一种脱硫废水处理系统的制作方法

本发明涉及火电厂废水处理
技术领域：
，更具体地说，涉及一种脱硫废水处理系统。
背景技术：
：燃煤电厂的主要污水有：生活污水、含煤废水、循环水冷却塔排污水以及脱硫废水。生活污水、含煤废水、循环水冷却塔等排污水一般经过简单物化、生化处理后作为补给水回用于脱硫塔。脱硫废水作为燃煤电厂的终端废水，具有水质差、成分复杂、高盐分、难回用等特点，一直是燃煤电厂全厂废水零排放的关键难题。烟气余热蒸发技术作为脱硫废水全新、高效、经济的零排放工艺，在实现燃煤电厂零排放有较大的应用潜力。该技术的原理是将经气液双流体雾化器高度雾化的脱硫废水喷入到空预器与除尘器之间的烟道内，在烟气余热的加热作用下，雾滴水分被完全蒸发，而盐分随着水分蒸发结晶成固体颗粒，被除尘器捕捉进入干灰，从而达到废水零排放。对于烟气工况复杂多变、脱硫废水排放量大的机组而言，为保证脱硫废水烟气余热蒸发处理系统的稳定性，则需将脱硫废水进行减量化处理。对于烟气余热蒸发系统而言，只有雾滴实际蒸发时间小于雾滴允许蒸发时间，才能保证系统的稳定性。雾滴实际蒸发时间是由雾滴粒径及其所处的烟气温度共同决定的，而雾滴允许蒸发时间是由蒸发烟道长度与烟气流速的比值决定的。因此，较大的雾化粒径完全蒸发所需的蒸发时间较长，较易导致有限的蒸发烟道长度难以满足较大的雾化粒径完全蒸发所需的蒸发时间；或者蒸发烟道长度较短，难以满足雾化粒径完全蒸发所需的蒸发时间，影响了废水零排放效果。综上所述，如何缩短脱硫废水的雾滴在蒸发烟道中的蒸发时间，以提高废水零排放效果，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种脱硫废水处理系统，以缩短脱硫废水的雾滴在蒸发烟道中的蒸发时间，从而提高废水零排放效果。为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种脱硫废水处理系统，包括废水缓冲箱，还包括：能够去除脱硫废水中钙镁离子的预处理系统，所述预处理系统设置在所述废水缓冲箱进口端；用于向所述废水缓冲箱内投加碳酸氢盐的碳酸氢盐加药装置；双流体雾化喷嘴，所述双流体雾化喷嘴的进气口连接有空压机，进水口通过水泵与所述废水缓冲箱的出水口连接。优选的，上述脱硫废水处理系统中，所述碳酸氢盐加药装置为碳酸氢钠加药装置或碳酸氢钾加药装置；所述碳酸氢盐加药装置投加碳酸氢盐的质量分数为5％～20％。优选的，上述脱硫废水处理系统中，所述碳酸氢盐加药装置设置在所述废水缓冲箱的上方。优选的，上述脱硫废水处理系统中，还包括设置在所述废水缓冲箱内的机械搅拌装置。优选的，上述脱硫废水处理系统中，所述脱硫废水处理系统的空预器与电除尘器之间的烟道包括：主烟道；与所述主烟道并联设置的旁路烟道，所述脱硫废水处理系统的双流体雾化喷嘴位于所述旁路烟道内并靠近进口端，所述旁路烟道的进口端设置有进口阀门，出口端设置有出口阀门。优选的，上述脱硫废水处理系统中，所述旁路烟道内还设置有靠近出口端的离心风机，所述双流体雾化喷嘴与所述离心风机的距离大于20m。优选的，上述脱硫废水处理系统中，所述旁路烟道为u型烟道，所述u型烟道的中部直烟道段与所述主烟道平行，所述双流体雾化喷嘴和所述离心风机均设置在所述中部直烟道段。优选的，上述脱硫废水处理系统中，还包括用于检测所述中部直烟道段内温度的温度检测装置，所述温度检测装置包括：沿所述中部直烟道段的长度方向，自所述双流体雾化喷嘴前1m处到所述双流体雾化喷嘴后20m处均匀设置的多个温度检测元件，相邻两个所述温度检测元件之间的距离为1m。优选的，上述脱硫废水处理系统中，所述废水缓冲箱与所述预处理系统之间还设置有减量化系统。优选的，上述脱硫废水处理系统中，还包括蒸发管道清洗装置，所述蒸发管道清洗装置能够对含有碳酸氢盐的脱硫废水流过的管道依次进行酸洗和清水冲洗。