申请日2017.05.25
公开(公告)日2017.08.22
IPC分类号C02F9/10; C01F5/22; C01F11/32; C02F103/18
摘要
一种湿法脱硫废水资源化处理系统及其处理方法，包括顺次相连脱硫废水预处理系统、一级调质系统、深度调制系统和固体氯化钙生成系统，脱硫废水预处理系统包括浓缩塔和与浓缩塔相连的脱硫前烟道和脱硫废水储罐;一级调质系统包括顺应水流方向依次相连的浓浆排出泵、一级调质箱和固液分离装置一;深度调制系统包括顺应水流方向依次相连的深度调制箱、澄清絮凝池和固液分离装置二，深度调制箱同时与固液分离装置一和加药装置二相连，澄清絮凝池和固液分离装置二均与收集槽二相连;固体氯化钙生成系统包括干燥器、干燥风机和收集槽三。本发明具有安全、适用等特点，有很好的推广和实用价值，广泛的推广应用后会产生良好的经济效益。
权利要求书
1.一种湿法脱硫废水资源化处理系统，其特征在于：包括顺次相连脱硫废水预处理系统、一级调质系统、深度调制系统和固体氯化钙生成系统，所述脱硫废水预处理系统包括浓缩塔(1)和均与浓缩塔(1)相连的脱硫前烟道(2)和脱硫废水储罐(3)，所述浓缩塔(1)下部通过增压风机(4)与脱硫前烟道(2)相连，所述脱硫前烟道(2)上、与脱硫前烟道(2)相连部位的上方通过管道与浓缩塔(1)顶部相连，所述脱硫废水储罐(3)与浓缩塔(1)下部塔体通过输送泵(5)相连，所述浓缩塔(1)的上部塔体内自上而下顺次设有除雾器(6)和喷淋层(7)，所述喷淋层(7)通过设于浓缩塔(1)外部的循环泵(8)与浓缩塔(1)下部塔体相连;所述一级调质系统包括顺应水流方向依次相连的浓浆排出泵(9)、一级调质箱(10)和固液分离装置一(11)，所述浓浆排出泵(9)与浓缩塔(1)底部相连，所述一级调质箱(10)与加药装置一(12)相连，所述固液分离装置一(11)与收集槽一(16)相连;所述深度调制系统包括顺应水流方向依次相连的深度调制箱(13)、澄清絮凝池(14)和固液分离装置二(15)，所述深度调制箱(13)同时与固液分离装置一(11)和加药装置二(21)相连，所述澄清絮凝池(14)和固液分离装置二(15)均与收集槽二(17)相连;所述固体氯化钙生成系统包括干燥器(18)、干燥风机(19)和收集槽三(20)，所述干燥器(18)通过固液分离装置二(15)与深度调制系统相连，所述干燥器(18)和收集槽三(20)均与干燥器(18)相连。
2.如权利要求1所述的一种湿法脱硫废水资源化处理系统，其特征在于：所述喷淋层(7)至少为两层，其上设有单相空心锥压力喷嘴，喷射液滴粒径1500~1400微米。
3.如权利要求1所述的一种湿法脱硫废水资源化处理系统，其特征在于：所述除雾器(6)至少为一层，为机械除雾器。
4.如权利要求1所述的一种湿法脱硫废水资源化处理系统，其特征在于：所述加药装置一(12)内装有消石灰，所述加药装置二(21)为多级串联加药装置，内装有消石灰和絮凝剂。
5.如权利要求1一种所述的一种湿法脱硫废水资源化处理系统，其特征在于：所述收集槽一(16)是一级废渣收集槽，所述收集槽二(17)是氢氧化镁收集槽，所述收集槽三(20)是氯化钙收集槽。
6.如权利要求1~5任意一项所述的一种湿法脱硫废水资源化处理系统的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、脱硫废水预处理：将脱硫废水储罐(3)中的脱硫废水通过输送泵(5)泵入浓缩塔(1)中，同时通过增压风机(4)将脱硫前烟道(2)中的高温烟气抽入浓缩塔(1)中，高温烟气依次经过浓缩塔(1)中的喷淋层(7)和除雾器(8)后通过设置在浓缩塔(1)顶部的管道返回脱硫前烟道(2)，脱硫废水经过喷淋层(7)喷淋后，高温烟气将脱硫废水蒸发成浓缩废液;
