一种超超临界CFB锅炉脱硫废水零排放处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种超超临界CFB锅炉脱硫废水零排放处理系统，包括依次连接的化学预处理系统、膜过滤系统、电渗析系统、脱硫废水预热系统、脱硫废水蒸发器、固液分离装置和蒸汽冷凝装置；本实用新型专利技术以超超临界CFB锅炉旋风分离器出口位置的高温烟气为热源对脱硫废水进行蒸发结晶，以超超临界CFB锅炉后屏过热器进口联箱处的过热蒸汽作为预热脱硫废水的热源，并加设拥有微滤装置的膜过滤系统和用于浓缩减量的电渗析系统，克服了现有多效蒸发技术存在的能耗大、设备投资费用高的缺陷，能提高脱硫效率、有效避免设备结垢、减少系统处理负荷、显著提高经济效益、节约能源与运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种超超临界CFB锅炉脱硫废水零排放处理系统
本技术属于循环流化床锅炉
，具体涉及一种超超临界CFB锅炉脱硫废水零排放处理系统。
技术介绍
近年来，循环流化床(CFB)锅炉因其燃料适应性好和节能环保的优势得到了迅速发展，是我国劣质煤燃料实现高效清洁利用的重要途径，其发展趋势向高参数大容量方向靠拢。截止目前我国超临界CFB锅炉机组已投产13台，达到世界领先水平，随着研究的深入和市场需要，超超临界CFB锅炉已成为世界各国的重点研究对象。SO2作为电厂排放的污染物之一，会对人体、植物乃至环境都造成巨大的伤害，严格控制SO2的排放是全球可持续发展的必然选择。对于SO2污染物的处理，超超临界CFB锅炉一般采用炉内喷石灰石脱硫技术，属于干法脱硫技术，该方法腐蚀性较低且没有废水排放，但是脱硫效率不够高、反应速度慢且吸收剂消耗大，SO2排放浓度无法达到部分地区的环保要求，特别是当燃用一些高硫低热值的劣质燃料如煤矸石、洗煤泥、油页岩、石煤、石油焦等CFB锅炉适用的燃料时更为明显，SO2超标排放将造成排污成本和投资运行费用大幅提高。并且石灰石利用率低，大量石灰石粉加入锅炉炉膛中以降低SO2排放浓度，带来的高Ca/S会影响锅炉燃烧，导致锅炉燃烧效率降低，增加煤耗，受热面系统磨损加重，造成其他锅炉部件积灰严重，最终影响锅炉长期稳定运行，并且形成的灰渣综合应用价值较低，还会造成新的固体废弃物处理问题。采用湿法烟气脱硫技术则可以解决上述问题。石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术是现阶段世界上技术最成熟且应用最广泛的脱硫技术，适用于任何机组容量和含硫量煤种的烟气脱硫。采用此种技术脱硫效率高，对负荷变化适用性好，设有旁路不影响锅炉机组运行，不受煤种限制，且脱硫后的副产物石膏杂质含量少质量较优，应用价值高可为电厂带来较为可观的收入。为了保证设备安全运行，防止设备腐蚀加快和影响石膏品质，在脱硫的过程中需定期排放一定量的脱硫废水进脱硫废水处理系统，脱硫废水水质呈弱酸性，含盐量高达25000～55000mg/L，悬浮物含量高达数万mg/L，含有大量Cl－、F－、SO32－、SO42－、Ca2+、Mg2+等离子与悬浮物，化学需氧量(COD)、亚硝酸盐、氟化物、重金属元素(As、Pb、Hg、Cd、Cr、Ni、Co、Zn等)均超标，极易结垢并且具有强腐蚀性，必须经过处理达标后才能排放。现有的脱硫废水处理方法主要包括化学沉淀法、生物处理法、烟道蒸发法和蒸汽浓缩蒸发法等。国内多数电厂均采用化学沉淀法处理脱硫废水，但废水经此方法处理后仍含高浓度盐分直接排放会影响环境；生物处理法系统复杂、造价较高、易形成有毒的有机硒和有机汞，引起二次污染。烟道蒸发法和蒸汽浓缩蒸发法都可实现脱硫废水零排放，但前者系统腐蚀较重、处理能力受限并且粉煤灰利用受影响；后者的多效蒸发技术尽管能带来较高的传热系数和热效率，操作灵活方便，但也具有设备易结垢、能耗较高、运行和投资成本费用高昂等缺点。
