CN107235597A - 一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的方法及*** - Google Patents

Abstract

一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的方法及***，包括以下步骤：1)将脱硫废水送入两级循环式浓缩装置，采用热媒与脱硫废水逆流方式实现脱硫废水75％的减量化浓缩；2)将减量化后的浓水送入微晶箱，利用箱体内永磁体释放出的磁场效应促进浓水中的溶解性盐分形成大量活跃的悬浮微晶；3)悬浮微晶随水进入最后的结晶反应器内，在晶种的诱导下形成晶核，快速形成结晶盐；4)经过自动平板刮刀离心机分离出固体盐。该工艺采用非均相成核结晶的原理，加速脱硫废水中溶解性盐分的结晶析出过程，***最终无废水残留，析出盐分排入水泥建材固化体系，最大程度实现脱硫废水的零排放，提升了综合资源的回收利用，对促进绿色发展起到了积极作用。

Description

一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的方法及***

技术领域

本发明涉及电厂湿法脱硫废水治理领域，特别涉及一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的方法及***。

背景技术

在超低排放的严格环保要求下，目前国内电厂普遍使用湿法脱硫***保证稳定高效的燃煤锅炉外排烟气中硫氧化物脱除效率。湿法脱硫***在连续运行过程中产生少量脱硫废水。脱硫废水主要有以下特点：脱硫废水呈酸性，一般在5-6.5；脱硫废水中重金属离子含量不高，但离子种类多(Pb、Hg、Ni、Fe、Al、As、Cd、Se、Cr、Cu等)；脱硫废水中含有大量的Cl^-(浓度超过10000ppm)，对脱硫***管道和本体钢结构有较强的腐蚀性；硬度大，Ca和Mg的含量高。这些特点都是脱硫废水治理方案的处理重点，其中，脱硫废水的酸性可以通过酸碱液调节pH解决，金属离子及Ca、Mg硬度可以通过化学沉降来解决，唯有Cl^-以其良好的溶解性很难从脱硫废水中分离出来，因而成为脱硫废水治理的难点。目前脱硫废水的治理主要有三联箱工艺、MVR技术、渗透膜法、烟道蒸发技术等，但存在工艺设备繁琐，占地面积大，无法完全实现零排放或者处理效果低等缺陷。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的工艺，运用非均相成核结晶原理，以晶种的诱导加速脱硫废水中以氯离子为主要阴离子及以Ca、Mg、Fe、Na等为主要阳离子的溶解性盐分的结晶析出过程，将脱硫废水中的盐分转化成固态盐回收，实现脱硫废水的零排放。***设备简单，数量少，自动化程度高。

本发明提供了一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的方法，其特征是，包括如下步骤：

1).将脱硫废水循环浓缩，将热媒与脱硫废水进行逆流式的热交换，脱硫废水中的水分蒸发随热媒带走，脱硫废水减量浓缩；

2).将减量浓缩后的脱硫废水送入微晶箱中，微晶箱箱体中配有永磁体，永磁体释放出的磁场效应促使脱硫废水中的溶解性盐分振动，增加分子、离子之间的碰撞几率，促进脱硫废水中溶解性盐分凝聚成微晶态；

3).将微晶箱的微晶态脱硫废水送入结晶反应器中，在结晶反应器中投加结晶晶种，在结晶晶种的诱导下，脱硫废水中的微晶态溶解性盐分快速形成晶核并逐渐生长成具有稳定晶型的盐分晶体，完成非均相成核结晶过程，结晶反应器定时排出产生的盐浆；

4).将盐浆进行离心脱水，控制离心后的固体盐含水率≤3％。

进一步地，步骤1)中减量浓缩共实现75％的减量。

一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的***，可实现非均相成核结晶法处理脱硫废水的方法，包括一级循环式浓缩装置、二级循环式浓缩装置、微晶箱、结晶反应器和自动平板刮刀离心机；所述一级循环式浓缩装置的出料口与二级循环式浓缩装置的进料口连通，所述二级循环式浓缩装置的出料口与微晶箱的进料口与结晶反应器的进料连通，所述结晶反应器的进料口与自动平板刮刀离心机的进料口连通。

进一步地，其特征是，脱硫废水经过一级循环式浓缩装置实现50％的减量后再通过泵打入二级循环式浓缩装置实现50％的减量，经过两级热交换的蒸发浓缩后实现脱硫废水75％的减量。

