一种高效高盐废水蒸发结晶系统的制作方法

1.本发明涉及脱硫废水的处理领域，特别是一种高效高盐废水蒸发结晶系统。


背景技术：

2.脱硫废水主要是锅炉烟气湿法脱硫(石灰石/石膏法)过程中脱硫岛的排放水。为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡，防止烟气中可溶部分即氯浓度超过规定值和保证石膏质量，必须从系统中排放一定量的废水，废水主要来自石膏脱水和清洗系统。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，其中很多是国家环保标准中严格控制的第一类污染物。
3.自2015年《中华人民共和国环境保护法》、《水污染防治行动计划》(水十条)发布以来，废水治理要求整体提升，《火电厂污染防治可行技术指南》(hj2301-2017)中鼓励采用烟气蒸发干燥或蒸发结晶等处理工艺，实现脱硫废水不外排，且随着排污许可制度的深入实施，环评批复废水不外排项目面临改造情况，零排放处理已成为当前趋势。
4.目前市面上主流的脱硫废水零排放工艺为“预处理+浓缩减量+固化干燥”，其中浓缩减量技术主要包括膜法、热法，膜法因成本和进水条件苛刻，因此当前应用尝试较多的浓缩技术为浓缩塔和多效闪蒸技术，多效闪蒸技术在运行过程中常出现因真空度控制不均导致的局部浓缩倍数过高而引起的结垢性堵塞，维修频率高，系统稳定性差，固化干燥段则常出现因前端高含固、含盐来水导致的喷枪堵塞等问题。


技术实现要素：

5.为此，需要提供一种高效高盐废水蒸发结晶系统，解决现有脱硫废水零排放系统处理效率低，系统稳定性差的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种高效高盐废水蒸发结晶系统，包括依次连接的scr模块、空气预热器、低温省煤器、除尘器、引风机、烟气换热器、脱硫岛和烟囱，scr模块和除尘器之间旁路设有高温旁路蒸发结晶器，空气预热器和脱硫岛之间旁路设有蒸发浓缩分离系统，
7.蒸发浓缩分离系统包括冷凝器、真空泵、蒸发浓缩分离器、晶种循环泵、真空皮带机、加热器、加热循环泵和雾化水泵，所述加热器与脱硫岛的废水出口连接，蒸发浓缩分离器用于加热后废水的蒸发浓缩结晶，所述蒸发浓缩分离器的侧边通过加热循环泵连接加热器，所述蒸发浓缩分离器的侧边通过雾化水泵连接高温旁路蒸发结晶器，蒸发浓缩分离器的顶部通过真空泵连接冷凝器，冷凝器的热空气出口连接空气预热器，蒸发浓缩分离器的底边连接晶种循环泵，晶种循环泵连接真空皮带机。
8.进一步，所述蒸发浓缩分离器的内侧壁上固定有环形的折流板，所述折流板和蒸发浓缩分离器的内侧壁之间形成底面封闭、顶面开放的进液槽，环形的折流板中间形成导流通道，所述加热器的与进液槽相连通，所述蒸发浓缩分离器的侧面开设有循环出水口和浓缩清液出口，所述循环出水口和浓缩清液出口位于折流板下方，所述循环出水口通过循
环泵与加热器的进水口连接，浓缩清液出口通过雾化水泵与高温旁路蒸发结晶器连接，所述晶种循环泵的出口连接输送管，所述输送管的另一端连接真空皮带机，输送管的另一端还支路连接有回流管，所述回流管的另一端贯穿蒸发浓缩分离器侧壁并延伸至导流通道内。
9.进一步，所述导流通道的底部固定有锥形罩，所述浓缩清液出口和循环出水口均位于锥形罩的上方。
10.锥形罩放大导流通道的出口，降低结晶后浓缩液的流速，有利于结晶沉淀物的沉淀，同时锥形罩能够阻挡下方翻涌的结晶沉淀物，有效避免结晶沉淀物运动到浓缩清液出口和循环出水口上，浓缩清液出口和循环出水口液体的含固形物量大大降低，可直接输送至所述高温旁路蒸发结晶器雾化或加热器，无需另外设置浓缩液缓冲箱，降低设备成本。
11.进一步，所述回流管位于进液槽液位下方。回流管回流的位置设置在浓缩液溢出液位下方，使得浓缩液溢出后能够与回流的沉淀物充分混合，浓缩液中饱和盐物质在沉淀物上进行富集结晶，防止所述蒸发浓缩分离器壁面及相连管道内壁发生结垢性堵塞。
