申請(qǐng)日2010.04.27

　　公開(kāi)(公告)日2010.10.06

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F1/04; C02F9/10

　　摘要

　　本發(fā)明提供一種脫硫廢水深化處理實(shí)現(xiàn)零排放的方法和裝置。所述裝置包括依次連接的廢液儲(chǔ)槽、預(yù)熱器、脫氣器、I效蒸發(fā)器、II效蒸發(fā)器、III效蒸發(fā)器、IV效蒸發(fā)器、離心機(jī)、給料機(jī)、振動(dòng)流化床干燥機(jī)、中間料倉(cāng)和包裝機(jī)。所述方法包括將脫硫廢水預(yù)熱、脫氣;經(jīng)四級(jí)蒸發(fā)后送入離心機(jī)進(jìn)行固液分離，干燥。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：裝置簡(jiǎn)單、成本低。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種脫硫廢水深化處理實(shí)現(xiàn)零排放的裝置，其特征在于，包括依次連接的廢液儲(chǔ)槽(1)、預(yù)熱器、脫氣器(6)、I效蒸發(fā)器(7)、II效蒸發(fā)器(8)、III效蒸發(fā)器(9)、IV效蒸發(fā)器(10)、離心機(jī)(16)、給料機(jī)(17)、振動(dòng)流化床干燥機(jī)(18)、中間料倉(cāng)(19)和包裝機(jī)(20);從I效蒸發(fā)器(7)開(kāi)始，前一效蒸發(fā)器的蒸汽出口連接后一效蒸發(fā)器的蒸汽入口，IV效蒸發(fā)器(10)的蒸汽出口連接表面冷凝器(12)的入口，表面冷凝器(12)的不凝氣出口經(jīng)由水環(huán)式真空泵(13)連接分離器(14)，分離器(14)的氣體出口連通大氣，表面冷凝器(12)的冷凝水出口和分離器(14)的液體出口連接冷凝水罐(15)，從I效蒸發(fā)器(7)開(kāi)始，前一效蒸發(fā)器的冷凝水出口連接后一效蒸發(fā)器的冷凝水入口，IV效蒸發(fā)器(10)的冷凝水出口連接冷凝水罐(15)，冷凝水罐(15)連接廢液儲(chǔ)槽(1)，振動(dòng)流化床干燥機(jī)(18)連接加熱器(24)，加熱器(24)連接送風(fēng)機(jī)(25)，振動(dòng)流化床干燥機(jī)(18)的廢氣出口依次連接旋風(fēng)分離器(21)、布袋除塵器(22)和引風(fēng)機(jī)(23)，引風(fēng)機(jī)(23)的出口連通大氣。

　　2.如權(quán)利要求1所述的脫硫廢水深化處理實(shí)現(xiàn)零排放的裝置，其特征在于，所述的I效蒸發(fā)器(7)、II效蒸發(fā)器(8)和III效蒸發(fā)器(9)為管式降膜蒸發(fā)器。

　　3.如權(quán)利要求1所述的脫硫廢水深化處理實(shí)現(xiàn)零排放的裝置，其特征在于，所述的IV效蒸發(fā)器(10)為強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。

　　4.一種采用權(quán)利要求1所述裝置的脫硫廢水深化處理實(shí)現(xiàn)零排放的方法，其特征在于，具體步驟為：

　　第一步：將脫硫廢水的pH值調(diào)節(jié)為6.5-7.5，將總濃度為2-4wt%的硫酸鈣和氯化鈣的脫硫廢水輸入廢液儲(chǔ)槽(1)，在廢液儲(chǔ)槽(1)內(nèi)加入硫酸鈣晶種和氯化鈣晶種，加入的每種晶種的量為脫硫廢水總重量的0.1%，經(jīng)預(yù)熱器加熱到80-120℃，進(jìn)入脫氣器(6)進(jìn)行脫氣;

