公布日：2022.07.15
申请日：2022.03.31
分类号：C02F9/10(2006.01)I;B01D45/16(2006.01)I;B01D45/08(2006.01)I;F23J15/06(2006.01)I;F22B37/26(2006.01)I;F28D15/02(2006.01)I;
F28G9/00(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种水泥窑余热发电排污水零排放系统及工艺，包括按照污水流向依次通过管路相连的循环水池、水软化及过滤装置、一级反渗透装置、一级浓水罐、二级反渗透装置、二级浓水罐、烟气余热蒸发器；所述的烟气余热蒸发器加热侧入口与现场烟气管路相连，烟气余热蒸发器加热侧出口与风机相连，并经过风机送入烟囱排到大气中，所述的烟气余热蒸发器加热侧采用150℃以上的废气，所述的烟气余热蒸发器包括烟风通道、锅筒和热管。本发明节约系统的建设及运行成本，使得水泥企业排放的烟气利用效率大大提高。真正实现循环水零排放的目标，整套系统设备结构紧凑，占地较少，系统运行寿命长。
权利要求书
1.一种水泥窑余热发电排污水零排放系统及工艺，包括循环水池、水软化及过滤装置、沉降污泥板框压滤机、一级反渗透装置、二级反渗透装置、烟气余热蒸发器、风机和烟囱，其特征在于：污水依次流向通过管路相连的循环水池、水软化及过滤装置、一级反渗透装置、二级反渗透装置、烟气余热蒸发器；所述的水软化及过滤装置底部设有排污口，所述的排污口与沉降污泥板框压滤机入口相连；所述的烟气余热蒸发器包括烟风通道和锅筒，所述的烟风通道直立设置，烟风通道顶部设有烟气进口，底部设有排灰口，靠近底部侧壁设有烟气出口，所述烟气进口与现场烟气管路相连，所述的烟气出口与风机相连，并经过风机送入烟囱排到大气中；所述的锅筒为直立设置的圆筒形承压容器，锅筒顶部设有蒸汽出口，底部设有第一排污口；所述的一级反渗透装置、二级反渗透装置产生的清水与所述的锅筒出口的蒸汽混合后经水泵送入循环水池循环应用。
2.根据权利要求1所述的一种水泥窑余热发电排污水零排放系统及工艺，其特征在于：所述的一级反渗透装置与二级反渗透装置之间设有一级浓水罐，在二级反渗透装置与烟气余热蒸发器之间设有二级浓水罐。
3.根据权利要求1所述的一种水泥窑余热发电排污水零排放系统及工艺，其特征在于：所述的沉降污泥板框压滤机排出的泥饼送入水泥窑生料混合处。
4.根据权利要求1所述的一种水泥窑余热发电排污水零排放系统及工艺，其特征在于：所述的烟气余热蒸发器排出的浓缩晶浆和污水送入水泥窑生料混合处。
5.根据权利要求1所述的一种水泥窑余热发电排污水零排放系统及工艺，其特征在于：所述的循环水池、水软化及过滤装置、一级反渗透装置、二级反渗透装置的前端均设置有水泵。
6.根据权利要求1所述的一种水泥窑余热发电排污水零排放系统及工艺，其特征在于：所述的烟气余热蒸发器还包括用于传热的热管，所述的热管倾斜布置，低段置于烟风通道内，高段置于锅筒内；所述的锅筒内自上而下依次设有除沫器、蒸发室和省煤器室，所述的除沫器、蒸发室和省煤器室分别经过第一隔板和第二隔板分隔，所述的除沫器底部设有排液管，所述的排液管上端连接倒圆台形的底部，倒圆台顶部与圆筒相连，圆筒内上部设有多层过滤网，倒圆台侧壁为蒸汽入口，倒圆台侧壁纵向呈辐射状均匀设有栅格片，栅格片与倒圆台侧壁呈10-60度夹角，除沫器顶部设有除沫器蒸汽出口，蒸发室上部侧壁设有反冲洗孔，蒸发室下部侧壁设有检修人孔，省煤器室下部侧壁设有污水进口。
7.根据权利要求6所述的一种水泥窑余热发电排污水零排放系统及工艺，其特征在于：所述的第一隔板为环形隔板，隔板内外环分别与除沫器外壁和锅筒内壁焊接。
8.根据权利要求6所述的一种水泥窑余热发电排污水零排放系统及工艺，其特征在于：所述的第二隔板为圆形隔板，所述的第二隔板按照热管倾斜角度，与热管平行的焊接固定在锅筒内壁，所述的第二隔板的最低端开有三角型缺口用于排污，第二隔板上设有多组圆孔，用于省煤器室加热后的热水通过第二隔板进入蒸发室内进一步蒸发。
9.根据权利要求6所述的一种水泥窑余热发电排污水零排放系统及工艺，其特征在于：所述的蒸发室中第二隔板最低处的锅筒内壁设置第二排污口，将浓缩后的污水引出。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种水泥窑余热发电排污水零排放系统及工艺,实现零排放的同时，节约成本。
