CN206486391U - 一种脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统，包括顺次连通的脱硫塔、石膏脱水系统、废水旋流器、废水箱、旋转喷雾蒸发塔和除尘器，经石膏脱水系统处理后的废水经过废水旋流器处理后，一部分底流去脱硫塔重复利用，一部分溢流去废水箱收集，废水输送至旋转喷雾器进行雾化，雾化后的雾滴下行，与从空气预热器前接入的高温烟气逆行接触，蒸发后的废水中固体颗粒与烟气整体下行至旋转蒸发塔下部，经旋转蒸发塔出口烟道进入除尘器前烟道，废水以净化水蒸气的形式通过除尘器进入脱硫塔。本实用新型废水治理稳定性高，不受机组负荷影响，投资和运行费用低，节省水耗和能耗，实现废水零排放同时增加烟气湿度，提高除尘器除尘效率。

Description

一种脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统

技术领域

本实用新型属于脱硫废水控制技术领域，具体地说是涉及一种脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统。

背景技术

脱硫废水呈酸性pH在4～6之间，含盐量高进水溶解性固体总量(TDS) 在33500～64000mg/L之间，悬浮物含量高，悬浮物为石膏颗粒，二氧化硅及铁 /铝的氢氧化物，废水硬度较高在5116～11545mg/L之间，废水中的阳离子主要为钙镁等硬度离子，重金属离子种类较多，含量远高于排放标准，同时含有大量的阴离子主要为氯离子，容易引起后续设备的腐蚀。

2006年颁布的《火力发电厂废水治理设计技术规程》已明确提出：火电厂的脱硫废水处理设施要单独设置，优先考虑处理回用，不设排放口，必须实现废水零排放。

2015年4月16日，国务院发布《水污染行动计划》(《水十条》)，明确提出，到2020年，全国水环境质量得到阶段性改善，污染严重水体较大幅度减少，一些重点区域甚至禁止污水排放。

2016年9月30日，环保部収布关于征求《火电厂污染防治技术政策》和《火电厂污染防治最佳可行性技术指南》意见函，对火电厂排放的废气、废水、噪声、固体废物等造成的污染制定基本的技术政策，关于废水明确指出：

①火电厂水污染防治应遵循清污分流、一水多用、集中处理不分散处理相结合的原则，鼓励火电厂实现废水的循环使用不外排；

②脱硫废水应经过中和、沉淀、絮凝、澄清等传统工艺处理，鼓励利用余热蒸法干燥、结晶等处理工艺。

脱硫废水经常规处理或是不经处理用于湿式除渣系统，由于脱硫废水呈酸性且氯离子含量高，对灰渣的综合利用有影响同时对金属的腐蚀性极强，另外冲渣水需要二次处理，难以实现真正废水零排放。

中国专利CN 204185326U提供了一种脱硫废水零排放处理系统，包括废水预处理设备，蒸发浓缩设备和蒸发结晶设备，通过所述设备的处理，最终产物为蒸馏水和结晶盐，减少有害物质的排放，但蒸发结晶技术对结晶盐的纯度有要求，需要对脱硫废水进行深度预处理，后续膜浓缩及蒸发结晶工况，需对浊度、结垢性物质、化学需氧量(COD)去除，在浓缩阶段，很容易结垢，影响设备的运行和使用寿命，脱硫废水中镁离子浓度高，软化生成的产物氢氧化镁为絮状胶体，难沉淀，很难过滤分离，给工艺操作带来困难，同时运行费用比较高，蒸发结晶部分运行成本约占总运行费用的45％。系统必须外排少部分含盐水或污泥，废水治理中得到的产物晶体盐，难以商业利用或需要作为固废处理。

