申请日 20201012
公开（公告）日 20201218
IPC分类号 F28B9/08; F28D9/00; F22D1/50; C02F1/02; C02F1/06; C02F103/18
摘要
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种废水浓缩余热回用装置及方法。该废水浓缩余热回用装置包括连通的脱硫单元和废水浓缩系统，废水浓缩系统包括连通的废水池、废水加热器、闪蒸罐和冷凝器和低加凝结水系统，低加凝结水系统与废水浓缩系统连通，系统包括发电机组、凝汽器、第一低加加热器和高加加热器。发电机组排出的热量可以用于废水加热器中加热废水、在凝汽器出口的凝结水作为冷媒回收二次蒸汽的热量，热量进行了梯级利用，通过废水浓缩系统，又将热量归还至低加凝结水系统，在该过程热量几乎未损失，又满足了脱硫废水处理所需的热量，实现了废水浓缩，解决了常规路线利用消耗高品质热能的弊端。
权利要求书
1.一种废水浓缩余热回用装置，包括连通的脱硫单元和废水浓缩系统，废水浓缩系统包括连通的废水池、废水加热器、闪蒸罐和冷凝器，其特征在于，所述废水浓缩余热回用装置还包括低加凝结水系统，所述低加凝结水系统与所述废水浓缩系统连通，所述低加凝结水系统包括，
发电机组，与所述废水加热器连通，以使来自发电机组的部分第一换热介质与来自废水池的废水在所述废水加热器中换热；
凝汽器，与所述发电机组连通，以使来自发电机组第三换热介质凝结成液体；所述凝汽器与所述冷凝器的冷媒进口连通，来自凝汽器的部分液体作为冷媒与来自闪蒸罐的第二换热介质在冷凝器中换热，换热后的冷媒从冷凝器的冷媒出口排出至低加凝结水系统；
第一低加加热器，分别与所述凝汽器和所述发电机组连通，以使来自凝汽器的部分液体与来自所述发电机组的部分第一换热介质在所述低加加热器内换热；
若干个连通的高加加热器，与所述发电机组和所述第一低加加热器连通。
2.根据权利要求1所述的废水浓缩余热回用装置，其特征在于，所述废水加热器与所述凝汽器连通，以使在废水加热器中换热后的第一换热介质在凝汽器中凝结成液体；或，
所述废水加热器还与工艺补水单元连通，以使废水加热器中换热后的第一换热介质凝结成水用于工艺补水。
3.根据权利要求1或2所述的废水浓缩余热回用装置，其特征在于，所述低加凝结水系统还包括依次连通的第二低加加热器、第三低加加热器和第四低加加热器，所述第二低加加热器分别与所述第一低加加热器和所述冷凝器连通，以使来自第一低加加热器的液体和来自冷凝器的冷媒进入低加凝结水系统回收再利用。
4.根据权利要求1-3任一项所述的废水浓缩余热回用装置，其特征在于，所述高加加热器与低加加热器之间设置有除氧器。
5.根据权利要求1-4任一项所述的废水浓缩余热回用装置，其特征在于，所述冷凝器与所述闪蒸罐连通，以使闪蒸罐内的第二换热介质进入到冷凝器内换热。
6.根据权利要求5所述的废水浓缩余热回用装置，其特征在于，所述闪蒸罐内设置至少一个隔板，以将所述闪蒸罐内部分成至少两个闪蒸室，且相邻的两个闪蒸室连通，对进入闪蒸罐内的废水进行梯级闪蒸；
所述冷凝器与所述闪蒸室一一对应连通。
7.根据权利要求1-6任一项所述的废水浓缩余热回用装置，其特征在于，所述废水浓缩系统还包括废水池，所述废水池内设置有上清液出口和浓废水出口；
所述废水池分别与脱硫单元、所述废水加热器和闪蒸罐连通，以使闪蒸后的废水和脱硫单元的废水进入废水池后分离为上清液和浓缩废水，上清液进入废水加热器，浓缩废水从浓废水出口排出。
8.根据权利要求1-7任一项所述的废水浓缩余热回用装置，其特征在于，所述废水浓缩系统还包括真空泵，所述真空泵通过真空缓冲罐与所述冷凝器连通，以调整冷凝器和闪蒸罐的真空度；
凝水泵，分别与所述冷凝器和所述真空缓冲罐连通，将废水浓缩系统产生的冷凝水输送至工艺补水系统。
9.一种废水浓缩余热回用方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的装置，包括以下步骤，
