一种利用烟气热量的脱硫废水处理系统和处理方法

文档序号:1870921 发布日期:2021-11-23 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 一种利用烟气热量的脱硫废水处理系统和处理方法 (Desulfurization wastewater treatment system and method utilizing flue gas heat ) 是由 胡相余 王健 荆黎 阮柏松 秦福初 葛智泉 李建 叶明君 于 2021-07-13 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种利用烟气热量的脱硫废水处理系统和处理方法,所述系统包括脱硝装置、空预器、除尘器、主烟道浓缩装置、湿法脱硫吸收塔、预沉池和蒸发塔;脱硝装置、空预器、除尘器、主烟道浓缩装置和湿法脱硫吸收塔依次通过烟气管道连通;湿法脱硫吸收塔的出水口连通预沉池,预沉池的出水口连通主烟道浓缩装置的入水口;主烟道浓缩装置的出水口连通蒸发塔的入水口;蒸发塔的入风口连通于脱硝装置和空预器之间的烟气管道上;蒸发塔的出风口连通于空预器和除尘器之间的烟气管道上。本发明能够降低处理脱硫废水的成本。(The invention discloses a desulfurization wastewater treatment system and a desulfurization wastewater treatment method by utilizing flue gas heat, wherein the system comprises a denitration device, an air preheater, a dust remover, a main flue concentration device, a wet desulfurization absorption tower, a pre-settling tank and an evaporation tower; the denitration device, the air preheater, the dust remover, the main flue concentration device and the wet desulphurization absorption tower are sequentially communicated through a flue gas pipeline; the water outlet of the wet desulphurization absorption tower is communicated with a pre-settling tank, and the water outlet of the pre-settling tank is communicated with the water inlet of the main flue concentration device; the water outlet of the main flue concentration device is communicated with the water inlet of the evaporation tower; an air inlet of the evaporation tower is communicated with a flue gas pipeline between the denitration device and the air preheater; the air outlet of the evaporation tower is communicated with a flue gas pipeline between the air preheater and the dust remover. The invention can reduce the cost of treating the desulfurization wastewater.)

一种利用烟气热量的脱硫废水处理系统和处理方法

技术领域

本发明涉及工业废水处理技术领域,尤其涉及一种脱硫废水零排放的浓缩处理系统和处理方法。

背景技术

SO2是当今人类面临的主要大气污染物之一,空气中SO2含量过高会引起酸雨,破坏农作物和建筑物。SO2还会吸附在空气中的粉尘上,经呼吸道进入人体,严重损害人类健康。而绝大部分SO2的排放来源于燃煤,例如:火力发电厂、工业燃煤、供暖等,在燃煤的过程中会产生大量的SO2

为了减少燃煤过程中SO2的排放,烟气脱硫是目前被广泛采用的处理方式。例如:在燃煤电厂中,通常采用石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺对烟气进行脱硫处理。但湿法脱硫工艺中会产生大量含有固体悬浮物、重金属离子、高硬度且高污染的脱硫废水。

当前,为实现脱硫废水零排放,通常采用包括:化学预处理、浓缩减量、浓水末端处理三个部分的处理技术。相关技术中,由于化学预处理阶段的药剂成本较高,且浓缩减量和浓水末端处理中进行蒸发结晶的能耗成本高,造成脱硫废水零排放系统的运行成本高。

由此可知,相关技术中的脱硫废水零排放系统的运行成本高。

发明内容

本发明提供一种针对脱硫废水零排放工艺的废水浓缩处理系统和处理方法,以解决相关技术中脱硫废水零排放系统存在的运行成本高的问题。

为解决以上技术问题,本发明采用如下技术方案:

一种利用烟气热量的脱硫废水处理系统,所述系统包括脱硝装置、空预器、除尘器、主烟道浓缩装置、湿法脱硫吸收塔、预沉池和蒸发塔;

脱硝装置、空预器、除尘器、主烟道浓缩装置和湿法脱硫吸收塔依次通过烟气管道连通;

湿法脱硫吸收塔的出水口连通预沉池,预沉池的出水口连通主烟道浓缩装置的入水口;主烟道浓缩装置的出水口连通蒸发塔的入水口;蒸发塔的入风口连通于脱硝装置和空预器之间的烟气管道上;蒸发塔的出风口连通于空预器和除尘器之间的烟气管道上。