技术实现思路
本技术针对现有的超超临界CFB锅炉采用炉内喷石灰石脱硫技术所带来的上述问题以及现有脱硫废水处理方法的不足之处，提出了一种利用超超临界CFB锅炉旋风分离器出口高温烟气作为热源驱动脱硫废水蒸发结晶，并利用后屏过热器进口的过热蒸汽预热脱硫废水的脱硫废水零排放处理系统，该系统能提高脱硫效率、有效避免系统设备结垢、采用高温烟气作热源可只采用一效蒸发器即能充足蒸发脱硫废水降低投资运行费用，克服了多效蒸发设备投资费用高和能耗大的缺陷，为超超临界CFB锅炉脱硫废水零排放提供了一种新型的安全高效途径。为达到上述目的，本技术采取的技术方案是：一种超超临界CFB锅炉脱硫废水零排放处理系统，包括依次设置的化学预处理系统、膜过滤系统、电渗析系统、脱硫废水预热系统、脱硫废水蒸发器、固液分离装置和蒸汽冷凝装置；所述的化学预处理系统包括缓冲池、软化箱、压滤机和调节器，缓冲池、软化箱和调节器依次连接，软化箱将污泥送至压滤机，压滤机的出口端排出污泥；调节器与膜过滤系统相连；所述的电渗析系统将处理后的脱硫废水先经真空脱气机脱气处理后再经废水泵输送至脱硫废水预热系统；所述的脱硫废水预热系统包括预热器，预热器与脱硫废水蒸发器相连；所述的脱硫废水蒸发器产生的盐浆母液被引至固液分离装置，产生的二次蒸汽被送至蒸汽冷凝装置；所述的蒸汽冷凝装置包括冷凝器和回用水池，冷凝器入口端连接脱硫废水蒸发器的蒸汽引出管，冷凝器的冷凝水出口端连接回用水池。所述的软化箱设有电动搅拌装置，用于投入的组合试剂与脱硫废水进行化学反应。所述的膜过滤系统采用微滤装置。所述的预热器设有过热蒸汽引入管和引出管，过热蒸汽引入管连接超超临界CFB锅炉中后屏过热器进口联箱，过热蒸汽引出管连接超超临界CFB锅炉中空预器内布置的蒸汽吹灰器。所述的脱硫废水蒸发器设有高温烟气引入管和高温烟气引出管，脱硫废水蒸发器的高温烟气引入管连接超超临界CFB锅炉中旋风分离器出口位置的高温烟气排出管，高温烟气引出管连接至超超临界CFB锅炉尾部烟道。所述的固液分离装置包括离心机和干燥机。所述的固液分离装置设有一条废水母液引出管连接脱硫废水蒸发器。一种采用超超临界CFB锅炉脱硫废水零排放处理系统的处理方法，包括以下步骤：1)经石灰石—石膏湿法烟气脱硫后的脱硫废水进入缓冲池，进行曝气处理，均匀水质；之后脱硫废水进入软化箱，向箱内添加NaOH溶液、Na2CO3溶液和有机硫的组合试剂，去除废水中的重金属离子，同时生成相应沉淀，调节pH值至9～11；软化箱中生成的污泥被送至压滤机进行压滤后排出；脱硫废水经软化箱处理后进入调节器，通过加入盐酸溶液将pH值调节至6～8；2)调节器的废水进入膜过滤系统进行过滤处理，降低脱硫废水的污染指数；3)膜过滤系统处理后的废水被送至电渗析系统，使脱硫废水在电场力作用下分别通过阳离子交换膜和阴离子交换膜从而分别进行脱硫废水的淡化和浓缩，产生的淡水直接回收用于电厂锅炉补给水，产生的浓水则送至真空脱气机脱除脱硫废水中的不凝性气体和沸点低于水的易挥发组分，经真空脱气机脱气处理后的脱硫废水送至废水泵，废水泵将脱硫废水送至预热器进行预热；4)脱硫废水通过废水泵被送至预热器，预热后的脱硫废水被送至脱硫废水蒸发器；5)进入脱硫废水蒸发器的脱硫废水被加热蒸发，脱硫废水蒸发器处理后的脱硫废水浓液被送至固液分离装置，产生的二次蒸汽送至蒸汽冷凝装置；6)脱硫废水经脱硫废水蒸发器蒸发处理后形成的浓盐浆液进入固液分离装置进行固液分离，经离心机和干燥机处理后得到固体结晶盐，分离出的废水母液引入脱硫废水蒸发器进行再次蒸发；脱硫废水蒸发器产生的二次蒸汽被送至蒸汽冷凝装置中的冷凝器，冷凝形成的冷凝水进入回用水池。