火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排方法，適用于火電廠煙氣濕法脫硫后產(chǎn)生廢水及其它含鹽量高廢水，其在廢液蒸干塔中利用煙氣的熱量及高溫調(diào)節(jié)熱風(fēng)對(duì)霧化噴嘴噴入廢液進(jìn)行蒸發(fā)固化處理，廢液蒸干后殘余物跟煙氣中粉塵顆粒物混合在一起，聚集為大顆粒物在重力和離心力作用下沉積在廢液蒸干塔底部，經(jīng)灰渣系統(tǒng)排出；煙氣中細(xì)顆粒物則隨煙氣一起通過(guò)廢液蒸干塔頂部進(jìn)入電除塵器而被除掉。該方法處理脫硫廢水簡(jiǎn)單有效，細(xì)小顆粒物與液滴聚集形成大顆粒物沉降于廢液蒸干塔的底部，可減少電廠粉塵顆粒物排放，具有工藝簡(jiǎn)單，增加除塵器入口煙氣濕度，實(shí)現(xiàn)電廠脫硫廢水真正意義上的零排放和減少粉塵顆粒物對(duì)大氣環(huán)境污染。
【專利說(shuō)明】火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適用于火電廠脫硫廢水和煙氣凈化【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，火電廠減少二氧化硫排放途徑主要有:燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫，即煙氣脫硫。煙氣脫硫被認(rèn)為是控制二氧化硫排放量最行之有效的途徑。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝因其適用煤種范圍廣、適用煤種含硫量范圍大、脫硫效率高、系統(tǒng)可用率高、吸收劑利用率高、石灰石來(lái)源豐富且廉價(jià)、工藝成熟、運(yùn)行可靠性高等優(yōu)勢(shì)，成為現(xiàn)階段世界范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的煙氣脫硫工藝。但在石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的脫硫廢水，需處理才能達(dá)標(biāo)排放。脫硫廢水與火電廠一般的工業(yè)廢水相比，水質(zhì)比較特殊，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(I)廢水呈弱酸性，PH為4~6 ; (2)懸浮物含量高，但顆粒細(xì)小，主要成份是石膏，其次還有來(lái)自煙氣的飛灰、脫硫過(guò)程中加入碳酸鈣以及亞硫酸鈣等；(3)廢水中含有可溶性氯化物、氟化物等；(4)廢水中含有Ca、Mg、Na、Pb、Cd、Cr、N1、Hg、Co、Cu、Al、Zn、Mn等金屬元素，其中大部分是火電廠現(xiàn)行污水排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)中限制的重金屬元素；(5)從水質(zhì)指標(biāo)看，脫硫廢水中化學(xué)耗氧量也是超標(biāo)項(xiàng)目之一。由此帶來(lái)的脫硫廢水處理問(wèn)題也成為火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和科研中的一個(gè)新問(wèn)題。
