一種零排、分鹽脫硫廢水處理系統的制作方法

本實用新型涉及一種脫硫廢水處理技術，具體涉及一種零排、分鹽脫硫廢水處理系統。

背景技術：

近期國家環保部、發改委、能源局等部門頒布了一系列關于環境保護的文件，其中2015年4月16日國務院印發《水污染防治條例》(“水十條”)與水環境保護非常密切，條例中對電廠有明確的規定：促進再生水利用，具備使用再生水條件火電項目，不得批準其新增取水許可。電力行業抓好工業節水，到2020年，要達到先進定額標準。

燃煤電廠煙氣脫硫最主要采用石灰石-石膏濕法脫硫技術，該技術運用過程中會產生一定量的廢水。脫硫廢水的處理難點主要有水質、水量受燃煤、脫硫系統補水及脫硫運行工況影響大，水質波動范圍很大；懸浮物濃度高，細顆粒物比例大；硅、鎂、有機物等濃度高，硫酸鈣過飽和度高，結垢傾向強。目前國內脫硫廢水處理方法有灑煤法、沖灰法、化學沉淀法、煙道噴霧法、膜法、蒸發結晶法，以上的脫硫廢水處理方法都有各自的局限。灑煤法：氯離子還是通過燃燒系統隨煙氣進入脫硫廢水中，氯濃度無法降低，直接影響脫硫效率，腐蝕脫硫設備，減少脫硫設備壽命。沖灰法：需求水量有限，導致除灰設備及管路的腐蝕，經濟適用性不強，若采用氣力輸灰系統，則該法無法實施。化學沉淀法：處理后的水質能達到較高的標準，但是對溶解的氯離子和氟離子沒有很好的去除。煙道噴霧法：處理能力很低，未蒸發的脫硫廢水會腐蝕煙道，蒸發的脫硫廢水形成的垢很難清洗，容易造成煙道堵塞，若未對脫硫廢水進行預處理，容易堵塞噴嘴。膜法：處理過程產生的濃水，如何有效利用或者無害化處置是個需要解決的問題。蒸發結晶法：可以將廢水中的鹽進行分離，但是不能將不同價鹽進行分離，且運行成本較高。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于針對上述現有技術存在的不足，提供一種零排、分鹽脫硫廢水處理系統。該系統包括尾氣系統、廢水系統、煙氣換熱系統，尾氣系統將生成的煙氣在空氣預熱器前后分別引入煙氣換熱系統，并且將換熱后的煙氣通過尾氣系統排出，廢水系統將生成的廢水經過靜置、氧化、中和、反應、絮凝、過濾一系列過程生成Na₂SO₄溶液、NaCl溶液和工藝水，煙氣換熱系統通過對尾氣和廢水進行進一步處理：利用風機將尾氣引入脫硫廢水雙子塔，利用電動調節擋板對尾氣溫度進行調控，利用集灰器對煙氣除灰，利用單流體噴嘴將濾液濃水進行霧化。處理后的尾氣和廢水在脫硫廢水雙子塔充分換熱，生成Na₂SO₄、NaCl鹽。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：

本實用新型涉及一種零排、分鹽脫硫廢水處理系統，包括尾氣系統、廢水系統和煙氣換熱系統；所述尾氣系統包括依次相連通的脫硝反應器、空氣預熱器、低溫冷卻器、脫硫吸收塔、低溫加熱器和煙囪；所述廢水系統包括依次相連通的廢水初沉池、氧化絮凝反應單元、多介質過濾器、納濾裝置、反滲透裝置和脫硫工藝水箱，所述廢水初沉池與脫硫吸收塔的廢水出口相連；所述煙氣換熱系統包括脫硫廢水雙子塔的第一分離塔、第二分離塔、設置在第一分離塔內頂部的第一單流體噴嘴、設置在第二分離塔內頂部的第二單流體噴嘴、第一風機和第二風機，所述第一分離塔的進水口與納濾裝置的濃水出口連接，所述第一分離塔的進氣口通過第一風機與空氣預熱器后煙道相連，所述第二分離塔進水口與反滲透裝置的濃水出口連接，所述第二分離塔的進氣口通過第二風機與空氣預熱器后煙道相連。

優選的，所述煙氣換熱系統還包括第一電動調節擋板和第二電動調節擋板；所述第一分離塔的進氣口還通過第一風機和第一電動調節擋板與空氣預熱器前煙道相連，所述第二分離塔的進氣口還通過第二風機和第二電動調節擋板與空氣預熱器前煙道相連。

優選的，所述第一分離塔的進氣口與第一風機之間的煙道上設有第一集灰器；所述第二分離塔的進氣口與第二風機之間的煙道上設有第二集灰器。

優選的，所述尾氣系統中，在低溫冷卻器和脫硫吸收塔之間的煙道上靠近低溫冷卻器的一側起依次設有干式電除塵器、引風機，在脫硫吸收塔和低溫加熱器之間的煙道上設有濕式電除塵器。

