一种脱硫废水处理系统和方法
阅读说明：本技术 一种脱硫废水处理系统和方法 (Desulfurization wastewater treatment system and method ) 是由 陆明智 孟涛 荆黎 陈智 杨洋 葛智泉 李建 叶明君 于 2021-07-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种脱硫废水处理系统及方法,所述系统包括除尘器、湿法脱硫吸收塔、废水收集池、浓缩塔、调节沉淀装置、蒸发结晶器；除尘器与湿法脱硫吸收塔通过烟气管道连通；湿法脱硫吸收塔的出水口连通废水收集池,废水收集池的出水口连通浓缩塔的入水口,浓缩塔的出水口连通调节沉淀装置的入水口,调节沉淀装置的出水口连通蒸发结晶器的入水口；浓缩塔的出风口和入风口均连通除尘器与湿法脱硫吸收塔之间的烟气管道。本发明能够通过不同品质的能量综合混用,降低处理脱硫废水的成本,同时不对原有系统及灰渣品质造成影响。(The invention discloses a desulfurization wastewater treatment system and a method, wherein the system comprises a dust remover, a wet desulfurization absorption tower, a wastewater collection tank, a concentration tower, an adjusting and precipitating device and an evaporative crystallizer; the dust remover is communicated with the wet desulphurization absorption tower through a flue gas pipeline; the water outlet of the wet desulphurization absorption tower is communicated with a wastewater collection tank, the water outlet of the wastewater collection tank is communicated with the water inlet of a concentration tower, the water outlet of the concentration tower is communicated with the water inlet of an adjusting and precipitating device, and the water outlet of the adjusting and precipitating device is communicated with the water inlet of an evaporative crystallizer; the air outlet and the air inlet of the concentration tower are both communicated with a flue gas pipeline between the dust remover and the wet desulphurization absorption tower. The invention can comprehensively mix and use energy with different qualities, reduce the cost for treating the desulfurization wastewater and simultaneously not influence the original system and the quality of ash slag.)
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种燃煤电厂脱硫废水处理系统及脱硫废水处理方法。
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溶解盐、固体悬浮物、重金属离子、高硬度的脱硫废水，无法直接排放或回用。
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。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均采用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，而在末端处理中采用烟道喷雾干燥等方式造成灰渣中含盐量超标，给后续综合利用造成困难，同时烟道喷雾方式有可能造成烟道系统腐蚀，影响系统运行稳定可靠性。
