脱硫废水蒸发结晶过程中重金属及氯离子脱除系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种脱硫废水蒸发结晶过程中重金属及氯离子脱除系统及方法。包括SCR反应器、空气预热器、一级热管蒸发器、二级热管蒸发器、热风幕干燥塔、脱硫废水储液箱以及间接蒸发冷却器；本发明专利技术通过一级和二级热管蒸发器，利用烟气余热对脱硫废水进行两级蒸发浓缩，不仅节约高品质的蒸汽热源，节能降耗，同时烟气降温换热过程中没有改变任何烟气成分；通过间接蒸发冷却器解决了蒸汽冷凝回收循环综合利用问题，不仅实现了废水零排放，还无损耗的获得高品质蒸汽凝结水；通过热风幕干燥塔保证了进入到热风幕干燥塔本体区域的高温烟气流场均匀和稳定，消除了流场中产生涡流的不稳定性因素。

【技术实现步骤摘要】
脱硫废水蒸发结晶过程中重金属及氯离子脱除系统及方法
本专利技术涉及环保工程处理过程中高盐废水处理
，具体为涉及一种新型利用高温烟气余热的高盐废水高效蒸发协同脱除重金属和氯离子零排放系统及其使用方法。
技术介绍
目前国内外对燃煤烟气脱硫废水处理的常规工艺方法是三联箱技术，即对脱硫废水通过中和、沉降、絮凝和澄清等流程工序对脱硫废水进行处理，该工艺尽管能去除对环境危害较大的大部分有害物质，但是不能去除氯离子和重金属离子，将含有氯离子和重金属离子的废水排放，对环境具有较大的潜在危害。目前脱硫废水浓缩处理工艺主要采用膜浓缩、热法浓缩和烟气浓缩三种技术路线。其中膜浓缩方式膜易堵塞、其更换和投资成本高。热法闪蒸浓缩的MED和MVR技术以蒸汽作为热源，运行成本极高；同时MVR技术需要电力驱动，提高蒸汽参数，耗电量大，且机械蒸汽压缩机多数为进口产品，投资成本高。烟气浓缩技术因采用低温烟气，蒸发量不宜过大，且受烟气湿度大小影响，不适用于处理大水量工况，且对粉煤灰的综合利用有一定影响。脱硫废水浓缩处理后的高盐废水，体积量大大缩小，蒸发干燥能耗大大降低，目前将高盐废水直接蒸发干燥的工艺逐步得到推广，不仅运行简单，投资费用低，而且实现了高盐废水的零排放，不污染环境，还能获得有一定利用价值的灰分。目前常用的干燥蒸发装置高速旋转雾化和双流体喷枪雾化蒸发干燥装置，但是这两种工艺存在易堵塞、运行故障率高，清洗困难，很难保证长期稳定运行。因此研究开发一种系统运行稳定，节能降耗性能高，结垢风险低、废水及固体废物绝对零排放、废物综合循环利用，且具有良好的环保效益和经济效益的，环境友好型烟气余热循高效蒸发并协同促进重金属离子和氯离子脱除的废水零排放处理系统具有重要的意义。本专利技术要解决的技术问题是：克服现有的脱硫废水浓缩技术和蒸发技术存在的能源消耗率高、运行费用多、系统易结构堵塞等不足。为等而提出的，本专利技术提供一种能稳定节能低耗运行，结垢堵塞风险低和环境友好型的烟气余热高效蒸发并协同促进重金属离子和氯离子脱除的废水零排放处理系统和方法。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提出一种协同促进重金属及氯离子脱除的系统及方法，具体的说是脱硫废水蒸发结晶过程中协同促进重金属及氯离子脱除的系统及方法，通过改进废水处理工艺和设备，稳定节能低耗运行，降低结垢堵塞风险，降低运行费用。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：脱硫废水蒸发结晶过程中重金属及氯离子脱除系统，所述系统包括SCR反应器、空气预热器、一级热管蒸发器、二级热管蒸发器、热风幕干燥塔、脱硫废水储液箱以及间接蒸发冷却器；所述SCR反应器通过管道分别与空气预热器、一级热管蒸发器、二级热管蒸发器、热风幕干燥塔连接；所述空气预热器通过管道分别与一级热管蒸发器、二级热管蒸发器、热风幕干燥塔连接；所述一级热管蒸发器通过管道分别与二级热管蒸发器、热风幕干燥塔、脱硫废水储液箱以及间接蒸发冷却器连接；所述二级热管蒸发器通过管道分别与热风幕干燥塔、脱硫废水储液箱以及间接蒸发冷却器连接；所述热风幕干燥塔通过管道与脱硫废水储液箱连接。较佳的，所述一级热管蒸发器和二级热管蒸发器还包括烟气室和烟气室、烟气室上部进口段和烟气室上部进口段、烟气翅片段和烟气翅片段、烟气室出口和烟气室出口、蒸发室和蒸发室、蒸发室上部进口段和蒸发室上部进口段、热管翅片段和热管翅片段、蒸发室下部出口段和蒸发室下部出口段、废水喷淋组件和废水喷淋组件；所述烟气翅片段与热管翅片段通过管道相连；所述烟气翅片段与热管翅片段通过管道相连。