申請日2017.11.07

　　公開(公告)日2018.03.09

　　IPC分類號C02F9/10; B03C3/014; C02F101/20; C02F103/18

　　摘要

　　一種將空冷島乏汽余熱用于火力發(fā)電廠廢水零排放處理的工藝，將進(jìn)入空冷島的乏汽分流一部分引入乏汽凝汽器殼側(cè)，經(jīng)冷凝后乏汽凝結(jié)水回用，循環(huán)冷卻水經(jīng)乏汽凝汽器加熱后，進(jìn)入水‑水換熱器殼側(cè)作為加熱熱源，經(jīng)換熱降溫后，通過淡水循環(huán)泵送入乏汽凝汽器管側(cè)吸收熱能，經(jīng)除過固體懸浮物的廢水先進(jìn)入廢水池，再經(jīng)廢水循環(huán)泵進(jìn)入水‑水換熱器，吸收熱量后經(jīng)過收球網(wǎng)后分兩路，一路經(jīng)膠球泵到膠球投加器后進(jìn)入水‑水換熱器管側(cè)，另一路進(jìn)入廢水冷卻塔配水系統(tǒng)進(jìn)行噴淋蒸發(fā)，經(jīng)蒸發(fā)后的濃廢水落入廢水池，然后經(jīng)霧化泵送入靜電除塵器前的煙道段進(jìn)行噴霧蒸發(fā)，干燥的顆粒與煙氣一起進(jìn)入電除塵器，隨粉塵一起被捕集，本發(fā)明適用于火電廠廢水的處理。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種將空冷島乏汽余熱用于火力發(fā)電廠廢水零排放處理的工藝，其特征在于：汽輪機(jī)的低壓缸排氣母管與乏汽凝汽器的殼側(cè)進(jìn)汽管相連通，將進(jìn)入空冷島的乏汽分流一部分引入乏汽凝汽器，乏汽凝汽器殼側(cè)凝結(jié)水出水管與凝結(jié)水泵入口相連通、管側(cè)出水管通過管道與水‐水換熱器殼側(cè)進(jìn)水管相連通，水‐水換熱器殼側(cè)出水管通過管道與水箱入口相連通，水箱出口通過安裝在管道上的淡水循環(huán)泵與乏汽凝汽器的管側(cè)進(jìn)水管相連通;水‐水換熱器管側(cè)出水管通過管道與收球網(wǎng)入口相連通，收球網(wǎng)球側(cè)出口通過安裝在管道上的膠球泵與膠球投加器的入口相連通，膠球投加器的出口通過管道與水‐水換熱器管側(cè)進(jìn)水管相連通;收球網(wǎng)水側(cè)出口通過管道與機(jī)力通風(fēng)冷卻塔的配水系統(tǒng)入口相連通，機(jī)力通風(fēng)冷卻塔下部設(shè)置有廢水池，經(jīng)過機(jī)力通風(fēng)冷卻塔噴淋蒸發(fā)的濃廢水落入廢水池內(nèi)，經(jīng)除過固體懸浮物的廢水原液通過安裝在管道上的泵進(jìn)入廢水池內(nèi);廢水池的一個出口通過安裝在管道上的過濾器與廢水循環(huán)泵的入口相連通，廢水循環(huán)泵的出口通過管道與水‐水換熱器的管側(cè)進(jìn)水管相連通，阻垢劑投放點設(shè)置在廢水循環(huán)泵之前的管道上;霧化泵的入口通過安裝在管道上的過濾器與廢水池的另一出口相連通、出口通過管道與霧化裝置相連通，廢水匯入壓縮空氣后經(jīng)霧化裝置出口噴咀進(jìn)行噴霧，霧化裝置設(shè)置在靜電除塵器之前的煙道上。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將空冷島乏汽余熱用于火力發(fā)電廠廢水零排放處理的工藝，其特征在于所述的乏汽凝汽器為：凝汽器殼體上部設(shè)置有殼側(cè)進(jìn)汽管、下部設(shè)置有熱井，凝汽器殼體左右兩端均設(shè)置有凝汽器管板，凝汽器殼體內(nèi)部設(shè)置有安裝在殼體兩端凝汽器管板上的凝汽器換熱管，凝汽器管板外側(cè)均設(shè)置有水室，一側(cè)水室上設(shè)置有凝汽器管側(cè)進(jìn)水管，另一側(cè)水室上設(shè)置有凝汽器管側(cè)出水管，凝汽器殼體底部設(shè)置有凝結(jié)水出水管。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將空冷島乏汽余熱用于火力發(fā)電廠廢水零排放處理的工藝，其特征在于所述的水-水換熱器為：換熱器殼體左右兩端均設(shè)置有換熱器管板，換熱器殼體內(nèi)部設(shè)置有安裝在換熱器兩端換熱器管板上的換熱器換熱管，一端換熱器管板外側(cè)設(shè)置有管箱、另一端換熱器管板外側(cè)設(shè)置有封頭，換熱器殼體上部設(shè)置有殼側(cè)進(jìn)水管、下部設(shè)置有殼側(cè)出水管，管箱上部設(shè)置有換熱器管側(cè)進(jìn)水管、下部設(shè)置有換熱器管側(cè)出水管。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將空冷島乏汽余熱用于火力發(fā)電廠廢水零排放處理的工藝，其特征在于所述的機(jī)力通風(fēng)冷卻塔為：在混凝土塔身頂部設(shè)置有冷卻風(fēng)機(jī)，混凝土塔身中部設(shè)置有收水器，混凝土塔身內(nèi)收水器下方設(shè)置有配水系統(tǒng)，配水系統(tǒng)與收球網(wǎng)水側(cè)出口相連通，混凝土塔身內(nèi)配水系統(tǒng)下方設(shè)置有填料層，混凝土塔身下方設(shè)置有V型支柱，運行時空氣由支柱間引入，V型支柱底部設(shè)置有廢水池。

