CN117902659A - 一种脱硫废水深度处理方法及工艺装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种脱硫废水深度处理方法及工艺装置，包括废水缓存箱、废水泵、低温烟气余热利用单元、尾气真空泵、三效蒸发***、干燥塔以及除尘器；低温烟气余热利用单元包括烟道换热器以及蒸汽发生器，废水收集至脱硫废水缓存箱，通过废水泵输送三效蒸发***；三效蒸发***热源蒸汽来自低温烟气余热利用单元，通过烟道换热器换取热量作为热源，将烟道换热器内介质除盐水升温，在蒸汽发生器内产生蒸汽，再将蒸汽送至三效蒸发***进行供热；浓缩后的脱硫废水进入干燥塔干燥后产生的粉尘及水蒸气随烟气引入除尘器处理。本发明工艺完善，能对脱硫废水中的污染物进行一体化处理，有效解决了脱硫废水量大，污染物超标的问题。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种脱硫废水深度处理方法及工艺装置。
背景技术
煤电机组绝大多数配备湿法脱硫***，其中产生的脱硫废水有“强腐蚀性、高盐分、高硬度、高浊度”的主要特点，加之脱硫废水排放源集中，总量较大，如直接排放，势必会对自然水系造成严重污染。因此，开发出适用于火力发电厂的低成本、低能耗以及低二次污染物的脱硫废水处理技术至关重要。
传统的脱硫废水的处理方法为化学沉淀法，其基本原理为化学—凝絮—沉淀，能有效去除悬浮固体及部分重金属，操作简单，但设备投资、运行及检修成本高，且无法去除废水中易导致***腐蚀和结垢的氯离子，限制脱硫废水回用。
蒸发干燥或蒸发结晶等处理工艺是《火电厂污染防治技术政策》中鼓励的脱硫废水处理工艺，可实现脱硫废水不外排，在近几年得到了大力发展。国内现有脱硫废水深度处理工艺一般包括预处理、浓缩减量和蒸发固化单元。但目前的脱硫废水处理***存在处理量低，干燥塔结垢严重、水回收率低等问题。因此对基于蒸发结晶法脱硫废水处理***进行工艺优化，实现机组能量梯级利用、脱硫废水零排放，是脱硫废水深度处理最合理的选择方向。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种脱硫废水深度处理方法及工艺装置。工艺完善，能对脱硫废水中的污染物进行一体化处理，有效解决了脱硫废水量大，污染物超标的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种脱硫废水深度处理工艺装置，包括废水缓存箱、废水泵、低温烟气余热利用单元、尾气真空泵、三效蒸发***、干燥塔以及除尘器；通过废水缓存箱储存废水，低温烟气余热利用单元通过三效蒸发***进一步蒸发浓缩，利用低温烟气的余热作为蒸发系的热源，浓缩***设计产水回收率≥80%。最后通过干燥塔将废液干燥。
所述废水缓存箱、废水泵、三效蒸发***依次连接；用于将废水输送至三效蒸发***进行浓缩。所述低温烟气余热利用单元连接所述三效蒸发***。
