公布日：2022.09.16

申請日：2022.07.26

分類號(hào)：C02F9/10(2006.01)I;C02F11/122(2019.01)I;B01D53/62(2006.01)I;B01D53/78(2006.01)I

摘要

本發(fā)明涉及一種利用電廠余熱資源化脫硫廢水的處理系統(tǒng)及方法，涉及電力系統(tǒng)節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域，包括一體化混凝過濾裝置，廢水軟化裝置，一效蒸發(fā)裝置，二效蒸發(fā)裝置，及冷凝水回收裝置；所述一體化混凝過濾裝置與廢水軟化裝置連通，所述廢水軟化裝置與一效蒸發(fā)裝置連通，所述二效蒸發(fā)裝置與一效蒸發(fā)裝置連通，所述一效蒸發(fā)裝置與冷凝水回收裝置連通。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了廢水再生，使廠內(nèi)水資源可以循環(huán)利用，最終使廠內(nèi)水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)鹽類回收收集。

權(quán)利要求書

1.一種利用電廠余熱資源化脫硫廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，包括用于將脫硫廢水澄清過濾得到澄清過濾后的廢水的一體化混凝過濾裝置(1)，用于將澄清過濾后的廢水軟化得到軟化廢水的廢水軟化裝置(2)，用于將軟化廢水加熱得到待蒸發(fā)軟化廢水及將二效的蒸汽降溫的一效蒸發(fā)裝置(3)，用于將待蒸發(fā)軟化廢水與原煙氣進(jìn)行換熱得到二效的蒸汽的二效蒸發(fā)裝置(4)，及用于將降溫的二效的蒸汽進(jìn)行冷凝收集得到補(bǔ)給水的冷凝水回收裝置(5)；所述一體化混凝過濾裝置(1)與廢水軟化裝置(2)連通，所述廢水軟化裝置(2)與一效蒸發(fā)裝置(3)連通，所述二效蒸發(fā)裝置(4)與一效蒸發(fā)裝置(3)連通，所述一效蒸發(fā)裝置(3)與冷凝水回收裝置(5)連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用電廠余熱資源化脫硫廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述一體化混凝過濾裝置(1)包括脫硫廢水進(jìn)管(108)、堿化加料裝置(103)、絮凝劑加料裝置(105)、輸送泵Ⅰ(104)、壓濾機(jī)Ⅰ(102)、管道混合器Ⅰ(106)和管道混合器Ⅱ(107)，所述堿化加料裝置(103)與脫硫廢水進(jìn)管(108)通過管道混合器Ⅰ(106)連通，所述絮凝劑加料裝置(105)與脫硫廢水進(jìn)管(108)通過管道混合器Ⅱ(107)連通，所述管道混合器Ⅱ(107)位于管道混合器Ⅰ(106)和脫硫廢水進(jìn)管(108)的出口之間，所述壓濾機(jī)Ⅰ(102)的入口與脫硫廢水進(jìn)管(108)的出口連通，所述壓濾機(jī)Ⅰ(102)與管道混合器Ⅱ(107)之間的脫硫廢水進(jìn)管(108)上設(shè)置有輸送泵Ⅰ(104)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種利用電廠余熱資源化脫硫廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述一體化混凝過濾裝置(1)還包括混凝澄清器(101)，所述混凝澄清器(101)設(shè)置在所述輸送泵Ⅰ(104)與管道混合器Ⅱ(107)之間的脫硫廢水進(jìn)管(108)上，所述混凝澄清器(101)內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置(110)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種利用電廠余熱資源化脫硫廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述廢水軟化裝置(2)包括噴淋塔(202)、輸送泵Ⅱ(205)及壓濾機(jī)Ⅱ(204)；所述噴淋塔(202)的中下部與壓濾機(jī)Ⅰ(102)的出口連通；所述噴淋塔(202)內(nèi)腔中從下至上依次設(shè)置有溶液槽(206)和除霧器(209)，所述溶液槽(206)與循環(huán)管Ⅰ(207)的一端連通，所述循環(huán)管Ⅰ(207)的另一端延伸到位于所述溶液槽(206)和除霧器(209)之間的噴淋塔(202)內(nèi)腔中，并連接有噴嘴(208)，所述循環(huán)管Ⅰ(207)上設(shè)置有噴淋循環(huán)泵(203)，所述噴淋塔(202)