一种脱硫废水零排放处理装置及其处理方法与流程

本发明属于电厂脱硫废水处理领域，具体涉及一种脱硫废水零排放处理装置及其处理方法。

背景技术：

随着社会的进步和经济的发展，火电厂对大气环境的污染已受到人们的普遍关注，因此有效的降低污染物排放以改善对环境的影响是我国能源领域可持续发展所面临的严峻挑战。目前，已有的烟气脱硫技术包括湿法脱硫和干法脱硫等。其中湿法脱硫技术的运用最为广泛。湿法烟气脱硫是当今国际上85％左右大型火电厂采用的工艺流程。湿法烟气脱硫系统废水由于汞、铅、镍、砷及铬重金属含量较高，直接排放的危害很大，普通化学处理方法又过于复杂，且需要不断添加化学药品，耗费人力。另脱硫废水化学处理方法处理后的废水氯离子(目前尚无化学药剂可以去除氯离子)仍无法去除。采取一般脱硫废水处理工艺处理后的废水按照相关规定不能稀释排放，因此无法综合利用。

当今世界，水资源紧缺，如果采用一定工艺把脱硫废水变成资源循环利用，将是一件造福人类社会的事情。常规脱硫废水处理工艺步骤无外乎中和、絮凝、沉淀和外排。近几年新开发了不少脱硫废水处理工艺，如蒸发，回用，澄清等工艺，这类工艺虽能对脱硫废水的回收利用有一定作用，但问题比较多，如需新增加大量设备、占地面积大、投资大、工艺流程复杂、设备故障率高、运行效果不理想、脱水效果不佳、污泥处理处置不方便、存在废水外排现象等。如果这些问题得不到很好的解决，将严重影响各种脱硫废水处理工艺的工业应用。

随着国家《节约能源法》、《环境保护法》、《水污染防治行动计划》和相应的用水、排水收费政策(水资源费、排水费、超标费)的颁布，以及《电力工业“十一五”节水规划》等规定的逐步实施，对火电厂用、排水量和水质都有严格的指标限制。从可持续发展的角度考虑，要达到这些目标，实施深度节水并实现废水“零排放”措施势在必行。

脱硫废水属于燃煤电厂四类废水中污染度高、处理难度大的一类。按照dl/t5196《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》的规定，脱硫废水不能采用稀释的方法降低污染物浓度后排放。同时，脱硫废水含有高浓度的cl^-，具有一定的腐蚀性而难以直接利用。因此，脱硫废水零排放的实施，具有重要的现实意义。

申请号为201110076844.0的中国专利公开了一种脱硫废水零排放处理方法，包括以下步骤：1)将经脱硫塔脱硫后的脱硫废水排入预沉池，在预沉池中经过初步分离，将分离出的上部清液经浆液泵输运至缓冲池中；2)将缓冲池中的脱硫废水依次通过雾化装置和静电除尘器；3)将预沉池下部含固量较大的废水经污泥泵输运至污泥缓冲池，污泥缓冲池中的含固量较大的废水经另一污泥泵输运至压滤机；4)将过滤后的废水经浆液泵送回预沉池中。

但是，这种脱硫废水零排放处理方法存在如下问题：

(1)雾滴粒径较大(100-200μm)，造成喷嘴堵塞问题频发。

(2)蒸发距离长，导致废水处理量偏少。

(3)无及时预防和解决烟道内颗粒物沉降的有效措施。

(4)无及时预防和清除烟道内壁颗粒物结垢的有效措施。

技术实现要素：

本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种全新的脱硫废水零排放处理装置及其处理方法，该装置运用超高频雾化设备、可调频高声强声波离散装置协同解决通过高温蒸发实现固液分离的脱硫废水零排放处理方法存在的喷嘴结垢堵塞以及烟道内飞灰沉降及烟道内壁结垢等严重问题，有效避免由于积灰结垢堵塞导致的锅炉机组能耗增加、锅炉机组被动停炉等相关问题，全面实现节能环保和脱硫废水零排放目标。利用以上提供的装置进行脱硫废水处理的方法工艺简单，节省人力投入，不需要添加任何化学药品，而且还充分利用烟气余热，实现脱硫废水零排放。

本发明的技术方案如下：

一种脱硫废水零排放处理装置，包括空气预热器通过连接管道连接静电除尘器，静电除尘器连接湿法脱硫塔的入口，湿法脱硫塔的废水出口连接沉淀池，其中从空气预热器到静电除尘器的连接管道上顺次设置有雾化装置和声波发生装置。

进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置，沉淀池通过输送泵将水送入雾化装置作为喷雾水源，雾化装置包括空压机、储气罐和超高频雾化喷嘴，其中超高频雾化喷嘴设置于连接管道的内部。

进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置，湿法脱硫塔的废水出口连接脱水装置，脱水装置连接脱硫废水清水池，脱硫废水清水池连接沉淀池。

进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置，声波发生装置为高频声波发生器、低频声波发生器或可调频声波发生器中的一种或几种的组合。