　　說明書

　　將空冷島乏汽余熱用于火力發(fā)電廠廢水零排放處理的工藝

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種將空冷島乏汽余熱用于火力發(fā)電廠廢水零排放處理的工藝。

　　背景技術(shù)

　　發(fā)電廠空冷技術(shù)是一種節(jié)水型火力發(fā)電技術(shù)。采用空冷系統(tǒng),可使電廠的全廠總耗水量較濕冷系統(tǒng)降低70%以上。但是空冷機(jī)組汽輪機(jī)排汽要由大直徑的管道引出，用空氣作為直接冷卻介質(zhì)，通過鋼制散熱器進(jìn)行表面熱交換、冷凝、排汽，需要較大的冷卻面積，故而真空系統(tǒng)龐大�？绽錂C(jī)組風(fēng)機(jī)耗能大，根據(jù)國外資料，直接空冷系統(tǒng)自耗電占機(jī)組發(fā)電容量的1.5%左右。空冷系統(tǒng)冷凝熱的效率較濕冷系統(tǒng)低，汽機(jī)乏汽能量通過換熱由空氣直接排入大氣造成熱污染影響環(huán)境。乏汽余熱的回收利用利國利民。

　　我國發(fā)電裝機(jī)容量中火電約占80%左右，已突破10億千瓦，火電機(jī)組以燃煤為主，隨著裝機(jī)容量的大幅增長，火電耗煤量比逐步增長。煤炭作為一種低品位化石能源，其煤炭中灰分及硫含量較高。我國排放的SO2約90%來自于燃煤，酸沉降污染危害生態(tài)系統(tǒng)和公眾健康。隨著國家環(huán)保政策的日益嚴(yán)格，大部分在役火電機(jī)組和新建火電機(jī)組都配備了煙氣脫硫裝置，保證鍋爐煙氣達(dá)標(biāo)排放。目前，燃煤電廠煙氣脫硫裝置應(yīng)用最廣泛的是石灰-石膏濕法脫硫工藝，該工藝的主要副產(chǎn)物是脫硫石膏和脫硫廢水，其脫硫廢水含有大量的雜質(zhì)，如懸浮物、無機(jī)鹽離子、重金屬離子等，脫硫廢水需要水質(zhì)處理達(dá)標(biāo)才能回收或排放。