优选地,所述主烟道浓缩装置的入水口设置于主烟道浓缩装置的顶部,入风口和出风口设置于主烟道浓缩装置的侧部,出水口设置于主烟道浓缩装置的下部。

优选地,所述蒸发塔的入风口和入水口均设置于蒸发塔的顶部,所述蒸发塔的出风口设置于蒸发塔的底部。

优选地,所述系统还包括混凝沉淀装置,所述混凝沉淀装置的入水口与主烟道浓缩装置的出水口连通,混凝沉淀装置的出水口与蒸发塔的入水口连通。

进一步优选地,所述混凝沉淀装置的出水口与所述蒸发塔的入水口之间还设置有雾化器。

更进一步优选地,所述雾化器为双流体雾化喷枪,所述双流体雾化喷枪包括空气压缩器和喷雾水泵,所述喷雾水泵连通混凝沉淀装置的出水口和蒸发塔的入水口,空气压缩器连通喷雾水泵。

优选地,所述系统还包括烟囱,所述烟囱通过烟气管道连通湿法脱硫吸收塔。

一种利用烟气热量的脱硫废水处理方法,所述方法包括以下步骤:

收集湿法脱硫吸收塔内的脱硫废水;

利用烟气管道内的烟气对脱硫废水进行浓缩;

利用烟气管道内的烟气对浓缩后的脱硫废水进行干燥,得到结晶固体。

进一步地,所述方法还包括以下步骤:

将浓缩脱硫废水后的烟气排入湿法脱硫吸收塔内进行脱硫;

将蒸发脱硫废水后的烟气依次排入除尘器和湿法脱硫吸收塔进行除尘和脱硫。

本发明提供的一种脱硫废水处理系统,应用于燃煤电厂,所述燃煤电厂产生的烟气通过烟气管道,依次通入脱硝装置、空预器、除尘器以及湿法脱硫吸收塔后排放至外界,空预器之前管道内的烟气温度大于空预器之后管道内的烟气温度,所述系统包括:

与所述湿法脱硫吸收塔的出水口连通的预沉池,用于收集所述湿法脱硫吸收塔中的脱硫废水;

主烟道浓缩装置,所述主烟道浓缩装置代替部分烟道,其入水口与所述预沉池的出水口连通,所述主烟道浓缩装置的入风口与除尘器后的烟气管道连通,用于利用管道内的烟气浓缩所述脱硫废水;

蒸发塔,所述蒸发塔的入水口与所述主烟道浓缩装置的出水口连通,所述蒸发塔的入风口与脱硝装置和空预器之间的烟气管道连通,用于利用管道内的烟气蒸发干燥浓缩后的脱硫废水。

优选地,所述浓缩装置利用原电厂主烟道改建而成,不需要额外修建浓缩塔,无土建基础,无增压风机,也可新建。

优选地,所述主烟道浓缩装置的出水口与所述蒸发塔的入水口之间连通有混凝沉淀装置,用于使浓缩后的脱硫废水经过所述混凝沉淀装置的澄清分离出澄清液体和沉淀物,以将所述澄清液体排入所述蒸发塔内。

优选地,所述混凝沉淀装置的出水口与所述蒸发塔的入水口之间还设置有雾化器,用于将所述混凝沉淀装置排出的所述澄清液体经过雾化后排入所述蒸发塔内。

优选地,所述雾化器为双流体雾化喷枪,所述双流体雾化喷枪包括空气压缩器和喷雾水泵,所述空气压缩器将所述喷雾水泵喷出的所述澄清液体雾化成粒径为20μm~200μm的水雾,其中,所述喷雾水泵连通所述混凝沉淀装置的出水口和所述蒸发塔的入水口,所述双流体雾化喷枪的出水口设置于所述蒸发塔的入水口处。

与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

在本发明中,利用燃煤电厂排放的烟气在浓缩装置中对脱硫废水进行浓缩,在蒸发塔中对浓缩后的脱硫废水进行蒸发,以实现脱硫废水的零排放。与传统的烟气余热浓缩装置浓缩相比,省略了增压风机,节省了大量电费;与其它膜浓缩技术相比,省略了对脱硫废水进行的化学预处理,因此节省了化学预处理的药剂成本,且利用燃煤电厂排放的能量对脱硫废水进行两次干燥处理,无需为脱硫废水的干燥提供能源,从而降低了处理脱硫废水的能耗,因此本发明提供的脱硫废水处理系统能够降低处理脱硫废水的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明脱硫废水处理系统的结构示意图;

