申請日2017.11.08
公開(公告)日2018.03.23
IPC分類號B01D53/56; B01D53/62; B01D53/50; B01D53/64; B01D53/78; B01D47/02; C02F9/04; F23J15/06; F23J15/04; F23J15/02; F23G7/06; F23L7/00; C02F103/18
摘要
本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣的處理方法和處理系統(tǒng)。本發(fā)明能夠?qū)U氣廢水中溶解性氣體和固體以固體結(jié)晶鹽的形式去除，完全無污染，廢水實現(xiàn)零排放，廢氣經(jīng)過三道處理，確保無廢氣泄露。節(jié)約燃料，利用廢氣余熱、提高煤粉燃燒效率和爐膛導(dǎo)熱效率來提高燃燒的整體熱效率。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：S1：燃燒產(chǎn)生的廢氣首先經(jīng)過熱交換器和空氣換熱，得到降溫后的廢氣和熱空氣;S2：步驟S1降溫后的廢氣通入石灰水中，反應(yīng)后沉淀;S3：用步驟S1中產(chǎn)生的熱空氣對步驟S2中產(chǎn)生的廢水進行吹脫，吹脫產(chǎn)生的廢氣和水蒸氣再次用于燃燒。本發(fā)明適用于各行業(yè)的燃煤爐，應(yīng)用前景廣闊。
權(quán)利要求書
1.一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣的處理方法，其特征在于包括如下步驟：
S1：燃燒產(chǎn)生的廢氣首先經(jīng)過熱交換器和空氣換熱，得到降溫后的廢氣和熱空氣;
S2：步驟S1降溫后的廢氣通入石灰水中，反應(yīng)后沉淀;
S3：用步驟S1中產(chǎn)生的熱空氣對步驟S2中產(chǎn)生的廢水進行吹脫，吹脫產(chǎn)生的廢氣和水蒸氣再次用于燃燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣的處理方法，其特征在于包括如下步驟：
S1：燃燒產(chǎn)生的廢氣首先經(jīng)過熱交換器和空氣換熱，得到降溫后的廢氣和熱空氣;
S2：步驟S1降溫后的廢氣通入石灰水中，反應(yīng)后產(chǎn)生沉淀;
S3：用步驟S1中產(chǎn)生的熱空氣對步驟S2中產(chǎn)生的廢水進行吹脫，吹脫產(chǎn)生的廢氣和水蒸氣再次用于燃燒;
S4：持續(xù)吹脫至水分蒸發(fā)完(水蒸氣全部回用于再次燃燒)，水中的沉淀物干燥后去除。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣的處理方法，其特征在于包括如下步驟：
1：一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣的處理方法，其特征在于包括如下步驟：
S1：燃燒產(chǎn)生的廢氣首先經(jīng)過熱交換器和空氣換熱，得到降溫后的廢氣和熱空氣;
S2：步驟S1降溫后的廢氣通入石灰水中，反應(yīng)后，沉淀除去電廠廢氣中的大部分煙塵、重金屬、Mg2+、F-、以及硫酸根;同時廢氣中的CO2可以去除溶液(廢水)中的Ca2+，調(diào)節(jié)CaSO4的含量，使其遠小于其飽和濃度，使廢水排放達標;
S3：用步驟S1中產(chǎn)生的熱空氣對步驟S2中產(chǎn)生的廢水進行吹脫，吹脫產(chǎn)生的廢氣再次用于燃燒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣的處理方法，其特征在于包括如下步驟：
S1：燃燒產(chǎn)生的廢氣首先經(jīng)過熱交換器和空氣換熱，得到降溫后的廢氣和熱空氣;
S2：步驟S1降溫后的廢氣通入石灰水中，反應(yīng)后產(chǎn)生沉淀，沉淀除去電廠廢氣中殘余的煙塵、重金屬、Mg2+、F-、以及硫酸根;
S3：用步驟S1中產(chǎn)生的熱空氣對步驟S2中產(chǎn)生的廢水進行吹脫，吹脫產(chǎn)生的廢氣和水蒸氣再次用于燃燒;熱空氣帶動更多的水蒸氣進入爐膛;熱空氣加快亞硫酸鈣生成硫酸鈣，加速沉淀;