[0003]當(dāng)前，火力發(fā)電廠脫硫廢水常采用中和、沉淀、絮凝及濃縮與澄清的傳統(tǒng)化學(xué)處理方法，但化學(xué)方法處理成本高，且需不斷添加化學(xué)藥品，耗費(fèi)人力，不能循環(huán)利用。另化學(xué)方法處理后廢水中氯離子仍無(wú)法去除。目前，全國(guó)90%及以上的火力發(fā)電機(jī)組使用濕法脫硫技術(shù)，以及鋼鐵行業(yè)的脫硫處理，產(chǎn)生大量的脫硫廢水。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排方法，該方法利用火電廠煙氣對(duì)脫硫廢水，或其它難以回收利用含鹽量高的廢水，先通過(guò)壓濾機(jī)分離處理，后進(jìn)行蒸發(fā)固化處理，具有成本低、不占地、工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，且可有效解決電廠轉(zhuǎn)彎煙道積灰的問(wèn)題，減少電廠檢修工作量。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排方法，該方法包括如下步驟:
1)將經(jīng)脫硫塔脫硫后的廢水經(jīng)廢液泵抽吸并通過(guò)管道輸送進(jìn)沉降池，在沉降池中經(jīng)過(guò)初步沉降和分離；
2)沉降池上部的清液在輸液泵作用下經(jīng)精過(guò)濾器過(guò)濾后通過(guò)管道輸送到介質(zhì)霧化噴嘴，在霧化噴嘴的霧化作用下噴入廢液蒸干塔；
3)霧化噴嘴所需的壓縮空氣則是在空壓機(jī)的作用下通過(guò)管道進(jìn)入換熱器，由換熱器加熱到一定的溫度后，送入霧化噴嘴；
4)廢水經(jīng)霧化噴嘴后在廢液蒸干塔中被霧化為細(xì)小液滴，來(lái)自空氣預(yù)熱器的煙氣從廢液蒸干塔的下部進(jìn)入，來(lái)自空氣預(yù)熱器空氣出口支路中的熱空氣經(jīng)調(diào)節(jié)閥從廢液蒸干塔底部的風(fēng)嘴噴入，細(xì)小液滴與煙氣和熱空氣在廢液蒸干塔內(nèi)混合被加熱到飽和溫度，直至蒸干;
5)煙氣中細(xì)顆粒物與廢液蒸干后的殘余物發(fā)生碰撞和團(tuán)聚作用，形成大顆粒物，大顆粒物在重力和離心力作用下沉積在廢液蒸干塔的底部并從廢液蒸干塔的底部排出，其它小顆粒物則隨煙氣經(jīng)廢液蒸干塔的頂部進(jìn)入電除塵器中被脫除；
6)沉降池底沉積含污泥大的廢液在刮泥機(jī)的作用下，將池底污泥刮至池中間最低處，在污泥泵作用下通過(guò)管道輸送進(jìn)壓濾機(jī)，經(jīng)壓濾機(jī)分離作用，固體物進(jìn)灰渣系統(tǒng)，液體物通過(guò)管道返回沉降池。
[0006]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述霧化噴嘴安裝在廢液蒸干塔上的煙氣入口的上部，霧化噴嘴為多個(gè)并均勻分布在廢液蒸干塔內(nèi)壁圓周上，霧化噴嘴噴出的廢水與煙氣入口通入的煙氣流向形成垂直交叉。
[0007]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，壓縮空氣與脫硫廢水進(jìn)入霧化噴嘴內(nèi)的壓力比為
0.25~0.6，經(jīng)霧化噴嘴霧化后的液滴粒徑為O~200 μ m,速度為50~100m/s。
[0008]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)方案，換熱器中加熱介質(zhì)為蒸汽，蒸汽來(lái)源于電廠輔助聯(lián)箱的蒸汽、鍋爐出口蒸汽經(jīng)減溫減壓的新蒸汽或汽輪機(jī)低壓端抽出的蒸汽。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，在廢液蒸干塔的底部圓周上均勻分布多個(gè)風(fēng)嘴，風(fēng)嘴的出口傾斜向上。