12.进一步，所述蒸发浓缩分离器的底部为锥斗状。蒸发浓缩分离器的底部呈锥斗状，有利于结晶及固体颗粒沉淀。
13.高温旁路蒸发结晶器与蒸发浓缩分离器通过雾化水泵连接完成雾化水供给，引用来自空气预热器前端的高温烟气和来自蒸发浓缩分离器的雾化水进行热量交换完成废水的蒸发结晶，所产生的结晶物和水蒸汽随烟气输送至所述除尘器前端，雾化水泵进口连接所述蒸发浓缩分离器锥斗上方位置，在导流通道和晶种的双重作用下，绝大部分结晶物及固体颗粒沉淀的底部，蒸发结晶雾化水接口水平位置的浓缩液含固量大大降低，可直接输送至所述高温旁路蒸发结晶器雾化，无需另外设置浓缩液缓冲箱，降低成本。
14.蒸发浓缩分离器与空气预热器通过真空泵和冷凝器依次连接用于对蒸发浓缩分离器内产生蒸汽的机械能热能回收和负压条件控制，有利于蒸发浓缩分离器内废水的蒸发结晶，同时降低高温烟气处理系统前处理的加热成本。
15.进一步，所述加热器的数量为至少两个，至少两个加热器并联设置。
16.多个加热器并联互为备用，运行中可通过阀门切换，一方在线运行，一方退出系统单独进行清洁及检修操作，不影响系统的正常运行，提高了系统整体稳定性。多个加热器同时使用时能够增加脱硫高盐废水的处理量。
17.进一步，所述加热器的热源为以下热源中的一种：来自烟气换热器直接或者间接产生的热水或者蒸汽、来自电厂低温省煤器或其它热水、来自电厂锅炉产生蒸汽、通过电直接加热。
18.加热器具有多种热源选择，加热器使用烟气换热器产生的热水或蒸汽作为热源时，实现了对高温烟气处理系统中热量的回收利用，能够有效降低整个装置的能源成本，同时达到减少污染的目的。
19.上述技术方案具有以下有益效果：
20.本发明中提供一种高效高盐废水蒸发结晶系统中，其可充分利用电厂烟气余热，可实现脱硫废水的零排放处理。通过蒸发浓缩分离器对脱硫废水进行浓缩减量。减量后的废水可以通过高温旁路蒸发结晶器进行雾化干燥处理。
21.蒸发浓缩分离系统中，加热器对高盐废水进行加热，脱硫废水经过加热器加热后，
导流至进液槽内进行蒸发浓缩，蒸发浓缩后的浓缩液从进液槽顶部溢出流入导流通道内，浓缩废水在导流通道内与回流的晶体混合，过饱和废水溶液发生晶体析出，回流的晶体起到晶种的作用，有利于促进晶体的析出，晶体析出后随废水从导流通道流出，流通面积增大，减低流速，发生固液分离，固体沉淀物沉积在底层，上层浓缩液位于沉淀物上层，含大量沉淀物的浓缩液通过晶种循环泵部分回流至所述蒸发浓缩分离器内，部分输送至真空皮带机进行处置，本发明装置浓缩沉淀一体化设计，不另外设置沉淀池，简化了工艺流程，节约成本，完成了对脱硫高盐废水的高效处理。
附图说明
22.图1为具体实施方式所述系统的模块连接图。
23.图2为具体实施方式所述蒸发浓缩分离器的结构图。
24.附图标记说明：
25.11、scr模块；12、空气预热器；13、低温省煤器；14、除尘器；15、引风机；16、烟气换热器；17、脱硫岛；18、烟囱；
26.21、高温旁路蒸发结晶器；22、雾化水泵；23、高温烟气进气管；24、雾化进水管；25、水蒸汽出气管；
27.31、蒸发浓缩分离器；311、浓缩清液出口；312、蒸汽出口；32、循环泵；321、循环出水口；33、加热器；34、晶种循环泵；341、回流管；35、折流板；351、进液槽；352、导流通道；36、锥形罩；37、冷凝器；38、真空泵。
具体实施方式
28.为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
29.请参阅图1-2，本实施例提供一种高效高盐废水蒸发结晶系统，包括通过管道依次连接的scr模块11、空气预热器12、低温省煤器13、除尘器14、引风机15、烟气换热器16、脱硫岛17和烟囱18。
