CN110723858A - 一种脱硫废水零排放处理***及处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脱硫废水零排放处理***及处理工艺，该***包括依次相连的锅炉、SCR脱硝装置、空预器、除尘器和脱硫塔，还包括石膏旋流器、真空皮带脱水机、脱硫废水沉淀器、过滤水地坑、脱硫废水缓冲储存池及喷雾干燥塔；石膏旋流器的溢流口分别与脱硫塔的浆液池、脱硫废水沉淀器相连；真空皮带脱水机的出口及脱硫废水沉淀器的底部出口均与过滤水地坑相连，过滤水地坑内的液体通过过滤水地坑泵回流至脱硫塔；脱硫废水沉淀器的溢流口与脱硫废水缓冲储存池相连。喷雾干燥塔与空预器并联，其烟气从脱硝装置后烟道引接、返回除尘器前烟道，所处理脱硫废水由给料泵引自脱硫废水缓冲储存池。
Description
技术领域
本发明涉及废水综合处理领域，特别是涉及一种石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫废水的零排放处理***及方法。
背景技术
石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺浆液在不断循环过程中会富集氯离子、重金属等，为维护***稳定运行，须定期排放一定的脱硫废水，其水量虽不大，但性质较复杂，长期以来多采用物化方法“三联箱”工艺来处理后按照《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T 997-2006)达标排放。但“三联箱”工艺并不除盐，其出水中仍含有浓度很高的盐分，尤其Cl-浓度一般6000～20000mg/l，直接外排对水体、土壤、生态存在危害。随着人们环保意识的增强、国家“水十条”的逐渐推进，高盐废水的排放已逐渐受到关注和限制，例如项目环评批复中提出废水“零排放”的要求，辽宁、上海等地方污水综合排放标准则有对氯离子浓度的限制。可见，燃煤电厂以脱硫废水为代表的高含盐废水的“零排放”已成为未来电厂用水发展的必然趋势。
近些年，围绕脱硫废水“零排放”已大致发展形成了两种末端处置工艺路线：蒸发结晶和喷雾蒸发干燥，这在《火电厂污染防治技术政策》、《火电厂污染防治可行技术指南》(HJ 2301-2017)、《发电厂废水治理设计规范》(DL/T 5046-2018)等国家政策及规范中可见一斑。由于蒸发结晶(出盐)工艺通常需要繁杂的深度预处理、浓缩单元，存在工艺流程长、维护工作量大、投加药剂运行费用高、污泥处置困难、结晶盐消纳难等诸多问题，当前喷雾蒸发干燥工艺，尤其是利用空预器旁路高温烟气喷雾干燥塔处理脱硫废水的路线日益受到市场欢迎，然而，为避免雾化器(双流体喷枪的雾化喷嘴或离心雾化器的雾化盘)堵塞、磨损等问题，通常仍需要对脱硫废水进行常规“中和-沉降-絮凝-澄清”的“三联箱”或“一体化”处理，仍然需要投加一定的药剂，并产生一定的污泥废弃物需要处置。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱硫废水零排放处理***及处理工艺。该***抛弃了“三联箱”或所谓“一体化”预处理***，仅对脱硫废水进行简单的物理沉淀而不添加任何药剂，并利用空预器旁路高温烟气对沉淀后脱硫废水进行喷雾干燥处理，工艺简洁、经济简便，没有新的需要单独处置的固体废弃物产生，真正实现了“零排放”。
