单机双驱式废水蒸发结晶系统与方法与流程

本发明涉及废水处理，尤其涉及一种单机双驱式废水蒸发结晶系统与方法。

背景技术：

1、在燃煤电厂生产过程中，为保证烟气中so2排放达标，需进行烟气脱硫。石灰石-石膏湿法脱硫技术是一种广泛应用于燃煤电厂烟气脱硫的净化技术。该技术具有脱硫效率高、运行稳定等优点，然而湿法脱硫工艺为了维持系统稳定运行需要定期的排出一部分废水，即脱硫废水。脱硫废水具备含盐量高、腐蚀性强、难以处理等特点，燃煤电厂一般通过传统的化学沉淀法来处理脱硫废水，是此工艺对于废水中的溶解性盐如cl-、so42-、f-等没有得到有效的控制，从而使处理后的废水仍然无法有效回收利用。

2、机械蒸汽再压缩蒸发结晶技术被广泛应用于脱硫废水零排放，一般采用强制循环结晶的方式，通过大流量的强制循环换热使废水最终达到结晶析出状态。但一般废水初始盐浓度为1％～4％左右，直接采用强制循环蒸发方式至结晶浓度35％左右所需能耗较高。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明实施例提供一种单机双驱式废水蒸发结晶系统与方法，可降低系统整体能耗。

2、本发明一方面实施例提出一种单机双驱式废水蒸发结晶系统，包括：降膜蒸发器、气液分离器、强制循环蒸发器、结晶器和蒸汽压缩机，所述降膜蒸发器具有废水进口、废水出口、蒸汽进口与冷凝水出口，降膜蒸发器上连接有第一监测装置；所述气液分离器具有废水进口、废水出口、浓缩液出口与蒸汽出口，气液分离器的废水进口与降膜蒸发器的废水出口通过管路相连，气液分离器的废水出口与降膜蒸发器的废水进口通过第一循环管路相连；所述强制循环蒸发器具有浓缩液进口、浓缩液出口、蒸汽进口与冷凝水出口，强制循环蒸发器的浓缩液进口与气液分离器的浓缩液出口通过管路相连，强制循环蒸发器上连接有第二监测装置；所述结晶器具有浓缩液进口、浓缩液出口、结晶盐出口与蒸汽出口，结晶器的浓缩液进口与强制循环蒸发器的浓缩液出口通过管路相连，结晶器的浓缩液出口与强制循环蒸发器的浓缩液进口通过第二循环管路相连。

3、所述蒸汽压缩机具有蒸汽进口与蒸汽出口，蒸汽压缩机的蒸汽进口分别与气液分离器的蒸汽出口和结晶器的蒸汽出口通过管路相连，蒸汽压缩机的蒸汽出口分别与降膜蒸发器的蒸汽进口和强制循环蒸发器的蒸汽进口通过管路相连，蒸汽压缩机的蒸汽出口与降膜蒸发器的蒸汽进口之间的连接管路上连接有第一蒸汽分配装置，蒸汽压缩机的蒸汽出口与强制循环蒸发器的蒸汽进口之间的连接管路上连接有第二蒸汽分配装置，第一蒸汽分配装置与第一监测装置电连接，第二蒸汽分配装置与第二监测装置电连接。

4、本发明通过设置降膜蒸发器、气液分离器、强制循环蒸发器、结晶器和蒸汽压缩机，相对于单种强制循环蒸发器，大幅节约了蒸发器的换热面积，降低了循环泵的电耗，可降低系统整体能耗和投资运行成本。本发明可应用于烟气湿法脱硫废水深度处理零排放系统。

5、具体的，本发明利用一台蒸汽压缩机同时驱动两种不同形式的蒸发器，在不需要外部提供蒸汽补充的情况下，仅依靠电能实现系统的热平衡，最终达到废水蒸发结晶的目的。具有良好的经济性，在部分无蒸汽的场景也可实现应用，扩大了蒸发结晶技术的使用范围。

6、本发明通过设置第一监测装置、第二监测装置、第一蒸汽分配装置与第二蒸汽分配装置，可对进入降膜蒸发器与强制循环蒸发器中的蒸汽量进行调控，合理分配各蒸发器所需的蒸汽量，实现整个系统热平衡。

7、在一些实施例中，单机双驱式废水蒸发结晶系统还包括冷凝水预热器，所述冷凝水预热器具有废水进口、废水出口、冷凝水进口与冷凝水出口，冷凝水预热器的废水出口与降膜蒸发器的废水进口通过管路相连，冷凝水预热器的冷凝水进口分别与降膜蒸发器的冷凝水出口和强制循环蒸发器的冷凝水出口通过管路连接。使废水在通入降膜蒸发器之前先进行预热，回收余热，可以缩短降膜蒸发器中废水的换热时间，提高换热效率，降低系统能耗。

8、在一些实施例中，单机双驱式废水蒸发结晶系统还包括饱和器，所述饱和器具有蒸汽进口、蒸汽出口与喷淋水进口，饱和器内设有用于喷淋蒸汽的喷淋装置，喷淋装置与喷淋水进口相连，饱和器的蒸汽进口与蒸汽压缩机的蒸汽出口相连，饱和器的蒸汽出口分别与降膜蒸发器的蒸汽进口和强制循环蒸发器的蒸汽进口通过管路相连，第一蒸汽分配装置连接于饱和器的蒸汽出口与降膜蒸发器的蒸汽进口之间的连接管路上，第二蒸汽分配装置连接于饱和器的蒸汽出口与强制循环蒸发器的蒸汽进口之间的连接管路上。通过设置饱和器可将蒸汽形成饱和蒸汽，饱和蒸汽具有快速升温的作用，可提高蒸发器的换热效率。