　　除脫硫廢水外，火電廠污水還包括工業(yè)冷卻水排水、化學(xué)水處理系統(tǒng)酸堿再生污水、過濾器反洗污水、鍋爐清洗污水、輸煤沖洗和除塵污水、含油污水、冷卻塔排污污水等。由于工業(yè)污水的種類多，各類污水的污染物種類、含量和排量不固定，致使工業(yè)污水的成分相當(dāng)復(fù)雜，其主要污染物有：懸浮物、油、有機(jī)物和硫化物等，這類污水排入受納水體將會引起不同程度的環(huán)境污染，造成生態(tài)破壞。

　　目前，水資源越來越緊缺，如果采用一定的工藝把脫硫廢水及其它污水變成可循環(huán)利用的水資源，其產(chǎn)生的意義及產(chǎn)生的效益將不言而喻。脫硫廢水處理工藝基本步驟無外乎中和、絮凝、沉淀和外排。近幾年新開發(fā)了不少脫硫廢水處理工藝，基本上包含預(yù)處理、濃縮、固化、回用或外排幾個環(huán)節(jié)。濃縮有膜濃縮、MVR蒸發(fā)、MED蒸發(fā)、靜電吸附等工藝，固化有自然蒸發(fā)結(jié)晶、蒸發(fā)塘、機(jī)械霧化蒸發(fā)、煙道噴霧蒸發(fā)、旁路煙氣蒸發(fā)等，這類工藝各有優(yōu)缺點，比如膜濃縮配MVR蒸發(fā)結(jié)晶工藝需新增大量的設(shè)備設(shè)施且投資消耗大、蒸發(fā)塘占地面積大、靜電吸附雖節(jié)能但不能處理含鹽分40000mg/L以上的廢水、旁路煙氣蒸發(fā)需引入空預(yù)器入口側(cè)高溫?zé)煔舛�影響空預(yù)器熱效率且增加煤耗，一些傳統(tǒng)工藝設(shè)計復(fù)雜，設(shè)備故障率高、運行效果不理想、脫水效果不佳、污泥處理處置不方便、存在高鹽廢水外排現(xiàn)象等。如果這些問題得不到很好的解決，將嚴(yán)重影響各種脫硫廢水處理工藝的工業(yè)應(yīng)用。

　　現(xiàn)在也有相對較好的脫硫廢水處理技術(shù)，如公開日為2014年03月19日，公開號為CN103641259A的中國專利中，公開了一種脫硫廢水處理裝置，該脫硫廢水處理裝置包括pH調(diào)節(jié)區(qū)、反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)，所述pH調(diào)節(jié)區(qū)包括相互獨立設(shè)置的堿調(diào)區(qū)和酸調(diào)區(qū)，該堿調(diào)區(qū)的一端設(shè)置上進(jìn)水口，酸調(diào)區(qū)的一側(cè)設(shè)置下出水口，酸調(diào)區(qū)的另一側(cè)安裝下進(jìn)水口，堿調(diào)區(qū)通過出水管與反應(yīng)區(qū)連通，反應(yīng)區(qū)與沉淀區(qū)相連通，沉淀區(qū)的出口端通過沉淀池出水管與下進(jìn)水口相連通，該脫硫廢水處理裝置設(shè)置了較大的絮凝吸附區(qū)，工藝過程中有絮凝沉淀環(huán)節(jié)，需要加入絮凝劑，處理成本高。又如公開日為2015年07月01日，公開號為CN201510128914.0的中國專利中，公開了一種電廠脫硫廢水零排放回用的方法，該工藝過程包含以下個過程：1)電廠脫硫廢水進(jìn)入原水調(diào)節(jié)池穩(wěn)定水量和水質(zhì);2)將原水調(diào)節(jié)池的出水通過電絮凝反應(yīng)器去除懸浮固體和雜質(zhì)，并且將可分解化學(xué)物質(zhì)分解;3)電絮凝反應(yīng)器出水進(jìn)入膜蒸餾單元;電絮凝反應(yīng)器的反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池;4)膜蒸餾單元將廢水轉(zhuǎn)化為水蒸氣，未轉(zhuǎn)化為水蒸氣的剩余廢水進(jìn)入電磁結(jié)晶反應(yīng)器進(jìn)行結(jié)晶;5)電磁結(jié)晶反應(yīng)器上清液出水經(jīng)膜過濾反應(yīng)器過濾后進(jìn)入正滲透反應(yīng)器濃縮;6)電磁結(jié)晶反應(yīng)器內(nèi)固體殘渣定期刮除;膜過濾反應(yīng)器反沖洗水回流至膜蒸餾單元;7)經(jīng)正滲透反應(yīng)器濃縮后的廢水濃縮液回流至電磁結(jié)晶反應(yīng)器;8)正滲透反應(yīng)器汲取液吸收廢水中的純水后進(jìn)入膜蒸餾單元進(jìn)行汲取液與純水的分離;9)膜蒸餾單元純水出水回用;10)膜蒸餾單元汲取液蒸汽冷凝回流至正滲透反應(yīng)器循環(huán)使用。該處理工藝采用膜濃縮，能源消耗大，成本高。

