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節熱風對霧化噴嘴噴入廢液進行蒸發固化處理，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，經灰渣系統排出；煙氣中細顆粒物則隨煙氣一起通過廢液蒸干塔頂部進入電除塵器而被除掉。該方法處理脫硫廢水簡單有效，細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，具有工藝簡單，增加除塵器入口煙氣濕度，實現電廠脫硫廢水真正意義上的零排放和減少粉塵顆粒物對大氣環境污染。
【專利說明】火電廠脫硫廢水綜合治理及粉塵顆粒物減排方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及適用于火電廠脫硫廢水和煙氣凈化【技術領域】，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】
[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、系統可用率高、吸收劑利用率高、石灰石來源豐富且廉價、工藝成熟、運行可靠性高等優勢，成為現階段世界范圍內應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程中會產生大量的脫硫廢水，需處理才能達標排放。脫硫廢水與火電廠一般的工業廢水相比，水質比較特殊，主要表現在以下幾個方面:(I)廢水呈弱酸性，PH為4~6 ; (2)懸浮物含量高，但顆粒細小，主要成份是石膏，其次還有來自煙氣的飛灰、脫硫過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行污水排放標準(GB8978-1996)中限制的重金屬元素；(5)從水質指標看，脫硫廢水中化學耗氧量也是超標項目之一。由此帶來的脫硫廢水處理問題也成為火力發電廠設計、生產和科研中的一個新問題。
[0003]當前，火力發電廠脫硫廢水常采用中和、沉淀、絮凝及濃縮與澄清的傳統化學處理方法，但化學方法處理成本高，且需不斷添加化學藥品，耗費人力，不能循環利用。另化學方法處理后廢水中氯離子仍無法去除。目前，全國90%及以上的火力發電機組使用濕法脫硫技術，以及鋼鐵行業的脫硫處理，產生大量的脫硫廢水。


【發明內容】

[0004]針對現有技術中存在的上述不足，本發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脫硫廢水，或其它難以回收利用含鹽量高的廢水，先通過壓濾機分離處理，后進行蒸發固化處理，具有成本低、不占地、工藝簡單的特點，且可有效解決電廠轉彎煙道積灰的問題，減少電廠檢修工作量。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明采用了如下技術方案:
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)將經脫硫塔脫硫后的廢水經廢液泵抽吸并通過管道輸送進沉降池，在沉降池中經過初步沉降和分離；
2)沉降池上部的清液在輸液泵作用下經精過濾器過濾后通過管道輸送到介質霧化噴嘴，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的作用下通過管道進入換熱器，由換熱器加熱到一定的溫度后，送入霧化噴嘴；
4)廢水經霧化噴嘴后在廢液蒸干塔中被霧化為細小液滴，來自空氣預熱器的煙氣從廢液蒸干塔的下部進入，來自空氣預熱器空氣出口支路中的熱空氣經調節閥從廢液蒸干塔底部的風嘴噴入，細小液滴與煙氣和熱空氣在廢液蒸干塔內混合被加熱到飽和溫度，直至蒸干;
5)煙氣中細顆粒物與廢液蒸干后的殘余物發生碰撞和團聚作用，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廢液蒸干塔的頂部進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管道輸送進壓濾機，經壓濾機分離作用，固體物進灰渣系統，液體物通過管道返回沉降池。
[0006]作為本發明的一種優選方案，所述霧化噴嘴安裝在廢液蒸干塔上的煙氣入口的上部，霧化噴嘴為多個并均勻分布在廢液蒸干塔內壁圓周上，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]作為本發明的另一種優選方案，壓縮空氣與脫硫廢水進入霧化噴嘴內的壓力比為
0.25~0.6，經霧化噴嘴霧化后的液滴粒徑為O~200 μ m,速度為50~100m/s。
[0008]作為本發明的一種改進方案，換熱器中加熱介質為蒸汽，蒸汽來源于電廠輔助聯箱的蒸汽、鍋爐出口蒸汽經減溫減壓的新蒸汽或汽輪機低壓端抽出的蒸汽。
[0009]作為本發明的進一步改進方案，在廢液蒸干塔的底部圓周上均勻分布多個風嘴，風嘴的出口傾斜向上。
[0010]本發明作為脫硫塔前置煙氣處理技術，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水分蒸發損失降低，相當于循環利用脫硫過程中的部分用水。與現有技術相比，本發明還具有如下優點:
1、本發明利用火力發電廠空氣預熱器和電除塵器之間具有高差煙道，中間設置廢液蒸干塔，利用進入廢液蒸干塔煙氣熱量和塔底通入高溫空氣對脫硫廢水進行霧化蒸發處理，廢水中的微米級細小固體顆粒、各種離子、重金屬元素干燥結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，這樣不僅能夠實現脫硫廢水真正的零排放，減少電廠粉塵顆粒物的排放，符合環保的現實要求，而且可以節約傳統化學方法中的處理成本。
[0011]2、通過本發明方法能方便解決當前脫硫廢水處理難題，且工藝方法簡單、投資和運行成本低。
[0012]3、充分利用煙氣的熱量和外加高溫壓縮空氣介質霧化與擾動，可加速廢液快速蒸干，并保證廢液蒸干塔內煙氣溫度始終保持在煙氣酸露點溫度之上，且可改善煙氣進入電除塵器的濕度，提高了電除塵器除塵效果。
[0013]4、該方法投入市場運行以后，可取代現有各種脫硫廢水處理技術在火力發電機組中使用。 將會較大程度降低脫硫廢水處理成本和設備維護費用，在燃煤火力發電機組等脫硫廢水中推廣使用，市場前景巨大。

