CN108383310A - 一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除so3的方法 - Google Patents

一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除so3的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法，包括：对脱硫废水进行调质处理，向脱硫废水澄清沉淀池中加入氢氧化钠和絮凝剂，将废水中的Ca2+、Mg2+离子转化成微溶的Ca(OH)2和难溶的Mg(OH)2，使之沉积在澄清沉淀池底部；将澄清沉淀池中的上清液经泵或溢流到碱液池，在碱液池中加入碱性吸收剂，调节废水的pH值，将溶液经计量分配装置均匀喷入到空气预热器前的烟道中，协同脱除烟气中的SO3。本发明能够实现脱硫废水和SO3的一体化脱除，同时工艺简单，投资运行成本低，而且没有二次废弃物产生。

Description

一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法。
背景技术
燃煤电厂湿法脱硫***排放的脱硫废水成分复杂、污染物种类多，是燃煤电厂最难处理的废水之一。目前国内主要采用化学沉淀法处理脱硫废水，废水经过中和、沉降和絮凝处理去除重金属杂质后直接排放。这种将高含盐废水直接外排的方式很容易造成二次污染。
近年来研究产生了一种利用烟气余热蒸发干燥脱硫废水的新工艺。采用双相流喷嘴，将脱硫废水雾化后喷入空气预热器和电除尘器间的烟道，利用热烟气使废水完全蒸发，废水中的污染物转化为结晶物或盐类等固体，随烟气中的飞灰一起被电除尘器收集下来，从而除去污染物并实现废水的零排放。这种工艺投资运行成本低，工艺流程简单，但同时存在一些弊端。例如废水中所含的 Ca2+、Mg2+离子容易造成喷嘴和喷***垢，恶化废水雾化效果；机组低负荷下，烟气温度降低影响废水的蒸发效果，废水雾滴蒸发不完全容易造成下游烟道和除尘器的腐蚀积灰。在此基础上，出现了将脱硫废水雾化喷入空预器之前的烟道中的工艺，同时通过将脱硫废水与碱粉混合，可以实现协同脱除SO3的效果。
申请号为201610265089.3的专利公开了一种同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水的方法，在SCR反应器与空气预热器之间的烟道上布置一个蒸发器，将脱硫废水与碱性吸收剂混合后的浆液从蒸发器顶部均匀喷出与烟气混合从而实现同时处理燃煤电厂烟气中SO3和脱硫废水。这种工艺***整合度高，流程简单，但是废水中所含的Ca2+、Mg2+离子容易造成喷嘴和喷枪的堵塞结垢，同时碱性吸附剂与Ca2+、Mg2+离子反应容易生成沉淀，加剧堵塞结垢的倾向。
申请号为201710421541.5的专利公开了一种SO3脱除与脱硫废水零排放一体化的装置和方法，将脱硫废水絮凝沉淀以后利用超滤和反渗透膜处理，产生的淡水作为碳酸钠的溶剂，浓水与碳酸钠溶液混合喷入烟道脱除SO3。这种工艺虽然规避了Ca2+、Mg2+离子造成喷嘴喷枪堵塞结垢的风险，但工艺流程比较复杂，投资运行成本高，而且无法解决产生污泥的后续处置问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法，以实现脱硫废水和SO3的一体化脱除，同时工艺简单，投资运行成本低，而且没有二次废弃物产生。
本发明提供了一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法，包括：
对脱硫废水进行调质处理，向脱硫废水澄清沉淀池中加入氢氧化钠和絮凝剂，将废水中的Ca2+、Mg2+离子转化成微溶的Ca(OH)2和难溶的Mg(OH)2，使之沉积在澄清沉淀池底部；
将澄清沉淀池中的上清液经泵或溢流到碱液池，在碱液池中加入碱性吸收剂，调节废水的pH值，将溶液经计量分配装置均匀喷入到空气预热器前的烟道中，协同脱除烟气中的SO3。
进一步地，该方法还包括：
将澄清沉淀池底部产生的含有Ca(OH)2和Mg(OH)2的沉积物经排出泵排入至污泥缓冲箱中，并将其与部分澄清沉淀池上清液混合、搅拌形成悬浊液，将悬浊液喷入到空气预热器前或空气预热器后的烟道中与烟气混合，以促进烟气中 SO3的脱除。
进一步地，该方法还包括：
将澄清沉淀池底部产生的含有Ca(OH)2和Mg(OH)2的沉积物经压滤机处理后与煤粉进行混烧，使Ca(OH)2和Mg(OH)2在炉膛中高温分解成CaO和MgO，用以脱除烟气中产生的SO3。