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，浓缩后末端处理采用烟气喷雾干燥方式对灰渣综合利用等会造成一定的影响。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于能量混合利用的脱硫废水处理系统及方法，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、未将盐分实现完全分离对灰渣综合利用造成影响、对烟道系统造成腐蚀等问题。
为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种脱硫废水处理系统，所述系统包括除尘器、湿法脱硫吸收塔、废水收集池、浓缩塔、调节沉淀装置、蒸发结晶器；
除尘器与湿法脱硫吸收塔通过烟气管道连通；
湿法脱硫吸收塔的出水口连通废水收集池，废水收集池的出水口连通浓缩塔的入水口，浓缩塔的出水口连通调节沉淀装置的入水口，调节沉淀装置的出水口连通蒸发结晶器的入水口；
浓缩塔的出风口和入风口均连通除尘器与湿法脱硫吸收塔之间的烟气管道。
优选地，所述蒸发结晶器连通蒸汽压缩机的蒸汽出口和蒸汽入口。
优选地，所述浓缩塔的出风口设置于浓缩塔的顶部，所述浓缩塔的入水口和入风口均设置于浓缩塔的中部，所述浓缩塔的出水口设置于浓缩塔的下部。
本发明中，所述系统还包括脱硝装置、空气预热器以及烟囱；脱硝装置连通燃煤电厂的烟气主管道，脱硝装置、空气预热器、除尘器、湿法脱硫吸收塔和烟囱依次通过烟气管道连通。
本发明还提供了一种脱硫废水处理方法，所述方法包括以下步骤：
1)脱硫废水进入浓缩塔，利用除尘器处理后烟气热量对脱硫废水进行浓缩，浓缩后得到浓缩废水通入调节沉淀装置，浓缩塔排出的烟气进入湿法脱硫吸收塔；
2)浓缩废水经调节沉淀装置的澄清分离，得到澄清液体和大颗粒沉淀物，澄清液体排入蒸发结晶器；
3)澄清液体在蒸发结晶器中经蒸发结晶得到固态结晶体和冷凝的洁净水。
优选地，所述蒸发结晶器的热能来源于蒸汽压缩机。
根据本发明的优选实施例，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、空气预热器、除尘器以及湿法脱硫吸收塔后排放至外界，烟气通过湿法脱硫吸收塔后产生脱硫废水，所述系统包括：
与所述湿法脱硫吸收塔的出水口连通的废水收集池，用于收集所述湿法脱硫吸收塔排出的脱硫废水；
废水浓缩塔，所述浓缩塔的入水口与所述废水收集池的出水口连通，所述浓缩塔的入风口与所述除尘器后烟气管道连通，用于利用所述管道内的烟气热量对所述脱硫废水进行换热蒸发浓缩；
蒸发结晶器，所述蒸发结晶器的入水口与所述浓缩塔的出水口连通或与调节沉淀装置的入水口连通，所述蒸发结晶器采用电能驱动的机械蒸汽压缩机提供热源，将浓缩后的脱硫废水最蒸发形成结晶固体，实现盐水的完全分离。
所述蒸发结晶器采用高流速大流量循环蒸发结晶系统，蒸发结晶所需热能来自电能驱动的机械蒸汽压缩机，最终形成结晶体。利用脱硫废水本身所含硫酸钙作为晶种，防止蒸发结晶过程中结垢堵塞。
优选地，所述浓缩塔的出风口与所述除尘器和所述湿法脱硫吸收塔之间的部分连通。
优选地，所述浓缩塔的出水口与所述蒸发结晶器的入水口之间连通有调节沉淀装置，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结晶器内。
基于上述系统的一种脱硫废水处理方法，应用于燃煤电厂，所述燃煤电厂产生的烟气通过烟气主管道，依次通入脱硝装置、空气预热器、除尘器以及湿法脱硫吸收塔后排放至外界，烟气通过湿法脱硫吸收塔后产生脱硫废水，所述方法包括：
收集所述湿法脱硫吸收塔排出的脱硫废水；
利用所述烟气热量在浓缩塔中对所述脱硫废水进行浓缩；
利用所述蒸发结晶器，将浓缩后的脱硫废水最终蒸发干燥为结晶固体。
优选地，所述方法还包括：
将浓缩所述脱硫废水后的烟气排入所述湿法脱硫吸收塔入口烟道内；
将蒸发结晶器蒸发所述脱硫废水后的冷凝水收集使用。
在本发明中，利用排放的烟气的热量在浓缩塔中对脱硫废水进行浓缩，在蒸发结晶器中利用电能驱动蒸汽压缩机对浓缩后的脱硫废水进行蒸发，以实现脱硫废水的零排放。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，将燃煤电厂排放的烟气热能和电能进行混合利用，对脱硫废水进行浓缩结晶处理，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。本发明中，废水中的盐分最终形成结晶固体，不进入原有燃煤电厂系统内，避免了影响灰渣品质及利用等问题，浓缩后废水不再回到烟气系统内，不会对烟气系统造成腐蚀堵塞等问题，有效提升了燃煤电厂的运行稳定性。
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示意图；
图2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、空气预热器；14、除尘器；15、湿法脱硫吸收塔；16、烟囱；21；废水收集池；22、浓缩塔；23、调节沉淀装置；24、蒸发结晶器；25、蒸汽压缩机；201、202、203和204为脱硫废水处理方法的步骤。
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、空气预热器13、除尘器14以及湿法脱硫吸收塔15后通过烟囱16排放至外界。
