申请日2017.03.29
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C02F9/10; C01D3/04; C01F11/46; C01F11/18
摘要
本发明公开了一种脱硫废水的零排放工艺及系统，包括以下步骤：1)将脱硫废水送入一级反应澄清池，投加石灰调节pH值，收集含有Mg(OH)2和CaSO4沉淀的污泥，再将该澄清池的絮凝物通过气浮池去除;2)将气浮池中的废水送入二级反应澄清池，并投加Na2SO4，生成CaSO4沉淀;3)将所述二级反应澄清池中的废水送入三级反应澄清池，在三级反应澄清池中投加Na2CO3或者通入含有CO2的烟道气生成CaCO3沉淀。该工艺采用分开、分步净化工艺，将原来混在一起的反应物物体分开处置形成有价值的物质，减少污泥的产生量，增加回收产品种类，提升了脱硫废水零排放综合资源回收利用价值。
权利要求书
1.一种脱硫废水的零排放工艺，其特征是，依次按照如下步骤进行：
A.将脱硫废水送入一级反应澄清池，投加石灰调节一级反应澄清池的pH值大于11，使水中的Mg2+全部反应生成Mg(OH)2沉淀，Ca2+反应生成CaSO4沉淀沉积在池底，然后收集反应池池底的沉淀污泥，处于絮凝状态的Mg(OH)2污泥则送入气浮池，Mg(OH)2污泥在气浮池中上浮，然后将一级反应澄清池中沉降收集的污泥和气浮池中上浮收集的污泥送至第一真空皮带压滤机进行脱水处理;
B.将所述气浮池中的废水送入二级反应澄清池，并投加Na2SO4，使水中的Ca2+反应生成CaSO4沉淀，反应生成的CaSO4沉淀收集后送至第二真空皮带压滤机压滤，并用蒸发冷凝水洗涤得到CaSO4固体;
C.将所述二级反应澄清池中的废水送入三级反应澄清池，在三级反应澄清池中投加Na2CO3或者通入含有CO2的烟道气使反应池中的Ca2+反应生成CaCO3沉淀，反应生成的CaCO3沉淀收集后送至第三真空皮带压滤机压滤，并用蒸发冷凝水洗涤得到CaCO3固体，此时，得到净化盐水。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水的零排放工艺，其特征是，所述二级反应澄清池中的Na2SO4的浓度大于20g/L。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水的零排放工艺，其特征是，还包括二次蒸发结晶处理工艺，依次按照如下步骤进行：
a.将所述净化盐水送入预热处理器预热，将净化盐水加热至它的沸点;
b.将步骤a中的净化盐水送入预热处理器预热后，再送入一级蒸发结晶装置中进行第一次蒸发结晶处理，所述一级蒸发结晶装置包括一级换热器、一级蒸发器，以及设置在一级换热器与一级蒸发器之间的一级循环管和一级强制循环泵;加热后的盐水在一级换热器内被蒸汽加热，盐水获取热量蒸发得到水蒸汽，在一级换热器中产生气水混合物，气水混合物经一级强制循环管进入一级蒸发器中进行气水分离，产生一级二次蒸汽和一级浓缩盐水，一级二次蒸汽从一级蒸发器的顶部送出，一级浓缩盐水在一级强制循环泵的作用下在一级换热器与一级蒸发器之间循环流动;通过控制一级蒸发器的蒸发温度和蒸发量，得到NaCl结晶，NaCl结晶通过一级蒸发器底部的盐腿输送至一级离心机进行离心脱水，控制离心后的NaCl结晶的含水率<3%，然后将NaCl结晶送入干燥床中继续干燥脱水，得到含水率<0.1%的NaCl结晶;
c.将所述一级浓缩盐水通过一级转料泵转送至二级蒸发结晶装置进行第二次蒸发结晶处理,所述二级蒸发结晶装置包括二级换热器和二级蒸发器,在二级换热器和二级蒸发器之间设有二级循环管和二级强制循环泵;一级浓缩盐水首先进入二级换热器，并在二级换热器内被蒸汽加热，盐水获取热量蒸发得到水蒸汽，在二级换热器中产生气水混合物，气水混合物经二级强制循环管进入二级蒸发器中进行气水分离，产生二级二次蒸汽和二级浓缩盐水，二级二次蒸汽从二级蒸发器的顶部送出，二级浓缩盐水在二级强制循环泵的作用下在二级换热器与二级蒸发器之间循环流动;通过控制二级蒸发器的蒸发温度和蒸发量，使得二级浓缩盐水中的NaCl和Na2SO4都过饱和析出形成晶体，进而得到混合盐浆;
