高新利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置技术

高新利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置技术

1.本高新技术涉及火电脱硫废水零排放技术领域,特别是指一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置。

背景技术:

2.2015年4月国务院正式发布的《水污染防治行动计划》即《水十条》中,明确提出了火电厂脱硫废水属于高污染废水,必须严格控制。脱硫废水成分复杂,处理难度极大,如何做好脱硫废水治理,实现脱硫废水零排放成为燃煤电厂亟待解决的重要问题。
3.脱硫废水污染物含量高且水质波动大,含有大量的无机盐离子及重金属等,对环境有很强的污染性。其中很多重金属离子是国家环保标准中要求控制的第一类污染物,因此必须对脱硫废水进行单独处理。
4.目前实施的脱硫废水零排放技术中,利用旁路干燥塔对雾化脱硫废水进行干燥蒸发是最具应用前景的技术之一。旁路喷雾干燥蒸发技术成本较低,经济性好,结构简单易操作,能够对电厂脱硫废水实现零排放。布置于旁路干燥塔内的高速旋转雾化器将脱硫废水雾化成微小液滴,经旁路烟道引入的空气预热器前热烟气干燥蒸发,部分干燥产物进入干燥塔底的灰斗中,其余则与烟气一起进入电除尘器,被捕集收集。
5.旋转雾化喷雾干燥技术虽然工艺简单,投资少,能耗低,但是干燥塔底渣由于硫酸根和氯离子含量较高,根据《高强高性混凝土用矿物外加剂》(gb1t18736

2002)、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(gbt 1596

2005)和水泥相关国家和行业规定,不能用于混凝土的掺配使用,只能作为铺路用。已有的旋转雾化喷雾干燥技术将脱硫废水蒸发析出的无机盐分直接混入飞灰,影响飞灰的资源化利用。同时,已有旋转喷雾干燥技术蒸发脱硫废水所用的热烟气全部取自空气预热器前热烟气,对锅炉能耗影响较大。

技术实现要素:

6.本高新技术提出一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置,解决了现有技术中锅炉能耗大的问题。
7.本高新技术的技术方案是这样实现的:
8.一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置,包括通过烟道依次连接的scr脱硝反应器、空预器、第一除尘器、湿法脱硫装置和干燥塔;
9.所述锅炉、scr脱硝反应器、空预器、第一除尘器和湿法脱硫装置通过烟道依次连接;
10.所述scr脱硝反应器的出口烟道和所述空预器的出口烟道均通过旁路烟道与干燥塔的进口烟道连通;
11.所述第一除尘器与湿法脱硫装置之间设置有废水蒸发浓缩装置,所述湿法脱硫装置连接有石膏脱水装置;
12.所述废水蒸发浓缩装置进水口与石膏脱水装置的排水口连通,所述废水蒸发浓缩
装置的排水口与干燥塔进水口连通;
13.所述废水蒸发浓缩装置的进口烟道与第一除尘器的出口烟道连通,所述废水蒸发浓缩装置的出口烟道与湿法脱硫装置的进口烟道连通。
14.优选的,还包括第二除尘器,所述第二除尘器的进口烟道与干燥塔的出口烟道连通,所述第二除尘器的出口烟道与第一除尘器的进口烟道连通;
15.所述干燥塔和第二除尘器两者底部的灰斗均与盐分回收装置连接。
16.优选的,所述第一除尘器为电除尘器,所述第二除尘器为旋风分离器。
17.优选的,所述scr脱硝反应器与空预器之间的烟道连通有第一旁路烟道,第一旁路烟道上设有调节挡板,用于调节进入旁路烟道的烟气量;所述空预器与第一除尘器之间的烟道连通有第二旁路烟道;第二旁路烟道上设有调节挡板,用于调节入旁路烟道的烟气量;
18.所述第一旁路烟道出口烟道与干燥塔的进口烟道连通,所述第二旁路烟道的出口烟道与第一旁路烟道连通。
19.优选的,所述废水蒸发浓缩装置包括箱体;
20.所述废水蒸发浓缩装置的进口烟道、出口烟道、进水口和排水口均与箱体的内部空间连通;
21.所述废水蒸发浓缩装置的出口烟道位于箱体内液面以上,所述废水蒸发浓缩装置的进口烟道和排水口均位于液面以下。
22.优选的,所述干燥塔的进口烟道设置有进口挡板,所述进口挡板采用调节型执行结构;
23.所述干燥塔的出口烟道设置有出口挡板,所述出口挡板采用开关型执行结构。
24.优选的,所述干燥塔为旋转喷雾干燥塔;
25.所述干燥塔的上部设置有蜗壳式空气分布器和旋转雾化器;
26.所述旋转雾化器套设在蜗壳式空气分布器的内部,且蜗壳式空气分布器的进口端为干燥塔的进口烟道;
27.所述旋转雾化器的进口端为干燥塔的进水口。
28.优选的,所述废水蒸发浓缩装置与干燥塔之间设置有中间水路;
29.所述中间水路包括过滤装置、废水提升泵和高位废水箱;
30.所述过滤装置的进水口与废水蒸发浓缩装置的排水口连通,所述过滤装置的排水口与高位水箱的进水口连通,所述高位水箱的排水口与干燥塔进水口连通,所述废水提升泵设置在高位水箱和过滤装置之间的连接管路上。
31.优选的,所述湿法脱硫装置还连接有石膏排出装置。
32.有益效果
33.本高新技术技术方案利用第一除尘器与湿法脱硫装置之间的中温烟气(80