中国专利CN 204097264U提供了一种脱硫废水零排放的装置，由脱硫系统、二段式废水旋流器、超声波雾化喷嘴、除尘器、废水泵和废水输送泵组成，该专利可以实现高负荷下废水无外排，高效去除废水中的无机盐离子和重金属离子，但受负荷影响大，处理量不足；空气预热器后烟温偏低，而且对于加装低低温电除尘的除尘系统导致可利用烟道长度缩短，蒸发不彻底，导致积灰和腐蚀。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的不足，改进废水治理技术，本实用新型提供了一种低成本、低能耗、高效去除废水中颗粒物的脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统，包括顺次连通的脱硫塔、石膏脱水系统、废水旋流器、废水箱、旋转喷雾蒸发塔和除尘器，所述废水旋流器包括旋流子本体和溢流管，所述旋流子本体上设置有旋流器进口和底流口，所述底流口位于旋流子本体的底部，所述旋流器进口与石膏脱水系统相连，旋流器底流口与脱硫塔相连，所述溢流管设置在旋流子本体上，所述溢流管上具有溢流口，所述溢流口与废水箱相连；所述旋转喷雾蒸发塔包括蒸发塔本体、旋转雾化器和烟气分布器，所述蒸发塔本体内壁上设置有压缩空气管道，所述压缩空气管道与厂用压缩空气系统相连；所述旋转雾化器与废水箱相连，所述烟气分布器与蒸发塔入口烟道相连，所述蒸发塔入口烟道上设有入口烟道挡板门，所述入口烟道挡板门与空气预热器入口烟道相连；所述蒸发塔本体与蒸发塔出口烟道相连，所述蒸发塔出口烟道上设有出口烟道挡板门，所述出口烟道挡板门与除尘器入口烟道相连；所述除尘器与脱硫塔相连。

作为优选，所述废水箱与高位碱液箱相连。调节废水pH，实现废水的pH 大于7同时实现废水的软化。

作为优选，所述石膏脱水系统通过第一废水输送泵与旋流器进口相连。脱硫废水经第一废水输送泵输送至废水旋流器。

作为优选，所述废水箱通过第二废水输送泵与旋转雾化器相连。

作为优选，所述蒸发塔本体包括蒸发塔直筒段和蒸发塔锥体段，所述蒸发塔锥体段底部设有底口。

作为优选，所述溢流口设置在旋流子本体上部。旋流器溢流经废水溢流口输送至废水箱收集。

作为优选，所述除尘器为静电除尘器。

作为优选，所述烟气分布器是一种屋脊式烟气分布器，带有可调节导向叶片，采用低碳钢表面涂防腐鳞片。

作为优选，所述旋转雾化器为具有一定厚度和开孔率的实心圆盘状结构。

本实用新型的有益效果为：

(1)脱硫废水呈酸性经碱液系统调节pH后，减缓了后续设备的酸性腐蚀，减缓烟气中的硫化物含量进而会提高对应的烟气的酸露点避免后续除尘设备和烟道的腐蚀；

(2)脱硫废水经高效旋转雾化器雾化后，液滴平均粒径在50微米左右，与高温烟气接触后快速雾化，避免了现行技术低负荷下烟气温度低导致废水蒸发效果差的现象；

(3)废水雾化蒸发后进入除尘器，烟气温度降低，同时废水中的无机盐可适当降低粉尘比电阻，进而提高除尘器除尘效率，废水中的颗粒物可以进一步由除尘器高效脱除；

(4)废水蒸发使烟气的含湿量升高，可降低后续湿法脱硫系统的耗水量；

(5)工艺简单，废水治理稳定性高，不受机组负荷影响，投资和运行费用低，节省水耗和能耗，实现废水零排放同时增加烟气湿度，降低飞灰比电阻，增加颗粒物的荷电量进而提高除尘器除尘效率。

附图说明

图1是本实用新型的的系统流程图；

图2是本实用新型废水旋转喷雾蒸发塔结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型所要保护的范围并不限于此。

参照图1，图2，一种脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统，包括顺次连通的脱硫塔2、石膏脱水系统3、废水旋流器4、废水箱8、旋转喷雾蒸发塔11 和除尘器1，所述废水旋流器包括旋流子本体23和溢流管24，所述旋流子本体上设置有旋流器进口25和底流口7，所述底流口7位于旋流子本体的底部，所述旋流器进口25与石膏脱水系统3相连，旋流器底流口7与脱硫塔2相连，所述溢流管24设置在旋流子本体上，所述溢流管上具有溢流口6，所述溢流口6 与废水箱8相连，所述溢流口6设置在旋流子本体上部，旋流器溢流经废水溢流口输送至废水箱收集。所述旋转喷雾蒸发塔11包括蒸发塔本体16、旋转雾化器 14和烟气分布器17，所述蒸发塔本体16内壁上设置有压缩空气管道19，所述压缩空气管道与厂用压缩空气系统相连；所述旋转雾化器14与废水箱8相连，所述烟气分布器17与蒸发塔入口烟道22相连，所述蒸发塔入口烟道上设有入口烟道挡板门13，所述入口烟道挡板门13与空气预热器27入口烟道21相连；所述蒸发塔本体与蒸发塔出口烟道18相连，所述蒸发塔出口烟道上设有出口烟道挡板门12，所述出口烟道挡板门12与除尘器入口烟道26相连；所述除尘器1 与脱硫塔2相连。