与湿法脱硫吸收塔15的出水口连通的废水收集池21，用于收集湿法脱硫吸收塔15中的脱硫废水；
浓缩塔22，浓缩塔22的入水口与废水收集池21的出水口连通，浓缩塔22的入风口与除尘器后烟气管道连通，用于利用管道内的烟气热量对所述脱硫废水进行浓缩；
调节沉淀装置23，通过浓缩塔22后的浓液废水在调节沉淀装置23中进行调节沉淀，将大颗粒固体进行分离，形成只含小颗粒悬浮物的清液；
蒸发结晶器24，蒸发结晶器24的入水口与调节沉淀装置23的出水口连通，蒸发结晶器结晶器运行过程中的热量来自电能驱动的蒸汽压缩机25，蒸汽压缩机25对蒸发结晶器中废水蒸发所产生的二次蒸汽做功，提高焓值后的蒸汽再送入蒸发结晶器对废水进行加热，如此循环，最终将废水蒸发为固态结晶体和冷凝的洁净水，实现盐水的完全分离。
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、氮氧化合物等，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：90℃至120℃之间，该烟气具有较高的热量。
而且，通过浓缩塔22可以将脱硫废水浓缩60～80％，大大减少了进入蒸发结晶器24中的脱硫废水的体积。
这样，先利用烟气热量对脱硫废水进行换热浓缩，以减少脱硫废水的含水量，从而减少脱硫废水的体积。再利用电能驱动的蒸发结晶器将浓缩后的脱硫废水完全蒸发，形成固态结晶体，达到废水零排放。
如图1所示，燃煤电厂还设置有烟囱16，湿法脱硫吸收塔15与烟囱16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)或选择性非催化还原脱硝装置(SNCR)等中的任意一种或多种。
另外，所述空气预热器13可以利用烟气的温度对进入锅炉的空气进行预热，以在降低烟气温度的同时，还可以对该热量进行循环利用。
浓缩塔22的出风口与位于除尘器14和湿法脱硫吸收塔15之间的管道部分连通。
其中，需要向湿法脱硫吸收塔15内补充新鲜工艺水，以确保湿法脱硫吸收塔15进行湿法脱硫的效率。将浓缩塔22的出风口和湿法脱硫吸收塔前烟气管道连通，可以使浓缩塔22内蒸发形成的水蒸气进入湿法脱硫吸收塔15，以补充湿法脱硫吸收塔15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。
如图1所示，浓缩塔22的入风口和出风口均与位于除尘器14和湿法脱硫吸收塔15之间的烟气管道部分连通。
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，造成系统堵塞，从而可以提升脱硫废水的处理效率。
本实施方式中，最终将脱硫废水实现了盐水分离，固体盐可进行资源化利用，冷凝水可直接在厂内回用。避免了盐分进入烟气系统中对灰渣的品质造成影响等问题，同时不会对烟气系统造成腐蚀等问题，提升了燃煤电厂的运行稳定性。
浓缩塔22的出水口与蒸发结晶器24的入水口之间连通有调节沉淀装置23，用于使浓缩后的脱硫废水经过调节沉淀装置23的调节沉淀分离出澄清液体和大颗粒沉淀物，以将所述澄清液体送入蒸发结晶器24内。
这样，可以减少进入蒸发结晶器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杂质含量，提升本脱硫废水处理系统的环保性能。
另外，在调节沉淀装置中的沉淀杂质在沉淀至一定量之后，可以进行统一收集，从而便于收集脱硫废水中的杂质。
在本发明中，利用排放的烟气的热量在浓缩塔中对脱硫废水进行浓缩，在蒸发结晶器中利用电能驱动蒸汽压缩机对浓缩后的脱硫废水进行蒸发，以实现脱硫废水的零排放。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，将燃煤电厂排放的烟气热能和电能进行混合利用，对脱硫废水进行浓缩结晶处理，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。本发明中，废水中的盐分最终形成结晶固体，不进入原有燃煤电厂系统内，避免了影响灰渣品质及利用等问题，有效提升了燃煤电厂的运行稳定性。
如图2所示，一种基于能量混合利用的脱硫废水处理方法。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主管道，依次通入脱硝装置、空气预热器、除尘器以及湿法脱硫吸收塔后排放至外界，烟气通过湿法脱硫吸收塔后产生脱硫废水，所述方法包括：
步骤201、收集所述湿法脱硫吸收塔内的脱硫废水。
步骤202、利用所述管道内的烟气热量对所述脱硫废水进行浓缩。
步骤203、利用所述电能驱动的蒸发结晶器对浓缩后的所述脱硫废水进行蒸发，以使所述脱硫废水干燥成固态结晶体，实现盐水分离。
步骤204、将所述浓缩塔出风口烟气排入所述湿法脱硫吸收塔入口。
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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