在现有技术中的燃煤电厂烟气湿法脱硫***中，脱硫塔浆液池定期经石膏浆液泵排出一部分浆液至石膏旋流器，石膏旋流器底流去往真空皮带机脱水产出石膏，而石膏旋流器的溢流除一部分经重力返流回吸收塔浆池外，须定期排放一定的脱硫废水。
为实现“零排放”的目的，本发明采用的技术方案具体如下：
一种脱硫废水零排放处理***，包括依次相连的锅炉、SCR脱硝装置、空预器、除尘器和脱硫塔，还包括石膏旋流器、真空皮带脱水机、脱硫废水沉淀器、过滤水地坑、脱硫废水缓冲储存池及喷雾干燥塔；
所述石膏旋流器的入口通过石膏排出泵与脱硫塔的浆液池相连，所述石膏旋流器的底部出口与所述真空皮带脱水机相连，所述石膏旋流器的溢流口分别与脱硫塔的浆液池、脱硫废水沉淀器相连；
所述真空皮带脱水机的出口及所述脱硫废水沉淀器的底部出口均与过滤水地坑相连，所述过滤水地坑内的液体通过过滤水地坑泵回流至脱硫塔；
所述脱硫废水沉淀器的溢流口与脱硫废水缓冲储存池相连；
所述SCR脱硝装置和所述空预器之间相连的烟道上设有开口与喷雾干燥塔相连；所述喷雾干燥塔的底部出口与除尘器的入口相连；
所述脱硫废水缓冲储存池通过喷雾干燥输送给料泵与所述喷雾干燥塔的上部雾化器入口相连。
其中，所述喷雾干燥塔含有雾化器及其辅助***。
其中，所述喷雾干燥塔内的上部设有布风***。
其中，所述过滤水地坑和所述脱硫废水缓冲储存池内设有搅拌器。
其中，所述除尘器与脱硫塔之间设有引风机。
其中，所述脱硫塔的顶部出口最终与烟囱相连。
本发明的脱硫废水零排放处理***的处理工艺，具体为：
脱硫塔的浆液池定期经石膏排出泵排出一部分浆液至石膏旋流器，石膏旋流器底流去往真空皮带脱水机脱水产出石膏，而石膏旋流器的溢流的一部分经重力返流回脱硫塔的浆液池，另一部分成为脱硫废水定期排放；
所述脱硫废水自流至脱硫废水沉淀器进行重力沉降；通过简易的不添加任何化学药剂的重力沉降，停留时间约2～5小时，实现废水中较大颗粒的沉淀分离。
脱硫废水沉淀器中含有较大颗粒的底流排至过滤水地坑(同时用于收集真空皮带机排水等)，由过滤水地坑泵将其一并送回脱硫塔，重新参与脱硫***的循环，包括这部分颗粒石膏晶体的进一步长大，以便后续能进入石膏旋流器底流经真空皮带机脱水而成为石膏。由于上述预处理未添加任何化学药剂，因此沉淀器的底流返回脱硫塔的浆液池对脱硫***无任何不利的副作用，反而，其中可能含有的此前未充分反应的碳酸钙得到了再次利用。
与此同时，脱硫废水中所含的剩余细微颗粒物则随脱硫废水沉淀器溢流自流进入脱硫废水缓冲储存池，该池配有搅拌器防止沉淀。
所述SCR脱硝装置和所述空预器之间相连的烟道引一部分热烟气(320～400℃)去往喷雾干燥塔，同时，脱硫废水经喷雾干燥输送给料泵送往喷雾干燥塔的雾化器；热烟气经一定的布风***均匀分配进入喷雾干燥塔，废水则经过雾化器的充分雾化(雾滴粒径一般30～60μm)在喷雾干燥塔内均匀的喷射开来，二者在喷雾干燥塔内随之充分接触并迅速发生热交换，其废水中的水分被蒸干成为水蒸气进入烟气。由于脱硫废水经重力沉降后剩余颗粒物较细，量也显著减少，对雾化器(无论是二流体喷枪的喷嘴还是离心雾化器的雾化盘)的堵塞、磨损等问题都得到了极大的改善，使得***能够实现长期稳定的可靠运行。
