一种脱硫废水零排系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种脱硫废水零排系统及方法，由蒸发系统、计量控制系统、雾化系统、除尘系统、脱硫废水预处理系统及废水输送系统组成。蒸发系统由蒸发炉组成；计量控制系统由控制部分组成；雾化系统由压缩空气、高压废水和双流体喷枪组成；除尘系统由旋风除尘器和旁路引风机组成；脱硫废水预处理系统由微滤机组成，脱硫废水输送系统由废水输送泵和输送管道组成。压缩空气和脱硫废水进入双流体喷枪雾化，在蒸发炉中被热烟气蒸发；蒸发后的混合烟气通过旋风除尘器除尘后，流出旁路系统。本发明专利技术工艺设计合理；成本较低，不会对原有系统造成太大影响，同时可以有效去除脱硫废水中的无机盐离子和重金属离子，实现了脱硫废水的零排放。

A Zero Discharge System and Method for Desulfurization Wastewater

The invention provides a zero discharge system and method for desulfurization wastewater, which is composed of evaporation system, metering control system, atomization system, dust removal system, desulfurization wastewater pretreatment system and wastewater conveying system. Evaporation system consists of evaporation furnace; metering control system consists of control unit; atomization system consists of compressed air, high-pressure wastewater and two-fluid spray gun; dust removal system consists of cyclone dust collector and by-pass induced draft fan; desulfurization wastewater pretreatment system consists of microfiltration unit; desulfurization wastewater conveying system consists of wastewater conveying pump and pipeline. Compressed air and desulfurization wastewater are atomized by a two-fluid spray gun and evaporated by hot flue gas in the evaporator. The evaporated mixed flue gas passes through the cyclone dust collector and then flows out of the bypass system. The invention has reasonable process design, low cost, no great influence on the original system, and can effectively remove inorganic salt ions and heavy metal ions in desulfurization wastewater, thus realizing zero discharge of desulfurization wastewater.

【技术实现步骤摘要】
一种脱硫废水零排系统及方法
本专利技术涉及废水蒸发处理技术，尤其涉及燃煤锅炉的脱硫废水蒸发处理系统。
技术介绍
随着国民经济的发展，电力需求也越来越大，国家及地方政府的环保政策也越来越严格，现役及新上的燃煤锅炉项目的烟气都需要进行脱硫处理，以保证烟气达标排放。目前最常用的脱硫方法是湿法脱硫，也即石灰石—石膏法工艺，此方法投资和运行成本都较低，工艺也较成熟，成为世界范围内脱硫的主流工艺。石灰石—石膏法工艺的主要副产物是石膏和脱硫废水，其中脱硫废水呈弱酸性，含有大量的杂质，如悬浮物，无机盐离子如F-、Cl-、SO42-等，重金属离子Pb2+、Hg2+等，大部分为污水综合排放标准中的一类污染物，因此需要对废水进行严格处理，达到国家或地方环保标准后才能进行排放。脱硫废水来源于废水旋流器的顶部溢流废水，在脱硫吸收塔运行过程中，由于吸收液是循环使用的，其中盐分和悬浮物会富集，而且pH的降低会影响脱硫吸收塔的效率，过高的杂质浓度会影响副产品石膏的品质，因此脱硫浆液不能无限浓缩。一般来说，当脱硫浆液中氯离子达到20000mg/L时，吸收塔脱硫废水开始外排。