申请日2017.06.06
公开(公告)日2017.10.03
IPC分类号C02F9/10; B01D53/78; B01D53/50; B05B17/06; C02F103/18
摘要
本发明提供一种脱硫废水处理系统及脱硫废水处理方法，所述脱硫废水处理系统包括依次连通的脱硫装置、废水旋流器、砂滤系统、烟道式换热器、超声波雾化装置以及除尘器。废水旋流器对脱硫废水进行固液分离。砂滤系统对脱硫废水进行过滤。烟道式换热器位于脱硫装置的入口烟道，脱硫废水于烟道式换热器内和高温烟气进行换热。超声波雾化装置具有喷嘴，超声波雾化装置对脱硫废水进行雾化处理以形成雾滴。除尘器具有进口烟道，超声波雾化装置的喷嘴装设于除尘器的进口烟道以使雾化后的脱硫废水被喷至除尘器的进口烟道，雾化的脱硫废水被高温烟气烘干并析出无机盐颗粒，无机盐颗粒进入除尘器并被去除。
权利要求书
1.一种脱硫废水处理系统，其特征在于，包括：
脱硫装置;
废水旋流器，连通于所述脱硫装置，所述废水旋流器对脱硫废水进行固液分离;
砂滤系统，连通于所述废水旋流器，所述砂滤系统对脱硫废水进行过滤;
烟道式换热器，连通于所述砂滤系统并位于所述脱硫装置的入口烟道，脱硫废水于所述烟道式换热器内和高温烟气进行换热;
超声波雾化装置，连通于烟道式换热器并具有喷嘴，所述超声波雾化装置对脱硫废水进行雾化处理以形成雾滴;
除尘器，具有进口烟道，所述超声波雾化装置的喷嘴装设于所述除尘器的进口烟道以使雾化后的脱硫废水被喷至所述除尘器的进口烟道，雾化的脱硫污水被高温烟气烘干并析出无机盐颗粒，无机盐颗粒进入所述除尘器并被去除。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述砂滤系统包括过滤系统和反冲洗系统，所述过滤系统用于过滤脱硫废水，所述反冲洗系统用于反冲洗。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述烟道式换热器包括进水管、换热部件以及喷水格栅，所述进水管、所述换热部件以及所述喷水格栅三者互相连通，所述换热部件是管道式换热部件，所述喷水格栅位于所述换热部件的一侧，所述喷水格栅面向并对准所述换热部件。
4.根据权利要求3所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述烟道式换热器进一步包括第一控制阀和第二控制阀，所述第一控制阀连接于所述进水管和所述换热部件之间，所述第二控制阀连接于所述进水管和所述喷水格栅之间。
5.根据权利要求4所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述脱硫废水处理系统进一步包括可增压输送泵，所述可增压输送泵连接于所述废水旋流器和所述烟道式换热器之间，所述可增压输送泵具有增压功能。
6.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述除尘器连通于所述脱硫装置，脱硫废水经脱除无机盐颗粒而净化形成水蒸汽并返回至所述脱硫装置。
7.一种脱硫废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
固液分离步骤，将脱硫废水从脱硫装置输送至废水旋流器进行固液分离处理，以形成底流和溢流，其中溢流含固量不大于1%;
过滤步骤，将由所述废水旋流器处理后的溢流输送至砂滤系统进行过滤，过滤后的脱硫废水含固量小于0.01%;
换热步骤，将过滤后的脱硫废水输送至烟道式换热器的进水管，开启第一控制阀以使脱硫废水进入所述烟道式换热器的换热部件并分流，脱硫废水和高温烟气进行换热，脱硫废水吸热升温，高温烟气降温，其中第一控制阀连接于所述进水管和所述换热部件之间;
雾化步骤，将换热后的脱硫废水输送至超声波雾化装置的喷嘴，换热降温后的烟气输送至所述脱硫装置，超声波雾化装置将脱硫废水雾化成微小的雾滴，产生电负离子;
除尘净化步骤，将雾化后的脱硫废水喷入除尘器的进口烟道，雾化后的脱硫废水于除尘器的进口烟道内被高温烟气烘干，脱硫废水中的无机盐被析出并和粉尘于除尘器中被去除，脱硫废水经脱除无机盐而被净化形成水蒸汽，水蒸汽通过除尘器返回至所述脱硫装置。
