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燃煤廠脫硫廢水零排放系統

發布時間:2019-6-30 10:12:25  中國污水處理工程網

  申請日2019.04.24

  公開(公告)日2019.06.21

  IPC分類號C02F9/10; C02F11/122; C02F103/20

  摘要

  本發明涉及一種燃煤廠脫硫廢水零排放系統,包括緩沖池、中和箱、反應箱、一級絮凝箱、一級澄清池、中間水池、軟化箱、二級絮凝箱、二級澄清池、清水箱、蒸發結晶塔、吸收塔、干燥器和壓濾機,本發明在燃煤廠原有脫硫廢水三聯箱工藝處理基礎上,經水質軟化后,利用蒸發結晶塔,將經過電除塵器除塵后要進入吸收塔凈化的高溫鍋爐煙氣的余熱用于脫硫廢水的蒸發結晶處理,實現了脫硫廢水零排放和蒸發后的冷凝水及結晶鹽的回收。本發明工藝路線簡單,運行和維護成本低,且可穩定運行,一級澄清池和二級澄清池出來的污泥經壓濾機脫水形成的泥餅,可填埋處理,進蒸發結晶塔的脫硫廢水蒸發后的冷凝水可作為吸收塔補充水回用,結晶鹽可回收。

 

權利要求書

  1.一種燃煤廠脫硫廢水零排放系統,其特征在于,包括緩沖池(1)、中和箱(2)、反應箱(3)、一級絮凝箱(4)、一級澄清池(5)、中間水池(6)、軟化箱(7)、二級絮凝箱(8)、二級澄清池(9)、清水箱(10)、蒸發結晶塔(11)、吸收塔(13)、干燥器(12)和壓濾機(14),所述緩沖池(1)的出水口與中和箱(2)的進水口連通,中和箱(2)的出水口與反應箱(3)進水口連通,反應箱(3)出水口與一級絮凝箱(4)的進水口連通,一級絮凝箱(4)的出水口與一級澄清池(5)的進水口連通,一級澄清池(5)的底部污泥出口與壓濾機(14)連接,壓濾機(14)的液體出口與緩沖池(1)入口連通;一級澄清池(5)的出水口與中間水池(6)的進水口連通,中間水池(6)的出水口與軟化箱(7)的進水口連通,軟化箱(7)的出水口與二級絮凝箱(8)的進水口連通,二級絮凝箱(8)的出水口與二級澄清池(9)的進水口連通,二級澄清池(9)的底部污泥出口與壓濾機(14)連接;二級澄清池(9)的出水口與清水箱(10)的進水口連通,清水箱(10)的出口與蒸發結晶塔(11)上部的廢水入口連通,蒸發結晶塔(11)頂部的氣體出口與吸收塔(13)連通,蒸發結晶塔(11)底部的晶體出口與干燥器(12)連接。

  2.如權利要求1所述燃煤廠脫硫廢水零排放系統,其特征在于,所述蒸發結晶塔包括塔體,塔體頂部設有氣體出口(11-4),底部設有晶體出口(11-1),塔體內部上部設有清洗水噴淋管(11-12),清洗水噴淋管(11-12)下方為氣液分離器(11-11),氣液分離器(11-11)下方設有廢水進水管(11-9),廢水進水管(11-9)與蒸發結晶塔的廢水入口(11-8)連通,廢水進水管(11-9)上的下表面上設有廢水噴頭(11-10),廢水進水管(11-9)的下方為填料層(11-7),填料層(11-7)上下分別設有上篩板(11-6)和下篩板(11-5),下篩板(11-5)的下方側壁上設有氣體入口(11-4),下篩板(11-5)的下方設有結晶長管(11-3),結晶長管(11-3)上設有人孔(11-14),結晶長管(11-3)下方設有集晶斗(11-2),集晶斗底部為晶體出口(11-1)。