进一步地，其特征是，所述循环式浓缩装置采用喷淋方式实现脱硫废水与热媒的逆流式换热，喷淋采用空心锥形喷嘴，喷射角度为100°，覆盖率≥200％。

进一步地，其特征是，所述循环式浓缩装置采用循环式的连续换热过程，通过在线监测脱硫废水的离子浓度控制脱硫废水的循环次数。

进一步地，其特征是，还包括以下步骤：将自动平板刮刀离机产生的离心液输送到废水储罐中进行收集，废水储罐中的离心液送入循环式浓缩装置继续进行热交换、减量浓缩。

进一步地，其特征是，还包括自动清洗装置，自动清洗安装于结晶反应器上，定期冲洗反应器壁的附着物。

进一步地，微晶箱的箱体中配有永磁体和搅拌器。

综上，本发明的上述技术方案的有益效果如下：

可以实现国内电厂湿法脱硫***对外零排放脱硫废水。通过晶种引发的非均相成核结晶过程将脱硫废水中的可溶性盐分进行分离，并转移到水泥建材固化体系进行回收利用。

本发明采用的循环式浓缩装置可利旧脱硫前的烟道，也可根据场地进行新建装配，灵活方便。

本发明采用厂区的乏热，例如：脱硫前的烟气或者蒸汽，不需要采购新的热媒，极大程度的实现节能。

本发明可设计安装于湿法脱硫***烟气进口前端，可实现对脱硫入口烟气的提前降温和除尘，减少湿法脱硫***的设计负荷和运行负荷。

本发明***可实行全自动化运行，末端离心机分离出的少量离心液重新进入循环式浓缩装置，进行循环处理，最终无任何废物排出***，完全绿色化收尾，社会环境效益和企业经济效益突出。

附图说明

图1为本发明所述非均相成核结晶法处理脱硫废水的结构示意图。

图中：

1.一级循环式浓缩装置，2.二级循环式浓缩装置，3.微晶箱，4.结晶反应器，5.自动平板刮刀离心机，6.废水储罐，7.一级循环式浓缩装置循环管道，8.一级循环式浓缩装置热媒入口，9.一级循环式浓缩装置浓水收集斗，10.一级循环式浓缩装置热媒出口，11.二级循环式浓缩装置循环管道，12.二级循环式浓缩装置热媒入口，13.二级循环式浓缩装置浓水收集斗，14.二级循环式浓缩装置热媒出口，15.一级浓水输送泵，16.二级浓水输送泵，17.微晶液输送泵，18.自动冲洗装置，19.盐液输送泵，20.离心液输送泵，21.废水输送泵。

具体实施方式

以下结合附图1对本发明的实施方式和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。

该种非均相成核结晶法处理脱硫废水的方法，包括如下步骤：

1).将脱硫废水循环浓缩，以厂区的乏热(蒸汽或者脱硫***前的烟气)作为热媒与脱硫废水进行逆流式的热交换，脱硫废水中的水分蒸发随热媒带走，脱硫废水减量浓缩可达75％(重量)。

2).将减量浓缩后的脱硫废水送入微晶箱中，微晶箱箱体中配有永磁体和搅拌器，永磁体释放出的磁场效应促使脱硫废水中的溶解性盐分振动，同时使用搅拌器增加分子、离子之间的碰撞几率，促进脱硫废水中溶解性盐分凝聚成微晶态。

3).将微晶箱的微晶态脱硫废水送入结晶反应器中，在结晶反应器中投加结晶晶种，在结晶晶种的诱导下，脱硫废水中的微晶态溶解性盐分快速形成晶核并逐渐生长成具有稳定晶型的盐分晶体，完成非均相成核结晶过程，结晶反应器定时排出产生的盐浆。

4).将盐浆送入自动平板刮刀离心机进行离心脱水，控制离心后的固体盐含水率≤3％。将固体盐掺入水泥用于建材固化体系，实现废物再利用。

如图1所示，本实施方式所述非均相成核结晶法处理脱硫废水的工艺和***包括一级循环式浓缩装置1、二级循环式浓缩装置2、微晶箱3、结晶反应器4和自动平板刮刀离心机5等几大部分。湿法脱硫***连续排出的脱硫废水输送进入一级循环式浓缩装置1，通过一级循环式浓缩装置循环管道7及配套的喷嘴从上部喷淋而下，与从循环式浓缩装置下部一级循环式浓缩装置热媒入口8进入向上运动的热媒进行逆流热交换，利用热媒的热量蒸发喷淋而下的脱硫废水微小液滴，蒸发出的水蒸气随热媒通过一级循环式浓缩装置热媒出口10进入脱硫***，蒸发浓缩后的脱硫废水浓水在循环式浓缩装置下部的一级循环式浓缩装置浓水收集斗9进行收集，经过一级循环式浓缩装置实现脱硫废水50％的减量化浓缩，浓缩后的剩余50％浓水通过一级浓水输送泵15送入二级循环式浓缩装置2，二级循环式浓缩装置采用与一级循环式浓缩装置相同的工作方式实现一级浓水的50％减量。即通过二级循环式浓缩装置循环管道11及配套的喷嘴从上部喷淋而下，与二级循环式浓缩装置热媒入口12进入向上运动的热媒进行逆流热交换，利用热媒的热量蒸发喷淋而下的脱硫废水微小液滴，蒸发出的水蒸气随热媒通过二级循环式浓缩装置热媒出口14进入脱硫***，剩余25％的浓水收集在二级循环式浓缩装置浓水收集斗13内，通过二级浓水输送泵16送入微晶箱3。脱硫废水经过两级循环式浓缩装置实现共75％的减量。

