱硫，产生的脱硫废水送入脱水浓缩装置；
步骤5：由管壳式换热器的管内排出的高温烟气送入电除尘器处理；步骤3布袋除尘器排出的空气与步骤4电除尘器排出的烟气汇合通入脱硫塔处理，处理后通过烟囱排出；
重复步骤1～5来实现烟气余热利用，脱硫废水处理，盐类析出物回收利用，实现脱硫废水零排放。
具体的方案为步骤2中所述经浓缩后的脱硫废水采用涡旋进入喷雾蒸发塔，再通过旋转雾化器雾化成20～50μm的小液滴。
另一个具体的方案为步骤3中洁净空气经过管壳式换热器加热后温度为170～300℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明在热空气加热下，喷雾蒸发器中的脱硫废水小液滴完全蒸发，产生固体结晶物，固体结晶物由蒸发器底部灰斗和单独设置的布袋除尘器处理回收利用，从而实现了脱硫废水零排放，避免了脱硫废水带来的二次污染。
(2)本发明采用旋转雾化器对脱硫废水进行雾化，废水雾化效果好，蒸发迅速。
(3)本发明利用来自空气预热器前烟气的余热加热空气，再用热空气加热蒸发脱硫废水，在实现以废制废的同时，还使能源得到多级利用，从而有效的节省了能源和降低了成本。
(4)本发明采用热空气加热雾化脱硫废水，空气中不含烟尘，不会产生积灰结块的问题，并且提高了结晶盐的纯度，利于结晶盐的回收利用。
附图说明
图1为发明实施例的结构示意图。
其中：1、锅炉；2、高温旁路烟道；3、管壳式换热器；4、喷雾蒸发塔；5、旋转雾化器；6、布袋除尘器；7、水泵；8、脱水浓缩装置；9、烟囱；10、脱硫塔；11、电除尘器；12、空气预热器；13、脱硝装置。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。
实施例
参见图1，带有前置换热器和后端除尘器的盐水处理***包括通过管路依次连通的锅炉1、脱硝装置13、空气预热器12、电除尘器11、脱硫塔10、脱水浓缩装置8、水泵7及喷雾蒸发塔4，还包括管壳式换热器3、布袋除尘器6以及烟囱9。其中，脱硝装置13与脱硫塔10之间设有并联的两条通道，每条通道上均设有空气预热器12和电除尘器11。
在脱硝装置13与空气预热器12间设有作为加热介质引出通道的旁路烟道2，管壳式换热器3的原烟气入口与旁路烟道2末端连通，管壳式换热器3的原烟气出口与空气预热器12的出口连通。管壳式换热器3的侧面上设有用于空气进入的通道以及连通喷雾蒸发塔4的高温通道。管壳式换热器3中的含尘烟气在管内流动，空气在管外横向冲刷，喷雾蒸发塔4中的空气与脱硫废水喷雾直接接触换热。在喷雾蒸发塔4的顶部设有旋转雾化器5，底部设有收集盐类物质的灰斗，侧部设有与脱硫塔10连通的回收管道，布袋除尘器6设置在该回收管道上。
带有前置换热器和后端除尘器的盐水处理***的盐水处理方法的步骤如下：
步骤1：脱硫塔10处理锅炉排出的高温烟气后，得到的脱硫废水在脱水浓缩装置中预处理，然后由水泵7将废水送至喷雾蒸发塔4内；
步骤2：经浓缩后的脱硫废水采用涡旋进入喷雾蒸发塔4，在喷雾蒸发塔4顶部由旋转雾化器5雾化成20～50μm的小液滴；
步骤3：利用部分来自脱硝装置13和空气预热器12之间的高温烟气通入管壳式换热器3的管内加热通入喷雾蒸发塔4的空气，热空气与喷雾蒸发塔4内的雾化液滴混合，雾化液滴受热蒸发，析出盐类物质，一部分盐类物质由喷雾蒸发塔4底部灰斗收集，剩余部分盐类析出物随着空气从喷雾蒸发塔4侧面排出进入布袋除尘器6被收集处理；