更进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置，沉淀池中的水通过输送泵送入雾化装置前经过计量分配防堵装置；计量分配防堵装置由在管路上安装的压力表、流量计、阀门组成，通过压力表、流量计实现对各个支管路废水流量的实时监控，通过阀门实现对各个支管路废水流量的调节。

进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置，超高频雾化喷嘴包括进气管、进气堵头、共振腔、进水管、水流导向管和水喷嘴；进气堵头设置于进气管的气体出口端内部，与进气管的气体出口端内壁存在间隙，形成气体高压发射口；共振腔为带有内陷腔体的结构，共振腔以内陷腔体与气体高压发射口相对的方式设置且与气体高压发射口之间形成间隙；进水管连接水流导向管，水流导向管的水流出口端连接水喷嘴，水喷嘴的喷水出口设置于气体高压发射口的相邻位置。

更进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置，水流导向管的水流出口端与水喷嘴之间还设置有散流片，散流片为带有散流孔的部件。

更进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置，水流导向管和水喷嘴均套于进气管上；共振腔通过进气堵头下方连接的固定杆与气体高压发射口相对设置，共振腔套接于固定杆上；水流导向管与进气管采取螺纹方式连接；水喷嘴与水流导向管采取螺纹方式连接；水喷嘴与进气管采取螺纹方式连接或不连接；共振腔采取螺纹方式与固定杆连接。

所述的脱硫废水零排放处理装置的处理方法，包括以下步骤：

步骤1，湿法脱硫塔的废水通过沉淀池沉淀后将废水通过输送泵送入雾化装置作为喷雾水来源，雾化装置通过空压机、储气罐和超高频雾化喷嘴的协调作用产生超高频水雾进入空气预热器和静电除尘器的连接管道中；

步骤2，通过空气预热器后的高温烟气在送入静电除尘器过程中，在连接管道中先通过高温烟气将雾化后废水中的水分迅速完全蒸发，降温后废水中的结晶盐类析出，随后在声波发生装置的声波离散作用下离散成更小的结晶微粒；

步骤3，结晶微粒连同其他尘粒随烟气到达静电除尘器清除后，清洁烟气进入湿法脱硫塔进行下一步处理。

进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置的处理方法，步骤1中超高频雾化喷嘴在喷雾过程中通过调节进气堵头和共振腔之间的距离实现可调频雾化。

本发明将脱硫废水引接至沉淀池，通过沉淀后将脱硫废水通过输送泵送至计量分配防堵装置，与压缩空气一起，经过计量分配防堵装置合理分配后，通过超高频雾化喷嘴喷至静电除尘器入口烟道内。雾化后的废水通过静电除尘器入口连接管道中的烟气加热迅速蒸发。同时废水中的溶解性盐在蒸发过程中结晶析出，并随烟气中的灰一起在静电除尘器中被捕集。声波发生装置发出声波控制析出的结晶盐处于离散状态，避免连接管道内飞灰颗粒沉降及烟道内壁结垢堵塞。计量分配防堵装置，可以及时在线监测、调节各喷枪的进液、气的流量及压力，确保设备的安全运行。

有益效果：

1、本发明能够非常方便的对脱硫废水进行零排放处理，且工艺简单，不需要使用任何化学药品，节约人力。

2、本发明充分利用烟气余热，基本蒸发完重污染的废水，实现固液分离，并改善烟气进入除尘装置前的湿度，有利于提高除尘装置的除尘效果。

3、在现有脱硫废水零排放技术中，通过雾化、高温蒸发得到的盐分结晶物实现固液分离后，造成喷嘴和烟道内壁积灰结垢堵塞，造成锅炉机组能耗增加、被动停炉等难以克服的问题。在本发明中，废水中的盐分结晶微粒、烟气中的杂质微粒在可调频高强声波的强烈作用下，不断发生离散现象，这样的设计可有效避免在喷嘴和烟道内壁结垢堵塞。

4、本发明的系统结构紧凑，方法实施简单，且能够实现真正意义上的废水零排放，既环保又安全，具有推广价值。

5、超高频雾化喷嘴较传统气液二相流的喷嘴雾化粒径更小，均匀度更好，雾化效率更高，缩短了烟道内蒸发时间，具有防堵塞优点。

附图说明

图1为本发明实施例1所述的脱硫废水零排放处理装置示意图；

图2为本发明实施例2所述的脱硫废水零排放处理装置示意图；

图3为本发明实施例2所述的超高频雾化喷嘴示意图；

图4为本发明实施例3所述的超高频雾化喷嘴示意图；

图5为本发明实施例3所述的超高频雾化喷嘴中散流片示意图；

以上图1-图5中，1为空气预热器，2为静电除尘器，3为湿法脱硫塔，4为沉淀池，5为雾化装置，51为进气管，52为进气堵头，53为共振腔，54为进水管，55为水流导向管，56为水喷嘴，57为散流片，6为声波发生装置，7为脱水装置，8为脱硫废水清水池，9为计量分配防堵装置。