废水中的溶解盐类或悬浮物被热烟气干燥后实际与烟气中飞灰混为一体，其收集方式可按需设计为以下两种之一：
(1)喷雾干燥塔的烟气出口设置于塔下锥部的底部，则上述所有“灰”随烟气回至空预器之后、除尘器之前的主烟道，最终由除尘器统一、均匀的捕集。由于废水蒸干产物相比烟气中原有飞灰的质量占比很小(<1％)，对粉煤灰各组分的影响极小，不影响粉煤灰用作普通混凝土的添加剂，在控制掺混比例的条件下，亦可用作普通硅酸盐水泥的掺混料。
(2)喷雾干燥塔的烟气出口设置于塔下锥部的侧面，而锥底设置单独的出灰口，则一部分上述“灰”随烟气返回除尘器前的主烟道由除尘器均匀捕集，大部分上述“灰”在喷雾干燥塔锥底沉降汇集，经单独的出灰口后，可通过输灰仓泵送至灰库，亦可单独收集进行必要的处置。
同现有技术相比，本发明的突出效果在于：
(1)不添加任何药剂：废水预处理仅通过简单的重力沉降对废水中较大颗粒的悬浮物进行分离；无药剂添加的沉淀器底流返回脱硫塔的浆液池更为安全，不必担心对脱硫***产生任何不利影响。
(2)无污泥的排放、处置等问题：脱硫废水沉淀器底流借助原脱硫***既有的过滤水地坑、泵及其管路***返回吸收塔浆池，重新加入脱硫***的循环(包括石膏晶体的长大及其最终成为石膏排出)；脱硫废水沉淀器溢流经喷雾干燥处理，所含盐类及微细颗粒物干燥后随烟气灰尘一并由电厂既有的除尘器捕集为飞灰，不新增污泥等固体废弃物，且不影响飞灰的综合利用。
(3)工艺简洁、***可靠、运行维护经济简便，适合推广应用。
下面结合附图说明和具体实施例对本发明所述的脱硫废水零排放处理***及处理工艺作进一步说明。
附图说明
图1为脱硫废水零排放处理***的流程示意图。
其中，1-脱硫塔，2-石膏排出泵，3-石膏旋流器，4-真空皮带脱水机，5-脱硫废水沉淀器，6-过滤水地坑，7-过滤水地坑泵，8-脱硫废水缓冲储存池，9-喷雾干燥输送给料泵，10-喷雾干燥塔，11-锅炉，12-SCR脱硝装置，13-空预器，14-除尘器，15-引风机，16-烟囱。
具体实施方式
如图1所示，一种脱硫废水零排放处理***，包括依次相连的锅炉11、SCR脱硝装置12、空预器13、除尘器14和脱硫塔1，还包括石膏旋流器3、真空皮带脱水机4、脱硫废水沉淀器5、过滤水地坑6、脱硫废水缓冲储存池8(或者脱硫废水缓冲储存箱)及喷雾干燥塔10；
石膏旋流器3的入口通过石膏排出泵2与脱硫塔1的浆液池相连，石膏旋流器3的底部出口与真空皮带脱水机4相连，石膏旋流器3的溢流口分别与脱硫塔1的浆液池、脱硫废水沉淀器5相连；
真空皮带脱水机4的出口及脱硫废水沉淀器5的底部出口均与过滤水地坑6相连，过滤水地坑6内的液体通过过滤水地坑泵7回流至脱硫塔1；脱硫废水沉淀器5的溢流口与脱硫废水缓冲储存池8相连；SCR脱硝装置12和空预器13之间相连的烟道上设有开口与喷雾干燥塔10相连；喷雾干燥塔10的底部出口与除尘器14的入口相连；脱硫废水缓冲储存池8通过喷雾干燥输送给料泵9与喷雾干燥塔10的上部入口相连。
喷雾干燥塔10含有雾化器及其辅助***。喷雾干燥塔10内的上部设有布风***。
除尘器14与脱硫塔1之间设有引风机15。脱硫塔1的顶部出口最终与烟囱16相连。过滤水地坑6和脱硫废水缓冲储存池8内设有搅拌器。