30.scr模块11和除尘器14之间旁路设有高温旁路蒸发结晶器21，空气预热器12和脱硫岛17之间旁路设有蒸发浓缩分离系统。
31.蒸发浓缩分离系统包括蒸发浓缩分离器31、循环泵32、加热器33、晶种循环泵34、冷凝器37和真空泵38，冷凝器37上设有蒸汽进口、冷却水出口、冷空气进口和热空气出口蒸发浓缩分离器31的顶部设有蒸汽出口312，冷凝器37的蒸汽进口通过真空泵38连接蒸汽出口312，热空气出口连接空气预热器12。蒸发浓缩分离器31与空气预热器12通过真空泵38和冷凝器37依次连接用于对蒸发浓缩分离器31内产生蒸汽的机械能热能回收和负压条件控制，有利于蒸发浓缩分离器31内废水的蒸发结晶，同时降低高温烟气处理系统前处理的加热成本。
32.蒸发浓缩分离器31的内侧壁上固定有环形的折流板35，折流板35和蒸发浓缩分离器31的内侧壁之间形成底面封闭、顶面开放的进液槽351，环形的折流板35中间形成导流通道352，加热器33的进水口与脱硫岛17的废水出口连接，加热器33的出水口与进液槽351相连通，蒸发浓缩分离器31的侧面开设有循环出水口321，循环出水口321位于折流板35下方，
循环出水口321通过循环泵32与加热器33的进水口连接，蒸发浓缩分离器31的底部连接晶种循环泵34的进口，晶种循环泵34的出口连接输送管，输送管的另一端连接真空皮带机和回流管341，回流管341的另一端贯穿蒸发浓缩分离器31侧壁并延伸至导流通道352内。
33.回流管341位于进液槽351液位下方。回流管341回流的位置设置在浓缩液溢出液位下方，使得浓缩液溢出后能够与回流的沉淀物充分混合，浓缩液中饱和盐物质在沉淀物上进行富集结晶，防止蒸发浓缩分离器31壁面及相连管道内壁发生结垢性堵塞。
34.蒸发浓缩分离器31的底部为锥斗状。蒸发浓缩分离器31的底部呈锥斗状，有利于结晶及固体颗粒沉淀。本实施例中，蒸发浓缩分离器31包括直筒段和锥斗段，锥斗段固定在直筒段下方。
35.蒸发浓缩分离器31的侧边设有浓缩清液出口311，浓缩清液出口311位于进液槽351下方，高温旁路蒸发结晶器21上连接有高温烟气进气管23、雾化进水管24和结晶物及水蒸汽出气管25，高温烟气进气管23连接scr模块11的出气口，雾化进水管24通过雾化水泵22连接浓缩清液出口311，结晶物及水蒸汽出气管25连接除尘器14的进口。
36.高温旁路蒸发结晶器21与蒸发浓缩分离器31通过雾化水泵22连接完成雾化水供给，引用来自空气预热器12前端的高温烟气和来自蒸发浓缩分离器31的雾化水进行热量交换完成废水的蒸发结晶，所产生的结晶物和水蒸汽随烟气输送至除尘器14前端，化水泵进口连接蒸发浓缩分离器31锥斗上方位置，在导流通道352和晶种的双重作用下，绝大部分结晶物及固体颗粒沉淀的底部，蒸发结晶雾化水接口水平位置的浓缩液含固量大大降低，可直接输送至高温旁路蒸发结晶器21雾化，无需另外设置浓缩液缓冲箱，降低成本。
37.本实施例中，导流通道352的底部固定有锥形罩36，浓缩清液出口311和循环出水口321均位于锥形罩36的上方。
38.锥形罩36放大导流通道352的出口，降低结晶后浓缩液的流速，有利于结晶沉淀物的沉淀，同时锥形罩36能够阻挡下方翻涌的结晶沉淀物，有效避免结晶沉淀物运动到浓缩清液出口311和循环出水口321上，浓缩清液出口311和循环出水口321液体的含固形物量大大降低，可直接输送至高温旁路蒸发结晶器21雾化或加热器33，无需另外设置浓缩液缓冲箱，降低设备成本。
39.本实施例中，蒸发浓缩分离系统包括两个并联设置的加热器33，两个加热器33并联互为备用，运行中可通过阀门切换，一方在线运行，一方退出系统单独进行清洁及检修操作，不影响系统的正常运行，提高了系统整体稳定性。多个加热器33同时使用时能够增加脱硫高盐废水的处理量。
