一种燃煤电厂脱硫废水零排放装置的制作方法

本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种燃煤电厂脱硫废水零排放装置。

背景技术：

我国水资源短缺形势严峻，火电行业是我国高耗水、高耗煤行业，积极推进火电厂废水“零排放”势在必行。火力发电厂产生的脱硫废水水质最复杂、也最难处理，脱硫废水来源于石灰石-石膏湿法脱硫工艺，即FGD(Flue Gas Desulfu-rization)，其基本原理是：利用石灰浆液在吸收塔内喷淋，与烟气中的SO2反应，从而去除烟气中SO2。该方法由于运行成本低，脱硫效率高、技术成熟等特点，因而在火力发电厂普遍采用。但是，该方法产生的一定量的脱硫废水、废水含有大量固体悬浮物、过饱和亚硫酸盐、硫酸盐、氯化物以及微量重金属，其中很多物质为国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物，危害极大。

我国目前发电厂脱硫废水零排放处理，有两种技术主导路线：一种是通过对脱硫废水投加药剂预处理，经过絮凝、中和沉淀等去掉有害物质，废水经过净化、软化、膜浓缩后，进入蒸发结晶装置，所出的废盐一般单盐为氯化钠，杂盐为硫酸钠和氯化钠混合盐，此方法虽然称为“零排放”，但是废盐为危废盐，盐中存在有毒有机物，盐的毒性没有消除，因此，从严格意义上讲，废盐不能作为一般固废或工业盐去应用，这也是目前我国发电厂行业脱硫废水零排放的最后一道瓶颈问题，不能回避。另外一种技术处置路线是是采用烟气雾化蒸发的方式，即：通过高温烟气的热量，将一定量的脱硫废水喷入烟道，通过烟气将脱硫废水蒸发，产生的废盐进入烟道，通过静电除尘收集烟灰等，这种方法需要消耗电厂热能，长期运行，烟道以及除尘装置会出现盐结疤、腐蚀的现象，另外产生的废盐转移到烟灰中，电厂烟灰作为建材应用，一方面降低了灰的品质，另一方面，氯盐会逐步渗透溶解到地下，加速土壤板结、加剧地下水的盐含量，因此，这种方式实质是废盐的转移，另外废盐的有毒性能并没有得到消除，因此，不能作为一种鼓励推广的处置方式。

为了促进我国发电行业废水“零排放”，我国目前实施了几项发电厂废水“零排放”工程，但是目前这些工程普遍存在“投资大、吨水处理费用高、有危害物质未彻底无害化的”问题，因此，实现一种投资合适、吨水处理费用低、实现有害物质无害化的技术手段，实现真正意义上的发电厂废水“零排放”形势紧迫。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种燃煤电厂脱硫废水零排放装置。

所述装置包括：

用于对脱硫废水进行除有害杂质的机械搅拌澄清池分别与用于对脱硫废水进行降温浓缩的第一直接接触式换热器、以及用于将废水中悬浮物过滤干净的过滤器相连接；

用于对脱硫废水进行预热的不结垢换热器；

所述不结垢换热器和用于对脱硫废水进行蒸发结晶的强制循环蒸发结晶器以及所述过滤器相连接。

本实用新型的有益效果是：第一、实现结晶盐废盐无害化，彻底解决废盐中有害物质对环境的危害，变危废盐为工业盐。其次、脱硫废水无需添加药剂(氢氧化钠与碳酸钠)软化，从而节省处理费用，减少结晶盐量。第三、使用防结垢、除垢技术，实现蒸发结晶过程中、设备不结垢，保持设备长期稳定运行。