所述废水箱8与高位碱液箱9相连，调节废水pH，实现废水的pH大于7 同时实现废水的软化。所述石膏脱水系统3通过第一废水输送泵5与旋流器进口 25相连，脱硫废水经第一废水输送泵5输送至废水旋流器4。所述废水箱8通过第二废水输送泵10与旋转雾化器14相连。所述蒸发塔本体包括蒸发塔直筒段和蒸发塔锥体段，所述蒸发塔锥体段底部设有底口20。

所述除尘器为静电除尘器，烟气分布器是一种屋脊式烟气分布器，带有可调节导向叶片，采用低碳钢表面涂防腐鳞片；旋转雾化器为具有一定厚度和开孔率的实心圆盘状结构。

上述系统用于脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效，包括下述步骤：

(1)脱硫塔2石膏浆液经石膏脱水系统3处理后，经第一废水输送泵5输送至废水旋流器4；

(2)废水经过废水旋流器4处理后经废水旋流器底流口7排放至脱硫塔2 回收利用，旋流器溢流经废水溢流口6输送至废水箱8收集，废水箱废水经高位碱液箱9自流至废水箱8，调节废水pH，实现废水的pH大于7同时实现废水的软化，软化调节pH后的废水经第二废水输送泵10输送至旋转雾化器14雾化；

(3)雾化后的废水经废水雾化喷嘴15下行与经蒸发塔入口烟道22输送来的空气预热器27前的上行高温烟气接触，设置废水旋转蒸发塔出口烟道挡板门 12和废水旋转蒸发塔入口烟道挡板门13，在检修时截流烟气；对应的雾化废水与高温烟气接触后迅速蒸干，蒸干后形成的水蒸气及固体物质与烟气下行至蒸发塔出口烟道18，废水蒸干后使得烟气温度降低同时增湿，经蒸发塔出口烟道18 输送至静电除尘器1，废水中的无机盐和重金属在除尘器中被除去，废水以净化水蒸气的形式通过除尘器进入脱硫塔2；

(4)脱硫塔2产生的废水经过上述步骤再循环，实现脱硫废水的零排放。

液体经旋转雾化器14雾化，第二废水输送泵10将软化调节pH后的废水通过废水管输送至旋转雾化器14上，液体在高速旋转的离心力作用雾化成平均粒径约50微米的小雾滴，小雾滴由雾化喷嘴15喷出。高温烟气经废水旋转蒸发塔入口烟道22相连的烟气分布器17绕流均布形成高速烟气，高速高温烟气与雾化喷嘴15喷出的雾化小液滴激烈碰撞后，使废水雾滴迅速蒸发，废水以水蒸气形式存在于烟气中，废水中的无机盐和重金属以固体颗粒物的形式出现在烟气，后经废水旋转蒸发塔出口烟道18进入除尘器1除尘再处理，经降温增湿后的烟气会提高除尘器的除尘效率，同时废水中的无机盐可以降低飞灰比电阻进一步提高除尘器收尘效率；废水蒸发后的部分固体由于重力作用会沉积在废水旋转蒸发塔内壁，同时未彻底蒸干的废水雾滴也会由于气流扰动逃逸至塔体内壁，从而会引起内壁结垢，通过在塔体内壁设置压缩空气管道19，可以有效降低内壁上固体物质的沉积，减少内壁结垢的几率。

本实用新型废水管采用碳钢衬胶，废水箱采用碳钢及玻璃鳞片进行防腐处理，蒸发塔本体包括蒸发塔直筒段和蒸发塔锥体段，蒸发塔直筒段采用耐高温耐腐蚀的不锈钢，蒸发塔锥体段采用碳钢，同时在蒸发塔本体外壁采用保温岩棉进行保温，防止塔内烟温损失的同时，保证操作人员安全；压缩空气管道和碱液箱采用304不锈钢拼接而成。