低温烟气余热利用单元包括烟道换热器以及蒸汽发生器；利用低温烟气热量将烟道换热器(布置于烟气脱硫入口烟道)内介质除盐水升温，在蒸汽发生器内产生蒸汽。所述尾气真空泵连接所述三效蒸发***，保证三效蒸发***在尾气真空泵作用下保持负压工况，所述三效蒸发***内保持负压工况；所述三效蒸发***后端连接所述干燥塔，所述干燥塔内配有单流体喷枪，用于将废液经单流体喷枪雾化成细小废水液滴，方便干燥，所述干燥塔下部的出口通过倾斜管道连接所述除尘器。出口采用带有一定倾斜角度的管道，将带有固体颗粒的烟气输送至除尘器入口，利用电除尘器捕捉氯离子和其他固态颗粒及金属元素，干燥工艺雾化粒径小，干燥后含盐固体颗粒物粒径细小，随烟气直接进入除尘器进口烟道，无需设置底部输灰装置。干燥塔可以设为两台，干燥塔的处理脱硫废水浓缩液在2 t/h。本发明的工艺设备完善，能对脱硫废水中的污染物进行一体化处理，有效解决了脱硫废水量大，污染物超标的问题。
优选地，所述三效蒸发***包括一效分离器、一效加热器、二效分离器、二效加热器、三效分离器、三效加热器；所述一效加热器安装在所述一效分离器内，加热器包括管程和壳程，分离器包括进液口，蒸汽出口和液体出口。
所述蒸汽发生器产生的蒸汽通过管路输送至所述一效加热器的壳程中，所述一效分离器的蒸汽出口与所述二效加热器的壳程接通，所述一效分离器的液体出口与所述二效分离器的进液口接通，所述二效分离器的蒸汽出口与所述三效加热器的壳程接通，所述二效分离器的液体出口与所述三效分离器的进液口接通，所述三效分离器的蒸汽出口连接任一加热器的壳程，本发明采用烟道换热器换取的热量作为蒸发***的热源进入一效蒸发器，蒸汽在一效蒸发器内与一效强制循环的废水进行热交换，加热后的脱硫废水进入抽真空的一效分离器内进行低温闪蒸，通过压差，依次进入二、三效分离器内进行低温闪蒸。三效分离器的蒸汽回用于本发明的脱硫***，实现能源的高利用，实现废水零排放。
所述三效分离器的液体出口连接所述单流体喷枪，所述单流体喷枪设置在所述干燥塔内。用于将废水浆液进行雾化，增大液滴的比表面积，保证液滴在干燥塔内与烟气进行充分接触，实现干燥。
优选地，所述干燥塔采用单流体干燥塔，单流体干燥塔采用高温旁路烟气蒸发，所述干燥塔采用耐高温、耐腐蚀的材质制成，既可保证耐高温、同时也要保证干燥塔在高氯离子环境下的长期稳定运行。所述干燥塔的顶端设置进口，所述进口设置手动挡板门或电动调节型挡板门，所述出口设置电动开关型挡板门；方便对干燥塔内的烟气进行控制和调节，提高了装置的可控性，所述干燥塔进口接入从脱硝出口空气预热器前引出的烟气，烟气温度为330 ℃~360 ℃。采用空气预热器的烟气作为热源，实现能量回收利用。浓缩液干燥后颗粒盐分随烟气至除尘器下部灰斗收集。浓缩液蒸发后实现了脱硫废水零排放，满足达标无害化要求。
优选地，所述倾斜管道自所述出口开始向斜下方倾斜设置，所述倾斜管道的倾斜度为5%。方便含颗粒盐分的烟气能够在倾斜管道内顺畅通过，直接进入除尘器进口烟道，无需设置底部输灰装置。
优选地，干燥塔出口温度不小于160 ℃，干燥塔内运行温度不超过200 ℃，保证雾化液滴能够在干燥塔内进行充分的干燥，干燥塔底干灰含水率＜2%。倾斜管道内空气流速不低于15 m/s。保证干燥后带有固体颗粒的烟气能够在烟道内快速流动，从而将其输送至除尘器内进行处理，避免倾斜管道内发生沉积，保证设备的稳定运行。
优选地，所述除尘器分离的蒸汽通过管路引至三效蒸发***的壳程内。除尘器分离的蒸汽回用于本发明的装置，实现废水零排放。
一种脱硫废水深度处理工艺装置的处理方法，包括以下步骤：
废水收集至脱硫废水缓存箱，通过废水泵输送至三效浓缩***，进行蒸发浓缩后的废水输送至干燥塔内直接干燥，废水中的盐类被干燥析出，混入烟气的粉尘中，通过后续除尘器收集下来。
三效浓缩***的热源蒸汽来自低温烟气余热利用单元。烟气将烟道换热器内介质除盐水升温，在蒸汽发生器内产生蒸汽，将产生的蒸汽送入三效蒸发***作为热源。