步骤二、脱硫废水的一级调质：脱硫废水经由步骤一的预处理后，浓缩废液通过浓浆排出泵(9)进入一级调质箱(10)，利用装在加药装置一(12)中的消石灰对一级调质箱(10)中的脱硫废水进行调质，调质后经固液分离装置一(11)处理后，将生成一级滤清液体和一级废渣分开;
步骤三、脱硫废水的深度调质：脱硫废水经由步骤二的一级调质处理后，一级滤清液体进入深度调制箱(13)，利用加药装置二(21)中的消石灰和絮凝剂进行调质，调质后经固液澄清絮凝池(14)和分离装置二(15)处理后，将生成氯化钙清液与氢氧化镁固体分开;
步骤四、固体氯化钙生成：脱硫废水经由步骤三的深度调质处理后，氯化钙清液进入干燥器(11)中，通过干燥风机(19)对氯化钙清液进行热风干燥，生成氯化钙品盐，至此脱硫废水资源化处理完成。
7.如权利要求6所述的一种湿法脱硫废水资源化处理系统的处理方法，其特征在于：所述步骤一中高温烟气的温度为100~150℃，其在塔内的流速为2~5m/s;所述喷淋层(7)的喷淋液气比1~10L/M3;所述浓缩废液PH值0.2~2.0，氯离子浓度50000mg/L~250000mg/L，为强酸性高腐蚀液体。
8.如权利要求6所述的一种湿法脱硫废水资源化处理系统的处理方法，其特征在于：所述步骤二中的一级滤清液体PH值为4~6。
9.如权利要求7或8任意一项所述的一种湿法脱硫废水资源化处理系统的处理方法，其特征在于：所述步骤三中一级滤清液体利用加药装置二(21)中的消石灰和絮凝剂进行调质后，PH值为9~11.5。
说明书
一种湿法脱硫废水资源化处理系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及火力发电厂湿法脱硫的废水领域，尤其涉及一种湿法脱硫废水资源化处理系统及其处理方法。
背景技术
火电发电厂湿法脱硫产生大量废水，废水的成本比较复杂，废水中主要固体成分为粉尘、石膏，液相主要为硫酸镁、氯化镁、硫酸钙、氯化钙等盐类为主。由于燃煤条件变化情况复杂，湿法脱硫的废水成分差异变化也较大。现有的废水处理技术主要是通过三联箱加药预处理，之后通过反渗透膜、多效蒸发、MVR蒸发等过程进行深度处理，实现脱硫废水的零排放。
三联箱加药是在脱硫废水中依次加入消石灰乳、碳酸钠、絮凝剂等药品，调节废水的PH至中性后;经过预处理的废水利用反渗透膜、多效蒸发、MVR蒸发等技术进行深度处理。此类技术的加药成本、反渗透膜成本、蒸汽耗量的运行成本较高，经济性差，处理后的废水无法实现资源化利用，废水中大量的镁离子、氯离子都没有得到有效回收利用。
氯化钙和氢氧化镁是两种重要的化工合成产物，其中氯化钙主要用于干燥剂、融雪剂，氢氧化镁主要用于防火阻燃剂，用途巨大。目前国内氯化钙生产采用盐酸+石灰石(消石灰)中和的方法，生成氯化钙溶液，之后进行干燥获得氯化钙成品;氢氧化镁的生产主要采用氧化镁矿作为原材料，溶解后利用碱液生成。两者的生产均需要消耗一定的原材料，因此目前市价价格较高。
石灰石-石膏湿法脱硫工艺的废水中含有大量氯离子和镁离子，而按照传统的废水处理后，废水中的氯离子和镁离子都直接排放，造成了水体污染和浪费。针对上述问题，本专利提出了一种湿法脱硫废水资源化处理系统，利用脱硫入口的烟气作为干燥介质，对脱硫废水进行浓缩减量，得到强酸性、高氯离子的浓缩液，之后利用价格低廉的消石灰加药、固液分离、絮凝沉淀过程，得到氯化钙清液与氢氧化镁固体，干燥后可分别生产氯化钙和氢氧化镁产品，实现变废为宝，同时解决脱硫废水排放的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种湿法脱硫废水资源化处理系统及其处理方法，要解决现有技术易于造成水体污染和浪费的技术问题;并解决现有技术工艺过程复杂，运行成本较高的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种湿法脱硫废水资源化处理系统，其特征在于：包括顺次相连脱硫废水预处理系统、一级调质系统、深度调制系统和固体氯化钙生成系统，所述脱硫废水预处理系统包括浓缩塔和均与浓缩塔相连的脱硫前烟道和脱硫废水储罐，所述浓缩塔下部通过增压风机与脱硫前烟道相连，所述脱硫前烟道上、与脱硫前烟道相连部位的上方通过管道与浓缩塔顶部相连，所述脱硫废水储罐与浓缩塔下部塔体通过输送泵相连，所述浓缩塔的上部塔体内自上而下顺次设有除雾器和喷淋层，所述喷淋层通过设于浓缩塔外部的循环泵与浓缩塔下部塔体相连;