图2是本发明脱硫废水处理方法的流程图;

图3是本发明脱硫废水处理方法的流程图。

附图标记:12、脱硝装置;13、空预器;14、除尘器;15、主烟道浓缩装置;16、湿法脱硫吸收塔;17、烟囱;21、预沉池;22、混凝沉淀装置;23、蒸发塔;301-305为方法的步骤。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示,一种应用于燃煤电厂的脱硫废水处理系统,燃煤电厂产生的烟气通过烟气管道,依次通入脱硝装置12、空预器13、除尘器14、主烟道浓缩装置15、湿法脱硫塔16以及烟囱17之后排放至外界,空预器13之前烟气管道内的烟气温度大于空预器13之后烟道内的烟气温度。

如图1所示,所述脱硫废水处理系统包括:

与湿法脱硫吸收塔16的出水口连通的预沉池21,用于收集湿法脱硫吸收塔16中的脱硫废水;

主烟道浓缩装置15,主烟道浓缩装置15的入水口与预沉池21的出水口连通,主烟道浓缩装置15的入风口与除尘器后的烟气管道连通,用于利用管道内的烟气浓缩所述脱硫废水;

蒸发塔23,蒸发塔23的入水口与主烟道浓缩装置15的出水口连通,蒸发塔23的入风口与脱硝装置和空预器之间的烟气管道连通,用于利用管道内的烟气蒸发干燥浓缩后的脱硫废水。

其中,燃煤电厂锅炉进行燃煤反应,从而产生温度很高的烟气,该烟气中夹杂有粉尘、二氧化硫SO2,氮氧化合物(例如:NO2),为了避免烟气污染环境,需要对烟气进行包括:脱硝、降温、除尘、脱硫在内的处理之后,才能排放至大气中。

另外,在降温之前,所述燃煤电厂排除的烟气的温度很高,例如:150℃至220℃之间,其可以称之为高温烟气。在降温之后,该烟气仍然具有较高的余热,例如:90℃至110℃之间,其可以称之为低温烟气。

而且,通过主烟道浓缩装置15可以将脱硫废水浓缩60~80%,大大减少了进入蒸发塔23中的脱硫废水的体积。

这样,先利用低温烟气对脱硫废水进行浓缩,以减少脱硫废水的含水量,从而减少脱硫废水的体积。再利用高温烟气将浓缩后的脱硫废水完全蒸发,达到废水零排放。可以减少对高温烟气的使用率,以避免降低锅炉的热效率。

如图1所示,燃煤电厂还设置有烟囱17,湿法脱硫吸收塔16与烟囱17连通,以将经过脱硝、降温、除尘、脱硫等处理后的烟气排放至大气中。

另外,脱硝装置12可以是选择性催化还原脱硝装置(SCR),当然,其还可以是烟气再循环脱硝装置、选择性非催化还原脱硝装置(SNCR)等中的任意一种。

其中,需要向湿法脱硫吸收塔16内补充水量,即工艺补充水耗量,以确保湿法脱硫吸收塔16进行湿法脱硫的效率。将主烟道浓缩装置15的出风口和蒸发塔23的出风口均与烟气管道连通,可以使浓缩装置15和蒸发塔23内蒸发形成的水蒸气通过烟气管道进入湿法脱硫吸收塔16,以补充湿法脱硫吸收塔16内的水量。