本发明所采用的技术方案是一种水泥窑余热发电排污水零排放系统及工艺，包括循环水池、水软化及过滤装置、沉降污泥板框压滤机、一级反渗透装置、二级反渗透装置、烟气余热蒸发器、风机和烟囱，污水依次流向通过管路相连的循环水池、水软化及过滤装置、一级反渗透装置、二级反渗透装置、烟气余热蒸发器；所述的水软化及过滤装置底部设有排污口，所述的排污口与沉降污泥板框压滤机入口相连；所述的烟气余热蒸发器包括烟风通道和锅筒，所述的烟风通道直立设置，烟风通道顶部设有烟气进口，底部设有排灰口，靠近底部侧壁设有烟气出口，所述烟气进口与现场烟气管路相连，所述的烟气出口与风机相连，并经过风机送入烟囱排到大气中；所述的锅筒为直立设置的圆筒形承压容器，锅筒顶部设有蒸汽出口，底部设有第一排污口；所述的一级反渗透装置、二级反渗透装置产生的清水与所述的锅筒出口的蒸汽混合后经水泵送入循环水池循环应用。
优选的，所述的一级反渗透装置与二级反渗透装置之间设有一级浓水罐，在二级反渗透装置与烟气余热蒸发器之间设有二级浓水罐。
优选的，所述的沉降污泥板框压滤机排出的泥饼送入水泥窑生料混合处。
优选的，所述的烟气余热蒸发器排出的浓缩晶浆和污水送入水泥窑生料混合处。
优选的，所述的循环水池、水软化及过滤装置、一级反渗透装置、二级反渗透装置的前端均设置有水泵。
优选的，所述的烟气余热蒸发器还包括用于传热的热管，所述的热管倾斜布置，低段置于烟风通道内，高段置于锅筒内；所述的锅筒内自上而下依次设有除沫器、蒸发室和省煤器室，所述的除沫器、蒸发室和省煤器室分别经过第一隔板和第二隔板分隔，所述的除沫器底部设有排液管，所述的排液管上端连接倒圆台形的底部，倒圆台顶部与圆筒相连，圆筒内上部设有多层过滤网，倒圆台侧壁为蒸汽入口，倒圆台侧壁纵向呈辐射状均匀设有栅格片，栅格片与倒圆台侧壁呈10-60度夹角，除沫器顶部设有除沫器蒸汽出口，蒸发室上部侧壁设有反冲洗孔，蒸发室下部侧壁设有检修人孔，省煤器室下部侧壁设有污水进口。
优选的，所述的第一隔板为环形隔板，隔板内外环分别与除沫器外壁和锅筒内壁焊接。
优选的，所述的第二隔板为圆形隔板，所述的第二隔板按照热管倾斜角度，与热管平行的焊接固定在锅筒内壁，所述的第二隔板的最低端开有三角型缺口用于排污，第二隔板上设有多组圆孔，用于省煤器室加热后的热水通过第二隔板进入蒸发室内进一步蒸发。
优选的，所述的蒸发室中第二隔板最低处的锅筒内壁设置第二排污口，将浓缩后的污水引出。
本发明的有益效果是：1、节约系统的建设及运行成本。采用烟气余热蒸发器代替了三效结晶蒸发系统，使得整套系统固定成本节约了19％。采用低温烟气作为蒸发热源，代替了蒸汽，使得系统的运行成本节省了近87％。
2、提高了水泥企业烟气的利用效率，增加发电量。结合水泥余热发电系统，将发电后排放的150℃左右的烟气再次利用作为热源进行浓盐水的蒸发，使得水泥企业排放的烟气利用效率大大提高，同时节约的蒸汽用于发电，增加了水泥企业的发电量。
3、真正实现循环水零排放的目标。由于水泥窑余热发电系统排放的污水中主要含有磷酸盐，磷酸盐对水泥成品的品质不产生影响。结合水泥生产工艺，将处理过程中产生的污泥以及最终的排出的浓缩液送至水泥窑生料混合处，经过水泥窑煅烧生产水泥。
4、整套系统设备结构紧凑，占地较少。采用一台立式烟气余热蒸发器代替三效结晶蒸发系统，使得整套系统设备结构紧凑，占地面积较少。
5、传热效率高，使用寿命长。系统中余热蒸发器把冷热(污水、烟气)介质之间的换热通过热管来实现，把传统的间壁式传热改成均在管外壁来进行，从而使传热元件的抗结垢能力大幅增强，该装置设置有反冲洗孔和检修人孔，可以定期冲洗或清理换热面污垢，提高换热效率，延长余热蒸发器的使用寿命。
6、双效除沫器提高汽水分离效率。除沫器蒸汽入口采取特殊结构，使得蒸汽经过蒸汽入口后，在除沫器内筒中产生旋风分离的效果，除沫器中还设有多层丝网，这种旋切加上丝网的双效结构，提高了汽水的分离效率，有效防止泡沫夹带料液的现象，同时也大大降低了蒸发出冷凝水中含低沸点有机物的量，延长了设备的使用寿命，确保设备正常运行。
（发明人：张怀军;金万金）
