申请日2017.06.27
公开(公告)日2017.09.08
IPC分类号C02F9/10; C02F1/12; C02F1/16; C02F1/36; B03C3/014; C02F103/18
摘要
本发明公开了一种脱硫废水零排放处理装置及其处理方法，装置包括空气预热器通过连接管道连接静电除尘器，静电除尘器连接湿法脱硫塔的入口，湿法脱硫塔的废水出口连接沉淀池，连接管道上顺次设置有雾化装置和声波发生装置。方法为湿法脱硫塔的废水通过沉淀池沉淀后将废水作为喷雾水来源，通过高温烟气将雾化后废水中水分迅速完全蒸发，废水中的结晶盐类析出，随后在声波发生装置的声波离散作用下离散成更小的结晶微粒随烟气到达静电除尘器清除。本发明提供的装置及其处理方法运用超高频雾化、可调频高声强声波离散协同解决通过高温蒸发实现固液分离的脱硫废水零排放处理方法存在的喷嘴结垢堵塞以及烟道内飞灰沉降及烟道内壁结垢等严重问题。
权利要求书
1.一种脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，包括空气预热器(1)通过连接管道连接静电除尘器(2)，静电除尘器(2)连接湿法脱硫塔(3)的入口，湿法脱硫塔(3)的废水出口连接沉淀池(4)，其中从空气预热器(1)到静电除尘器(2)的连接管道上顺次设置有雾化装置(5)和声波发生装置(6)。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，沉淀池(4)通过输送泵将水送入雾化装置(5)作为喷雾水源，雾化装置(5)包括空压机、储气罐和超高频雾化喷嘴，其中超高频雾化喷嘴设置于连接管道的内部。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，湿法脱硫塔(3)的废水出口连接脱水装置(7)，脱水装置(7)连接脱硫废水清水池(8)，脱硫废水清水池(8)连接沉淀池(4)。
4.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，声波发生装置(6)为高频声波发生器、低频声波发生器或可调频声波发生器中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求2所述的脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，沉淀池(4)中的水通过输送泵送入雾化装置(5)前经过计量分配防堵装置(9);计量分配防堵装置(9)由在管路上安装的压力表、流量计、阀门组成，通过压力表、流量计实现对各个支管路废水流量的实时监控，通过阀门实现对各个支管路废水流量的调节。
6.根据权利要求2所述的脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，超高频雾化喷嘴包括进气管(51)、进气堵头(52)、共振腔(53)、进水管(54)、水流导向管(55)和水喷嘴(56);进气堵头(52)设置于进气管(51)的气体出口端内部，与进气管(51)的气体出口端内壁存在间隙，形成气体高压发射口;共振腔(53)为带有内陷腔体的结构，共振腔(53)以内陷腔体与气体高压发射口相对的方式设置且与气体高压发射口之间形成间隙;进水管(54)连接水流导向管(55)，水流导向管(55)的水流出口端连接水喷嘴(56)，水喷嘴(56)的喷水出口设置于气体高压发射口的相邻位置。
7.根据权利要求6所述的脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，水流导向管(55)的水流出口端与水喷嘴(56)之间还设置有散流片(57)，散流片(57)为带有散流孔的部件。
8.根据权利要求6所述的脱硫废水零排放处理装置，其特征在于，水流导向管(55)和水喷嘴(56)均套于进气管(51)上;共振腔(53)通过进气堵头(52)下方连接的固定杆与气体高压发射口相对设置，共振腔(53)套接于固定杆上;水流导向管(55)与进气管(51)采取螺纹方式连接;水喷嘴(56)与水流导向管(55)采取螺纹方式连接;水喷嘴(56)与进气管(51)采取螺纹方式连接或不连接;共振腔(53)采取螺纹方式与固定杆连接。
9.权利要求6所述的脱硫废水零排放处理装置的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，湿法脱硫塔的废水通过沉淀池沉淀后将废水通过输送泵送入雾化装置作为喷雾水来源，雾化装置通过空压机、储气罐和超高频雾化喷嘴的协调作用产生超高频水雾进入空气预热器和静电除尘器的连接管道中;
