电厂湿法脱硫废水零排放系统的制作方法

本实用新型涉及废水处理技术领域，特别是涉及电厂湿法脱硫废水零排放系统。

背景技术：

《水污染防治行动计划》于2015年4月2日由国务院正式颁布，在污水处理、工业废水等多方面进行强力监督并启动严格问责制。电力行业缓解水污染现状、实现节能减排成为重中之重。火电厂普遍采用湿法脱硫工艺，采用这种工艺路线，电厂的用水量、排水量都比较大，而且废水的水质是燃煤电厂四类废水中污染度高，处理难度大的一类。根据dl/t《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》中的规定，排放的脱硫废水不能稀释后排放。

目前，脱硫废水经过三联箱处理后出水仍有高浓度的氯盐，具有一定腐蚀性而且难以利用，即便干灰办湿也不能完全消耗掉。对于这类不能外排的脱硫废水，主流的零排放工艺有膜浓缩蒸发结晶法、烟道喷雾蒸发法等工艺。膜浓缩蒸发结晶工艺使用比较广泛，存在投资过大、系统结构复杂、运行维护成本高的问题。烟道喷雾蒸发法工艺路线简单，直接将脱硫废水喷入除尘器前烟道，利用烟气余温将废水蒸干，但是存在烟温低，水分不能完全蒸干，会导致烟道堵塞，影响系统长期稳定运行。

因此，需要设计出一种高适应性、节约能耗的脱硫废水零排放系统，以满足对其节能环保方面的要求。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种电厂湿法脱硫废水零排放系统，系统工艺设计合理，运行成本低且更节能环保，保证脱硫废水的零排放。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种电厂湿法脱硫废水零排放系统，包括废水预处理系统、热交换系统、低温闪蒸系统、凝结水系统以及喷雾干燥系统，所述废水预处理系统和热交换系统分别与所述低温闪蒸系统相连接，所述低温闪蒸系统分别与所述凝结水系统和喷雾干燥系统相连接；脱硫废水通过废水预处理系统处理后进入所述低温闪蒸系统，并在所述低温闪蒸系统中形成废水浓缩液，废水浓缩液后续进入所述喷雾干燥系统；热蒸汽通过所述热交换系统进入所述低温闪蒸系统，经过低温闪蒸系统处理后的热蒸汽进入所述凝结水系统。

于本实用新型一实施例中，所述低温闪蒸系统包括加热器和浓液箱，所述加热器有若干组，若干组加热器依次相连，所述废水预处理系统和热交换系统分别与第一组加热器相连，通过加热器处理的脱硫废水形成废水浓缩液并储存至所述浓液箱，所述浓液箱与所述喷雾干燥系统相连。

于本实用新型一实施例中，每一组加热器都是由管道循环连接的蒸发器、循环泵和分离器，所述分离器设置有蒸汽出口和浓缩液出口，所述蒸汽出口与下一级加热器的蒸发器相连，浓缩液出口与该级加热器的蒸发器相连；所述蒸发器通过真空低温蒸发方式将脱硫废水中的水分以水蒸气形式与废水分离。所述首端冷凝器与第一组加热器的蒸发器相连接，所述尾端冷凝器与最后一组加热器的分离器相连。

于本实用新型一实施例中，所述低温闪蒸系统还包括增稠器和浓液泵，所述增稠器连接在最后一组加热器和浓液箱之间，所述浓液泵与所述浓液箱相连接，用于将所述废水浓缩液输送至所述喷雾干燥系统。

于本实用新型一实施例中，所述热交换系统与低温省煤器相连接，所述热交换系统包括分离罐和给水泵，所述低温省煤器、分离罐以及给水泵依次循环相接，所述分离罐与第一组加热器相连。所述热交换系统为所述低温闪蒸系统提供热量，低温省煤器的热水流经所述分离罐，热蒸汽被低温闪蒸系统抽取，所述分离罐中的热水经过给水泵重新补充至低温省煤器。

于本实用新型一实施例中，所述凝结水系统包括首端凝结模块和尾端凝结模块，所述首端凝结模块和尾端凝结模块分别与外部冷却水源相连接，所述首端凝结模块与第一组加热器相连接，第一组加热器抽取的蒸汽输送至首端凝结模块，其余组加热器均与所述尾端凝结模块相连接，其余组加热器抽取的蒸汽输送至尾端凝结模块。