从上述的技术方案可以看出，本发明提供的脱硫废水处理系统包括废水缓冲箱；能够去除脱硫废水中钙镁离子的预处理系统，该预处理系统设置在废水缓冲箱进口端；用于向废水缓冲箱内投加碳酸氢盐的碳酸氢盐加药装置；双流体雾化喷嘴，该双流体雾化喷嘴的进气口连接有空压机，进水口通过水泵与废水缓冲箱的出水口连接。该脱硫废水处理系统应用时，由脱硫塔流出的脱硫废水经预处理系统去除脱硫废水中钙镁离子后，进入废水缓冲箱；然后通过碳酸氢盐加药装置在废水缓冲箱内加入一定量的碳酸氢盐；然后由水泵打出的含有碳酸氢盐的脱硫废水在空压机提供的空气作用下，经双流体雾化喷嘴喷入空预器与电除尘器之间的烟道中，利用烟气余热将含碳酸氢盐的脱硫废水蒸发，蒸发完毕后的固体产物进入电除尘器，进而被电除尘器收集而除去；双流体雾化喷嘴的雾化程度较高，蒸发效率较高。含碳酸氢盐的脱硫废水进入烟道后，在烟气余热的作用下开始蒸发；一方面，含有碳酸氢盐的脱硫废水会与烟气中的so3发生如下反应：2hco3-+so3→so42-+2co2↑+h2o①另一方面，含有碳酸氢盐的脱硫废水在加热的情况下易发生如下反应：2hco3-→co32-+co2↑+h2o②上述两个反应生成的二氧化碳气体将会进一步加速液滴扰动，还易形成二次雾滴，同时气液相之间的反应必然加快雾滴与烟气的传热传质过程；另外，②式中生成的碳酸根会与脱硫废水中少量的可溶性的钙镁离子快速反应成核，并放出热量，均能有效地缩短雾滴蒸发时间，进而能够使脱硫废水在较大雾化粒径下或者允许的较短的蒸发烟道长度下依然能实现完全蒸发。因此，加入碳酸氢盐能够缩短脱硫废水的雾滴在蒸发烟道中的蒸发时间，从而提高了废水零排放效果。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例提供的脱硫废水处理系统一种实施方式的结构示意图；图2是本发明实施例提供的脱硫废水处理系统另一种实施方式的结构示意图。图1-2中，1-锅炉、2-省煤器、3-空预器、4-双流体雾化喷嘴、5-电除尘器、6-脱硫塔、7-预处理系统、8-减量化系统、9-废水缓冲箱、10-机械搅拌装置、11-碳酸氢盐加药装置、12-水泵、13-空压机、14-温度检测装置、15-旁路烟道、16-离心风机。具体实施方式本发明实施例提供了一种脱硫废水处理系统，缩短了脱硫废水的雾滴在蒸发烟道中的蒸发时间，从而提高了废水零排放效果。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参考附图1-2，本发明实施例提供的脱硫废水处理系统包括废水缓冲箱9；能够去除脱硫废水中钙镁离子的预处理系统7，预处理系统7设置在废水缓冲箱9进口端和用于向废水缓冲箱9内投加碳酸氢盐的碳酸氢盐加药装置11；双流体雾化喷嘴4，双流体雾化喷嘴4的进气口连接有空压机13，进水口通过水泵12与废水缓冲箱9的出水口连接。本实施例中，废水缓冲箱9的出水口与水泵12相连，水泵12的出水口与空压机13提供的空气在双流体雾化喷嘴4汇合。需要说明的是，脱硫废水处理系统包括依次连接的锅炉1、省煤器2、空预器3、电除尘器5、脱硫塔6、预处理系统7，废水缓冲箱9的进口与预处理系统7的出口连接；还包括能够将脱硫废水雾化的双流体雾化喷嘴4，双流体雾化喷嘴4的出口设置在空预器3与电除尘器5之间的烟道内。预处理系统7是指中和、沉淀、絮凝、澄清、软化、调整ph等传统工艺处理路线，主要目的是去除脱硫废水中的重金属、悬浮物以及钙镁离子，是一种常规处理系统。该脱硫废水处理系统应用时，由脱硫塔6流出的脱硫废水经预处理系统7去除脱硫废水中钙镁离子后，进入废水缓冲箱9；然后通过碳酸氢盐加药装置11在废水缓冲箱9内加入一定量的碳酸氢盐；然后由水泵12打出的含有碳酸氢盐的脱硫废水在空压机13提供的空气作用下，经双流体雾化喷嘴4喷入空预器3与电除尘器5之间的烟道中，利用烟气余热将含碳酸氢盐的脱硫废水蒸发，蒸发完毕后的固体产物进入电除尘器5，进而被电除尘器5收集而除去；双流体雾化喷嘴4的雾化程度较高，蒸发效率较高。