[0010]本發(fā)明作為脫硫塔前置煙氣處理技術(shù)，熱煙氣在此得到加濕降溫，可以代替脫硫吸收塔入口的噴水降溫處理，且增加煙氣濕度。這樣使脫硫吸收塔內(nèi)水分蒸發(fā)損失降低，相當(dāng)于循環(huán)利用脫硫過(guò)程中的部分用水。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明還具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明利用火力發(fā)電廠空氣預(yù)熱器和電除塵器之間具有高差煙道，中間設(shè)置廢液蒸干塔，利用進(jìn)入廢液蒸干塔煙氣熱量和塔底通入高溫空氣對(duì)脫硫廢水進(jìn)行霧化蒸發(fā)處理，廢水中的微米級(jí)細(xì)小固體顆粒、各種離子、重金屬元素干燥結(jié)晶后和灰塵混合在煙氣中，大顆粒物沉降于塔底并排出，小顆粒物隨煙氣進(jìn)入電除塵器被電極捕捉，隨灰一起外排，廢水蒸汽隨煙氣外排，這樣不僅能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫廢水真正的零排放，減少電廠粉塵顆粒物的排放，符合環(huán)保的現(xiàn)實(shí)要求，而且可以節(jié)約傳統(tǒng)化學(xué)方法中的處理成本。
[0011]2、通過(guò)本發(fā)明方法能方便解決當(dāng)前脫硫廢水處理難題，且工藝方法簡(jiǎn)單、投資和運(yùn)行成本低。
[0012]3、充分利用煙氣的熱量和外加高溫壓縮空氣介質(zhì)霧化與擾動(dòng)，可加速?gòu)U液快速蒸干，并保證廢液蒸干塔內(nèi)煙氣溫度始終保持在煙氣酸露點(diǎn)溫度之上，且可改善煙氣進(jìn)入電除塵器的濕度，提高了電除塵器除塵效果。
[0013]4、該方法投入市場(chǎng)運(yùn)行以后，可取代現(xiàn)有各種脫硫廢水處理技術(shù)在火力發(fā)電機(jī)組中使用。 將會(huì)較大程度降低脫硫廢水處理成本和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，在燃煤火力發(fā)電機(jī)組等脫硫廢水中推廣使用，市場(chǎng)前景巨大。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 附圖中:1 一霧化噴嘴；2—精過(guò)濾器；3—輸液泵；4一沉降池；5—廢液泵；6一污泥泵；7—壓濾機(jī)；8—刮泥機(jī)；9一風(fēng)嘴；10—廢液蒸干塔；11一調(diào)節(jié)閥；12—換熱器；13—空壓機(jī)；14 一煙氣入口。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
[0017]火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排方法，在該方法中采用了火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排裝置，如圖1所示，該裝置包括廢液蒸干塔10、精過(guò)濾器2、輸液泵3、沉降池4、刮泥機(jī)8、廢液泵5、污泥泵6、壓濾機(jī)7、調(diào)節(jié)閥11、空壓機(jī)13和換熱器12，在廢液蒸干塔10的下部圓周上均勻設(shè)置多個(gè)霧化噴嘴1，在廢液蒸干塔10的底部圓周上均勻設(shè)置多個(gè)風(fēng)嘴9，風(fēng)嘴9的出口傾斜向上。在廢液蒸干塔10上設(shè)置有煙氣入口 14，煙氣入口 14的位置高度在風(fēng)嘴9和霧化噴嘴I之間，刮泥機(jī)8設(shè)置在沉降池4的底部，可防止污泥吸附于沉降池4的底部，便于將含污泥大廢液及時(shí)抽走，沉降池4的入口與外部脫硫塔的廢液泵5通過(guò)廢水輸送管道相連。
[0018]該方法包括如下步驟:
I)將經(jīng)脫硫塔脫硫后的廢水經(jīng)廢液泵5抽吸并通過(guò)管道輸送進(jìn)沉降池4，在沉降池4中經(jīng)過(guò)初步沉降和分離。
