一种高盐废水处理系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高盐废水的处理系统和方法，特别是燃煤锅炉烟气治理中产生的高盐 脱硫废水的处理系统和方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国节水意识、环保意识的提升，许多运行燃煤锅炉的厂家要求全厂废水"零 排放"设计。为满足脱硫系统正常运行及系统内物料平衡，需排放脱硫废水。脱硫废水含盐 分高，具有高腐蚀、易结垢等特性。当前国内对此类脱硫废水一般采用三联箱处理，只去除 废水中重金属及悬浮物，不能去除高浓度的氯离子，处理后的废液具有强腐蚀性，仍无法循 环利用，不能实现"零排放"。此外其他水处理环节产生的最终废液也多为与脱硫废水类似 的高盐水，不能循环利用。
[0003] 国内外现有的高盐脱硫废水"零排放"工艺路线通常分为4个步骤:1废水预处理单 元;2废水浓缩单元;3浓缩废水结晶单元;4固体废弃物处置。按照此技术路线，95 %的废水 转化为可循环利用的纯水，其余部分被干燥结晶为固体颗粒，再依据固体颗粒物的成分，确 定按照产品销售还是作为废弃物再次处理。
[0004] 传统的高盐脱硫水零排放工艺路线技术成熟，但初投资高，2台600MW燃煤机组脱 硫废水零排放系统总造价近亿元;运行费用高，处理一吨高盐水成本达百元。所以至今国内 只有2家电厂建设投运，全世界投运的厂家也不超过5家，难于市场化推广。
[0005] 此外，国内一直有人在尝试将脱硫废水喷入除尘器前烟道实现蒸发结晶的方法 (简称烟道蒸发方法）。如专利：CN104689676A(湿法脱硫废水利用系统及其工艺）， CN104030512A(-种利用烟气余热处理末端废水的系统及其方法），CN104129824A(火电厂 脱硫废水综合治理及粉尘颗粒物减排方法），CN104030512A(-种300MW及以上火力发电机 组脱硫废水处理装置)等，但是上述构思的实际运行效果皆不佳，多年来，将高盐脱硫废水 喷入除尘器前烟道的实验不断在尝试，但至今尚无一例成功实现脱硫废水零排放。
[0006] 烟道蒸发方法虽然初投资低，运行成本低，但在实际操作时经常出现如下问题:管 路腐蚀;管路结垢堵塞;喷枪冲刷磨损;液滴不能完全蒸发，与粉尘结合后，粘结在烟道、除 尘器极板极线及输灰装置内。其中液滴不能完全蒸发是该方案失败的最主要原因。
[0007] 液滴在烟道内能否完全蒸发，主要依赖以下4个要素：（1)停留时间，通常除尘器前 的水平烟道长度在10-20米左右，烟气在此位置停留时间一秒钟左右；（2)液滴粒径大小，液 滴蒸发时间与粒径平方正相关，粒径过大，则不能在除尘器烟道内完全蒸发，雾化后的液滴 粒径基本呈正态分布，其中最大粒径的液滴虽然数量较少，但是蒸发时间最长，是导致烟道 结垢堵塞的主要因素，现有烟道蒸发技术都优先选用双流体喷嘴，保证液滴最大粒径不超 过100微米；（3)烟气温度与高盐脱硫废水沸点之差，液滴蒸发时间与此温差值负相关，温差 越大液滴蒸发越快；（4)喷入水量，对于每只双流体喷嘴，水量越大，相应的液滴最大粒径越 大，水量越小，相应的液滴最大粒径越小，另外烟道中水蒸发会降低烟温，对于相同粒径液 滴，烟温下降幅度越大，蒸发所需时间越长。
[0008] 受上述条件的限制，现有的烟道蒸发技术并不能保证在各种烟气条件下蒸发所产 生的全部脱硫废水，看似成本低，但是大多情况下只能实现脱硫废水的减量排放，难于保证 零排放，且安全性差，喷水量越大，对于烟道、除尘器结垢、堵塞的威胁越大。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是针对传统高盐脱硫废水排放技术路线和烟道蒸发方法存在的问 题，提供一种高盐废水的处理系统以及处理方法。所述高盐废水以燃煤锅炉产生的脱硫废 水为主，还可以包括其它水处理环节产生的废液。本发明适用于电力、造纸、化工、钢铁等领 域的高盐废水的处理。