含碳酸氢盐的脱硫废水进入烟道后，在烟气余热的作用下开始蒸发；一方面，含有碳酸氢盐的脱硫废水会与烟气中的so3发生如下反应：2hco3-+so3→so42-+2co2↑+h2o①另一方面，含有碳酸氢盐的脱硫废水在加热的情况下易发生如下反应：2hco3-→co32-+co2↑+h2o②上述两个反应生成的二氧化碳气体将会进一步加速液滴扰动，还易形成二次雾滴，同时气液相之间的反应必然加快雾滴与烟气的传热传质过程；另外，②式中生成的碳酸根会与脱硫废水中少量的可溶性的钙镁离子快速反应成核，并放出热量，均能有效地缩短雾滴蒸发时间，进而能够使脱硫废水在较大雾化粒径下或者允许的较短的蒸发烟道长度下依然能实现完全蒸发。因此，加入碳酸氢盐能够缩短脱硫废水的雾滴在蒸发烟道中的蒸发时间，从而提高了废水零排放效果。此外，本发明在不改变任何烟道结构和喷嘴装置条件下就可缩短雾滴蒸发时间，减少了处理成本，同时提高了整个脱硫废水处理系统对各种机组工况的适应性。而且由于含有碳酸氢盐的脱硫废水会与烟气中的so3发生反应，所以还有着协同脱除so3的目的。再者，本发明含有碳酸氢盐的脱硫废水蒸发完毕后有碳酸盐生成，该化合物作为化学调质剂可使粒子导电性增加，进入电除尘器5后，提高电除尘器5的除尘效率。而且本发明技术可靠，操作简便，利用化学反应来加强雾化效果，反应没有产生任何有害的产物，对环境友好，具有良好的经济效益和社会效益。具体的实施例中，碳酸氢盐加药装置11为碳酸氢钠加药装置或碳酸氢钾加药装置。本实施例通过碳酸氢钠加药装置向废水缓冲箱9内投加碳酸氢钠，或通过碳酸氢钾加药装置向废水缓冲箱9内投加碳酸氢钾，优先选用碳酸氢钠，成本较低。当然，上述碳酸氢盐还可以为碳酸氢铵等。优选的，碳酸氢盐加药装置11投加碳酸氢盐的质量分数为5％～20％，能够在碳酸氢盐投加尽量少的前提下缩短脱硫废水的蒸发时间，从而降低成本。当然，根据不同成分的脱硫废水，上述碳酸氢盐投加的质量分数还可以为其他数值，如25％等。为了便于碳酸氢盐的投加，碳酸氢盐加药装置11设置在废水缓冲箱9的上方。这样，在重力作用下，打开碳酸氢盐加药装置11的出口碳酸氢盐就可以进入废水缓冲箱9，结构简单，节省成本。上述碳酸氢盐加药装置11还可以设置在废水缓冲箱9的一侧，借助螺旋推送装置投加碳酸氢盐。为了使碳酸氢盐与脱硫废水混合更均匀，脱硫废水处理系统还包括设置在废水缓冲箱9内的机械搅拌装置10。本发明通过机械搅拌装置10，将投加在脱硫废水中的碳酸氢盐搅拌均匀后得到含有碳酸氢盐的脱硫废水。当然，本发明也可以通过使废水缓冲箱9发生震动或旋转，使其自身具有搅拌功能，以实现同样的混匀碳酸氢盐与脱硫废水的效果。如图2所示，本发明一具体的实施例中，脱硫废水处理系统的空预器3与电除尘器5之间的烟道包括主烟道和与主烟道并联设置的旁路烟道15，脱硫废水处理系统的双流体雾化喷嘴4位于旁路烟道15内并靠近进口端。本发明在电除尘器5与空预器3之间引出一条旁路烟道15，利用旁路烟道15内的烟气余热将含碳酸氢盐的脱硫废水蒸发，最终该烟气回到电除尘器5前。当然，本发明的烟道也可以仅包括主烟道，即原来结构中存在于空预器3与电除尘器5之间的烟道，如图1所示，利用主烟道内的烟气余热将含碳酸氢盐的脱硫废水蒸发。为了便于控制旁路烟道15烟气的通断，优选的，旁路烟道15的进口端设置有进口阀门，出口端设置有出口阀门。进一步的技术方案中，旁路烟道15内还设置有靠近出口端的离心风机16，双流体雾化喷嘴4与离心风机16的距离大于20m。该距离能够保证雾滴完全蒸发，保证了废水零排放效果。