[0019]2)沉降池4上部的清液在輸液泵3作用下經(jīng)精過(guò)濾器2過(guò)濾后通過(guò)管道輸送到介質(zhì)霧化噴嘴1，在霧化噴嘴I的霧化作用下噴入廢液蒸干塔10。
[0020]可將進(jìn)入噴嘴前脫硫廢水預(yù)先進(jìn)行加熱處理，讓其溫度控制在95°C左右(即其沸點(diǎn)溫度以下)，再跟壓縮空氣進(jìn)行混合，經(jīng)噴嘴噴入廢液蒸干塔，這樣可加快廢液在廢液蒸干塔中蒸干速度，減少蒸干時(shí)間，可進(jìn)一步控制蒸干塔內(nèi)煙氣溫度降低幅度，保證蒸干塔內(nèi)煙氣溫度在煙氣酸露點(diǎn)溫度之上。
[0021]3)霧化噴嘴I所需的壓縮空氣則是在空壓機(jī)13的作用下通過(guò)管道進(jìn)入換熱器12，由換熱器12加熱到一定的溫度后，送入霧化噴嘴I。
[0022]4)廢水經(jīng)霧化噴嘴I后在廢液蒸干塔10中被霧化為細(xì)小液滴，來(lái)自空氣預(yù)熱器的煙氣從廢液蒸干塔10的下部進(jìn)入，來(lái)自空氣預(yù)熱器空氣出口支路中的熱空氣(通常溫度在300°C~400°C)經(jīng)調(diào)節(jié)閥11從廢液蒸干塔10下部風(fēng)嘴9噴入，細(xì)小液滴與煙氣和熱空氣在廢液蒸干塔10內(nèi)混合被加熱到飽和溫度，直至蒸干。脫硫廢水通過(guò)泵加壓與壓縮空氣按一定比例混合后經(jīng)霧化噴嘴霧化，壓縮空氣先經(jīng)加壓后加熱，壓縮空氣與脫硫廢水進(jìn)入霧化噴嘴I內(nèi)的壓力比為0.25~0.6，經(jīng)霧化噴嘴I霧化后的液滴粒徑為O~200 μ m，速度為50~100m/S。霧化噴嘴I安裝在廢液蒸干塔10上的煙氣入口 14的上部，霧化噴嘴I為多個(gè)并均勻分布在廢液蒸干塔10內(nèi)壁圓周上，霧化噴嘴I噴出的廢水與煙氣入口通入的煙氣流向形成垂直交叉射流布置。
[0023]換熱器12中加熱介質(zhì)為蒸汽，蒸汽來(lái)源于電廠輔助聯(lián)箱的蒸汽、鍋爐出口蒸汽經(jīng)減溫減壓的新蒸汽或汽輪機(jī)低壓端抽出的蒸汽。
[0024]在廢液蒸干塔底噴入高溫空氣，可加強(qiáng)廢液蒸干塔10內(nèi)擾動(dòng)，增加液滴在廢液蒸干塔中停留時(shí)間，加快廢液蒸干，防止液體集聚于底部，造成設(shè)備腐蝕和灰渣的黏結(jié)在一起。此外，在廢液蒸干塔10頂部出口處可加過(guò)濾裝置或分離裝置，進(jìn)一步降低煙氣中粉塵濃度。
[0025]廢液蒸干塔10為噴入廢液的迅速蒸干提供足夠空間，煙氣的熱量促使廢液蒸發(fā)，其底部可經(jīng)四周均勻微傾向上布置風(fēng)嘴9噴入多股高溫空氣加強(qiáng)廢液與煙氣擾動(dòng)和換熱，進(jìn)一步加速?gòu)U液蒸干。
[0026]5)煙氣中細(xì)顆粒物與廢液蒸干后的殘余物發(fā)生碰撞和團(tuán)聚作用，形成大顆粒物，大顆粒物在重力和離心力作用下沉積在廢液蒸干塔10的底部并從廢液蒸干塔10的底部排出，其它小顆粒物則隨煙氣經(jīng)廢液蒸干塔10的頂部進(jìn)入電除塵器中被脫除。
[0027]6)沉降池4底沉積含污泥大的廢液在刮泥機(jī)8的作用下，將池底污泥刮至池中間最低處，在污泥泵6作用下通過(guò)管道輸送進(jìn)壓濾機(jī)7，經(jīng)壓濾機(jī)7分離作用，固體物進(jìn)灰渣系統(tǒng)，液體物通過(guò)管道返回沉降池4。
[0028]可以將廢液蒸干塔底的積灰和經(jīng)壓濾機(jī)處理后固體廢料直接外運(yùn)進(jìn)行無(wú)害化處置后作為建筑材料或水泥工業(yè)原料。
[0029]最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中 。