S4：采用S3的方法持續(xù)吹脫至水分蒸發(fā)完(水蒸氣全部回用于再次燃燒)，水中的沉淀物干燥后去除。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4所述的一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣的處理方法，其特征在于包括如下步驟：
S1：燃燒產(chǎn)生的廢氣首先經(jīng)過熱交換器和空氣換熱，得到降溫后的廢氣和熱空氣;
廢氣中的水蒸氣、硫化物、硫氧化合物、氯化物、氟化物、硝酸鹽等凝結(jié)聚集和粉煤灰反應(yīng)聚集成固體，從廢氣中清除;
S2：步驟S1降溫后的廢氣通入石灰水中，反應(yīng)后產(chǎn)生沉淀，沉淀除去電廠廢氣中殘余的煙塵、重金屬、Mg2+、F-、以及硫酸根;
S3：用步驟S1中產(chǎn)生的熱空氣對步驟S2中產(chǎn)生的廢水進行吹脫，吹脫產(chǎn)生的廢氣和水蒸氣再次用于燃燒;熱空氣帶動更多的水蒸氣進入爐膛;熱空氣加快亞硫酸鈣生成硫酸鈣，加速沉淀;
S4：采用S3的方法持續(xù)吹脫至水分蒸發(fā)完(水蒸氣全部回用于再次燃燒)，水中的沉淀物干燥后去除。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5所述的一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣的處理方法，其特征在于包括如下步驟：
S1：燃燒產(chǎn)生的廢氣首先經(jīng)過熱交換器和空氣換熱，得到降溫后的廢氣和熱空氣;
廢氣中的水蒸氣、硫化物、硫氧化合物、氯化物、氟化物、硝酸鹽等凝結(jié)聚集和粉煤灰反應(yīng)聚集成固體，從廢氣中清除;
S2：步驟S1降溫后的廢氣通入石灰水中，反應(yīng)后產(chǎn)生沉淀，沉淀除去電廠廢氣中殘余的煙塵、重金屬、Mg2+、F-、以及硫酸根;同時廢氣中的CO2可以去除溶液(廢水)中的Ca2+，調(diào)節(jié)CaSO4的含量，使其遠小于其飽和濃度，使廢水排放達標或者符合廢水回用;廢氣中的CO2和重金屬離子生成更難溶的碳酸鹽沉淀，比如碳酸鉛、碳酸鎂等;利用粉煤灰中的Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO產(chǎn)生氫氧化鋁、硫酸鋁、氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的絮凝作用，粉煤灰中的SiO2、TiO2和反應(yīng)生產(chǎn)的碳酸鉛等作為凝結(jié)核和增重劑，促使水中的懸浮物快速、完全沉淀;
S3：用步驟S1中產(chǎn)生的熱空氣對步驟S2中產(chǎn)生的廢水進行吹脫，吹脫產(chǎn)生的廢氣和水蒸氣再次用于燃燒;熱空氣帶動更多的水蒸氣進入爐膛;熱空氣加快亞硫酸鈣生成硫酸鈣，加速沉淀;
S4：采用S3的方法持續(xù)吹脫至水分蒸發(fā)完(水蒸氣全部回用于再次燃燒)，水中的沉淀物干燥后去除。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5、6所述的一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣的處理方法，其特征在于包括如下步驟：
S1：燃燒產(chǎn)生的廢氣首先經(jīng)過熱交換器和空氣換熱，得到降溫后的廢氣和熱空氣;
廢氣中的水蒸氣、硫化物、硫氧化合物、氯化物、氟化物、硝酸鹽等凝結(jié)聚集和粉煤灰反應(yīng)聚集成固體，從廢氣中清除;
S2：步驟S1降溫后的廢氣通入石灰水中，反應(yīng)后產(chǎn)生沉淀，沉淀除去電廠廢氣中殘余的煙塵、重金屬、Mg2+、F-、以及硫酸根;同時廢氣中的CO2可以去除溶液(廢水)中的Ca2+，調(diào)節(jié)CaSO4的含量，使其遠小于其飽和濃度，使廢水排放達標或者符合廢水回用;廢氣中的CO2和重金屬離子生成更難溶的碳酸鹽沉淀，比如碳酸鉛、碳酸鎂等;利用粉煤灰中的Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO產(chǎn)生氫氧化鋁、硫酸鋁、氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的絮凝作用，粉煤灰中的SiO2、TiO2和反應(yīng)生產(chǎn)的碳酸鉛等作為凝結(jié)核和增重劑，促使水中的懸浮物快速、完全沉淀;吸收廢氣中的NOx，對廢氣脫硝;