　　綜上所述，目前還沒有一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，運行成本低，運行穩(wěn)定性高，能有效去除廢水中的高鹽分(含鹽量15000mg/L～110000mg/L)、重金屬離子和固體懸浮物等污染因子的脫硫廢水處理裝置。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、運行成本低、運行穩(wěn)定性高、能有效去除廢水中的高鹽分和重金屬離子以及固體懸浮物等污染因子的環(huán)保節(jié)能的脫硫廢水處理工藝。

　　解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：汽輪機(jī)的低壓缸排氣母管與乏汽凝汽器的殼側(cè)進(jìn)汽管相連通，將進(jìn)入空冷島的乏汽分流一部分引入乏汽凝汽器，乏汽凝汽器殼側(cè)凝結(jié)水出水管與凝結(jié)水泵入口相連通、管側(cè)出水管通過管道與水‐水換熱器殼側(cè)進(jìn)水管相連通，水‐水換熱器殼側(cè)出水管通過管道與水箱入口相連通，水箱出口通過安裝在管道上的淡水循環(huán)泵與乏汽凝汽器的管側(cè)進(jìn)水管相連通;水‐水換熱器管側(cè)出水管通過管道與收球網(wǎng)入口相連通，收球網(wǎng)球側(cè)出口通過安裝在管道上的膠球泵與膠球投加器的入口相連通，膠球投加器的出口通過管道與水‐水換熱器管側(cè)進(jìn)水管相連通;收球網(wǎng)水側(cè)出口通過管道與機(jī)力通風(fēng)冷卻塔的配水系統(tǒng)入口相連通，機(jī)力通風(fēng)冷卻塔下部設(shè)置有廢水池，經(jīng)過機(jī)力通風(fēng)冷卻塔噴淋蒸發(fā)的濃廢水落入廢水池內(nèi)，經(jīng)除過固體懸浮物的廢水原液通過安裝在管道上的泵進(jìn)入廢水池內(nèi);廢水池的一個出口通過安裝在管道上的過濾器與廢水循環(huán)泵的入口相連通，廢水循環(huán)泵的出口通過管道與水‐水換熱器的管側(cè)進(jìn)水管相連通，阻垢劑投放點設(shè)置在廢水循環(huán)泵之前的管道上;霧化泵的入口通過安裝在管道上的過濾器與廢水池的另一出口相連通、出口通過管道與霧化裝置相連通，廢水匯入壓縮空氣后經(jīng)霧化裝置出口噴咀進(jìn)行噴霧，霧化裝置設(shè)置在靜電除塵器之前的煙道上。

　　本發(fā)明的乏汽凝汽器為：凝汽器殼體上部設(shè)置有殼側(cè)進(jìn)汽管、下部設(shè)置有熱井，凝汽器殼體左右兩端均設(shè)置有凝汽器管板，凝汽器殼體內(nèi)部設(shè)置有安裝在殼體兩端凝汽器管板上的凝汽器換熱管，凝汽器管板外側(cè)均設(shè)置有水室，一側(cè)水室上設(shè)置有凝汽器管側(cè)進(jìn)水管，另一側(cè)水室上設(shè)置有凝汽器管側(cè)出水管，凝汽器殼體底部設(shè)置有凝結(jié)水出水管。

　　本發(fā)明的水-水換熱器為：換熱器殼體左右兩端均設(shè)置有換熱器管板，換熱器殼體內(nèi)部設(shè)置有安裝在換熱器兩端換熱器管板上的換熱器換熱管，一端換熱器管板外側(cè)設(shè)置有管箱、另一端換熱器管板外側(cè)設(shè)置有封頭，換熱器殼體上部設(shè)置有殼側(cè)進(jìn)水管、下部設(shè)置有殼側(cè)出水管，管箱上部設(shè)置有換熱器管側(cè)進(jìn)水管、下部設(shè)置有換熱器管側(cè)出水管。

