公布日：2023.04.14
申请日：2023.01.09
分类号：C02F1/16(2023.01)I;B01F27/90(2022.01)I;B01F35/92(2022.01)I;B01F23/53(2022.01)I;C02F103/18(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种脱硫废水深度处理的浓缩系统及方法，石灰乳化箱设置于石灰浆液箱内腔，石灰乳化箱的外壁与石灰浆液箱内壁之间形成有脱硫废水夹层，脱硫废水夹层和石灰乳化箱上部设有用于收集水蒸气的水蒸气汇集管道，水蒸气汇集管道的出口与脱硫废水进水换热器的热进口连接；脱硫废水进水系统的出口与脱硫废水进水换热器的冷进口连接，脱硫废水进水换热器的冷出口与脱硫废水夹层连通；石灰粉供料系统的出口连接至石灰乳化箱，工艺水系统与石灰乳化箱连接，脱硫废水排水系统与脱硫废水夹层连接，石灰浆液供浆系统与石灰乳化箱连接。本发明能利用石灰与水化学反应放出的巨大热量加热脱硫废水，实现脱硫废水减量的目的，并且处理过程相对安全。
权利要求书
1.一种脱硫废水深度处理的浓缩系统，其特征在于，包括石灰粉供料系统、石灰浆液箱(3)、石灰乳化箱(4)、脱硫废水进水系统、脱硫废水进水换热器(10)、脱硫废水排水系统、工艺水系统和石灰浆液供浆系统；石灰乳化箱(4)设置于石灰浆液箱(3)内腔，石灰乳化箱(4)的外壁与石灰浆液箱(3)内壁之间形成有空腔，该空腔作为脱硫废水夹层(5)，脱硫废水夹层(5)和石灰乳化箱(4)上部设有用于收集水蒸气的水蒸气汇集管道(18)，水蒸气汇集管道(18)的出口与脱硫废水进水换热器(10)的热进口连接；脱硫废水进水系统的出口与脱硫废水进水换热器(10)的冷进口连接，脱硫废水进水换热器(10)的冷出口与脱硫废水夹层(5)连通；石灰粉供料系统的出口连接至石灰乳化箱(4)，工艺水系统与石灰乳化箱(4)连接，脱硫废水排水系统与脱硫废水夹层(5)连接，石灰浆液供浆系统与石灰乳化箱(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫废水深度处理的浓缩系统，其特征在于，所述石灰粉供料系统包括石灰粉仓(1)和石灰卸料系统(2)，石灰卸料系统(2)的入口与石灰粉仓(1)连接，石灰卸料系统(2)的出口与石灰乳化箱(4)顶部连通。
3.根据权利要求1所述的一种脱硫废水深度处理的浓缩系统，其特征在于，所述脱硫废水进水系统包括脱硫废水储存箱(7)、脱硫废水进水管道(8)和脱硫废水进水泵(9)，脱硫废水储存箱(7)通过脱硫废水进水管道(8)与脱硫废水进水换热器(10)的冷进口连接，脱硫废水进水泵(9)设置于脱硫废水进水管道(8)上，脱硫废水进水管道(8)上在脱硫废水进水泵(9)的上游设有控制阀门(17)。
4.根据权利要求1所述的一种脱硫废水深度处理的浓缩系统，其特征在于，脱硫废水排水系统包括脱硫废水排水管道(11)、脱硫废水排水泵(12)和脱硫废水排水箱(13)，脱硫废水排水管道(11)的一端与脱硫废水夹层(5)的底部连通，脱硫废水排水管道(11)的另一端与脱硫废水排水箱(13)连接，脱硫废水排水泵(12)设置于脱硫废水排水管道(11)上，脱硫废水排水管道(11)上在脱硫废水排水泵(12)的下游设有控制阀门(17)。
5.根据权利要求1所述的一种脱硫废水深度处理的浓缩系统，其特征在于，石灰浆液供浆系统包括石灰浆液供浆管道(14)、石灰浆液供浆泵(15)和吸收塔(16)，石灰浆液供浆管道(14)的一端与石灰乳化箱(4)的底部连通，石灰浆液供浆管道(14)的另一端与吸收塔(16)的石灰石浆液入口连接，石灰浆液供浆泵(15)设置于石灰浆液供浆管道(14)上，石灰浆液供浆管道(14)上在石灰浆液供浆泵(15)的下游设有控制阀门(17)。
6.根据权利要求1所述的一种脱硫废水深度处理的浓缩系统，其特征在于，工艺水系统包括工艺水箱和工艺水泵，工艺水箱通过工艺水管与石灰乳化箱(4)的顶部连通，工艺水泵设置于工艺水管上，工艺水管上在工艺水泵的下游设有在线流量计(24)。
