申请日2016.09.22
公开(公告)日2017.03.08
IPC分类号B01D53/80; B01D53/50; C02F1/04; B01D1/18; C02F103/18
摘要
本发明涉及一种烟气脱硫废水零排放系统和方法，该系统包括用于输送原烟气的烟气管道、用于对原烟气除尘的除尘器、用于脱硫的脱硫塔、澄清器、废水槽、雾化喷嘴及废水输送管线，脱硫塔中部为烟气进口，与除尘器出口连接，其上部是脱硫段，下部是浆液池，脱硫段上设有净烟气出口，浆液池设有浆液出口，澄清器与脱硫塔的浆液出口相连，废水槽与澄清器相连，雾化喷嘴设置在烟气管道内，废水输送管线将废水槽和雾化喷嘴连接，在废水输送管线上设置有废水输送泵和流量调节元件。使用本发明系统，脱硫废水在雾化喷嘴和高温烟气的共同作用下，快速雾化并干燥，实现废水厂内闭式循环和脱硫废水的零排放。本发明能显著降低过程能耗，运行成本较低。
权利要求书
1.一种烟气脱硫废水零排放系统，包括：
烟气管道(6)：用于输送原烟气，
除尘器(1)：其入口与烟气管道(6)相连接，用于对原烟气进行除尘处理，
脱硫塔(3)：其中部为烟气进口，上部是脱硫段，下部是浆液池，脱硫塔(3)的烟气进口与除尘器(1)的烟气出口通过管路连接，脱硫段上设有净烟气出口，浆液池设有浆液出口，
增压风机(2)：设在除尘器(1)与脱硫塔(3)之间的管路上，
澄清器(4)：与脱硫塔(3)的浆液出口相连，
废水槽(5)：与澄清器(4)相连，
其特征在于，还包括雾化喷嘴(7)与废水输送管线(8)，所述的雾化喷嘴(7)设置在烟气管道(6)内，所述的废水输送管线(8)将废水槽(5)和雾化喷嘴(7)连接，在所述废水输送管线(8)上设置有废水输送泵(9)和流量调节元件(10)。
2.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫废水零排放系统，其特征在于，在所述雾化喷嘴(7)上游和下游分别设置有烟气温度检测元件(11)，所述烟气温度检测元件(11)与所述流量调节元件(10)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述雾化喷嘴(7)为空气雾化喷嘴或机械旋转雾化喷嘴，所述空气雾化喷嘴还与空气压缩机(12)连接，以获得压缩空气。
4.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述脱硫塔(3)下部浆液池的浆液出口连接有浆液管路，该浆液管路分别与澄清器(4)及石膏离心机(14)连接，所述的浆液管路上设置有浆液循环泵(13)。
5.根据权利要求4所述的一种烟气脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述的浆液管路还连接到脱硫塔(3)上部的脱硫段，使得部分浆液回流，用于脱硫。
6.根据权利要求4所述的一种烟气脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述的石膏离心机(14)还设有浆液回流管路，该浆液回流管路与脱硫塔(3)下部浆液池相连;
所述的澄清器(4)也设有浆液回流管路，该浆液回流管路与脱硫塔(3)下部浆液池相连。
7.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫废水零排放系统，其特征在于，脱硫塔(3)下部的浆液池还连接有石灰石浆液供应管线和氧化空气供应管线，用于向浆液池内供应石灰石与氧化空气;
脱硫塔(3)上部的脱硫段连接有水供应管线，用于向脱硫段供应水。
8.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述除尘器(1)下部连接有固体灰渣排出口，所述石膏离心机(14)连接有脱硫产品石膏排出口。
9.一种使用权利要求1-8中任一项所述系统实现烟气脱硫废水零排放的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一，高温原烟气通过烟气管道(6)，依次经过雾化喷嘴(7)、除尘器(1)、增压风机(2)和脱硫塔(3)，脱出所述烟气中的二氧化硫、HCl、SO3、HF、NO2和固体粉尘污染物，成为满足排放标准的净烟气，从脱硫塔(3)脱硫段上的净烟气出口排出;
步骤二，向所述脱硫塔(3)内补充石灰石、水和空气，在所述脱硫塔(3)下部的浆液池得到石膏浆液;
步骤三，将部分石膏浆液经过浆液循环泵(13)送到石膏离心机(14)离心，得到脱硫产品石膏固体，离心母液循环回到脱硫塔(3)的浆液池;
步骤四，通过循环泵(13)将部分石膏浆液输送到澄清器(4)进行澄清，含固量较低的废水进入废水槽(5)，含固量较高的浓浆液循环回到脱硫塔(3)的浆液池;
步骤五，通过废水输送泵(9)将废水槽(5)中的废水加压输送到雾化喷嘴(7)，借助于原烟气的高温显热将废水快速雾化并干燥，水变为蒸汽，废水中固体杂质被干燥为固体粉末，与原烟气中的粉尘一起进入除尘器(1)，最终被收集为固体灰渣，实现废水零排放;