所述微晶箱3是封闭式水箱，箱体装有永磁体、液位计及搅拌器，设计水力停留时间为半小时，浓水进入微晶箱后在搅拌器的作用下成均衡的流动状态，永磁体释放出的磁场效应促使浓水中的溶解性盐分进行微观振动，从而碰撞凝聚，形成聚集的微晶态盐分，待水力停留半小时反应完全后，通过微晶液输送泵17送入结晶反应器4。

所述结晶反应器4全自动化运行，设计反应时间为半小时，设计晶种投料方式为每隔10分钟加入1kg，在晶种的诱导下，浓水中的微晶态盐分快速形成晶核并生长成具有稳定晶型的盐分晶体，即所述的盐液。结晶反应器配有自动冲洗装置18，定期冲洗反应器，防止结垢或盐分晶体过多附着器壁。盐液通过盐液输送泵19送入自动平板刮刀离心机5。

所述自动平板刮刀离心机5自动进料、离心、出料和冲洗，一个工作周期为30分钟，出料为固态盐，含水率≤3％。固态盐产物掺入水泥建材体系进行固化。离心液通过离心液输送泵20送入废水储罐6存储。废水储罐6存满后通过废水输送泵21送入一级循环式浓缩装置重新进入该零排放***。

本发明用于脱硫废水的治理可以实现废水零排放，工艺流程简单、自动化程度高，经济性成本较低，完全符合绿色发展和工业超低排放的环保要求。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的方法，其特征是，包括如下步骤：

1).将脱硫废水循环浓缩，将热媒与脱硫废水进行逆流式的热交换，脱硫废水中的水分蒸发随热媒带走，脱硫废水减量浓缩；

2).将减量浓缩后的脱硫废水送入微晶箱中，微晶箱箱体中配有永磁体，永磁体释放出的磁场效应促使脱硫废水中的溶解性盐分振动，增加分子、离子之间的碰撞几率，促进脱硫废水中溶解性盐分凝聚成微晶态；

3).将微晶箱的微晶态脱硫废水送入结晶反应器中，在结晶反应器中投加结晶晶种，在结晶晶种的诱导下，脱硫废水中的微晶态溶解性盐分快速形成晶核并逐渐生长成具有稳定晶型的盐分晶体，完成非均相成核结晶过程，结晶反应器定时排出产生的盐浆；

4).将盐浆进行离心脱水，控制离心后的固体盐含水率≤3％。

2.根据权利要求1所述的一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的方法，其特征是，步骤1)中减量浓缩共实现75％的减量。

3.一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的***，可实现权利要求1或2所述的非均相成核结晶法处理脱硫废水的方法，其特征是，包括一级循环式浓缩装置、二级循环式浓缩装置、微晶箱、结晶反应器和自动平板刮刀离心机；所述一级循环式浓缩装置的出料口与二级循环式浓缩装置的进料口连通，所述二级循环式浓缩装置的出料口与微晶箱的进料口与结晶反应器的进料连通，所述结晶反应器的进料口与自动平板刮刀离心机的进料口连通。

4.根据权利要求3所述的一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的***，其特征是，脱硫废水经过一级循环式浓缩装置实现50％的减量后再通过泵打入二级循环式浓缩装置实现50％的减量，经过两级热交换的蒸发浓缩后实现脱硫废水减量75％。

5.根据权利要求3所述的一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的***，其特征是，所述循环式浓缩装置采用喷淋方式实现脱硫废水与热媒的逆流式换热，喷淋采用空心锥形喷嘴，喷射角度为100°，覆盖率≥200％。

6.根据权利要求3所述的一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的***，其特征是，所述循环式浓缩装置采用循环式的连续换热过程，通过在线监测脱硫废水的离子浓度控制脱硫废水的循环次数。

7.根据权利要求3所述的一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的***，其特征是，还包括以下步骤：将自动平板刮刀离机产生的离心液输送到废水储罐中进行收集，废水储罐中的离心液送入循环式浓缩装置继续进行热交换、减量浓缩。

8.根据权利要求3所述的一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的***，其特征是，还包括自动清洗装置，自动清洗安装于结晶反应器上，定期冲洗反应器壁的附着物。

9.根据权利要求3所述的一种非均相成核结晶法处理脱硫废水的***，其特征是，微晶箱的箱体中配有永磁体和搅拌器。