下部與煙道Ⅲ(10)的一端連通，所述煙道Ⅲ(10)的另一端與脫硫塔(7)連通，所述煙道Ⅲ(10)上設(shè)置有引風(fēng)機(jī)Ⅰ(201)，所述噴淋塔(202)的頂部與煙道Ⅳ(11)的一端連通；所述溶液槽(206)的出口與輸送泵Ⅱ(205)的進(jìn)口連通，所述輸送泵Ⅱ(205)的出口與壓濾機(jī)Ⅱ(204)的入口連通，所述壓濾機(jī)Ⅱ(204)的出口與所述一效蒸發(fā)裝置(3)連通二效蒸發(fā)裝置(4)連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種利用電廠余熱資源化脫硫廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述一效蒸發(fā)裝置(3)包括一效分離室(303)、一效換熱器(302)及一效循環(huán)泵(301)，所述一效分離室(303)的入口與壓濾機(jī)Ⅱ(204)的出口連通，所述一效分離室(303)的底部出口與一效循環(huán)泵(301)的入口連通，所述一效循環(huán)泵(301)的出口與一效換熱器(302)的管程入口連通，所述一效換熱器(302)的管程出口與一效分離室(303)的上部的循環(huán)入口連通，所述一效分離室(303)的上部側(cè)壁上的出口與二效蒸發(fā)裝置(4)連通，所述一效換熱器(302)的殼程分別與二效蒸發(fā)裝置(4)和冷凝水回收裝置(5)連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種利用電廠余熱資源化脫硫廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述二效蒸發(fā)裝置(4)包括二效分離室(403)、二效換熱器(402)、輸送泵Ⅲ(404)、旋流器(405)、離心機(jī)(406)及二效循環(huán)泵(401)；所述二效分離室(403)的下部側(cè)壁上的入液口與一效分離室(303)的上部側(cè)壁上的出口連通，所述二效分離室(403)的下部側(cè)壁上的入液口處的液位低于與一效分離室(303)的上部側(cè)壁上的出口處的液位，所述二效分離室(403)與一效分離室(303)連通的管道上設(shè)置有連通閥(12)，所述二效分離室(403)的頂部與一效換熱器(302)的殼程進(jìn)口連通；所述二效分離室(403)的底部出口與二效循環(huán)泵(401)的入口連通，所述二效循環(huán)泵(401)的出口與二效換熱器(402)的管程入口連接，所述二效換熱器(402)的管程出口與二效分離室(403)的循環(huán)入口連通；所述二效分離室(403)的出口與輸送泵Ⅲ(404)的入口連通，所述輸送泵Ⅲ(404)的出口與旋流器(405)的入口連通，所述旋流器(405)的出口與離心機(jī)(406)的入口連通，所述離心機(jī)(406)的出口管道及旋流器(405)的上清液管與二效分離室(403)的循環(huán)入口連通；所述二效換熱器(402)的殼程入口與煙道Ⅰ(8)連通，所述二效換熱器(402)的殼程出口與煙道Ⅱ(9)的一端連接，所述煙道Ⅱ(9)的另一端與脫硫塔(7)連通，所述煙道Ⅱ(9)上設(shè)置有引風(fēng)機(jī)Ⅱ(6)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種利用電廠余熱資源化脫硫廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述二效分離室(403)內(nèi)從下至上依次設(shè)置有一個(gè)溫度計(jì)、一個(gè)液位計(jì)及一個(gè)真空表。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種利用電廠余熱資源化脫硫廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝水回收裝置(5)包括閉式空冷塔(501)、氣液分離器(502)、水環(huán)真空泵(503)及冷凝水箱(504)，所述閉式空冷塔(501)的入口與一效換熱器(302)的殼程出口連通；所述閉式空冷塔(501)的出口與氣液分離器(502)的入口連通，所述氣液分離器(502)的氣出口與水環(huán)真空泵(503)連接，所述氣液分離器(502)的液出口與冷凝水箱(504)連通。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種利用電廠余熱資源化脫硫廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述閉式空冷塔(501)與氣液分離器(502)連通的管道上設(shè)置有另一個(gè)真空表。