优选地，三效蒸发***在尾气真空泵作用下保持负压工况，废水输送至一效分离器后进入一效加热器管程，在加热管内壁均匀地从下向上流动，利用烟气余热产生的蒸汽下进行表面换热，被加热的废水再返回至一效分离器，在负压作用下产生蒸汽，并进行汽、液分离，蒸汽进入二效加热器壳程，被浓缩的浆液在压差作用下进入二效分离器后送入二效加热器管程，利用一效分离器产生的二次蒸汽作为热源，进行强制循环蒸发浓缩，进一步浓缩的浆液在压差的作用下进入三效分离器，蒸汽进入三效加热器壳程，利用二效分离器产生的三次蒸汽作为热源，进行强制循环蒸发浓缩，当三效内浓缩液达到设计浓度时，通过出料泵输送至干燥塔，经单流体喷枪；干燥塔浓缩液通过单流体雾化器雾化的细小废水液滴与烟气充分接触，使液滴中的水分迅速挥发，废水中的盐类被干燥析出，混入烟气的粉尘中，废水蒸发后的水蒸气与烟气混合从干燥塔下部引出，通过倾斜管道，进入除尘器前烟道中，通过后续除尘器收集。
优选地，该包括干燥塔的预热，工艺装置启动时，先预热干燥塔的温度，待温度上升到150℃后，开始启动单流体喷枪。保证干燥塔能够对废液进行充分的干燥。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：（1）本发明提出的脱硫废水深度处理方法及工艺，工艺完善，能对脱硫废水中的污染物进行一体化处理，有效解决了脱硫废水量大，污染物超标的问题。（2）本发明的三效蒸发***采用烟道换热器换取的热量作为蒸发***的热源。三效蒸发***产生的蒸汽和除尘器分离的蒸汽都进行回用，实现能量回收利用，废水零排放，满足达标无害化要求，通过压差，依次进入二、三效分离器内进行低温闪蒸，减少能源的利用，实现低碳处理。（3）利用高温烟气对干燥塔内的雾化废液加热蒸发，干燥工艺雾化粒径小，干燥后含盐固体颗粒物粒径细小，随烟气直接进入除尘器进口烟道，无需设置底部输灰装置。
附图说明
图1为本发明脱硫废水深度处理工艺装置的结构示意图。
图中：1-废水缓存箱；2-废水泵；3-烟道换热器；4-蒸汽发生器；5-尾气真空泵；6-一效分离器；7-一效加热器；8-二效分离器；9-二效加热器；10-三效分离器；11-三效加热器；12-干燥塔；13-单流体喷枪；14-除尘器。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
如图1，一种脱硫废水深度处理工艺装置，包括废水缓存箱1、废水泵2、低温烟气余热利用单元、尾气真空泵5、三效蒸发***、干燥塔12以及除尘器14；
所述废水缓存箱1、废水泵2、三效蒸发***依次连接；
所述低温烟气余热利用单元连接所述三效蒸发***；低温烟气余热利用单元包括烟道换热器3以及蒸汽发生器4；所述尾气真空泵5连接所述三效蒸发***，所述三效蒸发***内保持负压工况；所述三效蒸发***后端连接所述干燥塔12，所述干燥塔12内配有单流体喷枪13，所述干燥塔12下部的出口通过倾斜管道连接所述除尘器14。
具体处理方法为，废水收集至脱硫废水缓存箱1，通过废水泵2输送至三效蒸发***；在机组入口烟道内安装烟道换热器3，回收低温烟气余热，利用原烟气热量将烟道换热器内介质除盐水升温，在蒸汽发生器4内产生蒸汽，再将蒸汽送至三效蒸发***进行供热。