【權(quán)利要求】
1.火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排方法，其特征在于:該方法包括如下步驟: I)將經(jīng)脫硫塔脫硫后的廢水經(jīng)廢液泵(5)抽吸并通過(guò)管道輸送進(jìn)沉降池(4)，在沉降池(4)中經(jīng)過(guò)初步沉降和分離； 2 )沉降池(4 )上部的清液在輸液泵(3 )作用下經(jīng)精過(guò)濾器(2 )過(guò)濾后通過(guò)管道輸送到介質(zhì)霧化噴嘴(1)，在霧化噴嘴(I)的霧化作用下噴入廢液蒸干塔(10)； 3)霧化噴嘴(I)所需的壓縮空氣則是在空壓機(jī)(13)的作用下通過(guò)管道進(jìn)入換熱器(12)，由換熱器(12)加熱到一定的溫度后，送入霧化噴嘴(I); 4)廢水經(jīng)霧化噴嘴(I)后在廢液蒸干塔(10)中被霧化為細(xì)小液滴，來(lái)自空氣預(yù)熱器的煙氣從廢液蒸干塔(10)的下部進(jìn)入，來(lái)自空氣預(yù)熱器空氣出口支路中的熱空氣經(jīng)調(diào)節(jié)閥(11)從廢液蒸干塔(10)下部的風(fēng)嘴(10)噴入，細(xì)小液滴與煙氣和熱空氣在廢液蒸干塔(10)內(nèi)混合被加熱到飽和溫度，直至蒸干； 5)煙氣中細(xì)顆粒物與廢液蒸干后的殘余物發(fā)生碰撞和團(tuán)聚作用，形成大顆粒物，大顆粒物在重力和離心力作用下沉積在廢液蒸干塔(10)的底部并從廢液蒸干塔(10)的底部排出，其它小顆粒物則隨煙氣經(jīng)廢液蒸干塔(10)的頂部進(jìn)入電除塵器中被脫除； 6)沉降池(4)底沉積含污泥大的廢液在刮泥機(jī)(8)的作用下，將池底污泥刮至池中間最低處，在污泥泵(6 )作用下通過(guò)管道輸送進(jìn)壓濾機(jī)(7 )，經(jīng)壓濾機(jī)(7 )分離作用，固體物進(jìn)灰渣系統(tǒng)，液體物通過(guò)管道返回沉降池(4 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排方法，其特征在于:所述霧化噴嘴(I)安裝在廢液蒸干塔(10)上的煙氣入口( 14)的上部，霧化噴嘴(I)為多個(gè)并均勻分布在廢液蒸干塔(10)內(nèi)壁圓周上，霧化噴嘴(I)噴出的廢水與煙氣入口通入的煙氣流向形成垂直交叉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排方法，其特征在于:壓縮空氣與脫硫廢水進(jìn)入霧化噴嘴(I)內(nèi)的壓力比為0.25~0.6，經(jīng)霧化噴嘴(I)霧化后的液滴粒徑為O~200 μ m，速度為50~100m/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排方法，其特征在于:換熱器(12)中加熱介質(zhì)為蒸汽，蒸汽來(lái)源于電廠輔助聯(lián)箱的蒸汽、鍋爐出口蒸汽經(jīng)減溫減壓的新蒸汽或汽輪機(jī)低壓端抽出的蒸汽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排方法，其特征在于:在廢液蒸干塔(10)的底部圓周上均勻分布多個(gè)風(fēng)嘴(9)，風(fēng)嘴(9)的出口傾斜向上。
【文檔編號(hào)】B01D50/00GK104129824SQ201410361990
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】唐強(qiáng), 楊菊山, 楊仲卿, 張力, 冉景煜, 閆云飛, 邵冰 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)