一种脱硫废水净化回收再利用系统

技术领域

本发明涉及脱硫废水处理领域，特别涉及一种脱硫废水净化回收再利用系统。

背景技术

煤电化工企业在生产中应用脱硫技术时会产生一定量的脱硫废水，脱硫废水成分复杂，主要含有高浓度悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、可溶性氯化物和氟化物以及多种重金属杂质，其中很多是国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物。因此，需要对脱硫废水进行严格处理，才能达到国家要求的脱硫废水“零排放”标准。脱硫废水的处理难点主要有水质、水量受燃煤、脱硫系统补水及脱硫运行工况影响大，水质波动范围很大；悬浮物浓度高，细颗粒物比例大；硅、镁、有机物等浓度高，硫酸钙过饱和度高，结垢倾向强。脱硫废水传统处理工艺复杂，运行操作量大，不易自动控制，多数电厂运行结果不理想，处理后的废水仍然含有较高浓度的氯离子，对金属及设备的腐蚀性比较强。

常见FGD脱硫废水处理系统为“三联箱处理+澄清”工艺，三联箱包括中和箱、反应箱和絮凝箱；FGD旋流站出来的脱硫废水在废水缓冲池内进行曝气混合均匀，然后通过废水泵送至三联箱，在三联箱的中和箱中投加石灰乳或氢氧化钠，快速搅拌使原来酸性的脱硫废水呈碱性，此过程中大部分重金属形成微溶的氢氧化物从废水中沉淀出来，中和箱内出水自流至反应箱，在反应箱投加有机硫和凝聚剂，将不能以氢氧化物形式沉淀的残余重金属以硫化物沉淀的形式去除，反应箱出水进入絮凝箱，在絮凝箱内投加助凝剂，在低转速搅拌下进行絮凝反应，促进絮体进一步长大，絮凝箱出水自流进入澄清器，废水絮体在澄清器内进一步长大，并通过上部斜板进行沉淀分离，上部清水经加酸调节pH至6～9后自流进入清水池，澄清器污泥送至压滤机进行压滤。

这种预处理的工艺废水仅能处理悬浮物，但不能处理脱硫废水中的氯离子，还不能直接排放，需要深度处理，深度处理目前采用上述预处理后，再软化+膜蒸馏+蒸发结晶组合处理工艺，该工艺投资高，能耗高，运行费用高，且设备堵塞、腐蚀、结垢等问题容易造成系统瘫痪。

国外也有少量采用烟道处理法，即将脱硫废水喷到空气预热器后，电除尘前的烟道上让废水蒸发，该工艺由于废水进入脱硫系统内，不但打破原有的脱硫废水平衡，且氯离子会产生富集，需要增加更多的废水处理量，还有可能腐蚀下游设备。

中国发明公开号105417604A中公开了一种利用烟气余热处理脱硫废水的方法及装置，具体包括：锅炉、空预器、电除尘器、脱硫塔和烟囱，其特征在于，在电除尘器与脱硫塔之间设置一个蒸发浓缩装置；在蒸发浓缩装置的底部设置浓缩脱硫废水收集池；在脱硫废水池与蒸发浓缩装置设置管路和水泵Ⅱ；在空预器与除尘器之间的烟巷内增加喷嘴，在喷嘴与浓缩脱硫废水收集池之间设置管道和水泵Ⅰ。本发明的有益技术效果是节省了常规废水处理方法所采用的化学药品；克服了现有烟气余热蒸发技术喷雾量大，除尘器前段烟气温度低、水蒸气含量高、除尘器极板板结等问题，达到真正意义上的脱硫废水零排放。

上述专利的不足之处是：该工艺中脱硫废水进入脱硫系统内会打破原有的脱硫平衡，且氯离子易产生富集，腐蚀管道，因而需要增加更多的废水处理量。且处理后氯离子通过燃烧系统随烟气进入脱硫废水中，氯浓度无法降低，直接影响脱硫效率，腐蚀脱硫设备，减少脱硫设备寿命。针对以上问题，以下提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱硫废水净化回收再利用系统，具有能够防止氯离子富集，减少废水的处理量，从而防止脱硫设备受损的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种脱硫废水净化回收再利用系统，包括分离器、废水箱和高温热源，所述废水箱上设有管道一，所述高温热源上设有管道二，所述管道一的一端与管道二连接，所述管道一上设有水泵，所述废水箱内的废水通过水泵输入到管道二内，所述高温热源向管道一内输入高温蒸汽，所述高温蒸汽用于蒸发管道一内的废水，以使废水转换为废水混合蒸汽，所述脱硫废水中的水分蒸发，脱硫废水中的杂质和盐分结晶生成固体颗粒，所述分离器为旋风干燥分离器，所述废水混合蒸汽进入到旋风干燥分离器内进行汽固分离，所述旋风分离器的出口处连接有填料吸附过滤器，所述填料吸附过滤器用于吸附并过滤固体颗粒，所述固体颗粒从填料吸附过滤器的固体排出口排出，所述混合蒸汽随着热风进入到填料吸附过滤器，所述填料吸附过滤器的一侧连接有蒸汽净化装置，所述蒸汽净化装置用于净化析出物，所述蒸汽净化装置的输出端输出清洁的蒸汽以供热用户使用。