10.基于權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述一種利用電廠余熱資源化脫硫廢水的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1：脫硫廢水除雜：通過一體化混凝過濾裝置(1)將脫硫廢水澄清過濾得到澄清過濾后的廢水；步驟2：廢水軟化:通過廢水軟化裝置(2)將將澄清過濾后的廢水軟化得到軟化廢水和碳酸鈣鹽；步驟3：軟化廢水升溫與冷凝水回收：通過一效蒸發(fā)裝置(3)將軟化廢水加熱得到待蒸發(fā)軟化廢水及將二效的蒸汽降溫成冷凝水，通過冷凝水回收裝置(5)將冷凝水進(jìn)行冷凝收集得到補(bǔ)給水；步驟4：廢水汽化：通過二效蒸發(fā)裝置(4)將待蒸發(fā)軟化廢水與原煙氣進(jìn)行換熱得到二效的蒸汽和鈉鹽，所述二效的蒸汽用于步驟3。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用電廠余熱資源化脫硫廢水的處理系統(tǒng)及方法。目的是實(shí)現(xiàn)廢水再生，使廠內(nèi)水資源可以循環(huán)利用，在實(shí)現(xiàn)零排放的基礎(chǔ)上逐步降低廠用水耗，最終使廠內(nèi)水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)鹽類收集，為鹽類資源的再利用創(chuàng)造條件。且本發(fā)明的處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，使用安全可靠，便于實(shí)施推廣應(yīng)用，具有一定的實(shí)際應(yīng)用前景。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，第一個(gè)目的是提供一種利用電廠余熱資源化脫硫廢水的處理系統(tǒng)，包括用于將脫硫廢水澄清過濾得到澄清過濾后的廢水的一體化混凝過濾裝置，用于將澄清過濾后的廢水軟化得到軟化廢水的廢水軟化裝置，用于將軟化廢水加熱得到待蒸發(fā)軟化廢水及將二效的蒸汽降溫的一效蒸發(fā)裝置，用于將待蒸發(fā)軟化廢水與原煙氣進(jìn)行換熱得到二效的蒸汽的二效蒸發(fā)裝置，及用于將降溫的二效的蒸汽進(jìn)行冷凝收集得到補(bǔ)給水的冷凝水回收裝置；所述一體化混凝過濾裝置與廢水軟化裝置連通，所述廢水軟化裝置與一效蒸發(fā)裝置連通，所述二效蒸發(fā)裝置與一效蒸發(fā)裝置連通，所述一效蒸發(fā)裝置與冷凝水回收裝置連通。

本發(fā)明的有益效果是：脫硫廢水經(jīng)過調(diào)節(jié)pH值和加絮凝劑進(jìn)入一體化混凝過濾裝置，去除廢水內(nèi)懸浮雜質(zhì)、鎂和大多數(shù)重金屬離子，得到澄清過濾后的廢水，然后進(jìn)入凈煙氣噴淋廢水軟化裝置，過濾去除絕大部分鈣鹽，形成含有大量鈉離子、氯離子、少量硫酸根離子的軟化廢水，同時(shí)提升廢水溫度，升溫后的軟化廢水進(jìn)入一效蒸發(fā)裝置繼續(xù)升溫，得到待蒸發(fā)軟化廢水，再到二效蒸發(fā)裝置，在二效分離室內(nèi)實(shí)現(xiàn)氣液分離得到二效的蒸汽，二效的蒸汽進(jìn)入冷凝水回收裝置，二效蒸發(fā)裝置內(nèi)的廢水在不斷蒸發(fā)過程中析出晶體鈉鹽，通過過濾實(shí)現(xiàn)固液分離再利用。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述一體化混凝過濾裝置包括脫硫廢水進(jìn)管、堿化加料裝置、絮凝劑加料裝置、輸送泵Ⅰ、壓濾機(jī)Ⅰ、管道混合器Ⅰ和管道混合器Ⅱ，所述堿化加料裝置與脫硫廢水進(jìn)管通過管道混合器Ⅰ連通，所述絮凝劑加料裝置與脫硫廢水進(jìn)管通過管道混合器Ⅱ連通，所述管道混合器Ⅱ位于管道混合器Ⅰ和脫硫廢水進(jìn)管的出口之間，所述壓濾機(jī)Ⅰ的入口與脫硫廢水進(jìn)管的出口連通，所述壓濾機(jī)Ⅰ與管道混合器Ⅱ之間的脫硫廢水進(jìn)管上設(shè)置有輸送泵Ⅰ。所述脫硫廢水進(jìn)管的進(jìn)口是用于進(jìn)脫硫廢水�？拷�所述管道混合器Ⅰ側(cè)的脫硫廢水進(jìn)管上設(shè)置有流量計(jì)及pH計(jì)。

所述一體化混凝過濾裝置還包括混凝澄清器，所述混凝澄清器設(shè)置在所述輸送泵Ⅰ與管道混合器Ⅱ之間的脫硫廢水進(jìn)管上，具體的所述混凝澄清器的進(jìn)口與靠近所述管道混合器Ⅰ側(cè)的脫硫廢水進(jìn)管連通，所述混凝澄清器的出口與輸送泵Ⅰ的入口連通，所述混凝澄清器內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：在一體化混凝過濾裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的澄清過濾，脫硫廢水通過堿化加料裝置加氫氧化鈣溶液進(jìn)行堿化，后再通過絮凝劑加料裝置加入高效絮凝劑，絮凝劑為pH值9-10之間適用的高效絮凝劑，脫硫廢水和高效絮凝劑在混凝澄清器均勻混合，絮凝顆�？焖匍L大，將脫硫廢水中的懸浮物、氟化物、硫化物、鎂離子、重金屬離子形成沉淀物，再經(jīng)過壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)液固分離，得到澄清過濾后的廢水。