进一步，所述第一直接接触式换热器包括：用于将脱硫废水雾化的喷淋雾化喷头和用于除雾除尘的管式除雾器；

所述喷淋雾化喷头的数量为多个，位于所述第一直接接触式换热器的内部；

所述管式除雾器位于所述第一直接接触式换热器的顶部。

进一步，所述装置还包括：用于压缩和脱水的板框压滤机，所述板框压滤机与所述机械搅拌澄清池互相连接。

进一步，所述装置还包括：用于将蒸发过程中富集的石膏提取出来的石膏提取器，所述石膏提取器和所述强制循环蒸发结晶器相连接。

采用上述进一步的方案的有益技术效果在于，能够将蒸发过程中不断富集的石膏提取出来。

进一步，所述装置还包括：用于将结晶盐中的有机物高温碳化的废盐高温加热器，所述废盐高温加热器和所述强制循环蒸发结晶器相连接。

采用上述进一步的方案的有益技术效果在于，利用电厂不超过400℃的高温烟气将结晶盐中的有机物高温碳化，以消除结晶盐的毒性。

进一步，所述装置还包括：用于利用饱和盐水对废盐反复淘洗、过滤和净化的废盐淘洗器，所述废盐淘洗器与所述废盐高温加热器相连接。

采用上述进一步的技术方案的有益技术效果在于，进一步提高结晶盐的纯度，去掉杂质，以达到工业盐的标准。

进一步，所述装置还包括：用于将结晶后的脱硫废水富集液体进行废物排出烘干处理的母液烘干器，所述母液烘干器器与所述强制循环蒸发结晶器相连接。

进一步，所述装置还包括：用于实现所述强制循环蒸发结晶器的余热回收的第二直接接触式换热器，所述不结垢换热器和所述第二直接接触式换热器相连接。

采用上述进一步的技术方案的有益技术效果在于，通过直接接触式换热器将强制循环蒸发结晶器产生的冷凝液、不凝气通过不结垢换热器换热后低温冷凝水、以及设备所用循环水余热和助燃空气进行充分的雾化混合，将助燃空气升温后进入锅炉，从而实现强制循环蒸发结晶器的余热充分回收，降低强制循环蒸发结晶器的运行能耗。

本实用新型的有益效果是：

1、由于充分利用低温烟气余热的回收，因此运行成本低，比现有技术节省20％以上吨水处理费用。

2、实现结晶盐废盐无害化，彻底解决废盐中有害物质对环境的危害，变危废盐为工业级盐。

3、脱硫废水无需添加药剂(氢氧化钠与碳酸钠)软化，节省药剂添加处理费用，减少结晶盐量。

4、实现蒸发过程中，将硫酸根以硫酸钙形式提取出，从而实现氯化钠盐纯度提高，实现杂盐分离提纯为氯化钠盐。

5、使用不结垢换热器、晶种防垢技术，实现蒸发结晶过程中、设备不结垢。

附图说明

图1为本实用新型的一种燃煤电厂脱硫废水零排放装置的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透切理解本实用新型。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

图1为本实用新型实施例提供的一种燃煤电厂脱硫废水零排放装置的优选实施例的结构示意图。

如图1所示，该装置包括：

第一直接接触式换热器1，机械搅拌澄清池2，过滤器3，不结垢换热器4，强制循环蒸发结晶器5，板框压滤机6，石膏提取器7，废盐高温加热器8，废盐淘洗器9，母液烘干器10，第二直接接触式换热器11。

脱硫废水通过送水管道先进入第一直接接触式换热器1，电厂锅炉静电除尘处理后的低温烟气(一般是130℃左右)旁路烟气或全部烟气进入第一直接接触式换热器1。第一直接接触式换热器1内部配置多个喷淋雾化喷头，第一直接接触式换热器1的顶部设置有管式除雾器。脱硫废水经过雾化喷头喷入第一直接接触式换热器1内，与进入第一直接接触式换热器1内的烟气充分高效旋流混合，烟气吸收水分，达到湿度饱和，饱和湿度后的烟气出第一直接接触式换热器1，通过烟气通道进入发电厂脱硫系统，脱硫废水经过第一直接接触式换热器1后，水量被减少，废水出水含盐总量(TDS)增加。同时第一直接接触式换热器顶部的管式除雾器经过深度除雾，将液体等杂质除去，避免含盐液滴等进入脱硫塔。