　　第二步：將脫氣后的脫硫廢水依次進(jìn)入I效蒸發(fā)器(7)、II效蒸發(fā)器(8)、III效蒸發(fā)器(9)和IV效蒸發(fā)器(10)進(jìn)行逐級(jí)蒸發(fā)，蒸發(fā)效率為3.5kg水/kg蒸汽，逐級(jí)蒸發(fā)后得到硫酸鈣和氯化鈣的總濃度為60-70wt%的濃縮液;I效蒸發(fā)器(7)采用0.1-0.3MPa的新鮮蒸汽作為熱源，II效蒸發(fā)器(8)、III效蒸發(fā)器(9)和IV效蒸發(fā)器(10)采用前一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽作為熱源，IV效蒸發(fā)器(10)產(chǎn)生的二次蒸汽送往表面冷凝器(12)進(jìn)行冷凝，不凝氣由水環(huán)式真空泵(13)抽出，經(jīng)分離器(14)分離后，廢汽排空;從I效蒸發(fā)器(7)開(kāi)始，前一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷凝水靠壓差自流到后一效蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行閃蒸，IV效蒸發(fā)器(10)產(chǎn)生的冷凝水排出進(jìn)入冷凝水罐(15)，與表面冷凝器(12)中的冷凝水和分離器(14)分離出的液體混合后，加入到廢液儲(chǔ)槽(1)作為預(yù)處理的補(bǔ)充水使用;

　　第三步、從IV效蒸發(fā)器(10)中出來(lái)的濃縮液送入離心機(jī)(16)進(jìn)行固液分離，將液體返回到IV效蒸發(fā)器(10)進(jìn)行循環(huán)蒸發(fā)，將固體通過(guò)給料機(jī)(17)送往振動(dòng)流化床干燥機(jī)(18)進(jìn)行干燥，振動(dòng)流化床干燥機(jī)(18)采用送風(fēng)機(jī)(25)送入的經(jīng)加熱器(24)加熱的空氣作為熱源，物料干燥后含水率為4wt%，將干燥后的物料經(jīng)由中間料倉(cāng)(19)暫存后用包裝機(jī)(20)包裝;振動(dòng)流化床干燥機(jī)(18)的尾氣依次經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器(21)和布袋除塵器(22)后，由引風(fēng)機(jī)(23)排出。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種脫硫廢水深化處理實(shí)現(xiàn)零排放的方法和裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種脫硫廢水深化處理實(shí)現(xiàn)零排放的方法和裝置，用于對(duì)電廠(chǎng)及冶煉廠(chǎng)等經(jīng)預(yù)處理后的脫硫廢水進(jìn)行深化處理，實(shí)現(xiàn)廢水零排放，屬于脫硫廢水深化處理方法技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，煤炭在中國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的比例高達(dá)76.2%，我國(guó)排放的SO290%均來(lái)自于燃煤。SO2的排放造成的酸雨污染對(duì)我國(guó)農(nóng)作物、森林和人體健康等方面造成了巨大損害。

　　煙氣濕法脫硫(石灰石/石膏法)是目前使用中最廣泛的一種煙氣脫硫法。該過(guò)程中產(chǎn)生的脫硫廢水來(lái)源于吸收塔排放水。目前電廠(chǎng)對(duì)脫硫廢水預(yù)處理主要是調(diào)節(jié)pH值、去除懸浮物和重金屬，預(yù)處理后的脫硫廢水可在煙氣脫硫系統(tǒng)中循環(huán)使用，但隨著循環(huán)次數(shù)的增多，脫硫廢水中的SO42-，Ca2+，Cl-濃度相應(yīng)升高，因此，預(yù)處理系統(tǒng)需排放一定的脫硫廢水來(lái)保證脫硫廢水中離子濃度在飽和狀態(tài)以下。預(yù)處理后排放的脫硫廢水中SO42-，Ca2+，Cl-等離子的含量較高，排入自然水環(huán)境會(huì)造成水體和土壤的鹽堿化。所以目前預(yù)處理后脫硫廢水主要用于干灰調(diào)濕和煤場(chǎng)噴水，其影響一是用于干灰調(diào)濕使粉煤灰失去生產(chǎn)建材的價(jià)值，只能用于修路或者拋棄堆放，二是用于煤場(chǎng)噴水后，燃燒后部分氯離子又回到漿液中，導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)排放更多的脫硫廢水，造成二次污染源。