9、在一些实施例中，所述冷凝水预热器的冷凝水出口与饱和器的喷淋水进口通过管路相连。可将换热后的冷凝水可用于饱和器中对蒸汽的喷淋，将冷凝水进行有效利用。

10、在一些实施例中，单机双驱式废水蒸发结晶系统还包括不凝汽预热器，所述不凝汽预热器具有废水进口、废水出口、不凝汽进口和不凝汽出口，降膜蒸发器与强制循环蒸发器分别具有不凝汽出口，不凝汽预热器的不凝汽进口分别与降膜蒸发器和强制循环蒸发器的不凝汽出口通过管路相连，不凝汽预热器的废水进口与冷凝水预热器的废水出口通过管路相连，不凝汽预热器的废水出口与降膜蒸发器的废水进口通过管路相连。可将降膜蒸发器与强制循环蒸发器中未冷凝成冷凝水的蒸汽进行利用，回收余热，可对废水进行二次预热，可以缩短蒸发器中废水的换热时间，提高换热效率，降低系统能耗。

11、在一些实施例中，所述气液分离器内的顶部设有第一除沫装置，结晶器内的顶部设有第二除沫装置。设置除沫装置可去除蒸汽携带的液沫。

12、在一些实施例中，所述第一循环管路上连接有降膜循环泵，第二循环管路上连接有强制循环泵，气液分离器的浓缩液出口与强制循环蒸发器的浓缩液进口之间的连接管路上连接有浓缩液泵，所述不凝汽预热器的不凝汽出口处连接有真空泵。设置降膜循环泵、强制循环泵与浓缩液泵，为废水或浓缩液的输送提供动力。

13、真空泵的作用在于：不凝汽预热器的热源为两种不同形式的蒸发器中聚集的无法凝结的蒸汽(即不凝汽)，通过真空泵抽取，可维持系统的真空度的稳定，防止不凝汽在蒸发器或不凝汽预热器中聚集导致换热效果变差。

14、本发明另一方面实施例提出一种单机双驱式废水蒸发结晶方法，利用上述的单机双驱式废水蒸发结晶系统，包括如下步骤：

15、废水进入降膜蒸发器中进行加热，得到的气液混合物；气液混合物进入气液分离器中进行闪蒸分离，分离得到的废水通过第一循环管路重新回到降膜蒸发器中循环，经过气液分离器的多次闪蒸分离后，废水的浓度提高至15％～25％后形成浓缩液；浓缩液进入强制循环蒸发器中进一步加热，加热后的浓缩液进入结晶器中闪蒸，得到的浓缩液通过第二循环管路重新回到强制循环蒸发器中循环，经过结晶器的多次闪蒸后，浓缩液的浓度提高至30％以上，达到饱和结晶状态，形成的结晶盐从结晶器的结晶盐出口排出；气液分离器以及结晶器中闪蒸得到的蒸汽均通入蒸汽压缩机中，蒸汽压缩机排出的蒸汽分别通入降膜蒸发器与强制循环蒸发器中循环使用，第一监测装置在线监测降膜蒸发器中蒸汽与冷凝水的参数，第二监测装置在线监测强制循环蒸发器中蒸汽与冷凝水的参数，根据第一监测装置与第二监测装置监测的参数，第一蒸汽分配装置控制进入降膜蒸发器中的蒸汽量，第二蒸汽分配装置控制进入强制循环蒸发器中的蒸汽量。

16、本发明相对于单种强制循环蒸发器，大幅节约了蒸发器的换热面积，降低了循环泵的电耗，可降低系统整体能耗和投资运行成本。本发明可应用于烟气湿法脱硫废水深度处理零排放系统。

17、具体的，本发明利用一台蒸汽压缩机同时驱动两种不同形式的蒸发器，在不需要外部提供蒸汽补充的情况下，仅依靠电能实现系统的热平衡，最终达到废水蒸发结晶的目的。具有良好的经济性，在部分无蒸汽的场景也可实现应用，扩大了蒸发结晶技术的使用范围。

18、本发明可对进入降膜蒸发器与强制循环蒸发器中的蒸汽量进行调控，合理分配各蒸发器所需的蒸汽量，实现整个系统热平衡。

19、在一些实施例中，还包括饱和器，蒸汽压缩机排出的蒸汽先进入饱和器中形成饱和蒸汽，然后饱和蒸汽分别通入降膜蒸发器与强制循环蒸发器中循环使用，根据第一监测装置与第二监测装置监测的参数，第一蒸汽分配装置控制进入降膜蒸发器中的饱和蒸汽的蒸汽量，第二蒸汽分配装置控制进入强制循环蒸发器中的饱和蒸汽的蒸汽量。通过设置饱和器可将蒸汽形成饱和蒸汽，饱和蒸汽具有快速升温的作用，可提高蒸发器的换热效率。

20、在一些实施例中，还包括冷凝水预热器和不凝汽预热器，废水依次经过冷凝水预热器和不凝汽预热器的两次预热后通入降膜蒸发器中，降膜蒸发器与强制循环蒸发器中形成的不凝汽通入不凝汽预热器中作为预热废水的热源，降膜蒸发器与强制循环蒸发器中形成的冷凝水通入冷凝水预热器中作为预热废水的热源，经过换热后的冷凝水抽取一部分通入饱和器中对蒸汽进行喷淋以使蒸汽形成饱和蒸汽。