120℃)先对脱硫废水浓缩减量处理,浓缩至原始废水量的10%至50%左右,减少进入干燥塔废水量,可减少热烟气的抽取量,有效降低系统对锅炉效率的影响;同时也可降低湿法脱硫装置入口烟气温度,并提高烟气湿度,可提高湿法脱硫装置对烟气中so2的吸收效率并减少湿法脱硫装置补水。
34.本发明同时抽取scr脱硝反应器之后和空气预热器之后的烟气对废水进行蒸发,可有效提高系统能效。
35.通过在干燥塔出口设置第二除尘器,可以对脱硫废水蒸发析出的含氯结晶产物进行捕集,并与干燥塔底部排出的灰渣一起进入盐分回收系统,可防止析出盐分进入主系统烟气中,降低对粉煤灰资源化的影响。
附图说明
36.为了更清楚地说明本高新技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本高新技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本高新技术提供的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置的结构示意图。
38.其中:
39.1:锅炉;2:scr脱硝反应器;3:空气预热器;4:干燥塔;5:第一除尘器;6:废水蒸发浓缩装置;7:湿法脱硫装置;8:第二除尘器;9:石膏脱水装置;10:石膏排出装置;11:过滤装置;12:废水提升泵;13:高位废水箱;14:盐分回收装置。
具体实施方式
40.下面将结合本高新技术实施例中的附图,对本高新技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本高新技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本高新技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本高新技术保护的范围。
41.如图1所示,在本实施方式提供了一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置,包括通过烟道依次连接的scr脱硝反应器2、空气预热器3、第一除尘器5、湿法脱硫装置7和干燥塔4。
42.锅炉1、scr脱硝反应器2、空气预热器3、第一除尘器5和湿法脱硫装置7通过烟道依次连接。
43.scr脱硝反应器2的出口烟道和空气预热器3的出口烟道均通过旁路烟道与干燥塔4的进口烟道连通。
44.第一除尘器5与湿法脱硫装置7之间设置有废水蒸发浓缩装置6,湿法脱硫装置7连接有石膏脱水装置9。
45.废水蒸发浓缩装置6进水口与石膏脱水装置9的排水口连通,废水蒸发浓缩装置6的排水口与干燥塔4进水口连通。
46.废水蒸发浓缩装置6的进口烟道与第一除尘器5的出口烟道连通,废水蒸发浓缩装置6的出口烟道与湿法脱硫装置7的进口烟道连通。
47.由石膏脱水装置9排出的脱硫废水会在废水蒸发浓缩装置6中进行浓缩,减少了进入干燥塔4中的废水量,由此,减少了干燥塔4干燥废水所需的热烟气量,干燥塔4所需的烟气来自锅炉烟气(空气预热器3会利用锅炉烟气对进入锅炉1的空气进行加热,实现锅炉排烟热量的二次利用),干燥塔4干燥废水的所需的烟气量减少了,相应的锅炉1二次利用的热量会增多,故此,可有效降低系统对锅炉1效率的影响。
48.干燥塔4抽取的烟气一部分来自scr脱硝反应器2的出口烟道,另一部分来自空气预热器3的出口烟道,即对空气预热器3换热完的烟气进行了再次热量回收,提高了能源利用效率,进一步的降低了系统对锅炉效率的影响。
49.通过废水蒸发浓缩装置6的设置,还降低了湿法脱硫装置7入口烟气温度和提高烟气湿度,可提高湿法脱硫装置7对烟气中so2的吸收效率并减少湿法脱硫装置补水。