于本实用新型一实施例中，所述首端凝结模块与热交换系统相连通，所述首端凝结模块处理得到的冷凝水补充至所述热交换系统中；所述尾端凝结模块与电厂工艺水系统相连通，所述尾端凝结模块处理得到的冷凝水补充至电厂工艺水系统。

于本实用新型一实施例中，所述首端凝结模块包括相互循环连通的首端冷凝器、首端冷凝罐和首端气液分离器，所述首端冷凝器与第一组加热器相连接，所述首端冷凝罐与所述热交换系统相连；所述尾端凝结模块包括相互循环连通的尾端冷凝器、尾端冷凝罐和尾端气液分离器，所述尾端冷凝器与最后一组加热器相连，所述尾端冷凝罐与电厂工艺水系统相连。首端冷凝罐中的冷凝水通过首端凝结水泵补充至所述热交换系统中的分离罐；尾端气液分离器与尾端真空泵相连接，所述尾端冷凝罐中的冷凝水通过尾端凝结水泵补充至电厂工艺水系统。

于本实用新型一实施例中，所述喷雾干燥系统包括除尘器、干燥塔、两相流雾化器和引风机，所述除尘器和引风机分别与所述干燥塔相连接，所述除尘器与锅炉scr设备相连，所述引风机与电厂除尘器前烟道相连，所述干燥塔与浓液箱相连，所述两相流雾化器设置在所述干燥塔中，所述两相流雾化器的液相来自所述浓液箱中的废水浓缩液，气相来自电厂压缩空气，所述除尘器和干燥塔均连接至电厂输灰系统。从锅炉scr设备后抽取高温烟气经除尘器去除粉尘后输送至干燥塔，在干燥塔内设置有两相流雾化器，通过两相流雾化器均匀喷射出的浓液被高温烟气立即蒸干，降温后的烟气由引风机引去电厂除尘器前烟道，蒸干后的盐分及杂质落入干燥塔底部排料口，与除尘器收集的粉尘一同由仓泵输送给电厂输灰管道。

于本实用新型一实施例中，所述废水预处理系统包括废水缓冲池、氧化风装置以及废水给料泵，所述氧化风装置用于给废水缓冲池内的脱硫废水提供空气，所述废水缓冲池通过废水给料泵与低温闪蒸系统的第一组分离器相连。

本技术方案具有以下有益效果：

(1)废水预处理系统处理废水旋流器溢流液，无需加药，更无需复杂设备和处理流程，设备简单投资小，运行稳定，对脱硫废水水质波动适应性好，避免以往三联箱产生的污泥,减少对三联箱工艺副产物污泥的后续处理流程。

(2)热交换系统利用电厂已有低温省煤器中热水提供热源，相比烟道换热器设备，设备投入少，不会带来设置烟道换热器产生的烟道阻力，节省成本及运行能耗，运行维护简单，没有原烟道改造的工作，极大的减少工期。

(3)低温闪蒸系统采用多组加热器组合的多效闪蒸，实现热量的梯度使用，提高热量利用率，整个浓缩过程中无需添加药物，系统回水率不小于90％，比传统膜浓缩回水率高，且回水水质良好可直接回电厂工艺水系统使用。

(4)喷雾干燥系统处理浓缩后的脱硫废水，抽取scr后一小股高温烟气与废水浓缩液在独立干燥塔内蒸干，干燥效果极佳；此外本实用新型的整套系统与主机系统分离，比传统烟道内直喷法对主机干扰小，利于主机长期稳定运行。

附图说明

图1是本实用新型工艺模块示意图；

图2是本实用新型废水预处理系统和热交换系统部分的结构示意图；

图3是本实用新型低温闪蒸系统和凝结水系统部分的结构示意图；

图4是本实用新型低温闪蒸系统和喷雾干燥系统部分的结构示意图。

附图标记说明：废水预处理系统1，热交换系统2，低温闪蒸系统3，凝结水系统4，喷雾干燥系统5，电厂工艺水系统101，电厂输灰系统102，废水缓冲池6，罗茨风机7，废水给料泵8，分离器9，给水泵10，一效蒸发器11，一效分离器12，一效循环泵13，二效蒸发器14，二效分离器15，二效循环泵16，三效蒸发器17，三效分离器18，三效循环泵19，增稠器20，浓液箱21，低温省煤器22，首端冷凝器23，首端气液分离器24，首端真空泵25，首端冷凝罐26，首端凝结水泵27，尾端冷凝器28，尾端气液分离器29，尾端真空泵30，尾端冷凝罐31，尾端凝结水泵32，干燥塔33，管式除尘器34，引风机35，仓泵36。