S3：用步驟S1中產(chǎn)生的熱空氣對步驟S2中產(chǎn)生的廢水進行吹脫，吹脫產(chǎn)生的廢氣和水蒸氣再次用于燃燒;熱空氣帶動更多的水蒸氣進入爐膛;熱空氣加快亞硫酸鈣生成硫酸鈣，加速沉淀;
S4：采用S3的方法持續(xù)吹脫至水分蒸發(fā)完(水蒸氣全部回用于再次燃燒)，水中的沉淀物干燥后去除。
說明書
一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣的處理方法和處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣的處理方法和處理 系統(tǒng)。
背景技術(shù)
煤燃燒后的煙氣中含大量的有害氣體和固體，有害氣體主要污染物有氮氧化物、二氧 化硫、二氧化碳、煙塵、Hg和CO等;固體廢物主要是粉煤灰，粉煤灰的主要成分為：SiO2、 Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。隨著電力、石油工業(yè)的發(fā)展，有害氣體和粉煤灰排放量 逐年增加，成為我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢氣和廢渣。為了消除污染物，使企業(yè)的排放達標， 目前通常對排放物采用除塵、脫硫、脫硝等多道工藝加以治理，工藝復(fù)雜，處理效率低下、 成本高。這些工藝雖然對于其中重金屬、SS(懸浮微粒)、F-、COD(Chemical OxygenDemand)、 硫化物等排放標準中所列的污染物能有效去除，但對于Ca2+、Cl-、Na+、SO42-等排放標準中不 做要求的溶解性物質(zhì)則無法去除。隨著國家對環(huán)保要求的逐步提高，已開始要求部分新建燃 煤電廠達到廢水“零排放”。如此一來，含高濃度SOx-、NO3-、Cl-和大量溶解性固體的廢 水廢氣的深度處理就是擺在電廠面前的緊迫問題。
目前，全國各火力發(fā)電廠均投入煙氣脫硫系統(tǒng)，通過煙氣脫硫技術(shù)控制硫氧化物的排放， 然而由于脫硫工藝采用的是濕法脫硫，產(chǎn)生出大量的廢水，這些廢水含有的雜質(zhì)主要包括懸 浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬，其中很多是國家環(huán)保標準中要求嚴格控制的 第一類污染物。因此必須對廢水進行處理，以達到合格的排放標準。濕法脫硫，特點是脫硫 系統(tǒng)位于煙道的末端、除塵器之后，硫化物、硫氧化合物對管道產(chǎn)生腐蝕;脫硫過程的反應(yīng) 溫度低于露點，所以脫硫后的煙氣需要再加熱才能排出,濕法煙氣脫硫存在廢水處理問題，初 投資大，運行費用也較高。
目前對燃燒廢氣的處理工藝會產(chǎn)生廢水。燃煤電廠煙氣濕法脫硫(石灰石/石膏法)過程產(chǎn) 生的廢水來源于脫硫吸收塔排放廢水。為了維持脫硫裝置漿液循環(huán)系統(tǒng)物質(zhì)的平衡，防止煙 氣中可溶部分即氯濃度超過規(guī)定值和保證石膏質(zhì)量，必須從系統(tǒng)中排放一定量的廢水，廢水 主要來自石膏脫硫廢水和清洗系統(tǒng)�，F(xiàn)有的工藝可以有效地降低脫硫廢水中的懸浮物、有機 物、氟、微量重金屬的含量，但處理過的廢水中Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等的含量仍然較高， 并沒有去除脫硫廢水中Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等溶解性鹽類的有效方法，長期排放會對環(huán)境 造成不利影響，同時也不利于處理后脫硫廢水的重新利用。隨著國家對環(huán)保要求的逐步提高， 脫硫廢水的深度處理成為必須解決的問題。在一些其他的含有溶解性鹽的廢水中，也會存在 相同的問題。因此，目前的處理工藝即不能根除廢水也不能根除廢氣。