作为优选，所述旋风分离器、填料吸附过滤器和蒸汽净化装置的下端均设有结晶物收集箱，所述结晶物收集箱用于收集被旋风分离器、填料吸附过滤器和蒸汽净化装置分离的固体颗粒。

作为优选，所述蒸汽净化装置内部设有滤芯，所述滤芯由氨基复合纳米材料制成。

作为优选，所述蒸汽净化装置的输出端上连接有表面式热交换器，所述表面式热交换器吸收蒸汽的热量，所述表面式热交换器的一侧连接有凝水回收箱，所述凝水回收箱用于收集表面式热交换器内的蒸汽凝结水。

作为优选，所述凝水回收箱的一侧连接有除氧器，所述凝水回收箱内的蒸汽凝结水通过水泵输送至除氧器内，所述除氧器去除蒸汽凝结水内的气体，并对蒸汽凝结水回收利用。

作为优选，所述管道一上设有雾化器，所述雾化器用于将管道一内的废水雾化，所述废水箱与雾化器之间设有调节阀，所述调节阀用于调节废水箱处的出水速率。

作为优选，所述管道二与管道一的连通处设有温度检测装置一，所述温度检测装置一检测高温热源输出的高温蒸汽温度，所述高温热源输出的高温蒸汽的温度控制在饱和蒸汽温度以上。

作为优选，所述蒸汽净化装置与热用户的管道连通处、蒸汽净化装置与表面式换热器的管道连通处均设有温度检测装置二，所述温度检测装置二检测蒸汽净化装置输出的高温蒸汽温度，将高温蒸汽的温度控制在饱和蒸汽温度以上。

本发明的有益效果为：废水系统将脱硫废水送至连接高温蒸汽的管道内的雾化器雾化，与此同时，高温蒸汽单元向管道二内通入高温蒸汽，高温蒸汽将雾化的废水汽化，废水中的结晶物析出；混合蒸汽和结晶物进入到旋风干燥分离器内，结晶物在离心重力的作用下从旋风干燥分离器的固体排出口排出。解决了在烟道处理脱硫废水过程中打破原有脱硫平衡并造成设备腐蚀的问题，从而实现了脱硫废水的零污染和零排放及回收再利用。

附图说明

图1为实施例的系统结构示意图。

附图标记：1、废水箱；2、高温热源；3、水泵；4、旋风干燥分离器；5、填料吸附过滤器；6、蒸汽净化装置；7、结晶物收集箱；8、表面式热交换器；9、凝水回收箱；10、除氧器；11、雾化器；12、热用户；13、调节阀。

具体实施方式

以下所述仅是本发明的优选实施方式，保护范围并不仅局限于该实施例，凡属于本发明思路下的技术方案应当属于本发明的保护范围。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底部”和“顶部”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示，一种脱硫废水净化回收再利用系统，包括分离器、废水箱1和高温热源2。废水箱1上设有管道一，管道一上设有水泵3，废水箱1内的脱硫废水通过水泵3的作用进入到管道一内，管道一上设有雾化器11，管道一内的雾化器11会将管道一内的脱硫废水雾化。废水箱1与雾化器11之间设有调节阀13，调节阀13用于调节废水箱1处的出水速率。高温热源2上设有管道二，管道二远离高温热源2的一端与管道一连接，废水经雾化后进入到管道二内，并与高温蒸汽混合，高温蒸汽与脱硫废水液滴混合并进行质热交换，形成水蒸气和固体颗粒，并进入到旋风分离器内。