第一直接接触式换热器1的废水出口和机械搅拌澄清池2的进口相连接。机械搅拌澄清池通过向第一直接接触式换热器1浓缩减量化后的脱硫废水中加入絮凝剂、氧化剂、吸附剂、生石灰等复合药剂，经过机械搅拌、一系列化学反应，一次性将重金属、悬浮物、氟离子等有害成分去掉，废水中的有害沉淀物等经过板框压滤机6压缩脱水后，一定含水率的污泥外出，饱和的脱硫废水进入过滤器3。

过滤器3采用多级过滤器，将废水中的悬浮物过滤干净。

机械搅拌澄清池2出口通过管路和过滤器3进口连接，过滤器3出口和不结垢换热器4的进口连接。不结垢换热器4的出口与强制循环蒸发结晶器5相连接。强制循环蒸发结晶器5采用MVR mechanical vapor recompression(机械蒸汽再压缩)蒸发结晶技术或多效蒸发器技术。蒸发过程中采用复合结晶防垢技术，保证强制循环蒸发结晶器不易结垢。

所述不结垢换热器是在板式换热器的原理基础上，采用合理的设计结构，在换热器的板面连接处，焊接一组或几组声波振动发生器，发生器振动能量作用于换热器的板面，产生高频微幅振动，从而将结垢的晶体振动脱落，并始终不能附着于换热器热交换面，从而达到不结垢的目的。

强制循环蒸发结晶器5的不凝气出口，冷凝液出口和不结垢换热器4通过管路密闭连接。

强制循环蒸发结晶器5与石膏提取器7相连接；石膏提取器7用于将蒸发过程中不断富集的石膏提取出来。石膏提取器的组成是在强制循环蒸发结晶器5内部靠近四周壁面处，设计几组抽取溶液的2-3cm直径的管路与离心脱水机连接，将强制循环蒸发结晶器5内部液面上悬浮的石膏通过管路抽取到强制循环蒸发结晶器5外部，管路和离心脱水机连接，经过离心机脱水后，石膏脱水成固体状，被分离的液体经过另一组管路重新返回到强制循环蒸发结晶器5。

强制循环蒸发结晶器5与废盐高温加热器8相连接；废盐高温加热器8用于利用电厂少量不超过400℃的高温烟气，通过间壁式加热将结晶盐中有机物高温碳化，从而彻底消除结晶盐的毒性，变废盐为一般固态盐，废盐高温加热器8整体为箱体结构，箱体内充满高温烟气，抽屉式结构从上至下层层布置，抽屉内装满废盐，抽屉推入箱体，经过一段时间高温碳化，将抽屉拉出，废盐放入淘洗器，抽屉重新加入待碳化废盐推入箱体。由于废盐高温加热器8结构简单，其结构不再赘述。用于废盐加热，仅需要废盐高温加热器8与废盐接触部分采用耐腐蚀耐高温的金属材料即可。

废盐高温加热器8与废盐淘洗器9相连接；废盐淘洗器9用于利用饱和盐水对生成的盐进行反复淘洗、过滤、净化，达到提纯盐的目的。废盐淘洗器采用防腐功能材料的箱体或筒体结构，内部有旋转机械搅拌器，将淘洗的废盐放置在箱体或筒体内，利用饱和盐水进行冲洗和淘洗，饱和液体通过管路和桶外过滤器连接，饱和液体通过物料泵吸入过滤器，将废盐中不溶性杂质、微量有害物质等吸附、过滤掉，净化后的饱和液体返回箱体或筒体内参与淘洗，同时定期外排一部分饱和氯化钠溶液，从而使杂质与淘洗的废盐分离。

强制循环蒸发结晶器5与母液烘干器7相连接；母液烘干器7用于处理结晶后剩余的浓缩饱和脱硫废水，将废物排出。

不结垢换热器4与第二直接接触式换热器11相连接。第二直接接触式换热器11用于将强制循环蒸发结晶器5产生的低温冷凝水、循环水余热与锅炉助燃空气进行充分的雾化混合，饱和空气温度上升，将余热回收后进入锅炉，从而实现强制循环蒸发结晶器5的余热充分回收，降低强制循环蒸发结晶器5的运行能耗。

上述各部件之间的连接关系都为本领域技术人员容易实现的管道连接，在此不作赘述。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。