较佳的，所述热风幕干燥塔还包括热风幕增压风机、热风幕干燥塔烟气调节阀、热风幕母管系统、单相流雾化喷枪以及干燥塔本体；所述热风幕干燥塔烟气调节阀与干燥塔本体连接；所述热风幕增压风机与热风幕母管系统连接；所述单相流雾化喷枪与干燥塔本体连接；所述热风幕母管系统分为三层；所述三层热风幕母管系统分别是第一层热风幕母管阀门、第一层热风幕母管以及第一层热风幕文丘里喷射环和第二层热风幕母管阀门、第二层热风幕母管以及第二层热风幕文丘里喷射环，还有三层热风幕母管阀门、第三层热风幕母管以及第三层热风幕文丘里喷射环；所述三层热风幕母管系统都是通过管道连接。较佳的，所述间接蒸发冷却器包括冷凝室以及冷却室；所述冷凝室包括入口、热管翅片段以及下半部出口；所述冷却室包括冷却风机、上部汇集段、雾化喷淋段以及冷却液集液槽。较佳的，脱硫废水储液箱收集储存湿法烟气脱硫转运输送来的废水，脱硫废水经脱硫废水输送泵泵送至一级热管蒸发器的蒸发室的废水喷淋组件接口。从SCR反应器出口烟道引接的300℃高温烟气与一级烟气调节阀进口相连，一级烟气调节阀出口与一级热管蒸发器的烟气室的上部进口段相连，烟气进入烟气室后充分扩散与烟气翅片段接触换热，加热热管中的传热介质，使得热管中的介质受热蒸发后，输运至左侧蒸发室的热管翅片段内；脱硫废水经废水喷淋组件雾化后，形成平均粒径为200-500um的废水液滴洒落在蒸发翅片段外表面受热蒸发，脱硫废水流经多组蒸发翅片段后，部分水蒸发形成水蒸气汇集于蒸发室上部进口段，预浓缩后的脱硫废水汇集于蒸发室下部的出口段。较佳的，一级热管蒸发器的烟气室出口与布袋除尘器相连；二级热管蒸发器的烟气室出口与布袋除尘器相连；二级热管蒸发器的蒸发室出口与二级废液箱相连，经过二级热管蒸发器的蒸发室二级浓缩后的废液，在蒸发室出口段汇流至二级废液箱储存，二级废液箱与二级废液泵相连，二级废液经二级废液泵加压后分两路，一路与热风幕干燥塔的单相流喷枪相连，一路与脱硫废水储液箱相连。较佳的，所述的热管换热元件沿长度方向设置两段翅片管，其中左侧翅片管对应布置于脱硫废水蒸发室，右侧翅片管对应布置于烟气室，所述的翅片管的长度在脱硫废水蒸发室和烟气室的比例为1:1；所述的二级热管蒸发器的换热元件采用热管换热元件；所述的二级热管蒸发器包括从左至右依次设置的一级废液蒸发室和烟气室，所述烟气室与一级废液蒸发室之间设置有耦合密封隔板，所述的耦合密封隔板与热管换热元件间刚性连接，所述的耦合密封隔板保证烟气室与一级废液蒸发室绝对隔离；所述的二级热管蒸发器内的热管换热元件沿长度方向设置两段翅片管，其中左侧翅片管对应布置于一级废液蒸发室，右侧翅片管对应布置于烟气室，所述的翅片管的长度在一级废液蒸发室和烟气室的比例为1:1。较佳的，所述的干燥热风调节阀进口与SCR反应器出口烟道相连；所述的干燥热风调节阀出口与热风幕干燥塔顶部进口相连；所述的热风幕增压风机进口与SCR反应器出口烟道相连；所述的热风幕增压风机出口管道分三支路，每条之路管道分别与环形热风幕母管相连；所述的热风幕干燥塔出口与干燥风布袋除尘器入口相连；所述的热风幕干燥塔包括塔入口条状布风格栅、热风幕环形母管，热风幕文丘里喷射环，单相流高压雾化喷枪，涡旋静态分离器；所述的热风幕环形母管与热风幕干燥风机出口管道相连；所述的热风幕环形母管与热风幕文丘里喷射环入口腔室通过短管相连，联通短管沿环形对称分布布置，且不少于6支联通短管；所述的热风幕文丘里喷射环入口腔室，根据联通短管的分布数量，均匀隔离成相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.脱硫废水蒸发结晶过程中重金属及氯离子脱除系统，其特征在于：所述系统包括SCR反应器（1）、空气预热器（2）、一级热管蒸发器（3）、二级热管蒸发器（4）、热风幕干燥塔（5）、脱硫废水储液箱（6）以及间接蒸发冷却器（13）；所述SCR反应器（1）通过管道分别与空气预热器（2）、一级热管蒸发器（3）、二级热管蒸发器（4）、热风幕干燥塔（5）连接；所述空气预热器（2）通过管道分别与一级热管蒸发器（3）、二级热管蒸发器（4）、热风幕干燥塔（5）连接；所述一级热管蒸发器（3）通过管道分别与二级热管蒸发器（4）、热风幕干燥塔（5）、脱硫废水储液箱（6）以及间接蒸发冷却器（13）连接；所述二级热管蒸发器（4）通过管道分别与热风幕干燥塔（5）、脱硫废水储液箱（6）以及间接蒸发冷却器（13）连接；所述热风幕干燥塔（5）通过管道与脱硫废水储液箱（6）连接。/n