50.利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置还包括第二除尘器8,第二除尘器8的进口烟道与干燥塔4的出口烟道连通,第二除尘器8的出口烟道与第一除尘器5的进口烟道连通。干燥塔4和第二除尘器8两者底部的灰斗均与盐分回收装置14连接。
51.通过在干燥塔4出口设置第二除尘器8,可以对脱硫废水蒸发析出的含氯结晶产物进行捕集,并与干燥塔4底部排出的灰渣一起进入盐分回收装置14,可防止析出盐分进入主灰库,降低对粉煤灰资源化的影响。
52.第一除尘器5为电除尘器,第二除尘器8为旋风除尘分离器。第二除尘器8的进风量较小,该除尘器为小型除尘器。
53.在本实施方式中,还提供了干燥塔4与主烟道(锅炉、scr脱硝反应器、空气预热器、第一除尘器和湿法脱硫装置之间形成的烟道)具体连通的方式。
54.scr脱硝反应器2与空气预热器3之间的烟道连通有第一旁路烟道,第一旁路烟道上设有调节挡板,用于调节入旁路烟道的烟气量。空气预热器3与第一除尘器5之间的烟道连通有第二旁路烟道,第二旁路烟道上设有调节挡板,用于调节入旁路烟道的烟气量。
55.第一旁路烟道出口烟道与干燥塔4的进口烟道连通,第二旁路烟道的出口烟道与第一旁路烟道连通,连接点位于第一旁路烟道调节挡板与干燥塔4之间。
56.上述是干燥塔4与主烟道连通的一种实施方式,当然根据实施需要也可以对第一旁路烟道和第二旁路烟道的设置形式进行适当的变形,只要能够实现对进入空气预热器3之前的烟气或者空气预热器3排出的烟气进行抽取即可。如,第一旁路烟道和第二旁路烟道可以是两个并联设置的烟道。
57.第一除尘器5排出的烟气在从底部进入废水蒸发浓缩装置6,废水蒸发浓缩装置6对雾化后喷入的脱硫废水进行浓缩减量,随后烟气从废水浓缩装置顶部排出进入湿法脱硫装置7。废水蒸发浓缩装置7的具体组成结构如以下所述:
58.废水蒸发浓缩装置7包括箱体。
59.废水蒸发浓缩装置7的进口烟道、出口烟道、进水口和排水口均与箱体的内部空间连通。废水蒸发浓缩装置的出口烟道位于箱体内液面以上,废水蒸发浓缩装置的进口烟道和排水口均位于液面以下。
60.此种结构的废水蒸发浓缩装置7可以保证进入其的烟气可以充分的与脱硫废水接触,提高了烟气中余热的利用率,以及废水的浓度程度。
61.干燥塔4的进口烟道设置有进口挡板,进口挡板采用调节型执行结构,用于调节进入干燥塔4的热烟气流量。
62.干燥塔4的出口烟道设置有出口挡板,出口挡板采用开关型执行结构,用于对干燥塔4出口烟道的开闭进行控制。
63.干燥塔4为旋转喷雾干燥塔,干燥塔4的上部设置有蜗壳式空气分布器和旋转雾化器。
64.旋转雾化器套设在蜗壳式空气分布器的内部,且蜗壳式空气分布器的进口端为干燥塔的进口烟道。
65.旋转雾化器的进口端为干燥塔的进水口。
66.旋转喷雾干燥塔和蜗壳式空气分布器配合的结构,使热烟气与雾化后的废水雾滴在干燥塔4内进行充分换热,实现快速干燥。蜗壳式空气分布器可以使进入干燥塔4的烟气形成旋转气流,旋转雾化器将进入干燥塔的废水雾化成细小雾滴,烟气和细小雾滴接触,蒸发析出的盐分颗粒,粗大的盐分颗粒落入干燥塔4的底部,细小颗粒所气流进入第二除尘器8,细小颗粒最终落入第二除尘器8的底部。
67.废水蒸发浓缩装置6与干燥塔4之间设置有中间水路。中间水路包括过滤装置11、废水提升泵12和高位废水箱13。
68.过滤装置11的进水口与废水蒸发浓缩装置6的排水口连通,过滤装置11的排水口与高位废水箱13的进水口连通,高位废水箱13的排水口与干燥塔4进水口连通,废水提升泵12设置在高位废水箱13和过滤装置11之间的连接管路上。
69.废水蒸发浓缩装置6出水口的脱硫废水进入过滤装置11,去除废水中的固体悬浮物,并加入ca(oh)2浆液调质至ph至9