三效蒸发***采用烟道换热器3换取的热量作为蒸发***的热源。三效蒸发***在尾气真空泵5作用下保持负压工况，废水给料泵来废水进入一效分离器 6，一效分离器内废水送到一效加热器7管程，在加热管内壁均匀地从下向上流动，一效加热器7的壳程为烟气余热产生的负压蒸汽，加热后的脱硫废水再返回至一效分离器6，在负压作用下产生蒸汽，并进行汽、液分离，蒸汽进入二效加热器9壳程，被浓缩的浆液在压差作用下进入二效分离器8。进入二效加热器9的浆液采用与一效加热器7相同的原理，利用一效分离器产生的二次蒸汽作为热源，进行强制循环蒸发浓缩，进一步浓缩的浆液在压差的作用下进入三效分离器10，进入三效加热器11的浓缩浆液采用相同的原理，利用二效分离器8产生的三次蒸汽作为热源，进行强制循环蒸发浓缩。当三效内浓缩液达到设计浓度时，开启出料泵进行出料，物料被输送至后续单流体干燥塔12直接干燥。废水浓缩率按照不低于80%设计，废水浓缩率最大可达到90%，并可在一定范围内自动可调，最高可浓缩到2.1 m3/h，实现脱硫废水的浓缩减量。
干燥塔12采用高温旁路烟气蒸发，烟气从脱硝出口空气预热器前引出一部分，温度为330 ℃~360 ℃进入干燥塔12。干燥塔12设计采用低流速顺流设计的原则。干燥塔12腔内运行为干湿混合运行工况，浓缩后的浓盐含高固体颗粒物的废水经单流体喷枪13雾化后形成微小的雾滴，干燥塔12内的浓缩液通过单流体喷枪13喷出，与烟气充分接触，使液滴中的水分迅速挥发，经烟气夹带干燥，废水中的盐类被干燥析出，混入原烟气的粉尘中，通过后续除尘器14收集下来。废水蒸发后的水蒸气与烟气混合从单流体干燥塔12下部引出，进入除尘器14前烟道中。当***启动时，先预热干燥塔12的温度，待温度上升到150℃后，开始启动单流体喷枪13，控制干燥塔出口温度不小于160℃，干燥塔12内运行温度不超过200℃，干燥塔12采用耐高温、耐腐蚀的材质，既可保证耐高温、同时也要保证干燥塔在高氯离子环境下的长期稳定运行。干燥塔12下部出口采用带有一定倾斜角度的管道，将带有固体颗粒的烟气输送至除尘器入口。干燥塔底干灰含水率＜2%。干燥塔后倾斜管道流速不低于15 m/s，同时带有约5%倾斜角 ，保证干燥后带有固体颗粒的烟气能够在烟道内快速流动。
干燥塔12采用单流体干燥塔。干燥塔12进口设置手动挡板门或电动调节型挡板门，出口设置电动开关型挡板门，将浓缩处理后的脱硫废水浓缩液通过单流体喷枪13的喷嘴雾化后，喷射入干燥塔12，利用空气预热器入口高温烟气对其加热蒸发，浓缩液干燥后颗粒盐分随烟气至除尘器14下部灰斗收集。浓缩液蒸发后实现了脱硫废水零排放，满足达标无害化要求。
干燥工艺雾化粒径小，干燥后含盐固体颗粒物粒径细小，随烟气直接进入除尘器进口烟道，无需设置底部输灰装置，降低本发明装置的实施成本。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
Claims (9)
1.一种脱硫废水深度处理工艺装置，其特征在于：包括废水缓存箱、废水泵、低温烟气余热利用单元、尾气真空泵、三效蒸发***、干燥塔以及除尘器；
所述废水缓存箱、废水泵、三效蒸发***依次连接；所述低温烟气余热利用单元连接所述三效蒸发***；
低温烟气余热利用单元包括烟道换热器以及蒸汽发生器；所述尾气真空泵连接所述三效蒸发***，所述三效蒸发***内保持负压工况；所述三效蒸发***后端连接所述干燥塔，所述干燥塔内配有单流体喷枪，所述干燥塔下部的出口通过倾斜管道连接所述除尘器。