步骤2，通过空气预热器后的高温烟气在送入静电除尘器过程中，在连接管道中先通过高温烟气将雾化后废水中的水分迅速完全蒸发，降温后废水中的结晶盐类析出，随后在声波发生装置的声波离散作用下离散成更小的结晶微粒;
步骤3，结晶微粒连同其他尘粒随烟气到达静电除尘器清除后，清洁烟气进入湿法脱硫塔进行下一步处理。
10.根据权利要求9所述的脱硫废水零排放处理装置的处理方法，其特征在于，步骤1中超高频雾化喷嘴在喷雾过程中通过调节进气堵头和共振腔之间的距离实现可调频雾化。
说明书
一种脱硫废水零排放处理装置及其处理方法
技术领域
本发明属于电厂脱硫废水处理领域，具体涉及一种脱硫废水零排放处理装置及其处理方法。
背景技术
随着社会的进步和经济的发展，火电厂对大气环境的污染已受到人们的普遍关注，因此有效的降低污染物排放以改善对环境的影响是我国能源领域可持续发展所面临的严峻挑战。目前，已有的烟气脱硫技术包括湿法脱硫和干法脱硫等。其中湿法脱硫技术的运用最为广泛。湿法烟气脱硫是当今国际上85%左右大型火电厂采用的工艺流程。湿法烟气脱硫系统废水由于汞、铅、镍、砷及铬重金属含量较高，直接排放的危害很大，普通化学处理方法又过于复杂，且需要不断添加化学药品，耗费人力。另脱硫废水化学处理方法处理后的废水氯离子(目前尚无化学药剂可以去除氯离子)仍无法去除。采取一般脱硫废水处理工艺处理后的废水按照相关规定不能稀释排放，因此无法综合利用。
当今世界，水资源紧缺，如果采用一定工艺把脱硫废水变成资源循环利用，将是一件造福人类社会的事情。常规脱硫废水处理工艺步骤无外乎中和、絮凝、沉淀和外排。近几年新开发了不少脱硫废水处理工艺，如蒸发，回用，澄清等工艺，这类工艺虽能对脱硫废水的回收利用有一定作用，但问题比较多，如需新增加大量设备、占地面积大、投资大、工艺流程复杂、设备故障率高、运行效果不理想、脱水效果不佳、污泥处理处置不方便、存在废水外排现象等。如果这些问题得不到很好的解决，将严重影响各种脱硫废水处理工艺的工业应用。
随着国家《节约能源法》、《环境保护法》、《水污染防治行动计划》和相应的用水、排水收费政策(水资源费、排水费、超标费)的颁布，以及《电力工业“十一五”节水规划》等规定的逐步实施，对火电厂用、排水量和水质都有严格的指标限制。从可持续发展的角度考虑，要达到这些目标，实施深度节水并实现废水“零排放”措施势在必行。
脱硫废水属于燃煤电厂四类废水中污染度高、处理难度大的一类。按照DL/T 5196《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》的规定，脱硫废水不能采用稀释的方法降低污染物浓度后排放。同时，脱硫废水含有高浓度的Cl-，具有一定的腐蚀性而难以直接利用。因此，脱硫废水零排放的实施，具有重要的现实意义。
申请号为201110076844.0的中国专利公开了一种脱硫废水零排放处理方法，包括以下步骤：1)将经脱硫塔脱硫后的脱硫废水排入预沉池，在预沉池中经过初步分离，将分离出的上部清液经浆液泵输运至缓冲池中;2)将缓冲池中的脱硫废水依次通过雾化装置和静电除尘器;3)将预沉池下部含固量较大的废水经污泥泵输运至污泥缓冲池，污泥缓冲池中的含固量较大的废水经另一污泥泵输运至压滤机;4)将过滤后的废水经浆液泵送回预沉池中。
但是，这种脱硫废水零排放处理方法存在如下问题：
(1)雾滴粒径较大(100-200μm)，造成喷嘴堵塞问题频发。
(2)蒸发距离长，导致废水处理量偏少。
(3)无及时预防和解决烟道内颗粒物沉降的有效措施。
(4)无及时预防和清除烟道内壁颗粒物结垢的有效措施。
发明内容
本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种全新的脱硫废水零排放处理装置及其处理方法，该装置运用超高频雾化设备、可调频高声强声波离散装置协同解决通过高温蒸发实现固液分离的脱硫废水零排放处理方法存在的喷嘴结垢堵塞以及烟道内飞灰沉降及烟道内壁结垢等严重问题，有效避免由于积灰结垢堵塞导致的锅炉机组能耗增加、锅炉机组被动停炉等相关问题，全面实现节能环保和脱硫废水零排放目标。利用以上提供的装置进行脱硫废水处理的方法工艺简单，节省人力投入，不需要添加任何化学药品，而且还充分利用烟气余热，实现脱硫废水零排放。
本发明的技术方案如下：
一种脱硫废水零排放处理装置，包括空气预热器通过连接管道连接静电除尘器，静电除尘器连接湿法脱硫塔的入口，湿法脱硫塔的废水出口连接沉淀池，其中从空气预热器到静电除尘器的连接管道上顺次设置有雾化装置和声波发生装置。