【技术特征摘要】
1.脱硫废水蒸发结晶过程中重金属及氯离子脱除系统，其特征在于：所述系统包括SCR反应器（1）、空气预热器（2）、一级热管蒸发器（3）、二级热管蒸发器（4）、热风幕干燥塔（5）、脱硫废水储液箱（6）以及间接蒸发冷却器（13）；所述SCR反应器（1）通过管道分别与空气预热器（2）、一级热管蒸发器（3）、二级热管蒸发器（4）、热风幕干燥塔（5）连接；所述空气预热器（2）通过管道分别与一级热管蒸发器（3）、二级热管蒸发器（4）、热风幕干燥塔（5）连接；所述一级热管蒸发器（3）通过管道分别与二级热管蒸发器（4）、热风幕干燥塔（5）、脱硫废水储液箱（6）以及间接蒸发冷却器（13）连接；所述二级热管蒸发器（4）通过管道分别与热风幕干燥塔（5）、脱硫废水储液箱（6）以及间接蒸发冷却器（13）连接；所述热风幕干燥塔（5）通过管道与脱硫废水储液箱（6）连接。


2.如权利要求1所述的脱硫废水蒸发结晶过程中重金属及氯离子脱除系统，其特征在于：所述一级热管蒸发器（3）包括烟气室（31）、烟气室上部进口段（311）、烟气翅片段（312）、烟气室出口（313）、蒸发室（32）、蒸发室上部进口段（321）、热管翅片段（322）、蒸发室下部出口段（323）、废水喷淋组件（324）；所述烟气翅片段（312）与热管翅片段（322）通过管道相连。


3.如权利要求1所述的脱硫废水蒸发结晶过程中重金属及氯离子脱除系统，其特征在于：所述二级热管蒸发器（4）包括烟气室（41）、烟气室上部进口段（411）、烟气翅片段（412）、烟气室出口（413）、蒸发室（42）、蒸发室上部进口段（421）、热管翅片段（422）、蒸发室下部出口段（423）、废水喷淋组件（424）所述烟气翅片段（412）与热管翅片段（422）通过管道相连。