7.根据权利要求1所述的一种脱硫废水深度处理的浓缩系统，其特征在于，脱硫废水夹层(5)和石灰乳化箱(4)内均设有在线监测液位计(21)，脱硫废水夹层(5)设有在线监测密度计(22)，石灰乳化箱(4)内设有顶进式搅拌器(6)，石灰乳化箱(4)的材质为导热材质，所述导热材质包括不锈钢。
8.根据权利要求1所述的一种脱硫废水深度处理的浓缩系统，其特征在于，所述脱硫废水进水换热器(10)中，热进口位于热出口的上方，冷进口位于冷出口的下方，石灰浆液箱的顶部安装有盖板，所述盖板覆盖于脱硫废水夹层(5)和石灰乳化箱(4)上方，水蒸气汇集管道与水蒸气汇集管道(18)连接，水蒸气汇集管道(18)与脱硫废水夹层(5)和石灰乳化箱(4)上方的空腔连通。
9.一种脱硫废水深度处理的浓缩方法，其特征在于，该方法采用权利要求1-8任意一项所述的脱硫废水深度处理的浓缩系统进行，包括如下过程：石灰粉和工艺水在石灰乳化箱(4)中反应放热，石灰乳化箱中的热量通过石灰乳化箱(4)传递给脱硫废水夹层(5)中的脱硫废水，使脱硫废水夹层(5)中的脱硫废水中的水分蒸发、进行浓缩；石灰乳化箱(4)中反应蒸发出的水分以及脱硫废水夹层(5)中浓缩蒸发出的水分经水蒸气汇集管道(18)汇集后进入脱硫废水进水换热器(10)中进行放热，用于预热脱硫废水进水系统为脱硫废水夹层(5)提供的脱硫废水；当脱硫废水夹层(5)中脱硫废水的密度大于等于第一预设密度值时，启动脱硫废水排水系统排出脱硫废水浓缩液，当脱硫废水夹层(5)中脱硫废水的密度小于第二预设密度值时，关闭脱硫废水排水系统，并启动脱硫废水进水系统，将脱硫废水夹层(5)内的脱硫废水补至最高液位；当脱硫废水夹层(5)中脱硫废水的液位低于最低液位值时，启动脱硫废水进水系统，将脱硫废水夹层(5)内的脱硫废水补至最高液位。
10.根据权利要求9所述的一种脱硫废水深度处理的浓缩方法，其特征在于，所述第一预设密度值为1300kg/m3，第二预设密度值为1200kg/m3；脱硫废水夹层(5)中的液位始终高于石灰乳化箱(4)中的液位；脱硫废水进水系统与脱硫废水排出系统不同时运行；脱硫废水进水换热器(10)的热出口排出的水输入工艺水系统，作为工艺水系统的补充水。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种脱硫废水深度处理的浓缩系统及方法，本发明能利用石灰(CaO)与水化学反应放出的巨大热量加热脱硫废水，实现脱硫废水减量的目的，并且处理过程相对安全。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种脱硫废水深度处理的浓缩系统，包括石灰粉供料系统、石灰浆液箱、石灰乳化箱、脱硫废水进水系统、脱硫废水进水换热器、脱硫废水排水系统、工艺水系统和石灰浆液供浆系统；
石灰乳化箱设置于石灰浆液箱内腔，石灰乳化箱的外壁与石灰浆液箱内壁之间形成有空腔，该空腔作为脱硫废水夹层，脱硫废水夹层和石灰乳化箱上部设有用于收集水蒸气的水蒸气汇集管道，水蒸气汇集管道的出口与脱硫废水进水换热器的热进口连接；
脱硫废水进水系统的出口与脱硫废水进水换热器的冷进口连接，脱硫废水进水换热器的冷出口与脱硫废水夹层连通；石灰粉供料系统的出口连接至石灰乳化箱，工艺水系统与石灰乳化箱连接，脱硫废水排水系统与脱硫废水夹层连接，石灰浆液供浆系统与石灰乳化箱连接。
优选的，所述石灰粉供料系统包括石灰粉仓和石灰卸料系统，石灰卸料系统的入口与石灰粉仓连接，石灰卸料系统的出口与石灰乳化箱顶部连通。
优选的，所述脱硫废水进水系统包括脱硫废水储存箱、脱硫废水进水管道和脱硫废水进水泵，脱硫废水储存箱通过脱硫废水进水管道与脱硫废水进水换热器的冷进口连接，脱硫废水进水泵设置于脱硫废水进水管道上，脱硫废水进水管道上在脱硫废水进水泵的上游设有控制阀门。