【專利附圖】

【附圖說明】
[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構示意圖。
[0015] 附圖中:1 一霧化噴嘴；2—精過濾器；3—輸液泵；4一沉降池；5—廢液泵；6一污泥泵；7—壓濾機；8—刮泥機；9一風嘴；10—廢液蒸干塔；11一調節閥；12—換熱器；13—空壓機；14 一煙氣入口。

【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細地描述。
[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、精過濾器2、輸液泵3、沉降池4、刮泥機8、廢液泵5、污泥泵6、壓濾機7、調節閥11、空壓機13和換熱器12，在廢液蒸干塔10的下部圓周上均勻設置多個霧化噴嘴1，在廢液蒸干塔10的底部圓周上均勻設置多個風嘴9，風嘴9的出口傾斜向上。在廢液蒸干塔10上設置有煙氣入口 14，煙氣入口 14的位置高度在風嘴9和霧化噴嘴I之間，刮泥機8設置在沉降池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抽走，沉降池4的入口與外部脫硫塔的廢液泵5通過廢水輸送管道相連。
[0018]該方法包括如下步驟:
I)將經脫硫塔脫硫后的廢水經廢液泵5抽吸并通過管道輸送進沉降池4，在沉降池4中經過初步沉降和分離。
[0019]2)沉降池4上部的清液在輸液泵3作用下經精過濾器2過濾后通過管道輸送到介質霧化噴嘴1，在霧化噴嘴I的霧化作用下噴入廢液蒸干塔10。
[0020]可將進入噴嘴前脫硫廢水預先進行加熱處理，讓其溫度控制在95°C左右(即其沸點溫度以下)，再跟壓縮空氣進行混合，經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，減少蒸干時間，可進一步控制蒸干塔內煙氣溫度降低幅度，保證蒸干塔內煙氣溫度在煙氣酸露點溫度之上。
[0021]3)霧化噴嘴I所需的壓縮空氣則是在空壓機13的作用下通過管道進入換熱器12，由換熱器12加熱到一定的溫度后，送入霧化噴嘴I。
[0022]4)廢水經霧化噴嘴I后在廢液蒸干塔10中被霧化為細小液滴，來自空氣預熱器的煙氣從廢液蒸干塔10的下部進入，來自空氣預熱器空氣出口支路中的熱空氣(通常溫度在300°C~400°C)經調節閥11從廢液蒸干塔10下部風嘴9噴入，細小液滴與煙氣和熱空氣在廢液蒸干塔10內混合被加熱到飽和溫度，直至蒸干。脫硫廢水通過泵加壓與壓縮空氣按一定比例混合后經霧化噴嘴霧化，壓縮空氣先經加壓后加熱，壓縮空氣與脫硫廢水進入霧化噴嘴I內的壓力比為0.25~0.6，經霧化噴嘴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為多個并均勻分布在廢液蒸干塔10內壁圓周上，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中加熱介質為蒸汽，蒸汽來源于電廠輔助聯箱的蒸汽、鍋爐出口蒸汽經減溫減壓的新蒸汽或汽輪機低壓端抽出的蒸汽。
[0024]在廢液蒸干塔底噴入高溫空氣，可加強廢液蒸干塔10內擾動，增加液滴在廢液蒸干塔中停留時間，加快廢液蒸干，防止液體集聚于底部，造成設備腐蝕和灰渣的黏結在一起。此外，在廢液蒸干塔10頂部出口處可加過濾裝置或分離裝置，進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，其底部可經四周均勻微傾向上布置風嘴9噴入多股高溫空氣加強廢液與煙氣擾動和換熱，進一步加速廢液蒸干。