8.根据权利要求7所述的脱硫废水处理方法，其特征在于，所述脱硫废水处理方法进一步包括以下步骤：
清洁步骤，关闭第一控制阀，开启第二控制阀以运行所述烟道式换热器的喷水格栅，脱硫废水经所述进水管进入所述喷水格栅并喷至所述换热部件，从而清洁所述换热部件，其中所述第二控制阀连接于所述进水管和所述喷水格栅之间。
9.根据权利要求8所述的脱硫废水处理方法，其特征在于，所述脱硫废水处理方法进一步包括以下步骤：
喷水降温步骤，当脱硫装置运行出现故障或烟气温度过高时，开启所述第一控制阀和所述第二控制阀以同时运行所述换热部件和所述喷水格栅，以使烟气同时被喷水降温和换热降温;
补充水量步骤，开启设置于脱硫装置的工艺水箱的送水管道上的第三控制阀，以从工艺水箱补充水量至烟道式换热器。
说明书
脱硫废水处理系统及脱硫废水处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种脱硫废水处理系统及脱硫废水处理方法。
背景技术
在国内环保改造的要求下，目前绝大部分在役和和新建的火电机组都配备了烟气湿法脱硫装置，以保证火电机组的燃煤锅炉排放的烟气达标，特别是达到严格的环保超低排放标准。其中，90%以上的燃煤电厂均采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺及其装置，该工艺优点突出，应用广泛，其主要副产物是脱硫石膏和脱硫废水。脱硫石膏可以再次利用，但是脱硫废水因含有大量的杂质，如悬浮物、无机盐离子、重金属离子等，需要进行净化处理才能排放，这无疑会产生一笔不菲的运维费用。
石灰石-石膏湿法脱硫装置包括脱硫塔。由于目前明令禁止于火电机组脱硫系统设置脱硫旁路，因此从燃煤锅炉排放的烟气必须经由脱硫塔被处理后，才能进一步经由烟囱外排。脱硫塔的内壁防腐层、玻璃钢喷淋层、氧化风管道以及聚丙烯(PP)除雾器等塔内部件的耐受温度范围为不大于80℃。一般地，脱硫塔内正常运行温度在50℃左右，可以满足塔内部件的耐受温度要求。然而，燃煤锅炉的引风机出口处的烟气温度一般在110℃至160℃之间，这超出了脱硫塔内的部件的耐受温度，因此从燃煤锅炉排放的烟气势必不能直接进入脱硫塔内。也就是说，进入湿法脱硫装置的烟气温度过高，如何将进入湿法脱硫装置的高温烟气进行预先急冷降温是一个难题。
目前现有的脱硫废水处理工艺一般包括中和、絮凝、沉淀、外排等基本步骤。近几年来人们新开发了不少脱硫废水处理工艺，如蒸发、回用、澄清等工艺。这些工艺虽然对于脱硫废水的回收利用具有一定作用和效果，但问题也比较多，例如需新增大量设备设施、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、产物处理处置不方便、存在废水外排现象等。这些问题严重影响脱硫废水处理工艺的工业应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱硫废水的处理系统及脱硫废水处理方法，以解决现有的脱硫废水处理工艺存在的上述问题以及现有的湿法脱硫工艺中进入脱硫装置内的烟气温度过高，未有效急冷降温的问题。
为解决上述问题，本实发明提供一种脱硫废水处理系统，包括脱硫装置、废水旋流器、砂滤系统、烟道式换热器、超声波雾化装置以及除尘器。
废水旋流器连通于所述脱硫装置，废水旋流器对脱硫废水进行固液分离。
砂滤系统连通于废水旋流器，砂滤系统对脱硫废水进行过滤。
烟道式换热器连通于砂滤系统并位于脱硫装置的入口烟道，脱硫废水于烟道式换热器内和高温烟气进行换热。
超声波雾化装置连通于烟道式换热器并具有喷嘴，超声波雾化装置对脱硫废水进行雾化处理以形成雾滴。
除尘器具有进口烟道，超声波雾化装置的喷嘴装设于除尘器的进口烟道以使雾化后的脱硫废水被喷至除尘器的进口烟道，雾化的脱硫废水被高温烟气烘干并析出无机盐颗粒，无机盐颗粒进入除尘器并被去除。
根据本发明一实施例，砂滤系统包括过滤系统和反冲洗系统，过滤系统用于过滤脱硫废水，反冲洗系统用于反冲洗。