步骤6)固液分离得到的废水母液送至脱硫废水蒸发器内继续蒸发；电渗析系统后设有的真空脱气机用于脱除脱硫废水中的不凝性气体和沸点低于水的易挥发组分。预热器的热源采用超超临界CFB锅炉中后屏过热器进口联箱处的过热蒸汽；过热蒸汽用于预热脱硫废水后，再引至空预器中布置的蒸汽吹灰器进行空预器吹灰；脱硫废水蒸发器的热源是超超临界CFB锅炉中旋风分离器出口位置的高温烟气；加热脱硫废水后的高温烟气通过高温烟气引出管送至超超临界CFB锅炉尾部烟道继续参与烟气流程。本技术具有以下优点和有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超超临界CFB锅炉脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，包括依次设置的化学预处理系统、膜过滤系统(5)、电渗析系统(6)、脱硫废水预热系统、脱硫废水蒸发器(10)、固液分离装置(11)和蒸汽冷凝装置；所述的化学预处理系统包括缓冲池(1)、软化箱(2)、压滤机(3)和调节器(4)，缓冲池(1)、软化箱(2)和调节器(4)依次连接，软化箱(2)将污泥送至压滤机(3)，压滤机(3)的出口端排出污泥；调节器(4)与膜过滤系统(5)相连；所述的电渗析系统(6)将处理后的脱硫废水先经真空脱气机(7)脱气处理后再经废水泵(8)输送至脱硫废水预热系统；所述的脱硫废水预热系统包括预热器(9)，预热器(9)与脱硫废水蒸发器(10)相连；所述的脱硫废水蒸发器(10)产生的盐浆母液被引至固液分离装置(11)，产生的二次蒸汽被送至蒸汽冷凝装置；所述的蒸汽冷凝装置包括冷凝器(12)和回用水池(13)，冷凝器(12)入口端连接脱硫废水蒸发器(10)的蒸汽引出管，冷凝器(12)的冷凝水出口端连接回用水池(13)。

【技术特征摘要】
1.一种超超临界CFB锅炉脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，包括依次设置的化学预处理系统、膜过滤系统(5)、电渗析系统(6)、脱硫废水预热系统、脱硫废水蒸发器(10)、固液分离装置(11)和蒸汽冷凝装置；所述的化学预处理系统包括缓冲池(1)、软化箱(2)、压滤机(3)和调节器(4)，缓冲池(1)、软化箱(2)和调节器(4)依次连接，软化箱(2)将污泥送至压滤机(3)，压滤机(3)的出口端排出污泥；调节器(4)与膜过滤系统(5)相连；所述的电渗析系统(6)将处理后的脱硫废水先经真空脱气机(7)脱气处理后再经废水泵(8)输送至脱硫废水预热系统；所述的脱硫废水预热系统包括预热器(9)，预热器(9)与脱硫废水蒸发器(10)相连；所述的脱硫废水蒸发器(10)产生的盐浆母液被引至固液分离装置(11)，产生的二次蒸汽被送至蒸汽冷凝装置；所述的蒸汽冷凝装置包括冷凝器(12)和回用水池(13)，冷凝器(12)入口端连接脱硫废水蒸发器(10)的蒸汽引出管，冷凝器(12)的冷凝水出口端连接回用水池(13)。2.根据权利要求1所述的超超临界CFB锅炉脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述的软化箱(2)设有电动搅拌装置，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨冬，谢海燕，梁梓宇，万李，刘丹，欧阳诗洁，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61