脱硫废水的烟气余热浓缩方法及装置

技术领域

本发明涉及废水治理领域，具体涉及烟气湿法脱硫所产生的脱硫废水的浓缩及固液分离处理。

背景技术

石灰石-石膏法湿法脱硫具有脱硫效率高、投资和运行成本低的优点，因而被广泛地应用到烟气脱硫中。但是该方法在脱硫过程中会产生具有较大污染性的脱硫废水，直接排放该废水会对环境造成较大的危害，因此脱硫废水零排放处理逐渐成为了行业的发展趋势。近几年，市场上出现了多种多样的脱硫废水零排放技术，其中烟气余热浓缩技术由于投资和运行成本低而成为了现阶段脱硫废水零排放市场的热门技术。例如专利号CN208762185U和CN108275744A均介绍了脱硫废水的烟气余热浓缩技术。然而，脱硫废水的烟气余热浓缩技术在处理脱硫废水过程中会产生高固含量、高盐含量、低pH、高腐蚀性的浓缩液，在脱硫废水的零排放处理过程中往往需要对浓缩液进行固液分离以满足后续的废水处理要求。现阶段这种浓缩液的固液分离的主要处理方式如下：浓缩液采用压滤机进行分离，分离出的浓缩液进行喷雾蒸发，分离出的固体作为泥饼另做处理。这样的处理方法具有如下缺点：首先，压滤设备价格较高，安装的土建量大，投资成本较高；其次，压滤机需要操作人员长期值守，劳动强度大，人力成本高；再次，由于浓缩液的含盐量高、腐蚀性强，压滤机在运行过程中故障率较高；最后，压滤装置所产生的泥饼也难以消化处理。

发明内容

本发明提供了一种脱硫废水的烟气余热浓缩方法，在现有技术基础上引入旋流器辅助进行烟气余热浓缩工艺中产生的浓缩液的固液分离。以解决现有脱硫废水烟气余热浓缩工艺中浓缩液固液分离装置投资成本高、运行故障率高、劳动强度大的问题。

为了解决上述问题，本发明采用了如下技术方案：

在一个方面，本发明提供了一种脱硫废水的烟气余热浓缩方法，所述方法包括：

(1)脱硫废水进入浓缩单元进行烟气蒸发浓缩，

(2)浓缩单元产生的浓缩液进入调质单元以调节浓缩液的pH，

(3)调质后的浓缩液进入旋流单元进行初步固液分离，其中顶流进入澄清单元并且底流排出旋流单元，

(4)顶流在澄清单元内分离为污泥和上清液，其中污泥从澄清单元底部回流到调质单元并且上清液进入过滤单元，并且

(5)上清液在过滤单元内进行固液分离，得到清液。

在一些实施方案中，在浓缩单元中将脱硫废水雾化并且利用烟气余热将雾化的脱硫废水加热蒸发并浓缩以产生浓缩液。

在一些实施方案中，脱硫废水的固含量为1至5重量％。

在一些实施方案中，浓缩单元产生的浓缩液的固含量为10至20重量％。

在一些实施方案中，浓缩单元包括烟气浓缩塔。

在一些实施方案中，在调质单元中加入调质药剂以将浓缩液从酸性(pH＜4)调节到中性或弱碱性(pH＝6～8)，以提升固液分离效率，降低浓缩液对设备的腐蚀作用。

在一些实施方案中，调质药剂为碳酸钙或氢氧化钙。

在一些实施方案中，浓缩液在调质单元中的停留时间为0.5至2.0小时。

在一些实施方案中，调质单元包括调质箱或调质池。

在一些实施方案中，调质单元包含搅拌器，例如顶置式搅拌器。

在一些实施方案中，从旋流单元中将底流排出到脱硫系统的石膏固液分离装置。

在一些实施方案中，脱硫系统的石膏固液分离装置为真空皮带脱水机或圆盘脱水机。

在一些实施方案中，旋流单元包括至少一个旋流器。当旋流单元包含多于一个旋流器时，旋流器采用串联方式连接。

在一些实施方案中，当多于一个旋流器串联连接时(依次被称为第一级旋流器、第二级旋流器……第n级旋流器)，前一级旋流器的顶流作为下一级旋流器的进料，下一级旋流器的底流回流作为前一级旋流器的进料，其中第一级旋流器的底流进入脱硫系统的石膏固液分离装置，并且最后一级旋流器的顶流进入澄清单元。

在一些实施方案中，旋流单元分离出的顶流的固含量为1至5重量％。

在一些实施方案中，在澄清单元中利用重力沉降作用对旋流单元分离出的顶流进行二次分离。

在一些实施方案中，澄清单元为沉淀池。

在一些实施方案中，过滤单元对来自澄清单元的上清液进行深度固液分离，以满足后续的雾化水质要求。

在一些实施方案中，过滤单元为过滤器。

在一些实施方案中，过滤单元包含至少一个过滤器。

在一些实施方案中，过滤器包括沙滤池或袋式过滤器。

在一些实施方案中，过滤器的精度为200μm以下。

在一些实施方案中，来自过滤单元的清液排入废水固化系统。

在另一个方面，本发明提供了一种脱硫废水的烟气余热浓缩装置，所述装置包含浓缩单元、调质单元、旋流单元、澄清单元和过滤单元，其中在浓缩单元与调质单元之间、在调质单元与旋流单元之间、在调质单元与澄清单元之间、在旋流单元与澄清单元之间和在澄清单元与过滤单元之间通过管道连接。本发明通过所述烟气余热浓缩装置进行本发明的烟气余热浓缩方法。

本发明提供的脱硫废水烟气余热浓缩方法和装置通过引入旋流单元(旋流器)作为初步固液分离装置，再与湿法脱硫系统中原有的真空皮带机或圆盘脱水机配合使用，替代现有技术中的压滤机。采用本发明的方法和装置可以实现脱硫废水的高效浓缩和固液分离，并且可以实现废水减量和浓缩液的固液分离。在一方面，本发明的方法和装置可以降低投资成本；在另一方面，本发明的方法和装置可以实现连续自动运行、处理量大、操作人员劳动强度小、无泥饼处置问题的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为实施例1的烟气余热浓缩方法的示意图(1浓缩单元，2调质单元，3旋流单元，4澄清单元，5过滤单元)。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，某燃煤电厂的湿法脱硫系统所产生的脱硫废水的固含量为1重量％。脱硫废水直接进入烟气余热浓缩塔内，采用低温烟气接触换热蒸发后，脱硫废水被浓缩成固含量为10重量％、pH为1的浓缩液。该浓缩液进入调质单元内，在调质箱中以石灰石浆液作为调质剂将浓缩液pH值调节到pH＝7后，浓缩液进入旋流装置内。旋流装置包含1个旋流器，旋流后的固含量为16重量％的底流回流到真空皮带机脱水分离，固含量为1重量％的顶流进入澄清池内进行重力沉降。澄清池上清液溢流进入沙滤池过滤，过滤后的清液排出等待后续处理，澄清池底部泥浆通过排泥泵送入调质箱内。采用本工艺后，该脱硫废水实现了烟气余热浓缩和高效的固液分离，分离出的液体悬浮物含量低于200mg/L，悬浮物最大粒径小于2μm，满足双流体喷枪雾化要求，可直接进行烟道蒸发。固体全部通过真空皮带机混入石膏内。