目前處理廢氣廢水的工藝多采用一次處理，有殘余，有安全隱患。采用多次處理的工藝則 多消耗能耗和人力物力。目前廢水處理工藝多設(shè)置調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池的作用是調(diào)節(jié)水量，消滅 高峰負荷，并可以調(diào)節(jié)水質(zhì)，使其處理效果不會因水質(zhì)突然變化而受到干擾。而本發(fā)明不用 設(shè)置調(diào)節(jié)池，處理效果穩(wěn)定，不會因水質(zhì)突然變化而受到干擾。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種將廢氣廢水中溶解性氣體和固 體以固體結(jié)晶鹽的形式去除的方法，完全無污染，廢水實現(xiàn)零排放，廢氣經(jīng)過三道處理，確 保無廢氣泄露。節(jié)約燃料，利用廢氣余熱、提高煤粉燃燒效率和爐膛導(dǎo)熱效率來提高燃燒的 整體熱效率。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題在于，提供一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣系統(tǒng)，實施上 述廢氣廢水處理方法，不用設(shè)置調(diào)節(jié)池，處理效果穩(wěn)定，不會因水質(zhì)突然變化而受到干擾。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣的處理方法，包括如下步驟：
S1：燃燒產(chǎn)生的廢氣首先經(jīng)過熱交換部件和空氣換熱，得到降溫后的廢氣和熱空氣;
S2：步驟S1降溫后的廢氣通入石灰水中，反應(yīng)后產(chǎn)生沉淀;
S3：用步驟S1中產(chǎn)生的熱空氣對步驟S2中產(chǎn)生的廢水進行吹脫，吹脫產(chǎn)生的廢氣和水 蒸氣再次用于燃燒;
S4：對步驟S3處理后的廢水進行固液分離，分離后的廢水回用于步驟S2。
步驟S3是在密閉的環(huán)境下用熱空氣對廢水進行吹脫，并收集吹脫廢氣回用于燃燒。
步驟S2的另一種方案是在密閉的環(huán)境下將廢氣通入石灰水，收集石灰水處理后的廢氣和 步驟S3中的廢氣一起通入燃燒室，再次燃燒。因為廢氣中的粉塵、CO2、SO2等大部分氣體 被吸收，只有少量的有害氣體難以被溶液處理，這些有害氣體進入燃燒室被C、H2、CO還原 處理，有害物在還原氣氛下被分解，實現(xiàn)無害處理。(該流程見圖4)
步驟S4也可以為(為了便于區(qū)分，該特征記錄為S4-1)：采用S3的方法持續(xù)吹脫至水分 蒸發(fā)完(水蒸氣全部回用于再次燃燒)，水中的沉淀物干燥后去除。
采用S4-1工藝的整體方案為：一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣的處理方法，包括如下步 驟：
S1：燃燒產(chǎn)生的廢氣首先經(jīng)過熱交換部件和空氣換熱，得到降溫后的廢氣和熱空氣;
S2：步驟S1降溫后的廢氣通入石灰水中，反應(yīng)后產(chǎn)生沉淀;
S3：用步驟S1中產(chǎn)生的熱空氣對步驟S2中產(chǎn)生的廢水進行吹脫，吹脫產(chǎn)生的廢氣和水 蒸氣再次用于燃燒;
S4-1：持續(xù)吹脫至水分蒸發(fā)完(水蒸氣全部回用于再次燃燒)，水中的沉淀物干燥后去 除。
步驟S3是在密閉的環(huán)境下用熱空氣對廢水進行吹脫，并收集吹脫廢氣回用于燃燒。
步驟S2的另一種方案是在密閉的環(huán)境下將廢氣通入石灰水，收集石灰水處理后的廢氣和 步驟S3中的廢氣一起通入燃燒室，再次燃燒。因為廢氣中的粉塵、CO2、SO2等大部分氣體 被吸收，只有少量的有害氣體難以被溶液處理，這些有害氣體進入燃燒室被C、H2、CO還原 處理，有害物在還原氣氛下被分解，實現(xiàn)無害處理。(該流程見圖4)
該石膏特別適用于水泥工業(yè)，可以縮短水泥硬化時間、提高水泥硬度、減少氣孔，提高 水泥表面光潔度。