这样,可以对脱硫废水内的水分进行循环利用,达到减少向湿法脱硫吸收塔内补充水量。

本实施方式中,利用除尘后的烟气对脱硫废水进行浓缩,避免烟气中的粉尘进入脱硫废水中,造成对粉尘进行重复除尘,从而可以提升脱硫废水的处理效率。

另外,如图1所示,蒸发塔23的出风口与空预器和除尘器之间的管道连通。

其中,由于蒸发塔23中将脱硫废水完全蒸发,从而在烟气的吹动下,将脱硫废水干燥后残留的结晶吹入除尘器14,进行除尘。

本实施方式中,可以利用除尘器对脱硫废水的结晶进行收集,避免脱硫废水的结晶排放至外界而造成环境污染。

另外,脱硫废水干燥后残留的结晶通过除尘器的除尘后进入粉煤灰内,该结晶内的杂盐量较少,不会影响粉煤灰的综合利用,不会产生杂盐处置的问题,从而便于粉煤灰的循环利用。

浓缩装置15的入水口设置于浓缩装置15的顶部,入风口位于浓缩装置15的侧部,浓缩水的出水口设置于浓缩装置15的下部,出风口位于浓缩装置15的另外一个侧部。这样,可以使脱硫废水和烟气之间进行侧向换热。

蒸发塔23的入风口和入水口均设置于蒸发塔23的顶部,蒸发塔23的出风口设置于蒸发塔23的底部。

这样,可以使蒸发塔中的烟气与脱硫废水沿同一方向移动,使烟气将脱硫废水干燥成结晶之后,将该结晶从蒸发塔的出风口吹出,并一同进入除尘器中进行除尘,以防止脱硫废水的结晶排放至大气中,从而便于收集脱硫废水的结晶,提升所述脱硫废水处理系统的环保性能。

浓缩装置15的出水口与蒸发塔23的入水口之间连通有混凝沉淀装置22,用于使浓缩后的脱硫废水经过混凝沉淀装置22的澄清分离出澄清液体和沉淀物,以将所述澄清液体排入蒸发塔23内。

所述混凝沉淀装置的出水口与所述蒸发塔的入水口之间还设置有雾化器,用于将所述混凝沉淀装置排出的所述澄清液体经过雾化后排入所述蒸发塔内。

所述雾化器为双流体雾化喷枪,所述双流体雾化喷枪包括空气压缩器和喷雾水泵,所述空气压缩器将所述喷雾水泵喷出的所述澄清液体雾化成粒径为20μm~200μm的水雾,其中,所述喷雾水泵连通所述混凝沉淀装置的出水口和所述蒸发塔的入水口,所述双流体雾化喷枪的出水口设置于所述蒸发塔的入水口处。

这样,可以减少进入蒸发塔内的脱硫废水中的杂质,减轻杂质回收的工作负担,并减少排放至外界的烟气中的杂质含量,提升脱硫废水处理系统的环保性能。

在本发明中,利用燃煤电厂排放的烟气在浓缩装置中对脱硫废水进行浓缩,在蒸发塔中对浓缩后的脱硫废水进行蒸发,以实现脱硫废水的零排放。与传统的烟气余热浓缩装置浓缩相比,省略了增压风机,节省了大量电费;与其它膜浓缩技术相比,省略了对脱硫废水进行的化学预处理,因此节省了化学预处理的药剂成本,且利用燃煤电厂排放的能量对脱硫废水进行两次干燥处理,无需为脱硫废水的干燥提供能源,从而降低了处理脱硫废水的能耗,因此本发明提供的脱硫废水处理系统能够降低处理脱硫废水的成本。

如图2所述,一种脱硫废水处理方法的流程图。该方法应用于燃煤电厂,所述燃煤电厂产生的烟气通过烟气管道,依次通入脱硝装置、空预器、除尘器以及湿法脱硫吸收塔后排放至外界,空预器之前管道内的烟气温度大于空预器之后管道内的烟气温度,所述方法包括如下步骤:

步骤301、收集所述湿法脱硫吸收塔内的脱硫废水。

步骤302、利用所述第二侧管道内的烟气对所述脱硫废水进行浓缩。

步骤303、利用所述第一侧管道内的烟气对浓缩后的所述脱硫废水进行干燥,以使干燥后的所述脱硫废水干燥成结晶。

进一步地,如图3所示,所述方法还包括:

步骤304、将浓缩所述脱硫废水后的烟气排入所述湿法脱硫吸收塔内进行脱硫。

步骤305、将蒸发所述脱硫废水后的烟气依次排入所述除尘器和所述湿法脱硫吸收塔,以进行除尘和脱硫。

本发明提供的方法能够应用于如图1提供的脱硫废水处理系统,且能够取得相同的有益效果,为避免重复,在此不再赘述。

本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。

最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应该理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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