根据本发明一实施例，烟道式换热器包括进水管、换热部件以及喷水格栅，进水管、换热部件以及喷水格栅三者互相连通，换热部件是管道式换热部件，喷水格栅位于换热部件的一侧，喷水格栅面向并对准所述换热部件。
根据本发明一实施例，烟道式换热器进一步包括第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀连接于进水管和换热部件之间，第二控制阀连接于进水管和喷水格栅之间。
根据本发明一实施例，脱硫废水处理系统进一步包括可增压输送泵，可增压输送泵连接于废水旋流器和烟道式换热器之间，废水输送泵具有增压功能。
根据本发明一实施例，除尘器连通于脱硫装置，脱硫废水经脱除无机盐颗粒而净化形成水蒸汽并返回至脱硫装置。
根据本发明另一方面，本发明进一步提供一种脱硫废水处理方法，包括以下步骤：
固液分离步骤，将脱硫废水从脱硫装置输送至废水旋流器进行固液分离处理，以形成底流和溢流，其中溢流含固量不大于1%;
过滤步骤，将由废水旋流器处理后的溢流输送至砂滤系统进行过滤，过滤后的脱硫废水含固量小于0.01%;
换热步骤，将过滤后的脱硫废水输送至烟道式换热器的进水管，开启第一控制阀以使脱硫废水进入烟道式换热器的换热部件并分流，脱硫废水和高温烟气进行换热，脱硫废水吸热升温，高温烟气降温，其中第一控制阀连接于进水管和换热部件之间;
雾化步骤，将换热后的脱硫废水输送至超声波雾化装置的喷嘴，换热降温后的烟气输送至脱硫装置，超声波雾化装置将脱硫废水雾化成微小的雾滴，产生电负离子;
除尘净化步骤，将雾化后的脱硫废水喷入除尘器的进口烟道，雾化后的脱硫废水于除尘器的进口烟道内被高温烟气烘干，脱硫废水中的无机盐被析出并和粉尘于除尘器中被去除，脱硫废水经脱除无机盐而被净化形成水蒸汽，水蒸汽通过除尘器返回至脱硫装置。
根据本发明一实施例，所述脱硫废水处理方法进一步包括以下步骤：
清洁步骤，关闭第一控制阀，开启第二控制阀以运行烟道式换热器的喷水格栅，脱硫废水经进水管进入喷水格栅并喷至换热部件，从而清洁换热部件，其中第二控制阀连接于进水管和喷水格栅之间。
根据本发明一实施例，所述脱硫废水处理方法进一步包括以下步骤：
喷水降温步骤，当脱硫装置运行出现故障或烟气温度过高时，开启第一控制阀和第二控制阀以同时运行换热部件和喷水格栅，以使烟气同时被喷水降温和换热降温;
补充水量步骤，开启脱硫装置的工艺水箱的送水管道上的第三控制阀，以从工艺水箱补充水量至烟道式换热器。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
本发明通过废水旋流器、砂滤系统、烟道式换热器、超声波雾化装置以及除尘器，可以实现将脱硫装置排放的脱硫废水依次进行固液分离，过滤、换热升温、雾化处理以及烘干析出无机盐等一系列处理步骤，达到净化脱硫废水，最终获得经净化的水蒸汽的目的，达到环保要求。第二，经由净化之后的水蒸汽再次被通入脱硫装置中，实现脱硫废水零排放，节约水资源。第三，通过将烟道式换热器设置于脱硫装置的入口烟道，以使得进入脱硫装置内的高温烟气和流通于烟道式换热器内的脱硫废水进行气液热交换，一方面给脱硫废水升温以便于进行后续的雾化处理，提高雾化处理过程的蒸发效率，降低超声波雾化装置的进口烟道长度，回收烟气余热，节能环保，另一方面给高温烟气降温，避免进入脱硫装置内部烟气温度过高，这样可以最大化利用脱硫废水资源，降低脱硫装置处理的烟气量，节省脱硫装置空间，减少脱硫装置的投资。第三，所述脱硫废水处理系统能够有效去除脱硫废水中的无机盐、重金属离子，不产生二次污染。
本发明的砂滤系统包括过滤系统和反冲洗系统，即可利用过滤系统对脱硫废水进行过滤，又可定期对砂滤系统进行反冲洗以清洁内部沉积的沉积物，保证过滤效率，便于砂滤系统的清洁、维护和保养。
本发明通过喷水格栅，一方面可以通过喷水格栅喷水至换热部件，从而清洗换热部件，另一方面可以利用喷水格栅喷射的水和通入烟道式换热器内的高温烟气进行热交换，从而更加充分地冷却高温烟气，避免高温烟气降温幅度不理想的问题。
本发明通过设置可增压输送泵，可从脱硫装置的工艺水箱内补充水量至烟道式换热器，避免烟道式换热器的进水管道水压不够，可以满足喷水格栅和换热部件同时运行。