步驟S4產(chǎn)生的廢水可以直接排放或廢水回用。廢水回用時，加入石灰用于步驟S2處理 S1降溫后的廢氣。S3產(chǎn)生的廢氣再次用于燃燒。因此本技術(shù)方案不產(chǎn)生廢水廢氣污染。
采用S4-1的技術(shù)方案，則不產(chǎn)生廢水，因此廢水排放為零，所以可以根除廢水污染，且 該工藝完全利用廢氣余熱，不單獨消耗能耗和熱量。硫酸鈣干燥時，表層有絮凝劑覆蓋，不 易被吹散。水中的溶解的各種鹽均以結(jié)晶鹽的形式去除。
煤中氯多以堿金屬氯化物(主要是氯化鈉)的形式存在，含量一般為0.01%-0.2%，高的 可達1%。少部分的氯以有機氯化物的形式存在，在煤高溫燃燒時，大部分轉(zhuǎn)化成無機氯化物。 氯化物對爐膛和煙氣管道有強烈腐蝕。
步驟S1對高溫廢氣首先突然冷卻，廢氣中的水蒸氣、硫化物、硫氧化合物、氯化物、氟 化物、硝酸鹽等凝結(jié)聚集和粉煤灰反應(yīng)聚集成固體，從廢氣中清除;特別是和粉煤灰一起混 合凝結(jié)，凝結(jié)體松脆易整片剝離，便于收集。先去除硫化物、硫氧化合物、氯化物、氟化物、 硝酸鹽等，提高濕法脫硫(石灰石/石膏法)時的石膏質(zhì)量。
步驟S2的作用是：反應(yīng)后，沉淀除去電廠廢氣中殘余的煙塵、重金屬、Mg2+、F-、 以及硫酸根;同時廢氣中的CO2可以去除溶液(廢水)中的Ca2+，調(diào)節(jié)CaSO4的含量，使 其遠小于其飽和濃度，使廢水排放達標或者符合廢水回用;廢氣中的CO2和重金屬離子生成 更難溶的碳酸鹽，比如碳酸鉛、碳酸鎂等，更容易全部去除(該反應(yīng)強化了步驟S2對重金屬、 Mg2+的去除，兩次去除);利用粉煤灰中的Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO產(chǎn)生氫氧化鋁、硫酸 鋁、氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的絮凝作用，粉煤灰中的SiO2、TiO2和反應(yīng)生產(chǎn)的碳酸鉛等作為 凝結(jié)核和增重劑，促使水中的懸浮物快速、完全沉淀。吸收廢氣中的NOx，對廢氣脫硝。
步驟S3的作用是：熱空氣將氨氮以氨氣的形式吹出;并且熱空氣可以帶動更多的水蒸氣 進入爐膛產(chǎn)生水煤氣，提高燃燒的熱效率;熱空氣加快亞硫酸鈣生成硫酸鈣，加速沉淀。
步驟S4中的固液分離可以采用靜置澄清、離心分離、過濾、壓濾等常規(guī)手段。因為步驟 S2提供了絮凝劑、凝結(jié)核和增重劑，因此固液分離速度快，工作效率高。
本發(fā)明的另一目的是提供一種電廠、石化煉油廠廢水廢氣處理系統(tǒng)，包括廢氣冷凝系統(tǒng)、 熱空氣吹脫系統(tǒng)、廢氣回用系統(tǒng);
廢氣冷凝系統(tǒng)接到燃燒室排氣口，利用空氣通過熱交換部件對高溫廢氣冷凝;冷凝后的 廢氣進入石灰水產(chǎn)生沉淀和廢水，廢水和沉淀待熱空氣吹脫工藝處理;換熱后的空氣進入熱 空氣吹脫系統(tǒng);
熱空氣吹脫系統(tǒng)接到廢氣冷凝系統(tǒng)的熱空氣出口，利用熱空氣對廢水吹脫;吹脫后產(chǎn)生 的吹脫廢氣、水蒸氣和用于吹脫后的空氣進入廢氣回用系統(tǒng);
廢氣回用系統(tǒng)：將產(chǎn)生的吹脫廢氣、水蒸氣和用于吹脫后的空氣通入燃燒爐中再次燃燒， 燃燒產(chǎn)生的廢氣進入廢氣冷凝系統(tǒng)。
本發(fā)明所述的廢氣冷凝系統(tǒng)包括：熱交換部件、石灰水;熱空氣吹脫系統(tǒng)包括：熱空氣 管道、接觸器;廢氣回用系統(tǒng)包括：接觸器排氣管道(傳輸水蒸氣、空氣、吹脫廢氣)、燃燒爐。
本發(fā)明所述的廢氣冷凝系統(tǒng)另一種實施方案中：廢氣冷凝系統(tǒng)接到燃燒室排氣口，利用 空氣通過熱交換部件對高溫廢氣冷凝;冷凝后的廢氣進入石灰水產(chǎn)生沉淀和廢水，經(jīng)過石灰 水處理的廢氣回用于燃燒;廢水和沉淀待熱空氣吹脫工藝處理;換熱后的空氣進入熱空氣吹 脫系統(tǒng);
余下的工藝、設(shè)備和系統(tǒng)與上面的相同。