进一步地，碱液池中所加入的碱性吸收剂为Na2CO3、NaOH、Na2SO3和NaHSO3中的任意一种或组合。
进一步地，碱液池中所加入的碱性吸收剂的量根据烟气中SO3的浓度确定，碱性吸收剂与烟气中SO3的摩尔比为2:1至4:1。
进一步地，碱液池中的溶液在烟道中沿烟道截面均匀喷入。
进一步地，碱液池中的溶液以双流体雾化或压力雾化的形式喷入。
借由上述方案，通过调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法，具有如下技术效果：
1)本发明在实现脱硫废水零排放的同时，可以同时协同脱除烟气中的SO3，从而避免空预器堵塞、除尘器腐蚀和蓝烟等现象的发生。
2)本发明在实现脱硫废水零排放的同时，可以完全避免处理脱硫废水的二次废弃物产生。
3)本发明同样可以协同脱除烟气中的HCl，从而减少进入脱硫塔的氯离子含量，并从根源上减少脱硫废水的产生量。
4)本发明工艺流程简单可靠，投资运行成本低。与现有技术相比，本发明的投资成本仅为SO3脱除技术和脱硫废水零排放技术投资叠加成本的1/3以下，运行成本为两者叠加成本的1/2以下。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法一应用实施例图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本实施例提供了一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法，包括：
对脱硫废水进行调质处理，向脱硫废水澄清沉淀池中加入氢氧化钠和絮凝剂，将废水中的Ca2+、Mg2+离子转化成微溶的Ca(OH)2和难溶的Mg(OH)2，并在澄清沉淀池底部沉积下来；
澄清沉淀池中的上清液经泵或溢流到碱液池，在碱液池中加入碱性吸收剂，将废水的pH调节到一定值，然后将溶液经计量分配装置均匀喷入到空气预热器前的烟道中协同脱除烟气中的SO3。
通过该方法能够在实现脱硫废水零排放的同时，协同脱除烟气中的SO3，从而避免空预器堵塞、除尘器腐蚀和蓝烟等现象的发生。同样也可以协同脱除烟气中的HCl，从而减少进入脱硫塔的氯离子含量，并从根源上减少脱硫废水的产生量。
澄清沉淀池底部产生的沉积物经排出泵排入污泥缓冲箱中，因沉积物中含有大量碱性的Ca(OH)2和Mg(OH)2，可将其通过混合一部分澄清沉淀池上清液并搅拌形成一定浓度的悬浊液，将悬浊液喷入到空气预热器前或空气预热器后的烟道中，与烟气混合促进烟气中SO3的脱除，或将沉积物经压滤机处理后与煤粉进行混烧，使Ca(OH)2和Mg(OH)2在炉膛中高温分解成CaO和MgO，从而脱除烟气中产生的SO3。通过将沉积物进行处理及再利用，能够在实现脱硫废水零排放的同时，完全避免处理脱硫废水的二次废弃物产生。
在本实施例中，碱液池中所加入的碱性吸收剂为Na2CO3、NaOH、Na2SO3和 NaHSO3中的一种或组合。
在本实施例中，碱液池中所加入的碱性吸收剂的量由烟气中SO3的浓度决定，碱性吸收剂与SO3的摩尔比范围为2:1到4:1。
在本实施例中，澄清沉淀池底部的沉积物形成的悬浊液的处理方法为：喷入到空气预热器前的烟道、喷入空气预热器后的烟道和经压滤机处理后与煤粉进行混烧三种方式的任意一种或组合。
在本实施例中，碱液池中的溶液在烟道中的喷入方式为沿烟道截面均匀喷入，雾化方式为双流体雾化或压力雾化。
参图1所示，图1是应用本发明的一应用实施例图，图1中的装置包括：缓冲池1、澄清沉淀池2、碱液池3、碱性吸附剂存储箱4及污泥缓冲箱5，缓冲池1通过输送泵P1与澄清沉淀池2连接，澄清沉淀池2通过输送泵P2与碱液池3连接，碱液池3通过输送泵P3与碱性吸附剂存储箱4连接；澄清沉淀池 2依次通过控制阀V3和排出泵P7与污泥缓冲箱5连接，污泥缓冲箱5依次连接有控制阀V4、流量计F3及高压泵P5；碱液池3依次连接有控制阀V1、流量计F1及高压泵P4；压缩风机P6、控制阀V2、流量计F2依次连接。
湿法脱硫***产生的脱硫废水首先被存放在缓冲池1中，缓冲池1中有电动搅拌器进行持续搅拌，废水经输送泵P1排入澄清沉淀池2中，向澄清沉淀池 2加入氢氧化钠和絮凝剂，添加量由脱硫废水中Ca2+、Mg2+的含量确定。澄清沉淀池2中的上清液由输送泵P2排入碱液池3中，与此同时，碱性吸附剂存储箱 4中的吸附剂由输送泵P3添加到碱液池3中，添加量与SO3的摩尔比范围为2:1 到4:1。碱液池3中将废水上清液和吸附剂搅拌混合均匀形成碱性溶液，并由输送管路经控制阀V1和流量计F1由高压泵P4均匀喷入空预器前的烟道中，喷入方式为与经压缩风机P6，控制阀V2和流量计F2的压缩空气混合，以双流体雾化的形式喷入。另外，澄清沉淀池2中的沉积物经控制阀V3和排出泵P7排入污泥缓冲箱5中，并持续搅拌形成悬浊液，将悬浊液经控制阀V4和流量计F3 由高压泵P5喷入到空气预热器前或空气预热器后的烟道中。