进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置，沉淀池通过输送泵将水送入雾化装置作为喷雾水源，雾化装置包括空压机、储气罐和超高频雾化喷嘴，其中超高频雾化喷嘴设置于连接管道的内部。
进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置，湿法脱硫塔的废水出口连接脱水装置，脱水装置连接脱硫废水清水池，脱硫废水清水池连接沉淀池。
进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置，声波发生装置为高频声波发生器、低频声波发生器或可调频声波发生器中的一种或几种的组合。
更进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置，沉淀池中的水通过输送泵送入雾化装置前经过计量分配防堵装置;计量分配防堵装置由在管路上安装的压力表、流量计、阀门组成，通过压力表、流量计实现对各个支管路废水流量的实时监控，通过阀门实现对各个支管路废水流量的调节。
进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置，超高频雾化喷嘴包括进气管、进气堵头、共振腔、进水管、水流导向管和水喷嘴;进气堵头设置于进气管的气体出口端内部，与进气管的气体出口端内壁存在间隙，形成气体高压发射口;共振腔为带有内陷腔体的结构，共振腔以内陷腔体与气体高压发射口相对的方式设置且与气体高压发射口之间形成间隙;进水管连接水流导向管，水流导向管的水流出口端连接水喷嘴，水喷嘴的喷水出口设置于气体高压发射口的相邻位置。
更进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置，水流导向管的水流出口端与水喷嘴之间还设置有散流片，散流片为带有散流孔的部件。
更进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置，水流导向管和水喷嘴均套于进气管上;共振腔通过进气堵头下方连接的固定杆与气体高压发射口相对设置，共振腔套接于固定杆上;水流导向管与进气管采取螺纹方式连接;水喷嘴与水流导向管采取螺纹方式连接;水喷嘴与进气管采取螺纹方式连接或不连接;共振腔采取螺纹方式与固定杆连接。
所述的脱硫废水零排放处理装置的处理方法，包括以下步骤：
步骤1，湿法脱硫塔的废水通过沉淀池沉淀后将废水通过输送泵送入雾化装置作为喷雾水来源，雾化装置通过空压机、储气罐和超高频雾化喷嘴的协调作用产生超高频水雾进入空气预热器和静电除尘器的连接管道中;
步骤2，通过空气预热器后的高温烟气在送入静电除尘器过程中，在连接管道中先通过高温烟气将雾化后废水中的水分迅速完全蒸发，降温后废水中的结晶盐类析出，随后在声波发生装置的声波离散作用下离散成更小的结晶微粒;
步骤3，结晶微粒连同其他尘粒随烟气到达静电除尘器清除后，清洁烟气进入湿法脱硫塔进行下一步处理。
进一步地，所述的脱硫废水零排放处理装置的处理方法，步骤1中超高频雾化喷嘴在喷雾过程中通过调节进气堵头和共振腔之间的距离实现可调频雾化。
本发明将脱硫废水引接至沉淀池，通过沉淀后将脱硫废水通过输送泵送至计量分配防堵装置，与压缩空气一起，经过计量分配防堵装置合理分配后，通过超高频雾化喷嘴喷至静电除尘器入口烟道内。雾化后的废水通过静电除尘器入口连接管道中的烟气加热迅速蒸发。同时废水中的溶解性盐在蒸发过程中结晶析出，并随烟气中的灰一起在静电除尘器中被捕集。声波发生装置发出声波控制析出的结晶盐处于离散状态，避免连接管道内飞灰颗粒沉降及烟道内壁结垢堵塞。计量分配防堵装置，可以及时在线监测、调节各喷枪的进液、气的流量及压力，确保设备的安全运行。
有益效果：
1、本发明能够非常方便的对脱硫废水进行零排放处理，且工艺简单，不需要使用任何化学药品，节约人力。
2、本发明充分利用烟气余热，基本蒸发完重污染的废水，实现固液分离，并改善烟气进入除尘装置前的湿度，有利于提高除尘装置的除尘效果。
3、在现有脱硫废水零排放技术中，通过雾化、高温蒸发得到的盐分结晶物实现固液分离后，造成喷嘴和烟道内壁积灰结垢堵塞，造成锅炉机组能耗增加、被动停炉等难以克服的问题。在本发明中，废水中的盐分结晶微粒、烟气中的杂质微粒在可调频高强声波的强烈作用下，不断发生离散现象，这样的设计可有效避免在喷嘴和烟道内壁结垢堵塞。
4、本发明的系统结构紧凑，方法实施简单，且能够实现真正意义上的废水零排放，既环保又安全，具有推广价值。
5、超高频雾化喷嘴较传统气液二相流的喷嘴雾化粒径更小，均匀度更好，雾化效率更高，缩短了烟道内蒸发时间，具有防堵塞优点。
