一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统。


背景技术：

[0002]
2015年4月，国务院发布《水污染行动计划》，强调加强水环境的治理；2017年6月，环保部发布的《火电厂污染防治可行技术指南》正式开始实施，其中明确强调了实现废水近零排放的关键是实现脱硫废水零排放。燃煤电厂的高盐废水主要来源于经过梯级利用后末端废水，如反渗透浓水、循环排污水及脱硫废水等。高盐废水由于盐含量高、排量大和对金属具有腐蚀性(如cl-腐蚀)等特征，直接外排会对生态环境造成严重危害，其零排放成为业内关注的焦点，处理难度高于一般工业废水。
[0003]
目前脱硫废水零排放方法主要包括蒸发塘处理、预处理+膜浓缩+蒸发结晶、烟道直接蒸发、旁路烟道蒸发等。蒸发塘处理成本较低，但其处理效果受风速、废水浓度以及水体环境限制较大，且存在风吹损失，对周围环境影响大。预处理+膜浓缩+蒸发结晶技术可以实现结晶盐资源化，但是处理流程长、一次性投资大、预处理加药成本高。烟道直接蒸发技术存在烟道内烟尘含量大，导致飞灰沉积，雾化后的脱硫废水需要一定长度的烟巷蒸发结晶，而实际锅炉烟巷较短，导致无法完全蒸干，造成烟道的腐蚀，大大增加了除尘器的压力，在一定程度上影响锅炉效率。烟气旁路处理装置因单独引入高灰分烟气作为脱硫废水的蒸干热源，极易出现粘壁现象，从而使干燥塔运行不能正常进行，影响设备寿命，若单独采用空预器的热空气作为蒸干的热源，相比较热烟气来说，对锅炉效率影响大。
[0004]
烟道气蒸发零排放工艺，直接利用烟气余热实现脱硫废水的零排放，工艺简单，成本较低，是目前比较受青睐的零排放技术，美国环境保护署报告显示，脱硫废水烟道蒸发造成的潜在风险为，蒸发产物混入飞灰可能会改变飞灰的特性，影响飞灰的综合利用；含氯产物不能完全被除尘器捕集，可能会增加除尘器、烟道的腐蚀，增加运行维护成本。因此，有必要对烟道气蒸发产物进行单独处理，减少对整体系统的危害。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型是针对烟道气蒸发产物的处理，设计了一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统，充分利用了除尘系统后烟气的余热，对高盐废水进行闪蒸，闪蒸母液与烟气在干燥塔中换热，经除尘后对其产物进行固化处理，避免了高盐废水中杂盐进入粉煤灰造成的潜在二次污染。
[0006]
本实用新型提供一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统，作为优选方式，包括依次连接的脱硫塔、高盐废水收集池、烟道换热系统、闪蒸系统、闪蒸母液收集箱、旁路烟道干燥系统和除尘器和设置在除尘器出口一侧的蒸发产物固化系统；
[0007]
旁路烟道干燥系统包括干燥塔，设置在干燥塔内顶部且与闪蒸母液收集箱连接的旋转雾化装置，设置在干燥塔底部的旋风分离器和设置在干燥塔上部的高温烟气入口，旋
风分离器出口与除尘器相连；
[0008]
蒸发产物固化系统包括依次放置的均化装置、成型装置和养护装置，蒸发产物固化系统用于所颗粒b、产物c、填充料d和水玻璃溶液e的均化、成型和养护。
[0009]
本实用新型所述的一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统，作为优选方式，在高盐废水收集池和烟道换热系统之间连接有砂滤系统。
[0010]
本实用新型所述的一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统，作为优选方式，脱硫塔前端的主烟道上依次连接静电除尘器和空预器，烟道换热系统设置在脱硫塔与静电除尘器之间的主烟道上，高温烟气入口与空预器前端的主烟道相连，除尘器的空气出口与静电除尘器和空预器之间的主烟道相连。