下面应用本实施例提供的调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法结合图1，通过具体实例对本发明作进一步说明。
湿法脱硫***产生的脱硫废水首先被存放在缓冲池1中，缓冲池1的容积为200立方米，满足一台600MW机组一天的脱硫废水最大排放量。缓冲池1中有电动搅拌器进行持续搅拌，废水经输送泵P1排入澄清沉淀池2中，澄清沉淀池2的容积为12立方米，向澄清沉淀池2加入氢氧化钠和聚丙烯酰胺，添加量分别为250千克/小时和2.5千克/小时，沉降时间控制在1小时左右。澄清沉淀池2中的上清液由输送泵P2排入碱液池3中，碱液池3的容积为12立方米。与此同时，碱性吸附剂存储箱4中的Na2CO3由输送泵P3添加到碱液池3 中，添加量为400千克/小时。碱液池3中将废水上清液和吸附剂搅拌混合均匀形成碱性溶液，并由输送管路经控制阀V1和流量计F1由高压泵P4均匀喷入空气预热器前的烟道中，流量计F1控制为3000-5000千克/小时。喷入方式为与经压缩风机P6，控制阀V2和流量计F2的压缩空气混合，以双流体雾化的形式喷入，雾化粒径为60μm。另外，澄清沉淀池2中的沉积物经控制阀V3和排出泵P7排入污泥缓冲箱5中，并持续搅拌形成悬浊液，将悬浊液经控制阀 V4和流量计F3由高压泵P5喷入到空气预热器前的烟道中，喷射位置在前文碱液喷射的后面，流量计F3控制为300千克/小时。
本发明工艺流程简单可靠，投资运行成本低。与现有技术相比，本发明的投资成本仅为SO3脱除技术和脱硫废水零排放技术投资叠加成本的1/3以下，运行成本为两者叠加成本的1/2以下。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法，其特征在于，包括：
对脱硫废水进行调质处理，向脱硫废水澄清沉淀池中加入氢氧化钠和絮凝剂，将废水中的Ca2+、Mg2+离子转化成微溶的Ca(OH)2和难溶的Mg(OH)2，使之沉积在澄清沉淀池底部；
将澄清沉淀池中的上清液经泵或溢流到碱液池，在碱液池中加入碱性吸收剂，调节废水的pH值，将溶液经计量分配装置均匀喷入到空气预热器前的烟道中，协同脱除烟气中的SO3。
2.根据权利要求1所述的一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法，其特征在于，还包括：
将澄清沉淀池底部产生的含有Ca(OH)2和Mg(OH)2的沉积物经排出泵排入至污泥缓冲箱中，并将其与部分澄清沉淀池上清液混合、搅拌形成悬浊液，将悬浊液喷入到空气预热器前或空气预热器后的烟道中与烟气混合，以促进烟气中SO3的脱除。
3.根据权利要求1所述的一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法，其特征在于，还包括：
将澄清沉淀池底部产生的含有Ca(OH)2和Mg(OH)2的沉积物经压滤机处理后与煤粉进行混烧，使Ca(OH)2和Mg(OH)2在炉膛中高温分解成CaO和MgO，用以脱除烟气中产生的SO3。
4.根据权利要求1所述的一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法，其特征在于，所述碱液池中所加入的碱性吸收剂为Na2CO3、NaOH、Na2SO3和NaHSO3中的任意一种或组合。
5.根据权利要求4所述的一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法，其特征在于，所述碱液池中所加入的碱性吸收剂的量根据烟气中SO3的浓度确定，所述碱性吸收剂与烟气中SO3的摩尔比为2:1至4:1。
6.根据权利要求1所述的一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法，其特征在于，所述碱液池中的溶液在烟道中沿烟道截面均匀喷入。
7.根据权利要求6所述的一种调质脱硫废水烟道蒸发并协同脱除SO3的方法，其特征在于，所述碱液池中的溶液以双流体雾化或压力雾化的形式喷入。
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