具体实施方式：

实施例1

本实施例提供了一种脱硫废水零排放处理装置，如图1所示，包括空气预热器1通过连接管道连接静电除尘器2，静电除尘器2连接湿法脱硫塔3的入口，湿法脱硫塔3的废水出口连接沉淀池4，其中从空气预热器1到静电除尘器2的连接管道上顺次设置有雾化装置5和声波发生装置6。声波发生装置6可以为高频声波发生器、低频声波发生器或可调频声波发生器中的一种或几种的组合；沉淀池4通过输送泵将水送入雾化装置5作为喷雾水源。

以上装置在使用过程中，首先将湿法脱硫塔的脱硫废水引接至沉淀池，通过沉淀后将废水通过输送泵送至雾化装置5作为雾化水源，雾化后的水通过静电除尘器入口连接管道中的烟气加热迅速蒸发。同时废水中的溶解性盐在蒸发过程中结晶析出，并随烟气中的灰一起在静电除尘器中被捕集。声波发生装置6发出声波控制析出的结晶盐处于离散状态，避免连接管道内飞灰颗粒沉降及烟道内壁结垢堵塞，随后析出的结晶盐粒经静电除尘器2除去。

实施例2

本实施例为实施例1的一种改进，如图2所示，沉淀池4中的水通过输送泵送入雾化装置5前经过计量分配防堵装置9；湿法脱硫塔3的废水出口连接脱水装置7，脱水装置7连接脱硫废水清水池8，脱硫废水清水池8连接沉淀池4，雾化装置5包括空压机、储气罐和超高频雾化喷嘴，其中超高频雾化喷嘴设置于连接管道的内部；超高频雾化喷嘴如图3所示，包括进气管51、进气堵头52、共振腔53、进水管54、水流导向管55和水喷嘴56；进气堵头52设置于进气管51的气体出口端内部，与进气管51的气体出口端内壁存在间隙，形成气体高压发射口；共振腔53为带有内陷腔体的结构，共振腔53以内陷腔体与气体高压发射口相对的方式设置且与气体高压发射口之间形成间隙；进水管54连接水流导向管55，水流导向管55的水流出口端连接水喷嘴56，水喷嘴56的喷水出口设置于气体高压发射口的相邻位置。计量分配防堵装置(9)由在管路上安装的压力表、流量计、阀门组成，通过压力表、流量计实现对各个支管路废水流量的实时监控，通过阀门实现对各个支管路废水流量的调节。

本实施例提供的脱硫废水零排放处理装置通过雾化装置5中超高频雾化喷嘴的设置，使得其能够在使用过程中产生超高频喷雾，利用气流从进气管51通过流通面积急剧减小的气体高压发射口，气体压缩后发射而出形成射流，可以通过调节进气管51中气体的流速来调整射流速度，当射流流速达到音速时，在气体高压发射口形成激波，而通过设置于气体高压发射口相对位置的共振腔53，激波在进入共振腔53的内陷腔体中时，由于遇到钝体，产生高强压力脉动，该高强压力脉动具有一定的频率，即形成高强声波，当共振腔53相对于气体高压发射口的相对位置调节时，形成可调频的高强声波。水流从进水管54流入时，从水喷嘴56喷出形成喷雾，该喷雾在气体高压发射口发出的高强声波作用下瞬间被撕裂，破碎为微粒形式，提升了雾化效果，共振腔53相对于气体高压发射口的相对位置调节可形成可调频高强雾化效果。

实施例3

本实施例为在实施例2基础上的改进，如图4所示，超高频雾化喷嘴的水流导向管55和水喷嘴56均套于进气管51上；共振腔53通过进气堵头52下方连接的固定杆与气体高压发射口相对设置，共振腔53套接于固定杆上；水流导向管55与进气管51采取螺纹方式连接；水喷嘴56与水流导向管55采取螺纹方式连接；水喷嘴56与进气管51采取螺纹方式连接或不连接；共振腔53采取螺纹方式与固定杆连接。水流导向管55的水流出口端与水喷嘴56之间还设置有散流片57，散流片57为带有散流孔的部件(如图5)，能够对进入水喷嘴56的水起到散流作用，提高喷雾的均一性。

本实施例提供的脱硫废水零排放处理装置的处理方法，包括以下步骤：

步骤1，湿法脱硫塔的废水通过沉淀池沉淀后将废水通过输送泵送入雾化装置作为喷雾水来源，雾化装置通过空压机、储气罐和超高频雾化喷嘴的协调作用产生超高频水雾进入空气预热器和静电除尘器的连接管道中；

步骤2，通过空气预热器后的高温烟气在送入静电除尘器过程中，在连接管道中先通过高温烟气将雾化后废水中的水分迅速完全蒸发，降温后废水中的结晶盐类析出，随后在声波发生装置的声波离散作用下离散成更小的结晶微粒；

步骤3，结晶微粒连同其他尘粒随烟气到达静电除尘器清除后，清洁烟气进入湿法脱硫塔进行下一步处理。

本发明提供的脱硫废水零排放处理装置及其处理方法，利用脱硫废水经净化后直接作为雾化水源，利用超高频雾化喷嘴产生可调频高强雾化效果，通过高温闪蒸、超高频雾化以及声波离散作用很好的分离脱硫废水中的结晶盐类及有害离子，实现了脱硫废水零排放。