[0010] 发明人经过研究发现，首先，盐分的种类和浓度会影响高盐水的沸点。通常盐分提 高1 % (千份之十），沸点提高〇. 16度，脱硫废水常规处理后的高盐水，所含盐分中含有较高 的CaCl2和MgCl2，CaCl2和MgCl2易溶于水，且随着水温的升高，其溶解度有明显的上升，当对 脱硫废水进行烟道蒸发时，随着CaCl2和MgCl2的浓缩，液滴沸点也在升高，液滴最终沸点可 达到150度以上，超过烟气温度，液滴蒸发速率较慢，且很难有干态CaCl2和MgCl2析出，液滴 最终产物多是粘稠的CaCl2和MgCl2浆泥。其次，一台300MW机组脱硫系统产生的高盐水可达 6t/h，如将全部高盐水喷入烟道中并完全蒸发，会使烟气温度降低8-10度，当烟气温度较低 时，则难于保证全部高盐废水的蒸发。在我国300MW以上燃煤机组，满负荷时，烟温多在130-150摄氏度，但低负荷时，烟温会明显下降，因此在低负荷烟温过低时，喷入的高盐废水完全 不能蒸发，导致烟道蒸发方案的失效。目前的应用烟道蒸发的项目，大多忽视了蒸发与烟温 的关系，在低烟温时仍然大量喷水，导致了液滴不能完全蒸发，与粉煤灰结合，粘合烟道、除 尘器部件、堵塞输灰设备。
[0011]本发明的处理系统和处理方法通过调整高盐水中盐份种类和浓度来降低高盐废 水的蒸发沸点，以增加烟气温度和高盐废水的蒸发沸点之间的温差并提高蒸发效果;通过 浓缩高盐废水以减少烟道蒸发喷水量;并且根据机组负荷和烟气温度调节烟道蒸发喷水 量，从而达到可达到经济高效处理高盐脱硫废水的目的，进一步可以实现高盐废水的零排 放。
[0012] 根据本发明的一个方面，提供一种高盐废水的处理系统，包括依次相连的脱硫废 水常规处理装置、高盐水浓缩装置、浓缩高盐水储存池和雾化器;所述处理系统还包括高盐 水降沸点装置，其设置在浓缩高盐水储存池之前的任意适合位置，用于降低将通过雾化器 喷出的浓缩高盐水的沸点;经雾化器喷出的浓缩高盐水的喷水量可以调节。
[0013] 在使用上述处理系统对高盐废水，例如脱硫废水进行处理时，从脱硫塔排出的脱 硫废水进入脱硫废水常规处理装置进行常规处理后，通过高盐水浓缩装置进行浓缩减量， 在此过程中，使用高盐水降沸点装置降低高盐水的蒸发沸点，然后将蒸发沸点已降低并且 已浓缩的浓缩高盐水储存在浓缩高盐水储存池中，所述雾化器出口伸入到炉膛至除尘器之 间的烟道内和/或炉膛内，浓缩高盐水储存池中的浓缩高盐水经雾化器喷入炉膛至除尘器 之间的烟道内和/或炉膛内，根据雾化器出口所在空间的烟气温度调节雾化器的喷水量。
[0014] 在一个实施方案中，所述高盐水降沸点装置设置在脱硫废水常规处理装置与高盐 水浓缩装置之间并与它们相连，对脱硫废水进行常规处理后，首先进行降低蒸发沸点的处 理，然后再进行浓缩减量。
[0015] 在另一个实施方案中，所述高盐水降沸点装置合并在脱硫废水常规处理装置之 中，以实现在脱硫废水的常规处理过程中降低其蒸发沸点。
[0016] 在又一个实施方案中，所述高盐水降沸点装置设置在高盐水浓缩装置与浓缩高盐 水储存池之间并与它们相连，对脱硫废水进行常规处理后，首先进行浓缩减量，然后再进行 降低蒸发沸点的处理。
[0017] 所述"炉膛至除尘器之间的烟道"是指炉膛至除尘器之间的一段或多段烟道。所述 的"一段烟道"中的"段"是指炉膛至除尘器之间任意两个部件之间的烟道。所述部件包括但 不限于炉膛、省煤器、空气预热器、和/或除尘器等，炉膛至除尘器之间的一段或多段烟道包 括但不限于空气预热器至除尘器之间烟道、省煤器至空气预热器之间烟道、炉膛至省煤器 之间烟道、和/或联接炉膛至除尘器之间的任意两个部件间的旁路烟道等。
[0018] 在特定的实施方案中，所述雾化器可以为一组或多组，浓缩高盐水储存池与所述 一组或多组雾化器相连，每一组雾化器的出口分别伸入到炉膛至除尘器之间的一段烟道内 或炉膛内，每组雾化器喷入烟道的喷水量都可以调节。每一组雾化器可以包括一个或多个 雾化器。
[0019] 在优选的实施方案中，浓缩高盐水储存池与一组雾化器相连，所述一组雾化器出 口伸入到空气预热器至除尘器之间的烟道内，且经雾化器喷入空气预热器至除尘器之间的 烟道的喷水量可以调节。
[0020] 在另一些优选的实施方案中，浓缩高盐水储存池与多组雾化器相连，所述多组雾