[0011]
本实用新型所述的一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统，作为优选方式，烟道换热系统包括依次连接的进水管、换热组件和出水管，进水管与砂滤系统出口连接，换热组件设置在脱硫塔的主烟道内，出水管与闪蒸系统的入口连接。
[0012]
本实用新型所述的一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统，作为优选方式，闪蒸系统包括闪蒸罐体、与出水管相连且设置在闪蒸罐体上部侧面的闪蒸罐体入口，与闪蒸罐体入口相连且设置在闪蒸罐体内上部的喷淋装置，设置在闪蒸罐体上部侧面的蒸汽出口，与蒸汽出口相连的液滴分离装置，与液滴分离装置蒸汽出口相连的蒸汽冷凝装置和设置在闪蒸罐体内底部的水槽，水槽用于盛放闪蒸母液a，水槽出口与闪蒸母液收集箱进口连接。
[0013]
本实用新型在使用过程中，包括以下步骤：
[0014]
s1.脱硫塔排出的废水和电厂反渗透浓水进入高盐废水收集池，再进入砂滤系统过滤除去悬浮物；
[0015]
s2.过滤后的高盐废水进入烟道换热系统，通过与脱硫塔烟道中的烟气换热，将高盐废水加热到70-80℃；
[0016]
s3.加热后的高盐废水进入闪蒸系统，通过喷淋装置喷入闪蒸罐体，蒸汽通过蒸汽出口依次进入液滴分离装置及蒸汽冷凝装置，未被蒸发的液体落入水槽，得到闪蒸母液a，并流入闪蒸母液收集箱；
[0017]
s4.从闪蒸母液收集箱流出的闪蒸母液a进入旁路烟道干燥系统，通过旋转雾化装置喷入干燥塔，在干燥塔内与高温烟气进行充分换热后得到干燥产物和热气，干燥产物经旋风分离器分离出颗粒b，热气中的灰尘被除尘器捕集，得到产物c；
[0018]
s5.将颗粒b、产物c与填充料d放入均化装置内，搅拌均匀，再加入水玻璃溶液e形成浆料f；
[0019]
填充料d包括高炉矿渣、粉煤灰、铝酸钠、减水剂，所述颗粒b与所述产物c总和、所述高炉矿渣、所述粉煤灰、所述铝酸钠、所述减水剂按照质量百分比：10％-20％、40％-60％、20％-30％、8％-15％、1％-5％调配。
[0020]
减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。
[0021]
颗粒b、产物c与填充料d的质量之和与水玻璃溶液e的质量百分比为100：(20-40)，水玻璃溶液e的模数为1.2-1.8，sio
2
的质量分数为15-20％。
[0022]
s6.将浆料f倒入成型装置进行成型，并在室温下静置24-48h后，得到成型体；
[0023]
s7.将s6得到的成型体放入养护装置进行养护，得到可用作路面砖的固化体。
[0024]
步骤s7中的养护条件为：温度40-60℃、湿度80-90％，养护时间28天。
[0025]
高盐废水经砂滤系统过滤，随后经烟道加热再进入闪蒸系统，通过蒸汽冷凝装置回收淡水，废水以雾状或液滴状态喷入闪蒸罐，在期间被蒸发、降温，未被闪蒸部分落入底部水槽，底部水槽中的闪蒸母液进入母液收集箱。旁路烟道干燥系统抽取脱硝之后、空预器之前的高温烟气，包括干燥塔和除尘器，干燥塔的上部设有烟气进口，下部设有烟气出口，干燥塔的顶端设置旋转雾化装置，干燥塔的底部设有旋风分离器，烟气出口与除尘器相连，除尘后的烟气返回空预器之后的主烟道。除尘器收集的蒸发产物进入固化系统，蒸发产物固化系统包括均化装置、成型装置和养护装置。
[0026]
本实用新型得到固化体的抗压强度大于30mpa，氯离子溶出率小于10％，用于路面砖。
[0027]
本实用新型具有以下优点：
[0028]
(1)充分利用了除尘系统后烟气的余热，加热高盐废水的同时降低了进入脱硫塔烟气的温度，减少了脱硫系统的蒸发量，从而在源头上降低脱硫废水的排放量；