　　本發(fā)明的機(jī)力通風(fēng)冷卻塔為：在混凝土塔身頂部設(shè)置有冷卻風(fēng)機(jī)，混凝土塔身中部設(shè)置有收水器，混凝土塔身內(nèi)收水器下方設(shè)置有配水系統(tǒng)，配水系統(tǒng)與收球網(wǎng)水側(cè)出口相連通，混凝土塔身內(nèi)配水系統(tǒng)下方設(shè)置有填料層，混凝土塔身下方設(shè)置有V型支柱，運行時空氣由支柱間引入，V型支柱底部設(shè)置有廢水池。

　　本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

　　1、乏汽凝汽器用作乏汽余熱回收有以下優(yōu)點：(1)提高了能源的利用率，將汽輪機(jī)乏汽熱量通過乏汽凝汽器加熱循環(huán)水，既減少了直接將乏汽熱量通過換熱由空氣直接排入大氣的能源浪費，同時也提供了熱源需求，能源利用率得到大大提高;(2)增加發(fā)電量，旁路抽氣可提高真空泵的抽真空度，增加高品位能量的利用，降低發(fā)電煤耗;(3)節(jié)電，旁路分流部分乏汽后節(jié)省了空冷島風(fēng)機(jī)耗電;(4)環(huán)保，通過以上改造，實現(xiàn)了空冷機(jī)組冷凝熱的回收利用，降低了汽機(jī)乏汽能量通過換熱由空氣直接排入大氣造成的熱污染，產(chǎn)生相應(yīng)的節(jié)能環(huán)保效益。

　　2、水-水換熱器殼側(cè)介質(zhì)是除鹽水或軟化水，作為乏汽凝汽器循環(huán)冷卻水用，將除鹽水或軟化水作為閉式循環(huán)冷卻水用，杜絕了廢水直接冷卻式凝汽器滲漏或泄漏污水進(jìn)入凝結(jié)水主系統(tǒng)造成水質(zhì)污染的現(xiàn)象發(fā)生。

　　3、濃廢水送入空預(yù)器后、電除塵前的煙道段進(jìn)行噴霧蒸發(fā)，噴霧蒸發(fā)處理技術(shù)設(shè)計可靠，壓縮空氣與濃廢水以合適的氣液兩相比混合后霧化噴出，霧化液滴直徑及液滴初速度都經(jīng)優(yōu)化設(shè)計，確保液滴在進(jìn)入電除塵前被全部蒸干;應(yīng)用噴霧蒸發(fā)處理技術(shù)后，煙氣濕度的適量增加和煙氣溫度的適量下降降低了煙氣中灰的比電阻，可提高電除塵的效率，煙氣溫度的適量下降也降低了電除塵的冷卻水耗;應(yīng)用噴霧蒸發(fā)處理技術(shù)后，煙氣中粉塵粒徑增大，也提高了除塵效率;應(yīng)用噴霧蒸發(fā)處理技術(shù)后，廢水中的氯離子以顆粒物的形式被電除塵捕捉，克服了傳統(tǒng)技術(shù)中氯離子在偏酸性水環(huán)境中腐蝕大的缺點。本工藝中噴霧蒸發(fā)處理的濃縮水量小，對電除塵除灰有益無害。本工藝中噴霧蒸發(fā)處理的濃縮水量小，以300MW的火電廠為例，噴霧處理濃水量小于2噸/小時，對電除塵除灰有益無害。

　　本發(fā)明工藝吸收了傳統(tǒng)工藝在濃縮、固化處理技術(shù)的優(yōu)點，每個環(huán)節(jié)優(yōu)先考慮節(jié)能措施，工藝設(shè)計合理、初期投資小、運行成本低、維護(hù)量少，優(yōu)于傳統(tǒng)脫硫廢水處理工藝，本工藝技術(shù)是一種節(jié)能型零排放廢水處理技術(shù)，本發(fā)明適用于火電廠石灰-石膏濕法脫硫廢水的處理，也適用于火電廠其它廢水的處理。