本發(fā)明所述的電廠、石化煉油廠廢水廢氣處理系統(tǒng)還包括：所述廢氣冷凝系統(tǒng)的熱交換 部件設(shè)置與燃燒室相連的熱廢氣進口，設(shè)置與石灰石水相連通的冷廢氣出口，熱交換部件設(shè) 置出料口(用于排除水蒸氣、硫化物、硫氧化合物、氯化物、氟化物、硝酸鹽等和粉煤灰聚 集成的固體)，設(shè)置冷空氣進口，設(shè)置與熱空氣吹脫系統(tǒng)進氣口相連接的熱空氣出口;所述 熱空氣吹脫系統(tǒng)的接觸器設(shè)置與所述廢氣冷凝系統(tǒng)熱空氣出口相連接的熱空氣進氣口，設(shè)置 將吹脫廢氣、水蒸氣和用于吹脫后的空氣導(dǎo)入廢氣回用系統(tǒng)的出氣口，設(shè)置用于排出鹽類結(jié) 晶、石膏等固體的出料口;所述廢氣回用系統(tǒng)還包括連接接觸器出氣口和燃燒室的管道，將 廢氣導(dǎo)入燃燒室中。
所述的熱空氣吹脫系統(tǒng)，熱空氣和廢水在接觸器中直接接觸，可以吹脫至水分完全蒸發(fā)。
所述的熱空氣吹脫系統(tǒng)的接觸器，在關(guān)閉出料口和加料口后實現(xiàn)密封，和熱空氣進氣管 道、出氣管道形成密閉不漏氣的環(huán)境。
所述廢氣回用系統(tǒng)可以接入增壓裝置、藥劑施加裝置等。
本發(fā)明還提供一種利用電廠、石化煉油廠廢氣處理廢水的方法，包括如下步驟：
S1：燃燒產(chǎn)生的廢氣首先經(jīng)過熱交換部件和空氣換熱，得到降溫后的廢氣和熱空氣;
S2：在廢水中加入石灰，反應(yīng)后，產(chǎn)生沉淀;
S3：將經(jīng)過步驟S1處理過的廢氣通入步驟S2處理過的廢水中，產(chǎn)生新的沉淀，廢氣用于再次燃燒;
S4：用步驟S1中產(chǎn)生的熱空氣對步驟S3中產(chǎn)生的廢水進行吹脫，產(chǎn)生新的沉淀，吹脫 產(chǎn)生的廢氣和水蒸氣再次用于燃燒，持續(xù)吹脫至水分蒸發(fā)完(水蒸氣全部回用于再次燃燒)， 水中的沉淀物干燥后去除。
步驟S3、S4是在密閉的環(huán)境下用熱空氣對廢水進行吹脫，并收集吹脫廢氣回用于燃燒。
步驟S4不產(chǎn)生廢水，因此廢水排放為零，所以可以根除廢水污染，且該工藝完全利用廢 氣余熱，不單獨消耗能耗和熱量。硫酸鈣干燥時，表層有絮凝劑覆蓋，不易被吹散。
步驟S1對高溫廢氣首先突然冷卻，廢氣中的水蒸氣、硫化物、硫氧化合物、氯化物、氟 化物、硝酸鹽等凝結(jié)聚集和粉煤灰反應(yīng)聚集成固體，從廢氣中清除;特別是和粉煤灰一起混 合凝結(jié)，凝結(jié)體松脆易整片剝離，便于收集。先去除硫化物、硫氧化合物、氯化物、氟化物、 硝酸鹽等，提高濕法脫硫(石灰石/石膏法)時的石膏質(zhì)量。
步驟S2的作用是：反應(yīng)后，沉淀除去電廠廢水中的大部分重金屬、Mg2+、F-、以及硫酸根。
步驟S3的作用是：沉淀除去電廠廢氣中殘余的煙塵;利用廢氣中的CO2可以去除溶液 (廢水)中的Ca2+，調(diào)節(jié)CaSO4的含量，使其遠小于其飽和濃度，使廢水排放達標或者符合廢水回用;廢氣中的CO2和重金屬離子生成更難溶的碳酸鹽，比如碳酸鉛、碳酸鎂等，更容易全部去除(該反應(yīng)強化了步驟S2對重金屬、Mg2+的去除，兩次去除);利用粉煤灰中 的Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO產(chǎn)生氫氧化鋁、硫酸鋁、氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的絮凝作用，粉 煤灰中的SiO2、TiO2和反應(yīng)生產(chǎn)的碳酸鉛等作為凝結(jié)核和增重劑，促使水中的懸浮物快速、 完全沉淀。吸收廢氣中的NOx，對廢氣脫硝。S3中的廢氣通入燃燒室再次燃燒的作用是因為 廢氣中的粉塵、CO2、SO2等大部分氣體被溶液吸收，只有少量的有害氣體難以被溶液處理， 這些有害氣體進入燃燒室被C、H2、CO還原處理，有害物在還原氣氛下被分解，實現(xiàn)無害處 理。(該流程見圖5、圖6)
步驟S4的作用是：熱空氣將氨氮以氨氣的形式吹出;并且熱空氣可以帶動更多的水蒸氣 進入爐膛產(chǎn)生水煤氣，提高燃燒的熱效率;熱空氣加快亞硫酸鈣生成硫酸鈣，加速沉淀;熱 空氣用來干燥硫酸鈣。