　　目前，對(duì)于預(yù)處理后的脫硫廢水進(jìn)行深化處理的方法主要有兩種：

　　第一種：反滲透濃縮法。這種方法由于膜對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的特殊要求，需對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理，包括濁度、結(jié)構(gòu)物質(zhì)、COD等，系統(tǒng)復(fù)雜，且回收水水質(zhì)差，廢水不能完全回收，需有地方吸納。設(shè)備布置占地面積大。

　　第二種：沖膜機(jī)械再壓縮濃縮法，目前，世界上使用此類(lèi)處理方法的廠(chǎng)家采用二效蒸發(fā)，即第一效為濃縮效，第二效為結(jié)晶蒸發(fā)效，熱源都采用以電驅(qū)動(dòng)的機(jī)械蒸汽壓縮機(jī)壓縮本效的二次蒸汽，提高二次蒸汽的品質(zhì)再循環(huán)蒸發(fā)，基本能實(shí)現(xiàn)零排放。但該套設(shè)備價(jià)格極其昂貴，設(shè)備投資成本大。該系統(tǒng)中使用的蒸汽壓縮機(jī)技術(shù)在國(guó)內(nèi)不夠成熟，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)使用國(guó)產(chǎn)機(jī)械蒸汽壓縮機(jī)，進(jìn)行該處理方法的實(shí)例。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低的脫硫廢水深化處理實(shí)現(xiàn)零排放的方法和裝置。

　　為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種脫硫廢水深化處理實(shí)現(xiàn)零排放的裝置，其特征在于，包括依次連接的廢液儲(chǔ)槽、預(yù)熱器、脫氣器、I效蒸發(fā)器、II效蒸發(fā)器、III效蒸發(fā)器、IV效蒸發(fā)器、離心機(jī)、給料機(jī)、振動(dòng)流化床干燥機(jī)、中間料倉(cāng)和包裝機(jī);從I效蒸發(fā)器開(kāi)始，前一效蒸發(fā)器的蒸汽出口連接后一效蒸發(fā)器的蒸汽入口，IV效蒸發(fā)器的蒸汽出口連接表面冷凝器的入口，表面冷凝器的不凝氣出口經(jīng)由水環(huán)式真空泵連接分離器，分離器的氣體出口連通大氣，表面冷凝器的冷凝水出口和分離器的液體出口連接冷凝水罐，從I效蒸發(fā)器開(kāi)始，前一效蒸發(fā)器的冷凝水出口連接后一效蒸發(fā)器的冷凝水入口，IV效蒸發(fā)器的冷凝水出口連接冷凝水罐，冷凝水罐連接廢液儲(chǔ)槽，振動(dòng)流化床干燥機(jī)連接加熱器，加熱器連接送風(fēng)機(jī)，振動(dòng)流化床干燥機(jī)的廢氣出口依次連接旋風(fēng)分離器、布袋除塵器和引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)的出口連通大氣。

　　所述的I效蒸發(fā)器、II效蒸發(fā)器和III效蒸發(fā)器為管式降膜蒸發(fā)器。

　　所述的IV效蒸發(fā)器為強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。

　　本發(fā)明還提供了采用上述裝置的脫硫廢水深化處理實(shí)現(xiàn)零排放的方法，其特征在于，具體步驟為：

　　第一步：將脫硫廢水的pH值調(diào)節(jié)為6.5-7.5，將含總濃度為2-4wt%的硫酸鈣和氯化鈣的脫硫廢水輸入廢液儲(chǔ)槽，在廢液儲(chǔ)槽內(nèi)加入硫酸鈣晶種和氯化鈣晶種，加入的每種晶種的量為脫硫廢水總重量的0.1%，經(jīng)預(yù)熱器加熱到80-120℃，進(jìn)入脫氣器進(jìn)行脫氣;