优选的，脱硫废水排水系统包括脱硫废水排水管道、脱硫废水排水泵和脱硫废水排水箱，脱硫废水排水管道的一端与脱硫废水夹层的底部连通，脱硫废水排水管道的另一端与脱硫废水排水箱连接，脱硫废水排水泵设置于脱硫废水排水管道上，脱硫废水排水管道上在脱硫废水排水泵的下游设有控制阀门。
优选的，石灰浆液供浆系统包括石灰浆液供浆管道、石灰浆液供浆泵和吸收塔，石灰浆液供浆管道的一端与石灰乳化箱的底部连通，石灰浆液供浆管道的另一端与吸收塔的石灰石浆液入口连接，石灰浆液供浆泵设置于石灰浆液供浆管道上，石灰浆液供浆管道上在石灰浆液供浆泵的下游设有控制阀门。
优选的，工艺水系统包括工艺水箱和工艺水泵，工艺水箱通过工艺水管与石灰乳化箱的顶部连通，工艺水泵设置于工艺水管上，工艺水管上在工艺水泵的下游设有在线流量计。
优选的，脱硫废水夹层和石灰乳化箱内均设有在线监测液位计，脱硫废水夹层设有在线监测密度计，石灰乳化箱内设有顶进式搅拌器，石灰乳化箱的材质为导热材质，所述导热材质包括不锈钢。
优选的，所述脱硫废水进水换热器中，热进口位于热出口的上方，冷进口位于冷出口的下方，石灰浆液箱的顶部安装有盖板，所述盖板覆盖于脱硫废水夹层和石灰乳化箱上方，水蒸气汇集管道与水蒸气汇集管道连接，水蒸气汇集管道与脱硫废水夹层和石灰乳化箱上方的空腔连通。
本发明还提供了一种脱硫废水深度处理的浓缩方法，该方法采用本发明如上所述的脱硫废水深度处理的浓缩系统进行，包括如下过程：
石灰粉和工艺水在石灰乳化箱中反应放热，石灰乳化箱中的热量通过石灰乳化箱传递给脱硫废水夹层中的脱硫废水，使脱硫废水夹层中的脱硫废水中的水分蒸发、进行浓缩；石灰乳化箱中反应蒸发出的水分以及脱硫废水夹层中浓缩蒸发出的水分经水蒸气汇集管道汇集后进入脱硫废水进水换热器中进行放热，用于预热脱硫废水进水系统为脱硫废水夹层提供的脱硫废水；
当脱硫废水夹层中脱硫废水的密度大于等于第一预设密度值时，启动脱硫废水排水系统排出脱硫废水浓缩液，当脱硫废水夹层中脱硫废水的密度小于第二预设密度值时，关闭脱硫废水排水系统，并启动脱硫废水进水系统，将脱硫废水夹层内的脱硫废水补至最高液位；
当脱硫废水夹层中脱硫废水的液位低于最低液位值时，启动脱硫废水进水系统，将脱硫废水夹层内的脱硫废水补至最高液位。
优选的，所述第一预设密度值为1300kg/m3，第二预设密度值为1200kg/m3；
脱硫废水夹层中的液位始终高于石灰乳化箱中的液位；
脱硫废水进水系统与脱硫废水排出系统不同时运行；
脱硫废水进水换热器的热出口排出的水输入工艺水系统，作为工艺水系统的补充水。
本发明具有以下有益效果：
本发明脱硫废水深度处理的浓缩系统中，石灰乳化箱可用来使石灰石与工艺水反应并放出大量的热，由于石灰乳化箱的外壁与石灰浆液箱内壁之间形成有空腔，该空腔作为脱硫废水夹层，因此石灰乳化箱中的反应热能够通过石灰乳化箱传递给脱硫废水夹层中的脱硫废水，脱硫废水吸收石灰(CaO)与水化学反应放出的巨大热量，将脱硫废水的水分蒸发出来，实现脱硫废水的浓缩，石灰乳化箱中生成的氢氧化钙浆液可用于湿法脱硫系统的正常使用的脱硫浆液，可以边使用边在线配置，对于本发明而言具有一个持续的热源来加热脱硫废水夹层中的脱硫废水，此外，本发明无需一次性将石灰石与工艺水混合来获得大量的脱硫吸收剂，避免了石灰石与工艺水反应时瞬间放热太多导致爆炸的风险，同时反映的热量及时的被脱硫废水夹层中的脱硫废水及时吸收，对石灰乳化箱实现了快速降温的目的。可以看出，本发明能够在降低安全隐患的同时还可以蒸发脱硫废水，进而减少高温热源的消耗，降低脱硫废水零排放深度处理的运行成本。与此同时，蒸发产生的水蒸气可预热脱硫废水，冷凝后的凝结水单独收集可作为制浆工艺水的补水，实现节水的目的。本发明可利用现有石灰储存系统及卸料系统，对现有石灰浆液箱进行改造，改造量较小，运行可靠，检修维护方便、简单，便于推广及应用。
（发明人：孟令海;李楠;何育东;鲁浩;员亚飞;余昭;李兴华;陶明;宦宣州;何仰朋;王韶晖;吴晓龙;房孝维）