当雾滴的雾化粒径较小(小于50μm)时，双流体雾化喷嘴4与离心风机16的距离也可以小于20m，如18m等。优选的，旁路烟道15为u型烟道，u型烟道的中部直烟道段与主烟道平行，双流体雾化喷嘴4和离心风机16均设置在中部直烟道段。该u型烟道包括平行设置的两个端部烟道段和垂直连接在两个端部烟道段之间的中部直烟道段，中部直烟道段的烟气流动更加平稳，蒸发效果较高。为了进一步优化上述技术方案，脱硫废水处理系统还包括用于检测中部直烟道段内温度的温度检测装置14。需要说明的是，由于管道实际工况的条件限制，蒸发时间无法直接测出，但是当雾滴喷入到烟道后，烟气温度随着烟道有一下降后平稳趋势，到达平稳趋势时，即认为雾滴蒸发完毕，此时下降后的温度平衡点与喷嘴的距离即为雾滴蒸发距离。因此，可以通过上述温度检测装置14来确定雾滴的蒸发距离。本实施例中，温度检测装置14包括沿中部直烟道段的长度方向，自双流体雾化喷嘴4前1m处到双流体雾化喷嘴4后20m处均匀设置的多个温度检测元件，相邻两个温度检测元件之间的距离为1m。温度检测元件具体为22个，温度检测精度较高，获得的雾滴蒸发距离精确性较高。当然，本发明还可以每隔1.5m或2m设置一个温度检测元件。本发明采用如图2所示的实施方式在由某电厂中的试验平台进行。为了增强试验平台的稳定性，本试验直接采用工艺水替代脱硫废水来考察加入碳酸氢盐前后的水对蒸发时间的影响。具体步骤如下：1)按照图2所示示意图，安装好中试试验平台的各个部件；2)当电厂锅炉1稳定运行时，开启进、出口阀门，启动离心风机16，保持烟道中一定的烟气流量，并开启温度检测装置14；3)将工艺水打入废水缓冲箱9；4)开启水泵12、空压机13，并控制一定的压力和流量，由水泵12打出的工艺水在空压机13提供的空气作用下经双流体雾化喷嘴4喷入到旁路烟道15中，然后通过温度检测装置14观察烟道温度的变化；5)待上述烟道中的温度稳定后，找到温度下降后平衡点与喷嘴的距离，此为不含碳酸氢钠的工艺水的蒸发距离；6)在上述工况条件保持不变的情况下，在工艺水中加入一定量的碳酸氢钠，配置成含有10％的碳酸氢钠溶液，重复上述的4、5步骤，找到含有碳酸氢钠的工艺水的蒸发距离；7)试验完毕后，依次关闭喷射水泵12、空压机13、离心风机16、进口阀门、出口阀门。试验的条件和结果如下表所示：序号项目单位参数1烟气流量m3/h200002烟气温度℃1223烟气流速m/s8.84空气压缩机压力bar45空气压缩机气量nm3/h936水泵12压力bar1.67水泵12流量l/min18不含碳酸氢钠时的蒸发距离m149含有碳酸氢钠时的蒸发距离m12上述试验结果表明，同种工况和试验条件下，在工艺水中添加碳酸氢钠后，蒸发距离减少了2m，蒸发时间缩短了15％，表明加入碳酸氢钠后，有助于缩短雾滴的蒸发时间。如图1所示，废水缓冲箱9与预处理系统7之间还设置有减量化系统8。对于烟气工况复杂多变、脱硫废水排放量大的机组而言，为保证脱硫废水烟气余热蒸发处理系统的稳定性，需将脱硫废水进行减量化处理，由脱硫塔6流出的脱硫废水经常规的预处理系统7和减量化系统8处理后进入废水缓冲箱9。减量化系统8是指膜处理或者电渗析处理，出水ph值为7-8，该系统主要目的是减少烟气余热蒸发废水量，降低成本、提高烟气余热蒸发系统稳定性。本发明也可以不设置减量化系统8，使脱硫塔6流出的脱硫废水仅经预处理系统7处理后进入废水缓冲箱9。脱硫废水处理系统还包括蒸发管道清洗装置，蒸发管道清洗装置能够对含有碳酸氢盐的脱硫废水流过的管道依次进行酸洗和清水冲洗。在锅炉1即将停机时，蒸发管道清洗装置对整个蒸发管道使用低浓度的酸洗后，再用清水冲洗，能够防止含有碳酸氢盐的脱硫废水在管道沉积。本发明也可以不包括蒸发管道清洗装置。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页12