本發(fā)明還提供一種利用電廠、石化煉油廠廢氣處理脫硫廢水的系統(tǒng)，包括廢氣冷凝系統(tǒng)、 熱空氣吹脫系統(tǒng)，廢氣回用系統(tǒng);
脫硫廢水中加入石灰，待處理;
廢氣冷凝系統(tǒng)接到燃燒爐排氣口，利用空氣通過熱交換部件對高溫廢氣冷凝，冷凝后的 廢氣通入已經(jīng)加入石灰的脫硫廢水，產(chǎn)生沉淀，廢水待熱空氣吹脫工藝處理;換熱后的空氣 進入熱空氣吹脫系統(tǒng);
熱空氣吹脫系統(tǒng)接到廢氣冷凝系統(tǒng)的熱空氣出口，利用熱空氣對廢水吹脫;吹脫后產(chǎn)生 的吹脫廢氣和水蒸氣進入廢氣回用系統(tǒng);
廢氣回用系統(tǒng)接到熱空氣吹脫系統(tǒng)的廢氣出口，把吹脫廢氣和水蒸氣通入燃燒爐中再次 燃燒，持續(xù)吹脫至水分蒸發(fā)完，燃燒產(chǎn)生的廢氣進入廢氣冷凝系統(tǒng)。
本發(fā)明所述的廢氣冷凝系統(tǒng)包括：熱交換部件、石灰水;熱空氣吹脫系統(tǒng)包括：熱空氣 管道、接觸器;廢氣回用系統(tǒng)包括：接觸器排氣管道(水蒸氣、空氣、吹脫廢氣)、燃燒爐。
本發(fā)明所述的利用電廠、石化煉油廠廢氣處理脫硫廢水的系統(tǒng)還包括：所述廢氣冷凝系 統(tǒng)的熱交換部件設(shè)置與燃燒室相連的熱廢氣進口，設(shè)置與石灰石水相連通的冷廢氣出口，熱 交換部件設(shè)置出料口(用于排除水蒸氣、硫化物、硫氧化合物、氯化物、氟化物、硝酸鹽等 和粉煤灰聚集成的固體)，設(shè)置冷空氣進口，設(shè)置與熱空氣吹脫系統(tǒng)進氣口相連接的熱空氣 出口;所述熱空氣吹脫系統(tǒng)的接觸器設(shè)置與所述廢氣冷凝系統(tǒng)熱空氣出口相連接的熱空氣進 氣口，設(shè)置將吹脫廢氣、水蒸氣和用于吹脫后的空氣導(dǎo)入廢氣回用系統(tǒng)的出氣口，設(shè)置用于 排出鹽類結(jié)晶、石膏等固體的出料口;所述廢氣回用系統(tǒng)還包括連接接觸器出氣口和燃燒室 的管道，將廢氣導(dǎo)入燃燒室中。
所述的熱空氣吹脫系統(tǒng)，熱空氣和廢水在接觸器中直接接觸，可以吹脫至水分完全蒸發(fā)。
所述的熱空氣吹脫系統(tǒng)的接觸器，在關(guān)閉出料口和加料口后實現(xiàn)密封，和熱空氣進氣管 道、出氣管道形成密閉不漏氣的環(huán)境。
所述廢氣回用系統(tǒng)可以接入增壓裝置、藥劑施加裝置等。
在上述處理系統(tǒng)中，廢水也可以直接加入接觸器中進行吹脫。因為廢水在密閉環(huán)境中吹 脫至完全蒸發(fā)，吹脫產(chǎn)物和水蒸氣回用于燃燒，無異味、無污染;廢水中的溶解物以固體的 形式去除。
本申請?zhí)峁┑奶幚矸椒ê拖到y(tǒng)可以實現(xiàn)廢水零排放，廢氣經(jīng)過三道工藝處理，完全消除 臭味，幾乎零排放。吹脫工藝產(chǎn)生的廢氣和熱空氣用于再次燃燒，熱量利用率高、凈化率高。 熱空氣吹脫帶動水蒸氣進入燃燒室，和燃煤反應(yīng)產(chǎn)生水煤氣，水煤氣用于燃燒，提高熱效率， 節(jié)約能耗;水蒸氣遇到爐壁、爐排上熾熱的燃煤結(jié)焦，瞬間降溫使結(jié)焦破裂崩解，水蒸氣分 解成H2和CO在結(jié)焦表層細微爆燃爆炸,產(chǎn)生極其細小的爆炸沖擊，使結(jié)焦脫落、破碎成粉末 隨廢氣排出,防治、根治爐膛結(jié)焦;爐膛不結(jié)焦，燃料利用率更高。熱空氣吹脫工藝中，吹脫 效率高，凈化率高，水以水蒸氣的形式進入燃燒室，和煤粉發(fā)生水煤氣反應(yīng)，煤粉連續(xù)破碎 成極細小微粒，燃燒效率更高。廢氣回用工藝產(chǎn)生的H2在煤和結(jié)焦表面細微爆燃爆炸，在微 觀環(huán)境中，局部溫度、壓力驟變，驟然集中釋放大量能量，破壞NOx的分子鍵，NOx變得極 不穩(wěn)定，部分NOx和金屬陽離子形成硝酸鹽、亞硝酸鹽，部分NOx和氫轉(zhuǎn)化成氮氣和NHx， 釋放出氧自由基與羥自由基與C、CO反應(yīng)生成CO2，消除NOx，抑制氮氧化物的產(chǎn)生，同時 還原性氣體的參與極大的抑制氮氧化物的合成，從根源避免NOx污染，防止對設(shè)備腐蝕;然后 廢氣經(jīng)過步驟S1驟冷脫硝，再經(jīng)過石灰水脫硝，經(jīng)過三步處理，根治NOx污染。熱空氣可以 對廢水進行高溫消毒、殺滅細菌、病毒。把水蒸氣吹入燃燒室，可以第二次高溫徹底殺滅細 菌病毒。