40.加热器33的热源为以下热源中的一种：来自烟气换热器16直接或者间接产生的热水或者蒸汽、来自电厂低温省煤器13或其它热水、来自电厂锅炉产生蒸汽、通过电直接加热。加热器33具有多种热源选择，加热器33使用烟气换热器16产生的热水或蒸汽作为热源时，实现了对高温烟气处理系统中热量的回收利用，能够有效降低整个装置的能源成本，同时达到减少污染的目的。
41.具体的，本发明中，加热器33的热源为高温烟气处理系统的烟气换热器16产生的余热，对高温烟气处理系统的热量进行回收利用，降低整个系统的能耗，提高经济效益。
42.本发明使用时包括如下步骤：
43.锅炉产生的高温烟气依次通过scr模块11、空气预热器12、低温省煤器13、除尘器
14、引风机15、烟气换热器16、脱硫岛17和烟囱18，高温烟气经过处理后得到温度、湿度、颗粒含量、含硫量、含氮量均达到环保排放标准，scr模块11用于对高温烟气应用脱硝工艺，除尘器14除掉烟气中的颗粒含量。
44.烟气在高温烟气处理系统的scr模块11之后，部分高温烟气通过高温烟气进气管23进入到高温旁路蒸发结晶器21内，雾化水泵22将蒸发浓缩分离器31内部分浓缩结晶后的上清浓缩液雾化后经过雾化进水管24输送至高温旁路蒸发结晶器21内，高温烟气对浓缩湿蒸汽进行加热，部分盐分析出结晶，结晶物和水蒸气通过结晶物及水蒸汽出气管25输送至除尘器14，除尘器14去除烟气中的颗粒。
45.高温烟气经过引风机15输送至烟气换热器16内，高温烟气降温，烟气换热器16产生的热媒连接至加热器33内，对加热器33进行加热，烟气经过脱硫岛17脱硫处理后产生高盐废水，高盐废水经过加热器33加热后，经过管道输送至进液槽351内，在进液槽351内进行蒸发浓缩，形成过饱和溶液，蒸发浓缩分离器31通过真空泵38提供低压条件，有利于废水的蒸发浓缩，同时蒸发的气体通过真空泵38输送至冷凝器37，对冷凝器37的冷空气进行加热，冷凝器37产生的热空气用于空气预热器12的热源，从而对热能进行充分的利用，过饱和溶液从进液槽351溢出后，流入到导流通道352内，过饱和溶液在导流通道352回流管341输出的晶体混合，回流的晶体起到晶种的作用，有利于促进晶体的析出，晶体析出后随废水从导流通道352流出，流通面积增大，减低流速，发生固液分离，固体沉淀物沉积在底层，此时即使有部分晶体沉淀物受到冲击向上翻滚，则锥形罩36能够进行阻挡，在折流板35的下方，晶体沉淀物沉积在下层，而上层为上清浓缩液，上清浓缩液的温度控制为60-100℃，上清浓缩液中，可通过循环出水口321被循环泵32输送至加热器33，进行循环加热浓缩，处理一定的时间后，废水中的高盐部分沉淀结晶排出，形成浓缩清液通过雾化水泵22输送至高温旁路蒸发结晶器21进行加热结晶，下层沉积的晶体沉淀物经过晶种循环泵34输送部分通过真空皮带机直接输出，部分通过回流管341，作为过饱和溶液结晶的晶种，促进结晶效率。本实施例中，晶种循环泵34通过管道将结晶沉淀物输送至真空皮带机上，附图未显示真空皮带机位置。
46.本发明提供的一种高效高盐废水蒸发结晶系统中，其可充分利用电厂烟气余热，可实现脱硫废水的零排放处理。通过蒸发浓缩分离器31对脱硫废水进行浓缩减量。进一步地，减量后的废水可以通过高温旁路蒸发结晶器21进行雾化干燥处理。
47.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
或“包含
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
48.尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，
并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。