管道二与管道一的连通处设有温度检测装置一，温度检测装置一检测高温热源2输出的高温蒸汽温度，高温热源2输出的高温蒸汽的温度控制在饱和蒸汽温度以上。

废水箱1中设有搅拌器，以防脱硫废水沉淀，形成液相均匀分布的脱硫废水，水泵3将废水箱1内的脱硫废水泵3出，通过脱硫废水管道内的雾化器11，脱硫废水管道上的调节阀13控制脱硫废水的流量，流量计用于观测脱硫废水的流量，通过调节阀13的流量控制作用，以及流量计的流量监测作用，再结合旋风干燥分离器4出口处的温度检测装置对温度值进行测量，防止了质热交换后的水蒸气在发生相变时结露。

废水混合蒸汽和高温蒸汽进入到旋风干燥分离器4内进行汽固分离，大颗粒的固体颗粒通过旋风干燥分离器4底部的固体排出口排出，进入到结晶物收集箱7内。旋风分离器的出口处连接有填料吸附过滤器5，混合蒸汽和小颗粒的固体颗粒会进入到填料吸附过滤器5内，填料吸附过滤器5出口与蒸汽净化装置6连通，填料吸附过滤器5吸附的小颗粒固体从填料吸附过滤器5下部固体排出口掉落，由结晶物收集箱7进行收集，混合蒸汽进入到蒸汽净化装置6内。蒸汽净化装置6内部设有氨基复合纳米材料所制成的滤芯，过滤净化高温蒸汽里面含有的结晶物等杂质，使结晶物质被去除干净。

经过蒸汽净化装置6净化的混合蒸汽为合格的回收蒸汽，回收蒸汽通过管道输送至需要用到高温蒸汽的热用户12处，或者输送到表面式热交换器8上，表面式热交换器8吸收蒸汽的热量，使蒸汽凝结成冷凝水，表面式热交换器8的一侧连接有凝水回收箱9，冷凝水会进入到凝水回收箱9内，凝水回收箱9的一侧连接有除氧器10，除氧器10去除蒸汽凝结水内的气体，并对蒸汽凝结水回收利用。

蒸汽净化装置6与热用户12的管道连通处、蒸汽净化装置6与表面式换热器的管道连通处均设有温度检测装置二，温度检测装置二检测蒸汽净化装置6输出的混合蒸汽温度，将混合蒸汽的温度控制在蒸汽的饱和温度以上。

工作原理：脱硫废水经管道上设置的雾化器11雾化生成液滴，液滴由雾化器11喷头喷出，高温蒸汽与通过雾化器11雾化后的废水系统的脱硫废水在管道二内混合发生质热交换，形成水蒸汽和蒸干后形成的含硫、氯的固体颗粒，并进入到旋风干燥分离器4。固体颗粒在离心力和重力的作用下直接掉入旋风干燥分离器4底部的固体排出口，高温蒸汽由旋风干燥分离器4出口排出。脱硫废水与高温蒸汽的质、热交换过程不需要进入烟道，因而不会破坏脱硫反应平衡，也避免了对烟道造成腐蚀，并且脱硫废水与热气反应生成的固体颗粒易于收集回收再利用，从而达到了充分利用资源的目的。

混合蒸气通过旋风干燥分离器4顶部出口排出，大颗粒的固体颗粒通过旋风干燥分离器4底部的固体排出口排出。旋风干燥分离器4为质热交换提供场地，质热交换后，脱硫废水发生相变，原本的液相不复存在，混合蒸气形成的热风将蒸汽带出，固体颗粒受离心力和重力的作用下落，实现脱硫废水的环保节能处理。工艺流程简单，实现零污染零排放。除废水箱1与雾化器11连通的脱硫废水管道一外，其余过程全程干态，将设备被腐蚀的可能性降低。

旋风干燥分离器4中生成的大颗粒固体直接掉落进入旋风干燥分离器4下部固体排出口，小颗粒固体和混合蒸气进入填料吸附过滤器5，工艺工程简化，没有加入额外的化学试剂，处理成本降低。填料吸附过滤器5吸附的小颗粒固体掉落进入填料吸附过滤器5下部固体排出口，混合蒸气进入蒸汽净化装置6，此工艺进一步处理了脱硫废水中磷酸盐、钙镁离子、氯离子等杂质，杂质去除率在90％左右。

蒸汽净化装置6对混合蒸汽进行净化，是蒸汽变为纯净合格的合格蒸汽。净化后的合格蒸汽有两种途径，第一种，可以直接供给热用户12进行使用。第二种，可以用于输送到表面式热交换器8进行热交换，热交换后的汽体液化，进入凝水回收箱9内，并通过除氧器10除去冷凝水中的气体，对冷凝水进行回收利用，完全实现了脱硫废水的回收再利用。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。