具体实施方式

下面结合实施例及附图1至4对本实用新型作进一步描述。

一种电厂湿法脱硫废水零排放系统，如图1所示，包括废水预处理系统1、热交换系统2、低温闪蒸系统3、凝结水系统4以及喷雾干燥系统5，所述废水预处理系统1和热交换系统2分别与所述低温闪蒸系统3相连接，所述低温闪蒸系统3分别与所述凝结水系统4和喷雾干燥系统5相连接；脱硫废水通过废水预处理系统1处理后进入所述低温闪蒸系统3，并在所述低温闪蒸系统3中形成废水浓缩液，废水浓缩液后续进入所述喷雾干燥系统5；热蒸汽通过所述热交换系统2进入所述低温闪蒸系统3，经过低温闪蒸系统3处理后的热蒸汽进入所述凝结水系统4。最终，在所述凝结水系统4中得到的冷凝水回流至电厂工艺水系统101再利用，而在喷雾干燥系统5处理后形成的粉尘输送至电厂输灰系统，统一收集处理。

所述废水预处理系统1，如图2所示，包括废水缓冲池6、氧化风装置以及废水给料泵8，所述废水缓冲池6接收并储存电厂脱硫废水旋流器溢流来的脱硫废水，所述氧化风装置用于给废水缓冲池6内的脱硫废水提供空气，降低废水中的cod值，充分曝气后的脱硫废水经过废水给料泵8输送至低温闪蒸系统3。所述氧化风装置为罗茨风机7，罗茨风机7经阀门和管道与在废水缓冲池6底部排列设置的若干根管道连接，管道壁开有均匀小孔，脱硫废水在废水缓冲池6停留时经由罗茨风机7提供充足的空气均匀分布在缓冲池内。

所述低温闪蒸系统3如图3所示，包括加热器、浓液箱21和浓液泵，所述加热器有若干组，若干组加热器依次相连，所述浓液箱21连接在最后一组加热器上，所述浓液泵与所述浓液箱21相连接，用于将所述废水浓缩液输送至所述喷雾干燥系统5。本实施例中，所述加热器有三组，在其他实施例中可以根据需要设置其他数量。脱硫废水充分曝气后经由废水给料泵8输送给低温闪蒸系统3的第一组加热器，通过加热器处理形成废水浓缩液储存至所述浓液箱21，再进一步输送至所述喷雾干燥系统5进行干燥处理。

本实施例以一组加热器为例说明所述加热器的组成，如图3所示，所述第一组加热器包括一效蒸发器11、一效分离器12以及一效循环泵，一效分离器12和一效循环泵13有管道环路连接，由废水预处理系统1中的废水给料泵8输送脱硫废水与一效分离器12连接，脱硫废水在一效蒸发器11发生热量交换，加热后的废水经由一效蒸发器11内管程输送至一效分离器12中分离，一效分离器12中蒸汽通过顶部的管道与二效蒸发器14连接，作为二效加热器的热源。所述一效分离器12中脱硫废水的浓缩液通过底部的管道和一效循环泵13补充至一效蒸发器11，完成一次加热循环，同时，一效分离器12通过底部的管道与二效分离器15连接，一效分离器12中脱硫废水的浓缩液作为二效加热器的分离对象，由二效循环泵16驱动在二效加热器内循环，同理三效加热器运行情况也是如此。

此外，在三效分离器18和浓液箱21之间设有增稠器20，如图3所示，增稠器20底部经由管道将脱硫废水浓液引至浓液箱21，浓液箱21配套设置搅拌装置，最后通过浓液泵，将废水浓液输送至喷雾干燥系统5。