10左右,废水提升泵12可以为提供将废水输送至干燥塔4的动力,高位废水箱13用于废水的储存。
70.湿法脱硫装置7还连接有石膏排出装置10,用于湿法脱硫装置7内石膏的排放。
71.在本实施方式中,为了对上述利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置进行进一步的说明,还提供了一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的方法,该方法基于如以上所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置。具体的如以下所述:
72.将脱硫废水先通过第一除尘器5后的废水蒸发浓缩装置6进行浓缩减量至原先的10%

50%左右,废水蒸发浓缩装置6出水口的脱硫废水进入过滤装置11,去除废水中的固体悬浮物,并加入ca(oh)2浆液调质至ph至9

10左右,混合均匀后通过高位废水箱13经旋转雾化器雾化成细小雾滴喷入干燥塔4内,利用scr脱硝反应器2与空气预热器3之间热烟气作为热源进行干燥同时引入空气预热器3与第一除尘器5之间中低温烟气作为二次热源;干燥塔4出口烟气经过第二除尘器8收集废水蒸发析出的盐分颗粒,与干燥塔4底部灰斗排出的灰渣进入盐分回收装置14。
73.其中:由scr脱硝反应器2引入干燥塔4的气体占锅炉总排气量的1~3%;由空气预热器3引入干燥塔4的气体占锅炉总排气量的3~5%。
74.综上所述,本实施方式提供的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置具有以下效果:
75.利用第一除尘器5与湿法脱硫装置7之间的中温烟气(80

120℃)先对脱硫废水浓缩减量处理,浓缩至原始废水量的50%至60%左右,减少进入干燥塔4废水量,抽取的热烟气量明显减少,可有效降低系统对锅炉1效率的影响;同时降低湿法脱硫装置7入口烟气温度同时提高烟气湿度,可提高湿法脱硫装置7对烟气中so2的吸收效率并减少湿法脱硫装置7补水。
76.本发明同时抽取scr脱硝反应器2之后和空气预热器3之后的烟气对废水进行蒸发,可有效提高系统能效。
77.通过在干燥塔4出口设置第二除尘器8,可以对脱硫废水蒸发析出的含氯结晶产物
进行捕集,并与干燥塔4底部排出的灰渣一起进入盐分回收系统,可防止析出盐分进入主系统烟气中,降低对粉煤灰资源化的影响。
78.以上所述仅为本高新技术的较佳实施例而已,并不用以限制本高新技术,凡在本高新技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本高新技术的保护范围之内。