進(jìn)一步，所述廢水軟化裝置包括噴淋塔、輸送泵Ⅱ及壓濾機(jī)Ⅱ；所述噴淋塔的中下部與壓濾機(jī)Ⅰ的出口連通；所述噴淋塔內(nèi)腔中從下至上依次設(shè)置有溶液槽和除霧器，所述溶液槽與循環(huán)管Ⅰ的一端連通，所述循環(huán)管Ⅰ的另一端延伸到位于所述溶液槽和除霧器之間的噴淋塔內(nèi)腔中，并連接有噴嘴，所述循環(huán)管Ⅰ上設(shè)置有噴淋循環(huán)泵，所述噴淋塔下部與煙道Ⅲ的一端連通，所述煙道Ⅲ的另一端與脫硫塔連通，所述煙道Ⅲ上設(shè)置有引風(fēng)機(jī)Ⅰ，所述噴淋塔的頂部與煙道Ⅳ的一端連通；所述溶液槽的出口與輸送泵Ⅱ的進(jìn)口連通，所述輸送泵Ⅱ的出口與壓濾機(jī)Ⅱ的入口連通，所述壓濾機(jī)Ⅱ的出口與所述一效蒸發(fā)裝置連通二效蒸發(fā)裝置連通。其中煙道Ⅳ的另一端可以與脫硫塔，也可以與外部的儲(chǔ)氣裝置連通，也可以敞口設(shè)置。

所述溶液槽中設(shè)置有溫度計(jì)、液位計(jì)及pH計(jì)。引風(fēng)機(jī)Ⅰ的入口與脫硫塔的出口之間的煙道Ⅲ上安裝一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：澄清過濾后的廢水含有過飽和的鈣離子，在噴淋塔內(nèi)與凈煙氣中的二氧化碳充分反應(yīng)，生產(chǎn)碳酸鈣沉淀，控制PH在9-10之間，確保生成的碳酸鈣不再溶解，廢水量較大時(shí)可以適當(dāng)加入純堿溶液(碳酸鈉)調(diào)節(jié)pH值。通過壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)廢水和沉淀的分離，得到軟化廢水。在實(shí)現(xiàn)廢水軟化的過程中，同時(shí)軟化廢水的溫度提高到50℃左右。此時(shí)軟化廢水中主要含有氯離子和鈉離子，少量的硫酸根離子。

進(jìn)一步，所述一效蒸發(fā)裝置包括一效分離室、一效換熱器及一效循環(huán)泵，所述一效分離室的入口與壓濾機(jī)Ⅱ的出口連通，所述一效分離室的底部出口與一效循環(huán)泵的入口連通，所述一效循環(huán)泵的出口與一效換熱器的管程入口連通，所述一效換熱器的管程出口與一效分離室的上部的循環(huán)入口連通，所述一效分離室的上部側(cè)壁上的出口與二效蒸發(fā)裝置連通，所述一效換熱器的殼程分別與二效蒸發(fā)裝置和冷凝水回收裝置連通。

所述一效分離室上設(shè)置有中視窗，溫度計(jì)和液位計(jì)，所述一效循環(huán)泵與一效換熱器之間的管道上設(shè)置有溫度計(jì)和流量計(jì)。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：軟化廢水進(jìn)入一效分離室，通過一效循環(huán)泵在一效蒸發(fā)裝置內(nèi)強(qiáng)制循環(huán)，同時(shí)與二效蒸發(fā)裝置二效過來的二效的蒸汽蒸汽進(jìn)行換熱，將軟化廢水溫度提高至75-85℃，得到待蒸發(fā)軟化廢水，同時(shí)將二效的蒸汽降溫成冷凝水。

