申請日2016.10.21
公開(公告)日2017.05.03
IPC分類號C02F1/16
摘要
本實(shí)用新型屬于火電廠廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種火電廠廢水低溫余熱濃縮系統(tǒng)。系統(tǒng)包括除塵器、脫硫吸收塔、廢水收集箱、預(yù)處理裝置、廢水預(yù)熱裝置和蒸發(fā)濃縮塔，廢水預(yù)熱裝置利用除塵器與脫硫吸收塔之間煙道內(nèi)的煙氣熱量對預(yù)處理后的廢水進(jìn)行預(yù)熱;蒸發(fā)濃縮塔用于對預(yù)熱后的廢水進(jìn)行低溫蒸發(fā)，包括塔體，所述塔體內(nèi)設(shè)置有與所述廢水預(yù)熱裝置的廢水出口連接的霧化裝置，所述塔體內(nèi)位于所述霧化裝置的下方設(shè)置有若干填料層;所述塔體下部設(shè)置有空氣入口，所述空氣入口連接有鼓風(fēng)機(jī)，所述塔體上部設(shè)置有空氣出口;所述塔體底部設(shè)置有廢水濃縮循環(huán)系統(tǒng)。本系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)簡單、運(yùn)行可靠，占地面積小，運(yùn)行能耗低，投資成本較低。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.火電廠廢水低溫余熱濃縮系統(tǒng)，包括對鍋爐所排放的煙氣進(jìn)行除塵的除塵器(1)、對除塵后的煙氣進(jìn)行脫硫的脫硫吸收塔(2)、存儲脫硫吸收塔所產(chǎn)生廢水的廢水收集箱(3)以及對廢水收集箱內(nèi)的廢水進(jìn)行預(yù)處理的預(yù)處理裝置(4);其特征在于，還包括：
廢水預(yù)熱裝置(5)，利用除塵器(1)與脫硫吸收塔(2)之間煙道內(nèi)的煙氣熱量對預(yù)處理后的廢水進(jìn)行預(yù)熱;
蒸發(fā)濃縮塔(6)，用于對預(yù)熱后的廢水進(jìn)行低溫蒸發(fā)，包括塔體(61)，所述塔體(61)內(nèi)設(shè)置有與所述廢水預(yù)熱裝置(5)的廢水出口連接的霧化裝置(62)，所述塔體(61)內(nèi)位于所述霧化裝置(62)的下方設(shè)置有若干填料層(63);所述塔體(61)下部設(shè)置有空氣入口(64)，所述空氣入口(64)連接有鼓風(fēng)機(jī)(65)，所述塔體(61)上部設(shè)置有空氣出口(66);所述塔體(61)底部設(shè)置有廢水濃縮循環(huán)系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的火電廠廢水低溫余熱濃縮系統(tǒng)，其特征在于：所述廢水預(yù)熱裝置包括設(shè)置于所述預(yù)處理裝置下游的廢水預(yù)熱器(51)以及設(shè)置于除塵器與脫硫吸收塔之間的煙道內(nèi)用于對廢水預(yù)熱器內(nèi)的換熱介質(zhì)進(jìn)行加熱的煙氣預(yù)熱回收器(52)。
3.如權(quán)利要求1所述的火電廠廢水低溫余熱濃縮系統(tǒng)，其特征在于：所述廢水預(yù)熱裝置為設(shè)置于除塵器與脫硫吸收塔之間的煙道內(nèi)的盤管(53)。
4.如權(quán)利要求1所述的火電廠廢水低溫余熱濃縮系統(tǒng)，其特征在于：所述塔體(61)內(nèi)位于所述霧化裝置(62)的上方設(shè)置有除霧器(67)。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的火電廠廢水低溫余熱濃縮系統(tǒng)，其特征在于：所述廢水濃縮循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置于所述塔體(61)底部的廢水濃縮槽(68)，所述廢水濃縮槽(68)通過廢水循環(huán)泵(69)與所述霧化裝置(62)相連通，所述廢水濃縮槽(68)設(shè)置有濃廢水出口。
說明書
火電廠廢水低溫余熱濃縮系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于火電廠廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種火電廠廢水低溫余熱濃縮系統(tǒng)。
背景技術(shù)