目前，脱硫废水主要采用物化处理法，但是，此种处理方法不但存在诸如占地面积大、投资成本高、工艺流程复杂、产生大量化学污泥、能耗高及无法去除氯离子等问题，而且氯离子在偏酸性水环境中腐蚀性较大，处理后的废水无法回用，随着环保要求的提高，该方法的应用了受到限制。目前有些电厂采用膜预处理+机械蒸发结晶处理工艺。但是这种工艺膜的价格较高，系统对压缩机的要求也较高，脱硫废水预处理较复杂，投资及运行成本较高。也有些电厂采用的蒸发工艺包括多效蒸发结晶以及热烟气烟道蒸发等技术。不过多效蒸发结晶处理脱硫废水能耗较高，产生的运行费用也较高；虽然预处理简单、投资与运行费用相对较低的锅炉热烟气烟道蒸发脱硫废水技术具有一定优势，但是这种应用此工艺方法的脱硫废水喷入受限烟道内容易引起烟道干燥段的腐蚀、结垢与堵塞，由此带来的锅炉安全运行风险与经济损失限制了烟道蒸发废水的推广应用。
技术实现思路
：技术问题：本专利技术的目的是针对传统脱硫废水处理成本较高、工艺较复杂的问题，针对现有的蒸发方法提出了一种基于烟道气蒸发脱硫废水的零排放工艺系统，以实现脱硫废水的零排放，此工艺引烟气至旁路烟道，提供蒸发脱硫废水废水所需的烟气量，以入口挡板门和出口挡板门与主烟道隔离，蒸发过程在蒸发炉中进行，当旁路烟道正常工作或者检修时，基本不影响主烟道系统的正常运行，不影响锅炉的正常运行，并且解决了当前烟道蒸发技术中存在对烟道及后续设备的腐蚀问题。此工艺不但可以处理电厂的脱硫废水，还可以处理其他工业烟气脱硫后产生的脱硫废水。技术方案：本专利技术的一种脱硫废水零排放处理系统包括蒸发系统、控制系统、雾化系统、除尘系统、脱硫废水预处理系统及废水输送系统组成；蒸发系统和雾化系统为脱硫废水零排放的核心系统，主要由蒸发塔和位于蒸发塔内的双流体喷枪构成，系统的作用是将双流体喷枪雾化后的脱硫废水小液滴蒸发成水蒸气和固体小颗粒，蒸发之后的水蒸气和固体小颗粒随烟气流动；蒸发塔前烟道设置有电动挡板门，可调节烟气流量；蒸发塔的下部连接有作为除尘系统的旋风除尘器，旋风除尘器的上部出口连接有旁路引风机，旁路引风机的出口连接出口电动挡板门；蒸发塔的上部侧面设有双流体喷枪，该双流体喷枪的进口连接有废水输送系统的废水泵和压缩空气储存罐中和池的出口，压缩空气储存罐中和池的进口与空气压缩机的出口连接；脱硫废水预处理系统的微滤机、废水储存罐、废水泵顺序连接。所述的双流体喷枪其前部插入蒸发塔的蒸发段上部，双流体喷枪的中心线和蒸发塔的中心线重合，喷嘴竖直向下。所述空气压缩机制取压缩空气储存在压缩空气储存罐中和池中，通往双流体喷枪的压缩空气管道安装稳压阀，保证输送的压缩空气压力稳定，以便获得较好的雾化效果和蒸发效果。所述蒸发塔下部出口安装三通，竖直向下方向的出口为排水排灰口，正常运行情况下此出口阀门关闭，当需要清灰时此出口开启；另一出口通过管道与旋风除尘器连接。本专利技术处理系统的脱硫废水零排放的处理方法，处理步骤如下：步骤一.脱硫系统所产生的脱硫废水在微滤机进行预处理；步骤二.脱硫废水经过预处理后，进入废水储存罐；步骤三.废水储存罐的废水与压缩空气一起进入双流体喷枪，然后在双流体喷枪()中进行混合雾化，喷嘴将雾化小液滴喷出；步骤四.雾化后的废水通过喷枪喷入蒸发塔，通过计量控制系统调节烟气流量匹配对应的废水流量，在高温烟气的作用下，废水被蒸发，蒸发产物随烟气流动；步骤五.蒸发后的混合烟气进入旋风除尘器进行初步除尘；步骤六.烟气通过旁路引风机后回到主烟道，与主烟道混合；步骤七.主烟道的混合烟气进入脱硫吸收塔从而完成一个蒸发循环。所述的计量控制系统，所采用的控制装置包括控制器和用于测量烟气、压缩空气及废水的温度、压力和流量的传感器；温度传感器设置在蒸发塔的入口处烟道、蒸发塔的底部出口处烟道、压缩空气的管道上以及废水储存罐至双流体喷枪之间的废水的管道上；压力传感器设置在设置在蒸发塔的入口处烟道、蒸发塔的底部出口处烟道、旁路引风机之前的烟气管道、旁路引风机之后的烟气管道上、压缩空气的管道上以及废水储存罐至双流体喷枪之间的废水管道上；烟气流量计安装在蒸发塔的入口烟道处；压缩空气管道设置有流量计、电动开关阀、电动流量调节阀；废水储存罐至蒸发塔之间的废水管道上安装有流量计、电动开关阀、电动流量调节阀。所述的计量控制系统的工作步骤如下：步骤1)废水管道上的液体流量计将信号传至控制系统，控制系统将流量计测量出的体积流量换算为质量流量，得到单位时间内通过双流体喷枪喷入蒸发塔的废水质量；步骤2)压缩空气管道上的流量计将信号传至控制系统，控制系统将流量计测量出的体积流量换算为压缩空气的质量流量，得到单位时间内通过喷枪喷入蒸发塔的空气质量；步骤3)确定废水蒸发量与所需要的高温烟气量之间的关系式如下所示：Q1＝Q2+Q3，(1)Q1＝c1m1Δt1，(2)Q2＝Q21+Q22＝c2m2Δt2+Q22，(3)Q3＝c3m3Δt3，(4)m1＝(c2m2Δt2+Q22+c3m3Δt3)/c1Δt1，(5)Δt1＝T1-T；Δt2＝T-T2；Δt3＝T-T3(6)而工程上习惯使用体积流量，即V1＝(c2m2Δt2+Q22+c3m3Δt3)/ρ1c1Δt1(7)式中：T为蒸发炉出口底部烟道温度，T1为蒸发炉入口高温烟气温度，T2为废水温度，T3为压缩空气温度，c1为高温烟气的比热容，c2为水的比热容，c3为压缩空气的比热容，m1为单位时间内蒸发废水需要的烟气质量，m2为单位时间内废水的质量，m3为单位时间内压缩空气的质量，ρ1为高温烟气的密度，Q1指烟气被吸收的热量；Q2废水蒸发所吸收的热量；Q3压缩空气吸收的热量，则Q22为水的气化潜热；压力近似为一个大气压；将式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)和(7)输入控制系统，即可得到单位时间内蒸发一定废水所需的高温烟气体积流量；步骤4)控制系统通过调节旁路烟道系统的进口挡板门以及旁路引风机，结合烟道体积流量计即可得到精确的所需要的烟气量。