進(jìn)一步，所述二效蒸發(fā)裝置包括二效分離室、二效換熱器、輸送泵Ⅲ、旋流器、離心機(jī)及二效循環(huán)泵；所述二效分離室的下部側(cè)壁上的入液口與一效分離室的上部側(cè)壁上的出口連通，所述二效分離室的下部側(cè)壁上的入液口處的液位低于一效分離室的上部側(cè)壁上的出口處的液位，所述二效分離室與一效分離室連通的管道上設(shè)置有連通閥，所述二效分離室的頂部與一效換熱器的殼程進(jìn)口連通；所述二效分離室的底部出口與二效循環(huán)泵的入口連通，所述二效循環(huán)泵的出口與二效換熱器的管程入口連接，所述二效換熱器的管程出口與二效分離室的循環(huán)入口連通；所述二效分離室的出口與輸送泵Ⅲ的入口連通，所述輸送泵Ⅲ的出口與旋流器的入口連通，所述旋流器的出口與離心機(jī)的入口連通，所述離心機(jī)的出口管道及旋流器的上清液管與二效分離室的循環(huán)入口連通；所述二效換熱器的殼程入口與煙道Ⅰ連通，所述二效換熱器的殼程出口與煙道Ⅱ的一端連接，所述煙道Ⅱ的另一端與脫硫塔連通，所述煙道Ⅱ上設(shè)置有引風(fēng)機(jī)Ⅱ。

所述二效分離室內(nèi)從下至上依次設(shè)置有溫度計(jì)、液位計(jì)及真空表；所述二效循環(huán)泵與二效換熱器之間的管道上設(shè)置有溫度計(jì)和流量計(jì)；所述煙道Ⅰ上設(shè)置有溫度計(jì)和壓力表；所述煙道Ⅱ上設(shè)置有溫度計(jì)和壓力表。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：經(jīng)過一效蒸發(fā)裝置的待蒸發(fā)軟化廢水進(jìn)入二效分離室，通過二效循環(huán)泵在二效蒸發(fā)裝置內(nèi)循環(huán)，同時(shí)與電除塵出口的原煙氣進(jìn)行換熱，將待蒸發(fā)軟化廢水溫度提高至90-100℃。在二效分離室內(nèi)不斷蒸發(fā)，二效的蒸汽進(jìn)入一效換熱器。當(dāng)二效分離室內(nèi)有大量固體晶體析出，通過輸送泵Ⅲ將廢水懸濁液送至旋流器內(nèi)，清液返回二效分離室，稠液進(jìn)入離心機(jī)固液分離，濾液再進(jìn)入二效分離室繼續(xù)蒸發(fā)。經(jīng)過蒸發(fā)可以得到純度較高的硫酸鈉和氯化鈉，用于工業(yè)原料。

進(jìn)一步，還包括旁路管，所述旁路管的一端與煙道Ⅰ連通，所述旁路管的另一端與煙道Ⅱ連通，所述旁路管上設(shè)置有旁路閥。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)或二效換熱器檢修時(shí)啟用。

進(jìn)一步，所述冷凝水回收裝置包括閉式空冷塔、氣液分離器、水環(huán)真空泵及冷凝水箱，所述閉式空冷塔的入口與一效換熱器的殼程出口連通；所述閉式空冷塔的出口與氣液分離器的入口連通，所述氣液分離器的氣出口與水環(huán)真空泵連接，所述氣液分離器的液出口與冷凝水箱連通。

所述閉式空冷塔與氣液分離器連通的管道上設(shè)置有另一個(gè)真空表。所述冷凝水箱通過輸送泵Ⅳ與鍋爐補(bǔ)給水站連通。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：二效分離室的蒸汽經(jīng)過一效換熱器降溫冷卻后，再進(jìn)入閉式空冷塔再次降溫，然后進(jìn)入氣液分離器，通過水環(huán)真空泵將不凝汽排走，冷凝水通過輸送泵Ⅳ進(jìn)入冷凝水箱，用于鍋爐補(bǔ)給水。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種利用電廠余熱資源化脫硫廢水的處理方法，包括如下步驟：

步驟1：脫硫廢水除雜：通過一體化混凝過濾裝置將脫硫廢水澄清過濾得到澄清過濾后的廢水；

步驟2：廢水軟化:通過廢水軟化裝置將將澄清過濾后的廢水軟化得到軟化廢水和碳酸鈣鹽；

步驟3：軟化廢水升溫與冷凝水回收：通過一效蒸發(fā)裝置將軟化廢水加熱得到待蒸發(fā)軟化廢水及將二效的蒸汽降溫成冷凝水，通過冷凝水回收裝置將冷凝水進(jìn)行冷凝收集得到補(bǔ)給水；

步驟4：廢水汽化：通過二效蒸發(fā)裝置將待蒸發(fā)軟化廢水與原煙氣進(jìn)行換熱得到二效的蒸汽和鈉鹽，所述二效的蒸汽用于步驟3。

（發(fā)明人：周廣權(quán);采有林;王勇;田建明;宋端陽）