[0026]5)煙氣中細顆粒物與廢液蒸干后的殘余物發生碰撞和團聚作用，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廢液蒸干塔10的頂部進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作用下通過管道輸送進壓濾機7，經壓濾機7分離作用，固體物進灰渣系統，液體物通過管道返回沉降池4。
[0028]可以將廢液蒸干塔底的積灰和經壓濾機處理后固體廢料直接外運進行無害化處置后作為建筑材料或水泥工業原料。
[0029]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中 。
【權利要求】
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)將經脫硫塔脫硫后的廢水經廢液泵(5)抽吸并通過管道輸送進沉降池(4)，在沉降池(4)中經過初步沉降和分離； 2 )沉降池(4 )上部的清液在輸液泵(3 )作用下經精過濾器(2 )過濾后通過管道輸送到介質霧化噴嘴(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(13)的作用下通過管道進入換熱器(12)，由換熱器(12)加熱到一定的溫度后，送入霧化噴嘴(I); 4)廢水經霧化噴嘴(I)后在廢液蒸干塔(10)中被霧化為細小液滴，來自空氣預熱器的煙氣從廢液蒸干塔(10)的下部進入，來自空氣預熱器空氣出口支路中的熱空氣經調節閥(11)從廢液蒸干塔(10)下部的風嘴(10)噴入，細小液滴與煙氣和熱空氣在廢液蒸干塔(10)內混合被加熱到飽和溫度，直至蒸干； 5)煙氣中細顆粒物與廢液蒸干后的殘余物發生碰撞和團聚作用，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廢液蒸干塔(10)的頂部進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(8)的作用下，將池底污泥刮至池中間最低處，在污泥泵(6 )作用下通過管道輸送進壓濾機(7 )，經壓濾機(7 )分離作用，固體物進灰渣系統，液體物通過管道返回沉降池(4 )。
2.根據權利要求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)為多個并均勻分布在廢液蒸干塔(10)內壁圓周上，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.根據權利要求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入霧化噴嘴(I)內的壓力比為0.25~0.6，經霧化噴嘴(I)霧化后的液滴粒徑為O~200 μ m，速度為50~100m/s。
4.根據權利要求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)中加熱介質為蒸汽，蒸汽來源于電廠輔助聯箱的蒸汽、鍋爐出口蒸汽經減溫減壓的新蒸汽或汽輪機低壓端抽出的蒸汽。
5.根據權利要求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風嘴(9)，風嘴(9)的出口傾斜向上。
【文檔編號】B01D50/00GK104129824SQ201410361990
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】唐強, 楊菊山, 楊仲卿, 張力, 冉景煜, 閆云飛, 邵冰 申請人:重慶大學