石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)是目前火電廠應(yīng)用比較廣泛的煙氣脫硫技術(shù)。脫硫裝置運(yùn)行過程中定期排放大量廢水，即脫硫廢水。該廢水具有懸浮物濃度高、無機(jī)鹽及重金屬離子濃度高等特點(diǎn)。
傳統(tǒng)脫硫廢水處理工藝化學(xué)加藥法：常采用中和、沉淀、絮凝及濃縮與澄清的傳統(tǒng)化學(xué)處理方法進(jìn)行處理，其雖然能夠減少重金屬和懸浮物含量、酸度及需氧量，但是不能減少氯含量和總?cè)芙夤腆w，比較終排放廢水是高含鹽廢水，仍然對環(huán)境造成危害，處理后水中氯離子無法去除，難以進(jìn)入系統(tǒng)回用，同時(shí)該法還存在工藝流程長、占地面積大、運(yùn)行不穩(wěn)定、水質(zhì)不達(dá)標(biāo)、污泥產(chǎn)量大等諸多缺點(diǎn)。
隨著水資源短缺及環(huán)保壓力不斷加大，環(huán)保部門已要求燃煤機(jī)組逐步減排廢水，比較終實(shí)現(xiàn)廢水零排放。采用化學(xué)加藥法處理廢水，已無法滿足燃煤鍋爐用戶經(jīng)濟(jì)效益和日益苛刻的環(huán)保要求。目前，火電廠廢水零排放的解決思路主要是通過熱蒸發(fā)法把液固兩相的廢水中水分蒸發(fā)出去，鹽分結(jié)晶得以分離，從而使得廢水中的懸浮物、鹽分等以固體形式進(jìn)入固廢處理的范疇。但是由于水分蒸發(fā)需要耗費(fèi)巨大的能源，再加上脫硫廢水中氯離子含量很高(達(dá)20000ppm)，所以設(shè)備投資很大、腐蝕嚴(yán)重，能耗巨大，給火電企業(yè)帶來很大的成本壓力和設(shè)備維護(hù)壓力。這些成為制約火電廠廢水零排的瓶頸，到目前為止，尚沒有低成本、成熟的廢水零排解決方案得以推廣應(yīng)用。
具體來說，目前幾種主要的蒸發(fā)技術(shù)有：
(1)多效蒸發(fā)結(jié)晶工藝：多效蒸發(fā)將幾個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)運(yùn)行的蒸發(fā)操作，使蒸汽熱能得到多次利用，從而提高熱能的利用率，多用于水溶液的處理。
(2)MVR蒸發(fā)結(jié)晶工藝：MVR蒸發(fā)器的原理是利用高能效蒸汽壓縮機(jī)壓縮蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽，提高二次蒸汽的壓力和溫度，被提高熱能的二次蒸汽打入加熱器對原液再進(jìn)行加熱，受熱的原液繼續(xù)蒸發(fā)產(chǎn)生二次蒸汽，從而實(shí)現(xiàn)持續(xù)的蒸發(fā)狀態(tài)。
上述兩項(xiàng)技術(shù)(多效蒸發(fā)、MVR蒸發(fā))都存在設(shè)備投資巨大、運(yùn)行能耗巨大、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重的缺點(diǎn)。更為嚴(yán)重的是，這兩種蒸發(fā)方式為了防止廢水中的Ca、Mg離子在受熱面上結(jié)垢，需要預(yù)先加入置換藥劑(如Na2CO3等)把Ca、Mg離子從廢水中置換出來，這種置換的藥劑費(fèi)用很高。
(3)廢水直接噴入煙道蒸發(fā)技術(shù)：將廢水通過氣液兩相流噴嘴噴入除塵器前煙道內(nèi)，廢水中的水分完全蒸發(fā)，溶解鹽結(jié)晶成為顆粒物被除塵器捕集。
這種蒸發(fā)方式雖然系統(tǒng)簡單、投資和能耗都很低，但是對煙氣溫度的要求和對煙道內(nèi)蒸發(fā)行程要求很高;若不滿足蒸發(fā)條件，廢水會以液態(tài)的方式進(jìn)入電除塵器等下游設(shè)備而造成損壞，存在很大風(fēng)險(xiǎn)，國內(nèi)少數(shù)電廠曾經(jīng)做過中試裝置，但現(xiàn)在基本已停運(yùn)或拆除。
綜上所述，要實(shí)現(xiàn)火電廠廢水零排放的關(guān)鍵問題是降低能耗、降低設(shè)備結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種投資成本低、運(yùn)行能耗低、能夠避免設(shè)備結(jié)垢問題的火電廠廢水低溫余熱濃縮系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案：