廢氣處理工藝步驟中，首先對廢氣驟然降溫，水蒸氣、刺鼻氣體、NOx、氯化物和鹽類等 污染物得到冷凝，被吸附到粉煤灰中去除，避免產(chǎn)生臭味和腐蝕;然后廢氣通入石灰水或廢 水中再次吸收，避免未吸附完的污染物和臭味外泄;再用熱空氣對廢水進行吹脫，吹脫后的 廢氣回用于燃燒，徹底消除廢氣和臭味。因此，本工藝具有三次消除廢氣和臭味的環(huán)節(jié)，并 且把污染物循環(huán)燃燒盡，根治廢氣和臭味污染環(huán)境，具有極高的安全性。首先去除水蒸氣、 刺激性氣體、NOx、氯化物和鹽類，防止對管道的腐蝕和提高石膏質(zhì)量。吹脫工藝末期CaSO4開始聚集，廢氣帶入少量的粉煤灰防止CaSO4結(jié)垢，特別是防止鈣離子結(jié)成硬垢，便于清除。
有關(guān)研究表明氯在煤的裂解和燃燒過程中是以氯化氫的形式從煤中析出的，吹脫廢氣回用 工藝帶動水蒸氣和煤灰中的CaO防止氯化物對管道及炭化室壁的腐蝕，水煤氣中的CO抑制 氯化氫的析出和產(chǎn)生，氯離子以氯化鈣的形式去除，減少因腐蝕造成的工業(yè)損耗。熱空氣吹 脫廢水工藝，吹出的氨氣抑制氯化氫的形成，減少腐蝕。熱空氣吹脫工藝把廢水完全蒸發(fā)回 用于燃燒，廢水廢氣中的Ca2+、Cl-、K+、Na+、SO42-、NO3-等都留在干燥的沉淀物中，得以完 全去除，因此本申請對污染物中的各種鹽類、堿類、重金屬離子等可溶物的去除率達到百分 之百。對廢水的去除率達到百分之百，不產(chǎn)生廢水。
燃燒廢氣中含有SiO2、TiO2粉末進入廢水蒸發(fā)環(huán)節(jié)。液體蒸發(fā)要吸熱，就液體本身來說， 液體表面的溫度因為蒸發(fā)吸熱會低于液體被加熱部位的溫度。粉末狀SiO2、TiO2擴散到液體 中，熱空氣吹脫對溶液產(chǎn)生攪拌作用，部分SiO2、TiO2分子和熱空氣直接接觸受熱獲得沖擊 動能和熱量。SiO2—水分子、TiO2--水分子的結(jié)構(gòu)比水分子--水分子的結(jié)構(gòu)更容易讓水分子脫 離，即便在溶液內(nèi)部也可以被通入內(nèi)部的熱空氣直接吹脫，隨氣泡排出;SiO2、TiO2粉末微 粒成幾何倍擴大了蒸發(fā)面積，使其接觸的水分子易脫離，提高蒸發(fā)速率。SiO2、TiO2分子吸 收熱量后在溶液內(nèi)快速運動、振動和水分子產(chǎn)生碰撞，將熱量快速傳遞到液體表面，避免液 體表面因為蒸發(fā)而降溫過快，減少蒸發(fā)表面和液體受熱部位的溫差，維持液體表面溫度則能 保證液體表面水分子的動能，加快水分蒸發(fā)，同時，SiO2、TiO2分子快速不規(guī)則運動和振動 將液體表面的水分子碰撞、脫離出去，加速水分蒸發(fā);二氧化鈦碰撞脫離出去的水分子動能 大，不易被空氣中的分子碰撞反彈回液體。以將液體噴灑到熱空氣中的方式蒸發(fā)液體時，相 對于液滴，因為TiO2的導(dǎo)熱快和TiO2-水分子的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，瞬間將熱量傳遞到液滴內(nèi)部， 液滴內(nèi)外部同時蒸發(fā)，爆裂成更小的液滴直至完全蒸發(fā)，因此在生產(chǎn)中可以提高液滴的體積， 即提高噴灑量和噴灑速度，從而提高生產(chǎn)效率;減小霧化率，從而減少設(shè)備投入。
采用本發(fā)明提供的處理方法適合于各行業(yè)的燃煤爐，應(yīng)用前景廣闊。
本發(fā)明的有益效果：
1、通過抑制氯化氫和NOx產(chǎn)生，減少鹽、堿、氧化物等污染物的傳輸距離，限制了結(jié)垢 和腐蝕;
2、廢水完全回用燃燒，完全不產(chǎn)生廢水污染，零排放。
3、廢氣經(jīng)過三道處理工藝，安全系數(shù)高，防止廢氣泄露或處理不完全，完全處理廢氣， 無臭味污染。
4、節(jié)約能源，燃料綜合利用率高：利用廢氣熱量加熱空氣，熱空氣吹脫工藝，蒸發(fā)廢氣 和水蒸氣，不需要新能耗。消除結(jié)焦、利用水煤氣、廢熱回用，熱效率高，節(jié)約燃料。
5、工藝簡單，運行可靠性和穩(wěn)定性強;