有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：设计合理，解决了脱硫废水的处理问题，解决了当前烟道蒸发技术中存在对烟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，该处理系统包括蒸发系统、控制系统、雾化系统、除尘系统、脱硫废水预处理系统及废水输送系统组成；蒸发系统和雾化系统为脱硫废水零排放的核心系统，主要由蒸发塔(2)和位于蒸发塔(2)内的双流体喷枪(11)构成，系统的作用是将双流体喷枪雾化后的脱硫废水小液滴蒸发成水蒸气和固体小颗粒，蒸发之后的水蒸气和固体小颗粒随烟气流动；蒸发塔(2)前烟道设置有电动挡板门(1)，可调节烟气流量；蒸发塔(2)的下部连接有作为除尘系统的旋风除尘器(5)，旋风除尘器(5)的上部出口连接有旁路引风机(3)，旁路引风机(3)的出口连接出口电动挡板门(4)；蒸发塔(2)的上部侧面设有双流体喷枪(11)，该双流体喷枪(11)的进口连接有废水输送系统的废水泵(6)和压缩空气储存罐中和池(10)的出口，压缩空气储存罐中和池(10)的进口与空气压缩机(9)的出口连接；脱硫废水预处理系统的微滤机(8)、废水储存罐(7)、废水泵(6)顺序连接。

【技术特征摘要】
1.一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，该处理系统包括蒸发系统、控制系统、雾化系统、除尘系统、脱硫废水预处理系统及废水输送系统组成；蒸发系统和雾化系统为脱硫废水零排放的核心系统，主要由蒸发塔(2)和位于蒸发塔(2)内的双流体喷枪(11)构成，系统的作用是将双流体喷枪雾化后的脱硫废水小液滴蒸发成水蒸气和固体小颗粒，蒸发之后的水蒸气和固体小颗粒随烟气流动；蒸发塔(2)前烟道设置有电动挡板门(1)，可调节烟气流量；蒸发塔(2)的下部连接有作为除尘系统的旋风除尘器(5)，旋风除尘器(5)的上部出口连接有旁路引风机(3)，旁路引风机(3)的出口连接出口电动挡板门(4)；蒸发塔(2)的上部侧面设有双流体喷枪(11)，该双流体喷枪(11)的进口连接有废水输送系统的废水泵(6)和压缩空气储存罐中和池(10)的出口，压缩空气储存罐中和池(10)的进口与空气压缩机(9)的出口连接；脱硫废水预处理系统的微滤机(8)、废水储存罐(7)、废水泵(6)顺序连接。2.根据权利要求1所述的一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述的双流体喷枪(11)其前部插入蒸发塔(2)的蒸发段上部，双流体喷枪的中心线和蒸发塔(2)的中心线重合，喷嘴竖直向下。3.根据权利要求1所述的一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述空气压缩机(9)制取压缩空气储存在压缩空气储存罐中和池(10)中，通往双流体喷枪(11)的压缩空气管道安装稳压阀，保证输送的压缩空气压力稳定，以便获得较好的雾化效果和蒸发效果。4.根据权利要求1所述的一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述蒸发塔(2)下部出口安装三通，竖直向下方向的出口为排水排灰口，正常运行情况下此出口阀门关闭，当需要清灰时此出口开启；另一出口通过管道与旋风除尘器(5)连接。5.一种如权利要求1所述处理系统的脱硫废水零排放的处理方法，其特征在于，处理步骤如下：步骤一.脱硫系统所产生的脱硫废水在微滤机(8)进行预处理；步骤二.脱硫废水经过预处理后，进入废水储存罐(7)；步骤三.废水储存罐(7)的废水与压缩空气一起进入双流体喷枪(11)，然后在双流体喷枪(11)中进行混合雾化，喷嘴将雾化小液滴喷出；步骤四.雾化后的废水通过喷枪喷入蒸发塔(2)，通过计量控制系统调节烟气流量匹配对应的废水流量，在高温烟气的作用下，废水被蒸发，蒸发产物随烟气流动；步骤五.蒸发后的混合烟气进入旋风除尘器(5)进行初步除尘；步骤六.烟气通过旁路引风机(3)后回到主烟道，与主烟道混合；步骤七.主烟道的混合烟气进入脱硫吸收塔从而完成一个蒸发循环。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁世伟，沈凯，吴鹏，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32