火電廠廢水低溫余熱濃縮系統(tǒng)，包括對鍋爐所排放的煙氣進(jìn)行除塵的除塵器、對除塵后的煙氣進(jìn)行脫硫的脫硫吸收塔、存儲脫硫吸收塔所產(chǎn)生廢水的廢水收集箱以及對廢水收集箱內(nèi)的廢水進(jìn)行預(yù)處理的預(yù)處理裝置;還包括：
廢水預(yù)熱裝置，利用除塵器與脫硫吸收塔之間煙道內(nèi)的煙氣熱量對預(yù)處理后的廢水進(jìn)行預(yù)熱;
蒸發(fā)濃縮塔，用于對預(yù)熱后的廢水進(jìn)行低溫蒸發(fā)，包括塔體，所述塔體內(nèi)設(shè)置有與所述廢水預(yù)熱裝置的廢水出口連接的霧化裝置，所述塔體內(nèi)位于所述霧化裝置的下方設(shè)置有若干填料層;所述塔體下部設(shè)置有空氣入口，所述空氣入口連接有鼓風(fēng)機(jī)，所述塔體上部設(shè)置有空氣出口;所述塔體底部設(shè)置有廢水濃縮循環(huán)系統(tǒng)。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述廢水預(yù)熱裝置采用除鹽水進(jìn)行間接換熱，其包括設(shè)置于所述預(yù)處理裝置下游的廢水預(yù)熱器以及設(shè)置于除塵器與脫硫吸收塔之間的煙道內(nèi)用于對廢水預(yù)熱器內(nèi)的換熱介質(zhì)進(jìn)行加熱的煙氣預(yù)熱回收器;廢水預(yù)熱器內(nèi)采用盤管換熱方式，換熱介質(zhì)為管內(nèi)流動(dòng)的除鹽水，除鹽水流經(jīng)布置在除塵器和脫硫塔之間的煙道內(nèi)的煙氣余熱回收器，吸收溫度在90～150℃的煙氣熱量而使自身加熱到60～90℃后進(jìn)入廢水預(yù)熱器，把熱量傳遞給盤管外的廢水，使得廢水預(yù)熱至40～60℃。
作為另一可選的技術(shù)方案，所述廢水預(yù)熱裝置采用直接預(yù)熱方式，預(yù)處理后的廢水直接流經(jīng)設(shè)置于除塵器與脫硫吸收塔之間的煙道內(nèi)的盤管進(jìn)行預(yù)熱，此種方式需要嚴(yán)格控制廢水的預(yù)熱溫度(40～50℃)，預(yù)熱溫度過高會使Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2在盤管內(nèi)受熱分解而產(chǎn)生嚴(yán)重的Ca、Mg離子結(jié)垢。
作為優(yōu)選，所述塔體內(nèi)位于所述霧化裝置的上方設(shè)置有除霧器。
作為優(yōu)選，所述廢水濃縮循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置于所述塔體底部的廢水濃縮槽，所述廢水濃縮槽通過廢水循環(huán)泵與所述霧化裝置相連通，所述廢水濃縮槽設(shè)置有濃廢水出口。
由于采用上述技術(shù)方案，本火電廠廢水低溫余熱濃縮系統(tǒng)具有至少以下有益效果：
(1)本實(shí)用新型利用除塵器和脫硫吸收塔之間煙道內(nèi)的煙氣余熱預(yù)熱廢水，這部分煙氣余熱在火電廠屬于無法進(jìn)一步利用的廢熱，所以本實(shí)用新型的廢水蒸發(fā)濃縮過程無需額外消耗熱量，運(yùn)行能耗很低。
(2)采用除鹽水作為換熱介質(zhì)進(jìn)行兩次換熱，使得廢水在廢水預(yù)熱器內(nèi)盤管外進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)控制預(yù)熱溫度在60℃以下，可以有效避免和解決Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2受熱分解而產(chǎn)生的Ca、Mg離子結(jié)垢問題，所以無需進(jìn)行Ca、Mg離子的Na鹽置換，從而節(jié)省了大量的置換藥劑(如Na2CO3等)費(fèi)用。
(3)蒸發(fā)濃縮塔內(nèi)填料層采用耐腐蝕的非金屬材質(zhì)，造價(jià)低廉，可以采取定期酸洗或更換的方式進(jìn)行填料層的恢復(fù)。
(4)本系統(tǒng)不會對鍋爐主體系統(tǒng)造成影響，即使在本系統(tǒng)檢修或故障時(shí)，也不會對主機(jī)造成任何影響。
(5)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)簡單、運(yùn)行可靠，占地面積小，投資成本較低。