所述一级调质系统包括顺应水流方向依次相连的浓浆排出泵、一级调质箱和固液分离装置一，所述浓浆排出泵与浓缩塔底部相连，所述一级调质箱与加药装置一相连，所述固液分离装置一与收集槽一相连;
所述深度调制系统包括顺应水流方向依次相连的深度调制箱、澄清絮凝池和固液分离装置二，所述深度调制箱同时与固液分离装置一和加药装置二相连，所述澄清絮凝池和固液分离装置二均与收集槽二相连;
所述固体氯化钙生成系统包括干燥器、干燥风机和收集槽三，所述干燥器通过固液分离装置二与深度调制系统相连，所述干燥器和收集槽三均与干燥器相连。
进一步优选地，所述喷淋层至少为两层，其上设有单相空心锥压力喷嘴，喷射液滴粒径1500~1400微米。
进一步地，所述除雾器至少为一层，为机械除雾器。
此外，所述加药装置一内装有消石灰，所述加药装置二为多级串联加药装置，内装有消石灰和絮凝剂。
更加优选地，所述收集槽一是一级废渣收集槽，所述收集槽二是氢氧化镁收集槽，所述收集槽三是氯化钙收集槽。
一种湿法脱硫废水资源化处理系统的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、脱硫废水预处理：将脱硫废水储罐中的脱硫废水通过输送泵泵入浓缩塔中，同时通过增压风机将脱硫前烟道中的高温烟气抽入浓缩塔中，高温烟气依次经过浓缩塔中的喷淋层和除雾器后通过设置在浓缩塔顶部的管道返回脱硫前烟道，脱硫废水经过喷淋层喷淋后，高温烟气将脱硫废水蒸发成浓缩废液;
步骤二、脱硫废水的一级调质：脱硫废水经由步骤一的预处理后，浓缩废液通过浓浆排出泵进入一级调质箱，利用装在加药装置一中的消石灰对一级调质箱中的脱硫废水进行调质，调质后经固液分离装置一处理后，将生成一级滤清液体和一级废渣分开;
步骤三、脱硫废水的深度调质：脱硫废水经由步骤二的一级调质处理后，一级滤清液体进入深度调制箱，利用加药装置二中的消石灰和絮凝剂进行调质，调质后经固液澄清絮凝池和分离装置二处理后，将生成氯化钙清液与氢氧化镁固体分开;
步骤四、固体氯化钙生成：脱硫废水经由步骤三的深度调质处理后，氯化钙清液进入干燥器中，通过干燥风机对氯化钙清液进行热风干燥，生成氯化钙品盐，至此脱硫废水资源化处理完成。
进一步优选地，所述步骤一中高温烟气的温度为100~150℃，其在塔内的流速为2~5m/s;所述喷淋层的喷淋液气比1~10L/M3;所述浓缩废液PH值0.2~2.0，氯离子浓度50000mg/L~250000mg/L，为强酸性高腐蚀液体。
此外，所述步骤二中的一级滤清液体PH值为4~6。
更加优选地，所述步骤三中一级滤清液体利用加药装置二中的消石灰和絮凝剂进行调质后，PH值为9~11.5。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明利用烟气余热实现废水的蒸发，不需要额外热源即可完成脱硫废水的浓缩过程，解决了废水成分复杂多变对工艺技术的影响的技术问题。
本发明利用废水中的氯离子、镁离子，通过价格低廉的消石灰进行加药调质，最终生成氯化钙与氢氧化镁产品，实现了废水的资源化利用。
本发明工艺过程简单，运行成本远低于膜处理、多效蒸发等常规废水处理工艺，可以回收废水中的纯水，降低后续脱硫系统的水耗。
本发明具有安全、适用等特点，有很好的推广和实用价值，广泛的推广应用后会产生良好的经济效益。