4.如权利要求1所述的脱硫废水蒸发结晶过程中重金属及氯离子脱除系统，其特征在于：所述热风幕干燥塔（5）还包括热风幕增压风机（51）、热风幕干燥塔烟气调节阀（52）、热风幕母管系统、单相流雾化喷枪（56）以及干燥塔本体（57）；所述热风幕干燥塔烟气调节阀（52）固定在干燥塔本体（57）右侧；所述热风幕增压风机（51）与热风幕母管系统连接；所述单相流雾化喷枪（56）与干燥塔本体（57）连接；所述热风幕母管系统分为三层；所述三层热风幕母管系统分别是第一层热风幕母管阀门（531）、第一层热风幕母管（532）以及第一层热风幕文丘里喷射环（533）和第二层热风幕母管阀门（541）、第二层热风幕母管（542）以及第二层热风幕文丘里喷射环（543），还有三层热风幕母管阀门（551）、第三层热风幕母管（552）以及第三层热风幕文丘里喷射环（553）；所述三层热风幕母管系统都是通过管道连接。


5.如权利要求1所述的脱硫废水蒸发结晶过程中重金属及氯离子脱除系统，其特征在于：所述间接蒸发冷却器（13）包括冷凝室（131）以及冷却室（132）；所述冷凝室（131）包括入口（131-1）、热管翅片段（131-2）以及下半部出口（131-3）；所述冷却室（132）包括冷却风机（132-2）、上部汇集段（132-3）、雾化喷淋段（132-4）以及冷却液集液槽（132-6）。


6.如权利要求1所述的脱硫废水蒸发结晶过程中重金属及氯离子脱除系统，其特征在于：脱硫废水储液箱（6）收集储存湿法烟气脱硫转运输送来的废水，脱硫废水经脱硫废水输送泵（20）泵送至一级热管蒸发器（3）的蒸发室（32）的废水喷淋组件（324）接口。


7.如权利要求2所述的脱硫废水蒸发结晶过程中重金属及氯离子脱除系统，其特征在于：所述一级热管蒸发器（3）的烟气室出口（313）与烟气除尘器（24）相连；二级热管蒸发器（4）的烟气室出口（413）与烟气除尘器（24）相连；二级热管蒸发器的蒸发室出口（423）与二级废液箱相连，经过二级热管蒸发器（4）的蒸发室（42）二级浓缩后的废液，在蒸发室（42）出口段（423）汇流至二级废液箱（7）储存，二级废液箱（7）与二级废液泵（8）相连，二级废液经二级废液泵加压后分两路，一路与热风幕干燥塔（5）的单相流喷枪（56）相连，一路与脱硫废水储液箱（6）相连。


8.如权利要求3所述的脱硫废水蒸发结晶过程中重金属及氯离子脱除系统，其特征在于：所述的热风幕干燥塔烟气调节阀（52）进口与SCR反应器（1）出口烟道相连；所述的热风幕干燥塔烟气调节阀（52）出口与热风幕干燥塔（5）顶部进口相连；所述的热风幕增压风机（51）进口与SCR反应器（1）出口烟道相连；所述的热风幕增压风机（51）出口管道分三支路，每条之路管道分别与环形热风幕母管相连；所述的热风幕干燥塔（5）出口与干燥风布袋除尘器入口相连；所述的热风幕环形母管与热风幕干燥风机出口管道相连；所述的热风幕环形母管与热风幕文丘里喷射环入口腔室通过短管相连，联通短管沿环形对称分布布置，且不少于6支联通短管；所述的热风幕文丘里喷射环入口腔室，根据联通短管的分布数量，均匀隔离成相应数量的独立腔室；所述的单个独立腔室内通入升压后的热烟气，经热风幕文丘里喷射环形成高速贴壁风幕，隔离了干燥塔中心位置雾化的细小液滴接近塔壁的可能性，靠近塔壁的液滴在贴壁风幕的携带力作用下迅速推向塔中心区域，并即时被热烟气蒸发；所述的热风幕环形母管和热风幕文丘里喷射环分三层...

【专利技术属性】
技术研发人员：周英贵，赵三梅，李斌，李海华，
申请(专利权)人：南京依涛环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32