　　第二步：將脫氣后的脫硫廢水依次進(jìn)入I效蒸發(fā)器、II效蒸發(fā)器、III效蒸發(fā)器和IV效蒸發(fā)器進(jìn)行逐級(jí)蒸發(fā)，蒸發(fā)效率為3.5kg水/kg蒸汽，逐級(jí)蒸發(fā)后得到硫酸鈣和氯化鈣的總濃度為60-70wt%的濃縮液;I效蒸發(fā)器采用0.1-0.3MPa的新鮮蒸汽作為熱源，II效蒸發(fā)器、III效蒸發(fā)器和IV效蒸發(fā)器采用前一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽作為熱源，IV效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽送往表面冷凝器進(jìn)行冷凝，不凝氣由水環(huán)式真空泵抽出，經(jīng)分離器分離后，廢汽排空;從I效蒸發(fā)器開(kāi)始，前一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷凝水靠壓差自流到后一效蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行閃蒸，IV效蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷凝水排出進(jìn)入冷凝水罐，與表面冷凝器中的冷凝水和分離器分離出的液體混合后，加入到廢液儲(chǔ)槽作為預(yù)處理的補(bǔ)充水使用;

　　第三步、從IV效蒸發(fā)器中出來(lái)的濃縮液送入離心機(jī)進(jìn)行固液分離，將液體返回到IV效蒸發(fā)器進(jìn)行循環(huán)蒸發(fā)，將固體通過(guò)給料機(jī)送往振動(dòng)流化床干燥機(jī)進(jìn)行干燥，振動(dòng)流化床干燥機(jī)采用送風(fēng)機(jī)送入的經(jīng)加熱器加熱的空氣作為熱源，物料干燥后含水率為4wt%，將干燥后的物料經(jīng)由中間料倉(cāng)暫存后用包裝機(jī)包裝;振動(dòng)流化床干燥機(jī)的尾氣依次經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器和布袋除塵器后，由引風(fēng)機(jī)排出。

　　本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：(1)本發(fā)明中I-III效蒸發(fā)器采用了管式降膜蒸發(fā)器，在管式降膜蒸發(fā)器中，廢水在加熱面形成的液膜很薄，不到1mm，這種蒸發(fā)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：傳熱系數(shù)高;汽化表面積大，蒸發(fā)時(shí)不容易夾帶，二次蒸汽質(zhì)量高;蒸發(fā)發(fā)生在液膜的表面，這樣也適用于有少量結(jié)晶的場(chǎng)合;沒(méi)有靜壓力引起的溫差損失。(2)本發(fā)明中采用的設(shè)備全部為成熟可靠的國(guó)產(chǎn)化設(shè)備。(3)采用加“晶種”的防垢措施。廢水在蒸發(fā)以前，確保廢水中存在大量與晶體相近的“晶種”，例如硫酸鈣。然后廢水送入蒸發(fā)器，廢水在蒸發(fā)過(guò)程中，其中的硫酸鈣析出，由于存在大量“晶種”，析出的硫酸鈣將在“晶種”表面生產(chǎn)，從而避免在加熱面產(chǎn)生結(jié)垢，確保蒸發(fā)器的長(zhǎng)期正常運(yùn)行。(4)本發(fā)明中IV效蒸發(fā)器選用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，在IV效蒸發(fā)器中，廢水濃度提高很大，氯化鈣、硫酸鈣等無(wú)機(jī)鹽開(kāi)始大量析出。對(duì)于強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，工作時(shí)由于加熱管保持一定的靜壓頭，這樣廢水在加熱管內(nèi)不出現(xiàn)蒸發(fā)，從而避免晶體在加熱管內(nèi)析出。另外，在設(shè)計(jì)強(qiáng)制循環(huán)泵流量時(shí)，考慮了廢水加熱管內(nèi)具有一定的流速，一般在2.2m/s左右，這樣這些帶有大量晶體的廢水在加熱管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，起到了除垢作用。