第一换热介质从发电机组排出，分成两部分，分别进入第一低加加热器和废水加热器；
第三换热介质从发电机组排出，进入凝汽器中凝结成液体；
第一换热介质从发电机组排出，分成两部分，一部分进入废水加热器，与来自废水池的废水在废水加热器换热；另一部分第一换热介质进入第一低加加热器，和来自凝汽器的部分液体进行换热；
凝汽器出口的部分液体作为冷媒进入废水浓缩系统的冷凝器中，与闪蒸罐排出的第二换热介质在冷凝器中换热，换热后的冷媒再次循环至低加凝结水系统回收。
10.根据权利要求9所述的废水浓缩余热回用方法，其特征在于，
来自所述发电机组的部分第一换热介质进入到所述废水加热器时的温度为97-99℃；来自废水池的废水进入所述废水加热器时的温度为33-37℃；换热后的废水的温度为65-95℃；
所述闪蒸罐的闪蒸温度为55-85℃。
说明书
一种废水浓缩余热回用装置及方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种废水浓缩余热回用装置及方法。
背景技术
我国绝大多数电厂采用石灰石湿法脱硫技术脱除烟气中的二氧化硫，在运行中产生的脱硫废水因成分复杂、污染物种类多，成为燃煤电厂最难处理的废水之一。目前，国内主要采用化学沉淀法处理脱硫废水，俗称三联箱沉淀处理法，但是该方法处理出水含盐量较高，氯离子含量高，直接排放后容易造成二次污染。
为了实现脱硫废水的零排放，越来越多的学者开始研究脱硫废水深度处理工艺，如蒸发+结晶工艺相结合、预处理系统+蒸发浓缩系统相结合、预处理系统+结晶蒸发+分离干燥相结合、MVR蒸发结晶工艺等，深度处理工艺可以实现废水中水的的回用，产生可回收盐，但是也还存在很多问题，如回收盐品位低、蒸发过程需要用较高品质的蒸汽，末级二次蒸汽品质太低，只能通过公用冷却系统将热量排向大气，能耗高、投资大，废水进行浓缩减量会使大量水分进入脱硫系统，导致脱硫塔蒸发量减少，甚至影响脱硫塔水平衡，处理废水量受到烟气温度和负荷限制。
中国专利文献CN207002312U公开了一种脱硫废水低温蒸发处理系统，该系统包括废水加热系统、废水闪蒸处理系统、闪蒸蒸汽冷却系统、废水加热热源系统，脱硫装置的脱硫废水输出管连接废水闪蒸处理系统，废水闪蒸处理系统连接废水加热系统，废水闪蒸处理系统中的脱硫废水流经废水加热系统被加热后，进入废水闪蒸处理系统的喷淋闪蒸机构进行闪蒸；废水闪蒸处理系统的闪蒸蒸汽分两路管路分别连接闪蒸蒸汽冷却系统和废水加热热源系统；闪蒸蒸汽冷却系统接入闪蒸蒸汽和冷源，进行蒸汽冷却和凝结水回收，该处理系统用到的蒸汽为中品质蒸汽，且蒸汽耗量较大，二次蒸汽热量不能完全回收，热量损失严重。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的脱硫废水进行减量浓缩需要大量高品质蒸汽、能耗高、热量损失大等缺陷，从而提供一种废水浓缩余热回用装置及方法。
为此，本发明提供了以下技术方案。
本发明提供了一种废水浓缩余热回用装置，包括连通的脱硫单元和废水浓缩系统，废水浓缩系统包括连通的废水池、废水加热器、闪蒸罐和冷凝器，所述废水浓缩余热回用装置还包括低加凝结水系统，所述低加凝结水系统与所述废水浓缩系统连通，所述低加凝结水系统包括，
发电机组，与所述废水加热器连通，以使来自发电机组的部分第一换热介质与来自废水池的废水在所述废水加热器中换热；
凝汽器，与所述发电机组连通，以使来自发电机组第三换热介质凝结成液体；所述凝汽器与所述冷凝器的冷媒进口连通，来自凝汽器的部分液体作为冷媒与来自闪蒸罐的第二换热介质在冷凝器中换热，换热后的冷媒从冷凝器的冷媒出口排出至低加凝结水系统；
第一低加加热器，分别与所述凝汽器和所述发电机组连通，以使来自凝汽器的部分液体与来自所述发电机组的部分第一换热介质在所述低加加热器内换热；
若干个连通的高加加热器，与所述发电机组和所述第一低加加热器连通。
所述废水加热器与所述凝汽器连通，以使在废水加热器中换热后的第一换热介质在凝汽器中凝结成液体；或，