烟气分布器是一种屋脊式烟气分布器，带有可调节导向叶片，采用低碳钢表面涂防腐鳞片。旋转雾化器为具有一定厚度的和开孔率的实心圆盘状结构，材质 1.4529。

实施例2

参照图1，图2，对于锅炉容量260t/h的热电联产机组，烟气量约为30万 Nm³/h，锅炉额定负荷下空气预热器27前烟气烟温约350℃，空气预热器27后方烟温约为130℃，采用实施例2方法(静电除尘器(双室四电场)除尘工艺+ 石灰石-石膏湿法烟气脱硫除尘工艺)，脱硫塔2石膏浆液经石膏脱水系统3处理后的废水温度为40℃，经第一废水输送泵5输送至废水旋流器4；经废水溢流口 6输送至废水箱8收集，加入质量分数10％的氢氧化钙溶液调节废水pH至9，调整pH后的废水，经第二废水泵10输送至旋转喷雾蒸发塔系统中的旋转雾化器14，雾化成平均粒径为50微米的雾滴，废水温度为40℃，废水与从空气预热器前引入的高温烟气经烟气分布器17后逆行接触，高温烟气温度为350℃，废水雾滴在塔内与高温烟气的接触时间为0.8S，废水与高温烟气接触后迅速蒸发，废水蒸发后汇同蒸发烟气一起进入静电除尘器1处理，废水蒸发后使得进入静电除尘器的烟气温度降低，对应的烟气含湿量增大，同时由于废水中蒸干后的无机盐促进飞灰比电阻的降低，因而，使得静电除尘器的除尘效率提高20％左右；同时由于烟气温度的降低和含湿量的增大使得后续脱硫系统的水耗降低。

本实用新型结构简单，废水治理稳定性高，不受机组负荷影响，投资和运行费用低，节省水耗和能耗，实现废水零排放同时增加烟气湿度，降低飞灰比电阻，增加颗粒物的荷电量进而提高除尘器除尘效率。

Claims (9)

1.一种脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统，其特征在于包括顺次连通的脱硫塔、石膏脱水系统、废水旋流器、废水箱、旋转喷雾蒸发塔和除尘器，所述废水旋流器包括旋流子本体和溢流管，所述旋流子本体上设置有旋流器进口和底流口，所述底流口位于旋流子本体的底部，所述旋流器进口与石膏脱水系统相连，旋流器底流口与脱硫塔相连，所述溢流管设置在旋流子本体上，所述溢流管上具有溢流口，所述溢流口与废水箱相连；所述旋转喷雾蒸发塔包括蒸发塔本体、旋转雾化器和烟气分布器，所述蒸发塔本体内壁上设置有压缩空气管道，所述压缩空气管道与厂用压缩空气系统相连；所述旋转雾化器与废水箱相连，所述烟气分布器与蒸发塔入口烟道相连，所述蒸发塔入口烟道上设有入口烟道挡板门，所述入口烟道挡板门与空气预热器入口烟道相连；所述蒸发塔本体与蒸发塔出口烟道相连，所述蒸发塔出口烟道上设有出口烟道挡板门，所述出口烟道挡板门与除尘器入口烟道相连；所述除尘器与脱硫塔相连。

2.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统，其特征在于：所述废水箱与高位碱液箱相连。

3.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统，其特征在于：所述石膏脱水系统通过第一废水输送泵与旋流器进口相连。

4.根据权利要求3所述的脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统，其特征在于：所述废水箱通过第二废水输送泵与旋转雾化器相连。

5.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统，其特征在于：所述蒸发塔本体包括蒸发塔直筒段和蒸发塔锥体段，所述蒸发塔锥体段底部设有底口。

6.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统，其特征在于：所述溢流口设置在旋流子本体上部。

7.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统，其特征在于：所述除尘器为静电除尘器。

8.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统，其特征在于：所述烟气分布器是一种屋脊式烟气分布器，带有可调节导向叶片，采用低碳钢表面涂防腐鳞片。

9.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放耦合调湿除尘增效系统，其特征在于：所述旋转雾化器为具有一定厚度和开孔率的实心圆盘状结构。