[0029]
(2)在高盐废水进入烟道换热换热系统前进行砂滤，有效去除高盐废水中的悬浮物，减少在高盐废水在换热器表面的沉积和结垢，有利于换热系统的稳定运行；
[0030]
(3)利用闪蒸系统回收宝贵的淡水资源，减少了水资源的浪费；
[0031]
(4)旁路烟道干燥系统的干燥产物主要为高盐废水中的杂盐及重金属离子，采用地质聚合物的原理将高盐废水中的杂盐及重金属离子固化，形成稳定的固化体，可有效避免杂盐及重金属离子的二次潜在危害，并且形成的固化体可用作路面砖；
[0032]
(5)整个高盐废水零排放系统中，无需加药处理，有效降低了高盐废水零排放的成本。
附图说明
[0033]
图1为一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统实施例1结构示意图；
[0034]
图2为一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统实施例2结构示意图；
[0035]
图3为一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统的烟道换热系统的示意图；
[0036]
图4为一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统的闪蒸系统的示意图；
[0037]
图5为一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统的旁路烟道干燥系统示意图；
[0038]
图6为一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统的蒸发产物固化系统示意图；
[0039]
图7为一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统的使用方法示意图。
[0040]
附图标记：
[0041]
1、脱硫塔；2、高盐废水收集池；3、烟道换热系统；31、进水管；32、换热组件；33、出水管；4、闪蒸系统；41、闪蒸罐体；42、闪蒸罐体入口；43、喷淋装置；44、蒸汽出口；45、液滴分离装置；46、蒸汽冷凝装置；47、水槽；5、闪蒸母液收集箱；6、旁路烟道干燥系统；61、干燥塔；62、旋转雾化装置；63、旋风分离器；64、高温烟气入口；7、除尘器；8、蒸发产物固化系统；81、均化装置；82、成型装置；83、养护装置；9、砂滤系统；10、静电除尘器；11、空预器。
具体实施方式
[0042]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。
[0043]
实施例1
[0044]
如图1所示，本实用新型提供一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统，其特征在于：包括依次连接的脱硫塔1、高盐废水收集池2、烟道换热系统3、闪蒸系统4、闪蒸母液收集箱5、旁路烟道干燥系统6、除尘器7和设置在除尘器7出口一侧的蒸发产物固化系统8。
[0045]
旁路烟道干燥系统6包括干燥塔61，设置在干燥塔61内顶部且与闪蒸母液收集箱5连接的旋转雾化装置62，设置在干燥塔61底部的旋风分离器63和设置在干燥塔61上部的高温烟气入口64，旋风分离器63出口与除尘器7相连；
[0046]
蒸发产物固化系统8包括依次放置的均化装置81、成型装置82和养护装置83，蒸发产物固化系统8用于颗粒b、产物c、填充料d和水玻璃溶液e的均化、成型和养护。
[0047]
实施例2
[0048]
如图2所示，本实用新型提供一种用于电厂高盐废水杂盐固化系统，其特征在于：包括依次连接的脱硫塔1、高盐废水收集池2、烟道换热系统3、闪蒸系统4、闪蒸母液收集箱5、旁路烟道干燥系统6、除尘器7和设置在除尘器7出口一侧的蒸发产物固化系统8。