步骤六，调节废水输送管线(8)上的流量调节元件(10)，使所述雾化喷嘴(7)上下游的温度检测元件(11)显示的温度差控制在5～15℃的范围。
10.根据权利要求9所述的烟气脱硫废水零排放方法，其特征在于，步骤四中进入废水槽(5)并且含固量较低的废水指：含固量小于5%，氯离子含量小于2%的废水。
说明书
一种烟气脱硫废水零排放系统和方法
技术领域
本发明涉及一种烟气脱硫废水零排放系统和方法，属于化工和环保技术领域。
背景技术
燃煤电厂等燃烧化石燃料产生的烟气中含有大量的二氧化硫，其不仅能对生态环境直接造成危害，而且是酸雨、灰霾等形成的重要前体物。在众多烟气脱硫方法中，石灰石-石膏湿法烟气脱硫是目前世界上技术最成熟、应用最广泛的一种脱硫技术，该技术面临的一个重要问题是对脱硫废水的处理。
目前脱硫废水处理技术主要包括化学沉淀、生物处理、蒸汽浓缩蒸发及零排放技术等。目前国内应用最多的是化学沉淀，该技术工艺成熟，能使脱硫废水达标排放，但存在对氯离子盐及硒、汞等去除效率不高等问题。零排放技术可实现厂内废水闭式循环使用，对生态环境友好。目前国内采用的零排放技术主要基于脱硫废水多效蒸发浓缩工艺，过程能耗大，运行成本较高。专利CN101417827B公开了一种处理脱硫废水的工艺方法，基本思路是雾化后的水与烟气在干燥塔内直接接触换热，形成的颗粒沉降到干燥塔下部，换热后的烟气变为湿烟气，由干燥塔排出，这种工艺存在颗粒沉降效果差、粉尘脱除效率低、设备投资成本高等问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种烟气脱硫废水零排放系统和方法，本发明利用雾化喷嘴并借助烟道内原烟气的高温显热，将脱硫废水快速雾化并干燥，实现废水零排放，对环境友好，且工艺简单，综合能耗和运行成本低。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种烟气脱硫废水零排放系统，包括：
烟气管道：用于输送原烟气，
除尘器：其入口与烟气管道相连接，用于对原烟气进行除尘处理，
脱硫塔：其中部为烟气进口，上部是脱硫段，下部是浆液池，脱硫塔的烟气进口与除尘器的烟气出口通过管路连接，脱硫段上设有净烟气出口，浆液池设有浆液出口，
增压风机：设在除尘器与脱硫塔之间的管路上，
澄清器：与脱硫塔的浆液出口相连，
废水槽：与澄清器相连，
其特征在于，还包括雾化喷嘴与废水输送管线，所述的雾化喷嘴设置在烟气管道内，所述的废水输送管线将废水槽和雾化喷嘴连接，在所述废水输送管线上设置有废水输送泵和流量调节元件。
在所述雾化喷嘴上游和下游分别设置有烟气温度检测元件，所述烟气温度检测元件与所述流量调节元件相连接。
所述雾化喷嘴为空气雾化喷嘴或机械旋转雾化喷嘴，所述空气雾化喷嘴还与空气压缩机连接，以获得压缩空气。
所述脱硫塔下部浆液池的浆液出口连接有浆液管路，该浆液管路分别与澄清器及石膏离心机连接，所述的浆液管路上设置有浆液循环泵。
所述的浆液管路还连接到脱硫塔上部的脱硫段，使得部分浆液回流，用于脱硫。
所述的石膏离心机还设有浆液回流管路，该浆液回流管路与脱硫塔下部浆液池相连;所述的澄清器也设有浆液回流管路，该浆液回流管路与脱硫塔下部浆液池相连。
脱硫塔下部的浆液池还连接有石灰石浆液供应管线和氧化空气供应管线，用于向浆液池内供应石灰石与氧化空气;脱硫塔上部的脱硫段连接有水供应管线，用于向脱硫段供应水。
所述除尘器下部连接有固体灰渣排出口，所述石膏离心机连接有脱硫产品石膏排出口。
一种使用上述系统实现烟气脱硫废水零排放的方法，包括以下步骤：
步骤一，高温原烟气通过烟气管道，依次经过雾化喷嘴、除尘器、增压风机和脱硫塔，脱出所述烟气中的二氧化硫、HCl、SO3、HF、NO2和固体粉尘等污染物，成为满足排放标准的净烟气，从脱硫塔脱硫段上的净烟气出口排出;
步骤二，向所述脱硫塔内补充石灰石、水和空气，在所述脱硫塔下部的浆液池得到石膏浆液;
步骤三，将部分石膏浆液经过浆液循环泵送到石膏离心机离心，得到脱硫产品石膏固体，离心母液循环回到脱硫塔的浆液池;
步骤四，通过循环泵将部分石膏浆液输送到澄清器进行澄清，含固量较低的废水进入废水槽，含固量较高的浓浆液循环回到脱硫塔的浆液池;
步骤五，通过废水输送泵将废水槽中的废水加压输送到雾化喷嘴，借助于原烟气的高温显热将废水快速雾化并干燥，水变为蒸汽，废水中固体杂质被干燥为固体粉末，与原烟气中的粉尘一起进入除尘器，最终被收集为固体灰渣，实现废水零排放;
步骤六，调节废水输送管线上的流量调节元件，使所述雾化喷嘴上下游的温度检测元件显示的温度差控制在5～15℃的范围，优选为5～10℃的范围。
步骤四中进入废水槽并且含固量较低的废水指：含固量小于5%，氯离子含量小于2%的废水。
本发明的有益效果是，脱硫废水在雾化喷嘴和高温烟气的共同作用下，快速雾化并干燥，实现废水厂内闭式循环和脱硫废水的零排放。同现有技术相比，本发明能显著降低过程能耗，运行成本较低。