2.如权利要求1所述的脱硫废水深度处理工艺装置，其特征在于：所述三效蒸发***包括一效分离器、一效加热器、二效分离器、二效加热器、三效分离器、三效加热器；所述一效加热器安装在所述一效分离器内，加热器包括管程和壳程，分离器包括进液口，蒸汽出口和液体出口；
所述蒸汽发生器产生的蒸汽通过管路输送至所述一效加热器的壳程中，所述一效分离器的蒸汽出口与所述二效加热器的壳程接通，所述一效分离器的液体出口与所述二效分离器的进液口接通，所述二效分离器的蒸汽出口与所述三效加热器的壳程接通，所述二效分离器的液体出口与所述三效分离器的进液口接通，所述三效分离器的蒸汽出口连接任一加热器的壳程，所述三效分离器的液体出口连接所述单流体喷枪，所述单流体喷枪设置在所述干燥塔内。
3.如权利要求1所述的脱硫废水深度处理工艺装置，其特征在于：所述干燥塔采用单流体干燥塔，所述干燥塔采用耐高温、耐腐蚀的材质制成，所述干燥塔的顶端设置进口，所述进口设置手动挡板门或电动调节型挡板门，所述出口设置电动开关型挡板门；所述干燥塔进口接入烟气，烟气温度为330℃~360℃。
4.如权利要求1所述的脱硫废水深度处理工艺装置，其特征在于：所述倾斜管道自所述出口开始向斜下方倾斜设置，所述倾斜管道的倾斜度为5%。
5.如权利要求1所述的脱硫废水深度处理工艺装置，其特征在于：干燥塔出口温度不小于160℃，干燥塔内运行温度不超过200℃，倾斜管道内空气流速不低于15 m/s。
6.如权利要求1所述的脱硫废水深度处理工艺装置，其特征在于：所述除尘器分离的蒸汽通过管路引至三效蒸发***的壳程内。
7.一种如权利要求1-6任一所述的脱硫废水深度处理工艺装置的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
废水收集至脱硫废水缓存箱，通过废水泵输送至三效蒸发***，蒸发浓缩后的废水输送至干燥塔内直接干燥，废水中的盐类被干燥析出，混入烟气的粉尘中，通过后续除尘器收集下来，三效蒸发***热源为低温烟气余热利用单元产生的蒸汽，低温烟气将烟道换热器内介质除盐水升温，在蒸汽发生器内产生蒸汽。
8.如权利要求7所述的一种脱硫废水深度处理工艺装置的处理方法，其特征在于：三效蒸发***在尾气真空泵作用下保持负压工况，废水输送至一效分离器后进入一效加热器管程，在加热管内壁均匀地从下向上流动，利用烟气余热产生的蒸汽下进行表面换热，被加热的废水再返回至一效分离器，在负压作用下产生蒸汽，并进行汽、液分离，蒸汽进入二效加热器壳程，被浓缩的浆液在压差作用下进入二效分离器后送入二效加热器管程，利用一效分离器产生的二次蒸汽作为热源，进行强制循环蒸发浓缩，进一步浓缩的浆液在压差的作用下进入三效分离器，蒸汽进入三效加热器壳程，利用二效分离器产生的三次蒸汽作为热源，进行强制循环蒸发浓缩，当三效内浓缩液达到设计浓度时，通过出料泵输送至干燥塔，经单流体喷枪；干燥塔浓缩液通过单流体雾化器雾化的细小废水液滴与烟气充分接触，使液滴中的水分迅速挥发，废水中的盐类被干燥析出，混入烟气的粉尘中，废水蒸发后的水蒸气与烟气混合从干燥塔下部引出，通过倾斜管道，进入除尘器前烟道中，通过后续除尘器收集。
9.如权利要求1所述的一种脱硫废水深度处理工艺装置的处理方法，其特征在于：该包括干燥塔的预热，工艺装置启动时，先预热干燥塔的温度，待温度上升到150 ℃后，开始启动单流体喷枪。
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