d.将混合盐浆经过二级离心机离心脱水、溶盐桶溶解后，再送入所述二级反应澄清池中用以调节该反应池中SO42-的浓度，使整个循环体系处于平衡状态。
4.根据权利要求3所述的脱硫废水的零排放工艺，其特征是，所述净化盐水送入预热处理器之前还包括过滤处理，具体是将所述三级反应澄清池中的净化盐水采用SPL过滤器进行处理，使滤液中颗粒的粒径小于1ppm，然后送入所述预热处理器预热。
5.根据权利要求3所述的脱硫废水的零排放工艺，其特征是，还包括以下步骤：将所述一级蒸发器产生的一级二次蒸汽和二级蒸发器产生的二级二次蒸汽分别经过蒸汽洗涤塔进行洗涤，再分别送入蒸汽压缩机进行加压升温，然后再将加压升温后的蒸汽分别输送至所述一级换热器和所述二级换热器中作为热源加热盐水。
6.根据权利要求3所述的脱硫废水的零排放工艺，其特征是，还包括以下步骤：将所述一级换热器和所述二级换热器内产生的冷凝水分别排至同一个冷凝水罐中进行收集，采用冷凝水泵将收集到的冷凝水进行输送排放;其中，一部分冷凝水作为蒸汽洗涤塔的新鲜补充水，剩余的冷凝水排至一级换热器中与进料盐水换热降温，回收能量后外排至回用收集罐。
7.根据权利要求3所述的脱硫废水的零排放工艺，其特征是，还包括以下步骤：将一级离心机产生的离心母液和所述二级离心机产生的离心母液分别输送到离心母液罐中进行收集，通过离心母液回流泵将离心母液罐中的离心母液送回至二级循环管中，使得离心母液进入二级蒸发器中继续蒸发。
8.一种脱硫废水的零排放系统，其特征是，包括一级反应澄清池、气浮池、二级反应澄清池、三级反应澄清池和第一真空皮带压滤机;所述一级反应澄清池的出料口与气浮池的进料口连通，所述气浮池的出料口与二级反应澄清池的进料口连通，所述二级反应澄清池的出料口与三级反应池的进料口连通;所述一级反应澄清池的出料口、气浮池的出料口均连接到第一真空皮带压滤机上。
9.一种根据权利要求8所述的脱硫废水的零排放系统，其特征是，还包括依次串接的预热处理器、一级蒸发结晶装置和二级蒸发结晶装置;所述一级蒸发结晶装置包括依次串接的一级换热器、一级蒸发器，以及设置在一级换热器与一级蒸发器之间的一级循环管和一级强制循环泵;所述二级蒸发结晶装置包括依次串接的二级换热器和二级蒸发器，在二级换热器和二级蒸发器之间设有二级循环管和二级强制循环泵;所述三级反应澄清池的出料口连接在预热处理器的进料口上。
10.一种根据权利要求9所述的脱硫废水的零排放系统，其特征是，还包括SPL过滤器;所述SPL过滤器连接在三级反应澄清池与预热处理器之间。
说明书
一种脱硫废水的零排放工艺及系统
技术领域
本发明涉及电厂脱硫废水领域，尤其涉及一种脱硫废水的零排放工艺及系统。
背景技术
在我国火力电厂中烟气中SO2的排放受到严格控制，因此大部分火力发电厂都采用石灰石湿法烟气脱硫装置(FGD)来对烟气进行脱硫。但同时的，为了平衡氯离子在吸收液中的浓度，必须排放一部分吸收浆液，吸收浆液经水力分离后的清液外排称为脱硫废水。脱硫废水在火力电厂废水中排放量不大，但是其污染严重，水质特点是悬浮物、pH值、COD值含量高，超标项目有悬浮物、pH值、汞、铜、铅、锌、砷、钙、镁、铝、铁以及氟根、硫酸根、碳酸根等，对环境污染很大，属于第一类污染物。因此对脱硫废水的处理非常重视，目前，在处理脱硫废水时，主要是回收废水中的NaCl产品，但废水中也含有较多其他的成分，如钙盐、镁盐等，在现有的处理方式中，钙盐、镁盐通常没有经济价值，如何减少污泥的产生量，增加回收产品种类，提升脱硫废水零排放综合资源回收利用价值是我们所要解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种脱硫废水的零排放工艺，该工艺采用分开、分步净化工艺，将原来混在一起的反应物物体分开处置，形成有价值的物质，减少污泥的产生量，增加回收产品种类，提升了脱硫废水零排放综合资源回收利用价值。