锅炉11烟气经过SCR脱硝装置12、空预器13回收余热降温、除尘器14、引风机15、脱硫塔1后达标排放。采用石灰石/石灰-石膏法的脱硫***定期需通过石膏排出泵2排放一定的石灰石浆液，经石膏旋流器3初步将浆液中较大颗粒的石膏分离，从底部排出的浓缩固液混合物去往真空皮带机4进行二级脱水产出石膏；石膏旋流器3的溢流除一部分经重力自流返回吸收塔浆池外，须定期往脱硫***外排放一定的废水，此即为“脱硫废水”。
脱硫废水的具体排放量可依据脱硫塔浆池中氯离子浓度控制指标通过调节阀来实施调节。
该脱硫废水零排放处理***的“脱硫废水零排放”通过以下步骤实现：
(1)脱硫废水自流进入脱硫废水沉淀器5，其水力停留时间约2～5小时，通过简易的不添加任何化学药剂的重力沉降，实现脱硫废水中较大颗粒物的沉淀分离，其含有较大颗粒物的底流排至过滤水地坑6，由过滤水地坑泵7将其与收集的真空皮带脱水机4的排水等一并送回脱硫塔1，重新参与脱硫***的循环，包括这部分颗粒石膏晶体的进一步长大，以便后续能进入石膏旋流器3底流经真空皮带脱水机4脱水而成为石膏。
(2)脱硫废水中所含的细微颗粒物则随沉淀器5的溢流自流进入脱硫废水缓冲储存池8，该池配有搅拌器防止悬浮颗粒物的沉淀。
(3)从SCR脱硝装置12之后、空预器13之前的主烟道引一部分热烟气(320-400℃)去往喷雾干燥塔10，烟气引用比例一般不超过5％，具体可通过烟气调节阀门的开度调节；热烟气经喷雾干燥塔10上部的布风***均匀分配自上而下进入喷雾干燥塔10。
(4)同时，脱硫废水经喷雾干燥输送给料泵9送往喷雾干燥塔10的雾化器，经过雾化器的充分雾化(雾滴粒径一般30～60μm)在喷雾干燥塔10内较均匀的自上而下喷射开来。
(5)上述气、液两相在喷雾干燥塔10内顺流向下、充分接触并迅速发生热交换：其废水中的水分(雾滴)被蒸干为水蒸气成为烟气的一部分，废水中的溶解盐类或悬浮物等则被热烟气干燥后即与原烟气中飞灰混为一体，随烟气返回至空预器13后、除尘器14前的主烟道，最终混有干燥物的飞灰由除尘器14统一、均匀的捕集。
必要时，亦可在喷雾干燥塔10底部分别设置烟气出口与单独的出灰口，一部分上述“灰”随烟气返回除尘器前的主烟道由除尘器均匀捕集，大部分上述“灰”在喷雾干燥塔10的锥底沉降汇集，经单独的出灰口后，可通过输灰仓泵送至灰库，亦可单独收集进行必要的处置。
上述喷雾干燥塔10及其烟道***的阻力由空预器13前后的压差提供，一般无须另设增压风机；喷雾干燥塔10的设计结合雾化器选型并充分考虑脱硫废水及烟气含尘的特性，确保雾滴得到充分干燥而不会发生塔内湿壁或积灰等问题；雾化器过流件的材质选择则充分考虑脱硫废水的腐蚀和磨蚀特性。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种脱硫废水零排放处理***，其特征在于：包括依次相连的锅炉(11)、SCR脱硝装置(12)、空预器(13)、除尘器(14)和脱硫塔(1)，还包括石膏旋流器(3)、真空皮带脱水机(4)、脱硫废水沉淀器(5)、过滤水地坑(6)、脱硫废水缓冲储存池(8)及喷雾干燥塔(10)；
所述石膏旋流器(3)的入口通过石膏排出泵(2)与脱硫塔(1)的浆液池相连，所述石膏旋流器(3)的底部出口与所述真空皮带脱水机(4)相连，所述石膏旋流器(3)的溢流口分别与脱硫塔(1)的浆液池、脱硫废水沉淀器(5)相连；