所述废水加热器还与工艺补水单元连通，以使废水加热器中换热后的第一换热介质凝结成水用于工艺补水。
所述低加凝结水系统还包括依次连通的第二低加加热器、第三低加加热器和第四低加加热器，所述第二低加加热器分别与所述第一低加加热器和所述冷凝器连通，以使来自第一低加加热器的液体和来自冷凝器的冷媒进入低加凝结水系统回收再利用。
所述高加加热器与低加加热器之间设置有除氧器。
所述冷凝器与所述闪蒸罐连通，以使闪蒸罐内的第二换热介质进入到冷凝器内换热。
所述闪蒸罐内设置至少一个隔板，以将所述闪蒸罐内部分成至少两个闪蒸室，且相邻的两个闪蒸室连通，对进入闪蒸罐内的废水进行梯级闪蒸；
所述冷凝器与所述闪蒸室一一对应连通。
所述废水浓缩系统还包括废水池，所述废水池内设置有上清液出口和浓废水出口；
所述废水池分别与脱硫单元、所述废水加热器和闪蒸罐连通，以使闪蒸后的废水和脱硫单元的废水进入废水池后分离为上清液和浓缩废水，上清液进入废水加热器，浓缩废水从浓废水出口排出。
所述废水浓缩系统还包括真空泵，所述真空泵通过真空缓冲罐与所述冷凝器连通，以调整冷凝器和闪蒸罐的真空度；
凝水泵，分别与所述冷凝器和所述真空缓冲罐连通，将废水浓缩系统产生的冷凝水输送至工艺补水系统。
本发明还提供了一种废水浓缩余热回用方法，采用上述装置，包括以下步骤，
第一换热介质从发电机组排出，分成两部分，分别进入第一低加加热器和废水加热器；
第三换热介质从发电机组排出，进入凝汽器中凝结成液体；
第一换热介质从发电机组排出,分成两部分，一部分进入废水加热器，与来自废水池的废水在废水加热器换热；另一部分第一换热介质进入第一低加加热器，和来自凝汽器的部分液体进行换热；
凝汽器出口的部分液体作为冷媒进入废水浓缩系统的冷凝器中，与闪蒸罐排出的第二换热介质在冷凝器中换热，换热后的冷媒再次循环至低加凝结水系统回收。
进一步地，来自所述发电机组的部分第一换热介质进入到所述废水加热器时的温度为97-99℃；来自废水池的废水进入所述废水加热器时的温度为33-37℃；换热后的废水的温度为65-95℃；
所述闪蒸罐的闪蒸温度为55-85℃。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的废水浓缩余热回用装置，包括连通的脱硫单元和废水浓缩系统，废水浓缩系统包括连通的废水池、废水加热器、闪蒸罐和冷凝器，所述废水浓缩余热回用装置还包括低加凝结水系统，所述低加凝结水系统与所述废水浓缩系统连通，所述系统包括发电机组、凝汽器、第一低加加热器和高加加热器。发电机组排出的热量可以用于废水加热器中加热废水、在凝汽器出口的凝结水作为冷媒回收二次蒸汽的热量，热量进行了梯级利用，通过废水浓缩系统，又将热量归还至低加凝结水系统，在该过程热量几乎未损失，又满足了脱硫废水处理所需的热量，有效利用了发电机组产生的热量，实现了热量的零排放，减少了热损，解决了常规路线利用消耗高品质热能的弊端，同时还降低了机组能耗，该装置还实现了废水的浓缩，减少了高品质蒸汽的使用，达到了节能、降耗的效果。
该废水浓缩余热回用装置解决了燃煤电厂等行业的废水浓缩、排放等的问题，具有能耗低、投资少、运行费用低，达到了高效节能减排的效果，具有很好的经济和社会效益。
2.本发明提供的废水浓缩余热回用装置，本发明通过将闪蒸罐分为多个闪蒸室，并控制各个闪蒸室的真空度依次增加，形成梯度蒸发，进而形成不同温度的二次蒸汽，当冷凝器对二次蒸汽进行冷凝时，二次蒸汽可以对冷凝器中的冷媒进行梯级加热，可以有效提升热换热的品质，实现二次蒸汽热量的全部回收。
本发明的低加凝结水系统通过设置有若干低加加热器，不需要新建冷却系统，就可以实现回收二次蒸汽热量的效果，减少了热能的浪费，克服了现有技术中末级二次蒸汽温度低，无法实现热量回收利用，只能排向大气的缺陷。
该废水浓缩系统中闪蒸罐顶部为二次蒸汽的出口，有利于二次蒸汽排出；在闪蒸罐顶部设置除雾器，防止二次蒸汽将细小的废水液滴带入冷凝器和管道中。
发明人 （王争荣;汪洋;王凯亮;吴冲;耿宣;苏军划;何佳;）