  3.如權利要求2所述燃煤廠脫硫廢水零排放系統,其特征在于,所述上篩板和下篩板的開孔率為25-60%。

  4.如權利要求2或3所述燃煤廠脫硫廢水零排放系統,其特征在于,所述填料層由直徑20-40mm的輕質小球構成,填料層的密度低于1g/cm3,并耐150℃高溫。

  說明書

  一種燃煤廠脫硫廢水零排放系統

  技術領域

  本發明屬于脫硫廢水處理技術領域,具體是涉及一種燃煤廠脫硫廢水零排放系統。

  背景技術

  石灰石-石膏濕法煙氣脫硫是目前世界上應用最廣泛、技術最成熟的煙氣脫硫工藝技術。為了保證脫硫系統的正常運行,將系統中氯離子含量控制在合理濃度范圍,必須排放一定量的脫硫廢水。脫硫廢水pH值在4~6之間,具有懸浮物(主要為硫酸鈣、亞硫酸鈣等脫硫產物和粉塵)濃度高,鹽度高、硬度高、腐蝕性大等特點,還含有Hg、Pb、As、Cd、Se等重金屬離子。而且由于燃煤成分、燃燒工況和石灰石品質等因素的變化,其水質和水量都存在不穩定性。

  脫硫廢水常規處理工藝一般采用混凝沉淀法(俗稱三聯箱工藝),即中和、沉淀、絮凝、澄清4步,出水水質雖然能達到《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》(DL/T997-2006)的要求,但仍然具有含鹽量高、Cl-、F-含量高等特點,直接排放會造成二次污染,無法滿足目前日益嚴格的環保要求。傳統的煤場噴灑、灰場噴灑、水力沖渣等粗放型排放方式,從國家政策方面也逐步被杜絕。因此,近年來脫硫廢水的零排放處理引起人們越來越多的關注。

  目前,脫硫廢水的零排放處理總的來說,可以分為直接蒸發和預處理+蒸發結晶兩大類。直接蒸發有蒸發池、煙道噴霧蒸發等方法。預處理有混凝沉淀法、軟化、濃縮等方法,可根據需要聯用或單獨使用;蒸發結晶有多效蒸發、機械蒸汽再壓縮蒸發等。普遍存在運行成本高、系統運行不穩定的問題。

  如何建立一種能利用煙氣余熱實現脫硫廢水的零排放處理,且最大程度的實現資源回收利用,系統運行穩定、處理效果明顯的工藝路線成為行業內有待解決的問題。

  發明內容

  本發明的目的在于解決現有技術中脫硫廢水處理系統存在的不足,提供一種燃煤廠脫硫廢水零排放系統,工藝路線簡單,運行和維護成本低,且可穩定運行。

  技術方案

  本發明人在燃煤廠原有脫硫廢水三聯箱工藝處理基礎上,經水質軟化后,利用蒸發結晶塔,將經過電除塵器除塵后要進入吸收塔凈化的高溫鍋爐煙氣的余熱用于脫硫廢水的蒸發結晶處理,實現了脫硫廢水零排放和蒸發后的冷凝水及結晶鹽的回收。具體方案如下:

  一種燃煤廠脫硫廢水零排放系統,包括緩沖池、中和箱、反應箱、一級絮凝箱、一級澄清池、中間水池、軟化箱、二級絮凝箱、二級澄清池、清水箱、蒸發結晶塔、吸收塔、干燥器和壓濾機,所述緩沖池的出水口與中和箱的進水口連通,中和箱的出水口與反應箱進水口連通,反應箱出水口與一級絮凝箱的進水口連通,一級絮凝箱的出水口與一級澄清池的進水口連通,一級澄清池的底部污泥出口與壓濾機連接,壓濾機的液體出口與緩沖池入口連通;一級澄清池的出水口與中間水池的進水口連通,中間水池的出水口與軟化箱的進水口連通,軟化箱的出水口與二級絮凝箱的進水口連通,二級絮凝箱的出水口與二級澄清池的進水口連通,二級澄清池的底部污泥出口與壓濾機連接;二級澄清池的出水口與清水箱的進水口連通,清水箱的出口與蒸發結晶塔上部的廢水入口連通,蒸發結晶塔頂部的氣體出口與吸收塔連通,蒸發結晶塔底部的晶體出口與干燥器連接。