[0049]
在高盐废水收集池2和烟道换热系统3之间，连接有砂滤系统9。
[0050]
如图3所示，烟道换热系统3包括依次连接的进水管31、换热组件32和出水管33，进水管31与砂滤系统7出口连接，换热组件32设置在脱硫塔1的主烟道内，出水管33与闪蒸系统4的入口连接。
[0051]
如图4所示，闪蒸系统4包括闪蒸罐体41、与出水管33相连且设置在闪蒸罐体41上部侧面的闪蒸罐体入口42，与闪蒸罐体入口42相连且设置在闪蒸罐体41内上部的喷淋装置43，设置在闪蒸罐体41上部侧面的蒸汽出口44，与蒸汽出口44相连的液滴分离装置45，与液滴分离装置45蒸汽出口相连的蒸汽冷凝装置46和设置在闪蒸罐体41内底部的水槽47，水槽用于盛放闪蒸母液a，水槽47出口与闪蒸母液收集箱5进口连接。
[0052]
如图5所示，旁路烟道干燥系统6包括干燥塔61，设置在干燥塔61顶部且与闪蒸母液收集箱5连接的旋转雾化装置62，设置在干燥塔61底部的旋风分离器63和设置在干燥塔61上部的高温烟气入口64，旋风分离器63出口与除尘器7相连；
[0053]
如图6所示，蒸发产物固化系统8包括依次放置的均化装置81、成型装置82和养护装置83，蒸发产物固化系统8用于颗粒b、产物c、填充料d和水玻璃溶液e的均化、成型和养护。
[0054]
脱硫塔1前端的主烟道上依次连接静电除尘器10和空预器11，烟道换热系统3设置在脱硫塔1与静电除尘器10之间的主烟道上，高温烟气入口64与空预器11前端的主烟道相连，除尘器7的空气出口与静电除尘器10和空预器11之间的主烟道相连。
[0055]
实施例1及实施例2的使用过程如图7所示，包括如下步骤：
[0056]
s1.脱硫塔1排出的废水进入高盐废水收集池2，再进入砂滤系统9过滤除去悬浮物；
[0057]
s2.过滤后的脱硫废水进入烟道换热系统3，通过与脱硫塔1烟道中的烟气换热，将脱硫废水加热到70-80℃；
[0058]
s3.加热后的脱硫废水进入闪蒸系统4，通过喷淋装置43喷入闪蒸罐体41，蒸汽通过蒸汽出口44依次进入液滴分离装置45及蒸汽冷凝装置46，未被蒸发的液体落入水槽47，
闪蒸系统4将脱硫废水浓缩3-5倍，得到闪蒸母液a，并流入闪蒸母液收集箱5；
[0059]
s4.从闪蒸母液收集箱5流出的闪蒸母液a进入旁路烟道干燥系统6，通过旋转雾化装置62喷入干燥塔61，旋转雾化装置62的雾化粒径30-100μm，在干燥塔61内与高温烟气进行充分换热后得到干燥产物和热气，干燥产物经旋风分离器63分离出颗粒b，热气中的灰尘被除尘器7捕集，得到产物c；
[0060]
s5.将颗粒b、产物c与填充料d放入均化装置81内，搅拌均匀，再加入水玻璃溶液e形成浆料f；
[0061]
填充料d包括高炉矿渣、粉煤灰、铝酸钠、减水剂，所述颗粒b与所述产物c总和、所述高炉矿渣、所述粉煤灰、所述铝酸钠、所述减水剂按照质量百分比：10％-20％、40％-60％、20％-30％、8％-15％、1％-5％调配；
[0062]
减水剂为聚羧酸系高性能减水剂；
[0063]
颗粒b、产物c与填充料d的质量之和与水玻璃溶液e的质量百分比为100：(20-40)，水玻璃溶液e的模数为1.2-1.8，sio
2
的质量分数为15-20％。
[0064]
s6.将浆料f倒入成型装置82进行成型，在室温下静置24-48h后，得到成型体；
[0065]
s7.将s6得到的成型体放入养护装置83进行养护，得到可用作路面砖的固化体。
[0066]
步骤s7中的养护条件为：温度40-60℃、湿度80-90％，养护时间28天。
[0067]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。