技术特征:
1.一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置,其特征在于:包括通过烟道依次连接的scr脱硝反应器、空预器、第一除尘器、湿法脱硫装置和干燥塔;锅炉、scr脱硝反应器、空预器、第一除尘器和湿法脱硫装置通过烟道依次连接;所述scr脱硝反应器的出口烟道和所述空预器的出口烟道均通过旁路烟道与干燥塔的进口烟道连通;所述第一除尘器与湿法脱硫装置之间设置有废水蒸发浓缩装置,所述湿法脱硫装置连接有石膏脱水装置;所述废水蒸发浓缩装置进水口与石膏脱水装置的排水口连通,所述废水蒸发浓缩装置的排水口与干燥塔进水口连通;所述废水蒸发浓缩装置的进口烟道与第一除尘器的出口烟道连通,所述废水蒸发浓缩装置的出口烟道与湿法脱硫装置的进口烟道连通。2.根据权利要求1所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置,其特征在于:还包括第二除尘器,所述第二除尘器的进口烟道与干燥塔的出口烟道连通,所述第二除尘器的出口烟道与第一除尘器的进口烟道连通;所述干燥塔和第二除尘器两者底部的灰斗均与盐分回收装置连接。3.根据权利要求2所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置,其特征在于:所述第一除尘器为电除尘器,所述第二除尘器为旋风分离器。4.根据权利要求1所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置,其特征在于:所述scr脱硝反应器与空预器之间的烟道连通有第一旁路烟道,第一旁路烟道上设有调节挡板,用于调节进入旁路烟道的烟气量;所述空预器与第一除尘器之间的烟道连通有第二旁路烟道,第二旁路烟道上设有调节挡板,用于调节入旁路烟道的烟气量;所述第一旁路烟道出口烟道与干燥塔的进口烟道连通,所述第二旁路烟道的出口烟道与第一旁路烟道连通。5.根据权利要求1所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置,其特征在于:所述废水蒸发浓缩装置包括箱体;所述废水蒸发浓缩装置的进口烟道、出口烟道、进水口和排水口均与箱体的内部空间连通;所述废水蒸发浓缩装置的出口烟道位于箱体内液面以上,所述废水蒸发浓缩装置的进口烟道和排水口均位于液面以下。6.根据权利要求1所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置,其特征在于:所述干燥塔的进口烟道设置有进口挡板,所述进口挡板采用调节型执行结构;所述干燥塔的出口烟道设置有出口挡板,所述出口挡板采用开关型执行结构。7.根据权利要求1所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置,其特征在于:所述干燥塔为旋转喷雾干燥塔;所述干燥塔的上部设置有蜗壳式空气分布器和旋转雾化器;所述旋转雾化器套设在蜗壳式空气分布器的内部,且蜗壳式空气分布器的进口端为干燥塔的进口烟道;所述旋转雾化器的进口端为干燥塔的进水口。8.根据权利要求1所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置,其特征在于:所述
废水蒸发浓缩装置与干燥塔之间设置有中间水路;所述中间水路包括过滤装置、废水提升泵和高位废水箱;所述过滤装置的进水口与废水蒸发浓缩装置的排水口连通,所述过滤装置的排水口与高位水箱的进水口连通,所述高位水箱的排水口与干燥塔进水口连通,所述废水提升泵设置在高位水箱和过滤装置之间的连接管路上。9.根据权利要求1所述的利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置,其特征在于:所述湿法脱硫装置还连接有石膏排出装置。
技术总结
本高新技术公开了一种利用烟气余热实现脱硫废水零排放的装置。包括通过烟道依次连接的锅炉、SCR脱硝反应器、空气预热器、第一除尘器和湿法脱硫装置通过烟道依次连接。SCR脱硝反应器的出口烟道和空气预热器的出口烟道均通过旁路烟道与干燥塔的进口烟道连通;第一除尘器与湿法脱硫装置之间设置有废水蒸发浓缩装置,湿法脱硫装置连接有石膏脱水装置。利用第一除尘器与湿法脱硫装置间的中温烟气先对脱硫废水浓缩减量处理,减少进入干燥塔废水量,可减少热烟气的抽取量,有效降低系统对锅炉效率的影响。同时抽取SCR脱硝反应器之后和空气预热器之后的烟气对废水进行蒸发,可有效提高系统能效。提高系统能效。提高系统能效。

技术开发人、权利持有人:陈海杰 李飞 谷小兵 白玉勇 李雯 陈武 杨林军

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