  進一步,所述蒸發結晶塔包括塔體,塔體頂部設有氣體出口,底部設有晶體出口,塔體內部上部設有清洗水噴淋管,清洗水噴淋管下方為氣液分離器,氣液分離器下方設有廢水進水管,廢水進水管與蒸發結晶塔的廢水入口連通,廢水進水管上的下表面上設有廢水噴頭,廢水進水管的下方為填料層,填料層上下分別設有上篩板和下篩板,下篩板的下方側壁上設有氣體入口,下篩板的下方設有結晶長管,結晶長管上設有人孔,結晶長管下方設有集晶斗,集晶斗底部為晶體出口。

  進一步,所述上篩板和下篩板的開孔率為25-60%。

  進一步,所述填料層由直徑20-40mm的輕質小球構成,填料層的密度低于1g/cm3,并耐150℃高溫。例如,填料層可以是由不銹鋼的空心小球構成。

  利用上述脫硫廢水零排放系統處理脫硫廢水的方法:將脫硫廢水引入緩沖池,再從緩沖池進入中和箱,往中和箱內加入石灰乳調pH11,使廢水中大部分重金屬、Mg2+、及F-、SO42-等與石灰反應生成沉淀被去除,含有未被完全除去Cd2+、Hg2+的廢水進入反應箱,往反應箱內加入有機硫(TMT15),使形成難溶的硫化物沉淀,接著廢水流入一級絮凝箱,往絮凝箱內加入絮凝劑FeCl3、助凝劑PAM,使沉淀物由小的微粒凝聚成較大顆粒物,最后流入一級澄清池,在一級澄清池內完成澄清、沉淀,實現固液分離,一級澄清池內上清液流入中間水池,沉淀下來的污泥經底部的污泥出口和泵輸送到壓濾機脫水形成泥餅,濾液回至緩沖池;一級澄清池內上清液流入中間水池,進而流入軟化箱,往軟化箱中加入氫氧化鈉-碳酸鈉,以去除易引起后續蒸發結晶系統結垢的Ca2+離子,然后廢水進入二級絮凝箱,往二級絮凝箱內加入FeCl3、PAM,二級絮凝箱的出水進入二級澄清池進行固液分離,固液分離后上清液進入清水箱,用鹽酸調pH9.5~10.0,作為蒸發結晶塔進水,含有大量CaCO3的沉淀污泥通過泵輸送到壓濾機脫水形成泥餅,濾液回至緩沖池;二級澄清池的出水進入蒸發結晶塔后,通過廢水噴淋管上的噴頭均勻噴灑在填料層,將蒸發結晶塔的氣體入口與電除塵器的出口連通,高溫鍋爐煙氣從電除塵器出來后,由氣體入口經導流葉片進入塔體,向上穿過填料層,當氣流速度達到足夠大時,小球在塔內湍動旋轉,互相碰撞,使得噴淋在小球表面的廢液形成的液膜不斷更新,熱氣體與新的廢液接觸,加快了氣液之間的熱量傳遞,脫硫廢水中的水分迅速蒸發為水蒸氣,鹽分被濃縮,脫硫廢水由不飽和溶液變為飽和溶液,之后再變為過飽和溶液,含有水蒸氣的氣體繼續上行經過氣液分離器脫去霧沫,由塔頂部的氣體出口排出塔體,濃縮后的脫硫廢水在重力作用下下行至結晶長管,并在此結晶,最后結晶鹽由塔底部的集晶斗收集,通過晶體出口排出塔體,經過干燥后,可作為工業鹽銷售。

  本發明的有益效果:本發明提供了一種燃煤廠脫硫廢水零排放系統,工藝路線簡單,運行和維護成本低,且可穩定運行,一級澄清池和二級澄清池出來的污泥經壓濾機脫水形成的泥餅,可拋棄到灰場或送至垃圾填埋場處置,進蒸發結晶塔的脫硫廢水經過了預處理,蒸發后的冷凝水可作為吸收塔補充水回用,結晶鹽為白色,可回收。本發明的脫硫廢水零排放系統中采用的蒸發結晶塔具有處理能力大,設備體積小,熱交換效率高,不易結垢等特點,與多效蒸發、機械蒸汽再壓縮蒸發等蒸發結晶工藝相比,蒸發結晶塔具有設備投資小、操作簡單、占地面積小及脫鹽效率高等優點;與煙道噴霧蒸發方法相比,蒸發結晶塔結晶過程在結晶長管中進行,減少了設備結垢。

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