步骤4：由脱硝装置13排出的另一部分高温烟气经过空气预热器12和电除尘器11进行处理，处理后的烟气送入脱硫塔10脱硫，产生的脱硫废水送入脱水浓缩装置8；
步骤5：由管壳式换热器3的管内排出的高温烟气送入电除尘器11处理，步骤3中布袋除尘器6排出的空气与步骤4中电除尘器11排出的烟气汇合通入脱硫塔10处理，处理后通过烟囱排出。
重复步骤1～5来实现烟气余热利用，脱硫废水处理，盐类析出物回收利用，实现脱硫废水零排放。本实施例中的废水可以为火电厂脱硫废水或其他行业中难以处理的含盐废水。

Claims (6)

1.一种带有前置换热器和后端除尘器的盐水处理***，包括通过管路依次连通的锅炉(1)、空气预热器(12)、电除尘器(11)、脱硫塔(10)、脱水浓缩装置(8)及喷雾蒸发塔(4)，其特征在于：
所述锅炉(1)与所述空气预热器(12)间的管路上设有脱硝装置(13)；
所述脱硝装置(13)与所述空气预热器(12)间设有作为加热介质引出通道的旁路烟道(2)；
所述旁路烟道(2)的末端连接至一管壳式换热器(3)的管内，管外换热后的热空气通入所述的喷雾蒸发塔(4)，并与内部的脱硫废水雾化液滴混合析出盐类物质，所述管内换热后的高温烟气通入所述的电除尘器(11)；
所述喷雾蒸发塔(4)的顶部设有旋转雾化器(5)，侧部设有与所述脱硫塔(10)连通的回收管道，该回收管道上设有布袋除尘器(6)。
2.根据权利要求1所诉的盐水处理***，其特征在于：
所述的喷雾蒸发塔(4)在底部设有收集盐类物质的灰斗。
3.根据权利要求1所述的盐水处理***，其特征在于：
所述的脱硝装置(13)与所述的脱硫塔(10)间设有并联的两条通道，两条通道上均设有所述的空气预热器(12)和所述的电除尘器(11)；
所述管内换热后的高温烟气通入其中一条通道内的电除尘器(11)。
4.根据权利要求1所述的***的盐水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：脱硫塔(10)处理锅炉排出的高温烟气后得到的脱硫废水在脱水浓缩装置(8)中预处理，然后送至喷雾蒸发塔(4)内；
步骤2：经浓缩后的脱硫废水在喷雾蒸发塔(4)顶部由旋转雾化器(5)雾化成20～50μm的小液滴；
步骤3：利用部分来自脱硝装置(13)和空气预热器(12)之间的高温烟气通入管壳式换热器(3)的管内加热通入喷雾蒸发塔(4)的空气，热空气与喷雾蒸发塔(4)内的雾化液滴混合，雾化液滴受热蒸发，析出盐类物质，一部分盐类物质由蒸发塔底部灰斗收集，剩余部分盐类析出物随着空气从喷雾蒸发塔(4)侧面排出；
步骤4：由脱硝装置(13)排出的另一部分高温烟气经过空气预热器(12)和电除尘器(11)进行处理，处理后的烟气送入所述的脱硫塔(10)脱硫，产生的脱硫废水送入所述的脱水浓缩装置(8)
步骤5：由所述管壳式换热器(3)的管内排出的高温烟气进入电除尘器(11)除尘后送入脱硫塔(10)脱硫，所述喷雾蒸发塔(4)侧面排出的烟气经过布袋除尘器(6)除尘后也送入所述的脱硫塔(10)脱硫。
5.根据权利要求4所述的盐水处理方法，其特征在于：
步骤2中所述经浓缩后的脱硫废水采用涡旋进入喷雾蒸发塔(4)，再通过旋转雾化器(5)雾化成20～50μm的小液滴。
6.根据权利要求4所述的盐水处理方法，其特征在于：
步骤3中洁净空气经过所述的管壳式换热器(3)加热后温度为170～300℃。
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