本发明还提供一种脱硫废水的零排放系统，通过该系统处理脱硫废水，能够提高废水的利用率，减少污泥的产生量。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种脱硫废水的零排放工艺，依次按照如下步骤进行：
A.将脱硫废水送入一级反应澄清池，投加石灰调节一级反应澄清池的pH值大于11，使水中的Mg2+全部反应生成Mg(OH)2沉淀，Ca2+反应生成CaSO4沉淀沉积在池底，然后收集反应池池底的沉淀污泥，处于絮凝状态的Mg(OH)2污泥则送入气浮池，Mg(OH)2污泥在气浮池中上浮，然后将一级反应澄清池中沉降收集的污泥和气浮池中上浮收集的污泥送至第一真空皮带压滤机进行脱水处理;
B.将所述气浮池中的废水送入二级反应澄清池，并投加Na2SO4，使水中的Ca2+反应生成CaSO4沉淀，反应生成的CaSO4沉淀收集后送至第二真空皮带压滤机压滤，并用蒸发冷凝水洗涤得到CaSO4固体;
C.将所述二级反应澄清池中的废水送入三级反应澄清池，在三级反应澄清池中投加Na2CO3或者通入含有CO2的烟道气使反应池中的Ca2+反应生成CaCO3沉淀，反应生成的CaCO3沉淀收集后送至第三真空皮带压滤机压滤，并用蒸发冷凝水洗涤得到CaCO3固体，此时，得到净化盐水。
优选的，所述二级反应澄清池中的Na2SO4的浓度大于20g/L。
优选的，工艺还包括二次蒸发结晶处理工艺，依次按照如下步骤进行：
a.将所述净化盐水送入预热处理器预热，将净化盐水加热至它的沸点;
b.将步骤a中的净化盐水送入预热处理器预热后，再送入一级蒸发结晶装置中进行第一次蒸发结晶处理，所述一级蒸发结晶装置包括一级换热器、一级蒸发器，以及设置在一级换热器与一级蒸发器之间的一级循环管和一级强制循环泵;加热后的盐水在一级换热器内被蒸汽加热，盐水获取热量蒸发得到水蒸汽，在一级换热器中产生气水混合物，气水混合物经一级强制循环管进入一级蒸发器中进行气水分离，产生一级二次蒸汽和一级浓缩盐水，一级二次蒸汽从一级蒸发器的顶部送出，一级浓缩盐水在一级强制循环泵的作用下在一级换热器与一级蒸发器之间循环流动;通过控制一级蒸发器的蒸发温度和蒸发量，得到NaCl结晶，NaCl结晶通过一级蒸发器底部的盐腿输送至一级离心机进行离心脱水，控制离心后的NaCl结晶的含水率<3%，然后将NaCl结晶送入干燥床中继续干燥脱水，得到含水率<0.1%的NaCl结晶;
c.将所述一级浓缩盐水通过一级转料泵转送至二级蒸发结晶装置进行第二次蒸发结晶处理,所述二级蒸发结晶装置包括二级换热器和二级蒸发器,在二级换热器和二级蒸发器之间设有二级循环管和二级强制循环泵;一级浓缩盐水首先进入二级换热器，并在二级换热器内被蒸汽加热，盐水获取热量蒸发得到水蒸汽，在二级换热器中产生气水混合物，气水混合物经二级强制循环管进入二级蒸发器中进行气水分离，产生二级二次蒸汽和二级浓缩盐水，二级二次蒸汽从二级蒸发器的顶部送出，二级浓缩盐水在二级强制循环泵的作用下在二级换热器与二级蒸发器之间循环流动;通过控制二级蒸发器的蒸发温度和蒸发量，使得二级浓缩盐水中的NaCl和Na2SO4都过饱和析出形成晶体，进而得到混合盐浆;
d.将混合盐浆经过二级离心机离心脱水、溶盐桶溶解后，再送入所述二级反应澄清池中用以调节该反应池中SO42-的浓度，使整个循环体系处于平衡状态。
优选的，所述净化盐水送入预热处理器之前还包括过滤处理，具体是将所述三级反应澄清池中的净化盐水采用SPL过滤器进行处理，使滤液中颗粒的粒径小于1ppm，然后送入所述预热处理器预热。
优选的，工艺还包括以下步骤：将所述一级蒸发器产生的一级二次蒸汽和二级蒸发器产生的二级二次蒸汽分别经过蒸汽洗涤塔进行洗涤，再分别送入蒸汽压缩机进行加压升温，然后再将加压升温后的蒸汽分别输送至所述一级换热器和所述二级换热器中作为热源加热盐水。