所述真空皮带脱水机(4)的出口及所述脱硫废水沉淀器(5)的底部出口均与过滤水地坑(6)相连，所述过滤水地坑(6)内的液体通过过滤水地坑泵(7)回流至脱硫塔(1)；
所述脱硫废水沉淀器(5)的溢流口与脱硫废水缓冲储存池(8)相连；
所述SCR脱硝装置(12)和所述空预器(13)之间相连的烟道上设有开口与喷雾干燥塔(10)相连；所述喷雾干燥塔(10)的底部出口与除尘器(14)的入口相连；
所述脱硫废水缓冲储存池(8)通过喷雾干燥输送给料泵(9)与所述喷雾干燥塔(10)的上部入口相连。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理***，其特征在于：所述喷雾干燥塔(10)含有雾化器及其辅助***。
3.根据权利要求2所述的脱硫废水零排放处理***，其特征在于：所述喷雾干燥塔(10)内的上部设有布风***。
4.根据权利要求3所述的脱硫废水零排放处理***，其特征在于：所述过滤水地坑(6)和所述脱硫废水缓冲储存池(8)内设有搅拌器。
5.根据权利要求4所述的脱硫废水零排放处理***，其特征在于：所述除尘器(14)与脱硫塔(1)之间设有引风机(15)。
6.根据权利要求5所述的脱硫废水零排放处理***，其特征在于：所述脱硫塔(1)的顶部出口最终与烟囱(16)相连。
7.权利要求1-6所述的脱硫废水零排放处理***的处理工艺，其特征在于：脱硫塔(1)的浆液池定期经石膏排出泵(2)排出一部分浆液至石膏旋流器(3)，石膏旋流器(3)底流去往真空皮带脱水机(4)脱水产出石膏，而石膏旋流器(3)的溢流的一部分经重力返流回脱硫塔(1)的浆液池，另一部分成为脱硫废水定期排放；
所述脱硫废水自流至脱硫废水沉淀器(5)进行重力沉降；脱硫废水沉淀器(5)中含有较大颗粒的底流排至过滤水地坑(6)，由过滤水地坑泵(7)将其一并送回脱硫塔(1)；脱硫废水沉淀器(5)溢流自流进入脱硫废水缓冲储存池(8)；
所述SCR脱硝装置(12)和所述空预器(13)之间相连的烟道引一部分热烟气去往喷雾干燥塔(10)，同时，脱硫废水经喷雾干燥输送给料泵(9)送往喷雾干燥塔(10)的雾化器；热烟气经一定的布风***均匀分配进入喷雾干燥塔(10)，废水则经过雾化器的充分雾化在喷雾干燥塔(10)内均匀的喷射开来，二者在喷雾干燥塔(10)内随之充分接触并迅速发生热交换，其废水中的水分被蒸干成为水蒸气进入烟气。
8.根据权利要求7所述的处理工艺，其特征在于：喷雾干燥塔(10)的烟气出口位于塔下锥部的底部：废水中的溶解盐类或悬浮物被热烟气干燥后随烟气再回至空预器(13)之后、除尘器(14)之前的主烟道，脱硫废水中的溶解盐及颗粒物与烟气中飞灰一起被除尘器均匀捕集。
9.根据权利要求7所述的处理工艺，其特征在于：喷雾干燥塔(10)的烟气出口设置于塔下锥部的侧面：一部分混有盐干燥颗粒的飞灰随烟气返回除尘器(14)前的主烟道由除尘器均匀捕集，大部分混有盐干燥颗粒的飞灰在塔底沉降汇集，经锥底单独的出灰口，可通过输灰仓泵送至灰库，亦可单独收集进行必要的处置。
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