所述喷雾干燥系统5，如图4所示，包括干燥塔33、管式除尘器34、引风机35和仓泵36，所述干燥塔33与浓液箱21相连，所述两相流雾化器设置在所述干燥塔33中，所述两相流雾化器的液相来自所述浓液箱21中的废水浓缩液，气相来自电厂压缩空气，所述除尘器和干燥塔33均连接至电厂输灰系统。本实施例中，利用引风机35在燃煤锅炉的空预器前抽取部分高温烟气，利用管式除尘器34对抽取的高温烟气进行处理，从中分离并收集烟气中的飞灰；处理后的部分高温烟气送入干燥塔33，经过低温闪蒸系统3处理后的脱硫废水浓缩液由干燥塔33内设置的若干两相流喷嘴喷入干燥塔33，与高温烟气直接接触，蒸发干燥后形成的固态粉体，部分随烟气排出干燥塔33，并最终进入除尘器而被收集。干燥塔33内下部的粉尘和管式除尘器34收集的粉尘，经由管道和仓泵36运送至电厂输灰系统102。

所述凝结水系统4，如图3所示，包括首端凝结模块和尾端凝结模块，所述首端凝结模块包括相互循环连通的首端冷凝器23、首端冷凝罐26和首端气液分离器24，所述首端冷凝器23与第一组加热器相连接，所述首端冷凝罐26与所述热交换系统2相连。所述尾端凝结模块包括相互循环连通的尾端冷凝器28、尾端冷凝罐31和尾端气液分离器29，所述尾端冷凝器28与最后一组加热器以及增稠器相连，所述尾端冷凝罐31与电厂工艺水系统相连。所述首端凝结模块和尾端凝结模块均分别与外部冷却水源相连接，即来自厂区的冷却水分别输送至首端冷凝器23和尾端冷凝器28，冷却换热后返回厂区冷却水系统。所述低温省煤器22出来的蒸汽进入一效蒸发器11冷却之后，再经由首端冷凝器23中电厂冷却水进行换热冷却，将蒸汽冷凝后，储存在首端冷凝罐26，冷凝后的蒸汽通过首端气液分离器24与首端真空泵25相连接，首端凝结水泵27将首端冷凝罐26中的冷凝水补充至所述热交换系统2中，如图2所示。

如图3所示，所述三效分离器18与增稠器20的顶部都由管路连接至尾端冷凝器28。作为热源的蒸汽在三效分离器18和增稠器20换热冷却后，汇流至尾端冷凝器28。尾端冷凝器28上连接有尾端气液分离器29和尾端真空泵30，将脱硫废水管路内形成真空环境，提高蒸发器组内蒸汽的汽化潜热，冷却后的水储存至尾端冷凝罐31。同时，三效蒸发器17和二效蒸发器14经由管路连接至尾端冷凝罐31。所述尾端冷凝罐31中的水经尾端凝结水泵32回用至电厂工艺水系统101。

所述热交换系统2，如图2所示，布置在吸收塔前低温省煤器22附近，所述热交换系统2与低温省煤器22相连接，所述热交换系统2为所述低温闪蒸系统3提供热量。所述热交换系统2包括分离罐9和给水泵10，所述分离罐9与第一组加热器相连。低温省煤器的热水(95～115℃)流经所述分离罐9进入一效分离器12，所述一效分离器12顶部有管道与一效蒸发器11相连接，利用真空泵形成的负压，将热源蒸汽吸引至一效蒸发器11，使介质水和蒸汽处于真空环境，以提高蒸汽的汽化潜热。所述凝结水系统中4的首端冷凝罐26中的冷凝水补充至所述分离罐9，所述分离罐9底部的水通过给水泵10重新补充至低温省煤器。

本实施例中，涉及两个部件或结构之间相连接或相接的语句，其中“相连接”或“相接”或类似表述所指的意思是：如果a与b之间有液体或气体的输送，那么a与b之间是通过管道相连通的，以及可以根据需要，在a与b之间的管道上设置控制阀。

本实用新型适应性强，节能环保，设备投资少，后期运行维护简便。本实用新型通过利用火电厂低温省煤器中的热水做热源，对脱硫废水简单曝气，不需要加入化学药品，整个工艺过程无污泥、废水、废气排放，同时能将废水中的水几乎全部回用，投资费用低，维护成本低，运行成本低。处理后的废水浓液通过高温烟气快速干燥，干燥后的固体体积小、易收集、设备成本低、无结壁现象。

上述具体实施例只是用来解释说明本实用新型，而并非是对本实用新型进行限制，在本实用新型构思和权利要求保护范围内对本实用新型做出的任何不付出创造性劳动的改变和替换，皆落入本实用新型专利的保护范围。