优选的，工艺还包括以下步骤：将所述一级换热器和所述二级换热器内产生的冷凝水分别排至同一个冷凝水罐中进行收集，采用冷凝水泵将收集到的冷凝水进行输送排放;其中，一部分冷凝水作为蒸汽洗涤塔的新鲜补充水，剩余的冷凝水排至一级换热器中与进料盐水换热降温，回收能量后外排至回用收集罐。
优选的，工艺还包括以下步骤：将一级离心机产生的离心母液和所述二级离心机产生的离心母液分别输送到离心母液罐中进行收集，通过离心母液回流泵将离心母液罐中的离心母液送回至二级循环管中，使得离心母液进入二级蒸发器中继续蒸发。
本发明的另一目的在于提供一种脱硫废水的零排放系统，采用以下技术方案实现：
一种脱硫废水的零排放系统，包括一级反应澄清池、气浮池、二级反应澄清池、三级反应澄清池和第一真空皮带压滤机;所述一级反应澄清池的出料口与气浮池的进料口连通，所述气浮池的出料口与二级反应澄清池的进料口连通，所述二级反应澄清池的出料口与三级反应池的进料口连通;所述一级反应澄清池的出料口、气浮池的出料口均连接到第一真空皮带压滤机上。
优选的，系统还包括依次串接的预热处理器、一级蒸发结晶装置和二级蒸发结晶装置;所述一级蒸发结晶装置包括依次串接的一级换热器、一级蒸发器，以及设置在一级换热器与一级蒸发器之间的一级循环管和一级强制循环泵;所述二级蒸发结晶装置包括依次串接的二级换热器和二级蒸发器，在二级换热器和二级蒸发器之间设有二级循环管和二级强制循环泵;所述三级反应澄清池的出料口连接在预热处理器的进料口上。
优选的，系统还包括SPL过滤器;所述SPL过滤器连接在三级反应澄清池与预热处理器之间。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明的目的在于提供一种脱硫废水的零排放工艺，该工艺将镁盐、钙盐和NaCl产品分开处理、分步提纯，并回收含有Mg(OH)2和CaSO4沉淀的污泥，可将污泥做成环保砖，使其形成有经济价值的物质，同时还能得到纯度较高的CaSO4固体，可作为石膏销售，能产生经济价值，并且不影响NaCl产品的纯度;该工艺有效地减少污泥的产生量，增加回收产品的种类，提升了脱硫废水零排放综合资源回收利用价值;
2、本发明的工艺是一个可循环使用的工艺，初次使用时，通过添加Na2SO4使二级反应澄清池中的Na2SO4浓度大于20g/L能使二级反应澄清池中的CaSO4完全析出，并处于饱和状态，处于溶解状态的CaSO4在三级反应澄清池中以CaCO3沉淀方式去除，含有SO42-的废水进入钠盐回收系统后，通过控制一级蒸发器的蒸发量和蒸发温度，使废水浓缩结晶产出NaCl，而又保证Na2SO4没有结晶出来，从而保证NaCl的含量达到99%以上;然后将一级蒸发器的物料转移到二级蒸发器继续蒸发浓缩产出NaCl和Na2SO4结晶，二级蒸发器产生的NaCl和Na2SO4结晶添加到二级反应澄清池，能使整个体系处于平衡状态，并且不影响NaCl晶体的纯度;
3、本发明采用蒸汽循环再压缩(MVR)工艺替代现有技术中的普通蒸发，回收蒸发产生的二次蒸汽，经过洗涤后进入蒸汽压缩机加压升温后回到蒸发器加热室内作为热源加热盐水;
4、本发明采用蒸汽洗涤塔洗涤蒸发器蒸发产生的二次蒸汽，净化的二次蒸汽进入蒸汽压缩机可避免盐分对压缩机的腐蚀，并且净化的二次蒸汽作为热源加热盐水后可冷凝得到干净的冷凝水，可分级回用;
5、本发明设置两台板式预热器，为第一板式预热器、第二板式预热器，分别用冷凝水和蒸汽洗涤塔外排的洗涤水与进料盐水换热，最大限度的回收热量;
6、本发明脱硫废水的零排放的系统，通过该系统处理脱硫废水，能够提高废水的利用率，减少污泥的产生量。
综上所述，本发明采用净化处理与两效蒸发工艺及系统，能够连续不断地生产出高纯度的NaCl，NaCl的纯度>99%。生产出纯度较高的CaSO4固体和CaCO3固体，生产出干净的冷凝水。