優選的，所述脫硫工藝水箱的出水口分別與脫硫吸收塔、濕式電除塵器相連。該脫硫工藝水箱收集反滲透裝置生成的淡水，并用作脫硫吸收塔和濕式電除塵器的工藝水。

優選的，廢水系統中，所述氧化絮凝反應單元包括依次相連的氧化箱、中和除硬箱、反應箱和絮凝箱。

優選的，所述氧化箱、中和除硬箱、反應箱和絮凝箱上分別設有藥劑投加裝置。具體而言，所述氧化箱上設有NaClO投加裝置；所述中和除硬箱上設有NaOH和Na₂CO₃投加裝置；所述反應箱上設有有機硫和絮凝劑投加裝置；所述絮凝箱上設有絮凝劑和助凝劑投加裝置。

優選的，所述絮凝箱和多介質過濾器之間的管道上由靠近絮凝箱一側起依次設有廢水澄清池、鹽酸加藥箱和清水池；所述多介質過濾器與納濾裝置之間的管道上設有中間水箱。

優選的，所述中間水箱的出水口還與多介質過濾器的反洗水進口相連；所述多介質過濾器的反洗水出口與氧化箱相連。

優選的，所述納濾裝置的出水包括以Na₂SO₄為主要溶質的納濾濃水，以NaCl為主要溶質的納濾淡水。納濾裝置設有濃水出口和淡水出口。

優選的，所述反滲透裝置的出水包括以NaCl為主要溶質的反滲透濃水，含有極少量溶質的反滲透淡水。反滲透裝置設有濃水出口和淡水出口。

優選的，所述第一分離塔的底部設有料斗。該料斗用于收集蒸發生成的Na₂SO₄固體鹽。

優選的，所述第二分離塔的底部設有料斗。該料斗用于收集蒸發生成的NaCl固體鹽。

優選的，所述第一分離塔、第二分離塔的煙氣排放口分別設置在空氣預熱器和脫硫吸收塔之間煙道上的某一位置。

與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：

1、通過該脫硫廢水處理系統，脫硫廢水被分離成工藝水和固體鹽，實現真正意上的脫硫廢水零排放。

2、該套脫硫廢水處理系統將廢水中固體鹽進行分類，得到較為純凈的Na₂SO₄和NaCl固體鹽，收集的固體鹽可以用于后續的工業化生產。

3、該套脫硫廢水處理系統充分利用煙氣余熱，大大降低成本，并且脫硫廢水雙子塔為換熱提供足夠的時間和空間，降低了煙道噴霧對煙道的腐蝕。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為本實用新型的零排、分鹽脫硫廢水處理系統工藝流程示意圖；

其中，1為鍋爐，2為脫硝反應器，3為空氣預熱器，4為低溫冷卻器，5為干式電除塵器，6為引風機，7為脫硫吸收塔，8為濕式電除塵器，9為低溫加熱器，10為煙囪，11為廢水初沉池，12為氧化箱，13為中和除硬箱，14為反應箱，15為絮凝箱，16為廢水澄清池，17為鹽酸加藥箱，18為清水箱，19為多介質過濾器，20為中間水箱，21為納濾裝置，22為反滲透裝置，23為脫硫工藝水箱，24為分離塔，25為分離塔，26為單流體噴嘴，27為單流體噴嘴，28為電動調節擋板，29為電動調節擋板，30為風機，31為風機，32為集灰器，33為集灰器。

具體實施方式

下面結合實施例對本實用新型進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干調整和改進。這些都屬于本實用新型的保護范圍。

實施例

本實施例涉及一種零排、分鹽脫硫廢水處理系統；主要包括尾氣系統、廢水系統、煙氣換熱系統。尾氣系統和廢水系統提供換熱的介質，煙氣換熱系統提供換熱空間。

如圖1所示，尾氣系統包括依次相連的鍋爐1、脫硝反應器2、空氣預熱器3、低溫冷卻器4、干式電除塵器5、引風機6、脫硫吸收塔7、濕式電除塵器8、低溫加熱器9和煙囪10。

廢水系統包括依次相連的廢水初沉池11、氧化箱12、中和除硬箱13、反應箱14、絮凝箱15、廢水澄清池16、鹽酸加藥箱17、清水池18、多介質過濾器19、中間水箱20、納濾裝置21、反滲透裝置22和脫硫工藝水箱23；廢水初沉池11與脫硫吸收塔7的排水口連接。

煙氣換熱系統包括脫硫廢水雙子塔的第一分離塔24、第二分離塔25、設置在第一分離塔24內的第一單流體噴嘴26、設置在第二分離塔25內的第二單流體噴嘴27、第一電動調節擋板28、第二電動調節擋板29、第一風機30、第二風機31、第一集灰器32、第二集灰器33；所述第一分離塔24的進水口與納濾裝置21的濃水側連接，所述第一分離塔24的進氣口一路通過第一風機30和第一電動調節擋板28與空氣預熱器3前煙道相連，另一路通過第一風機30與空氣預熱器3后煙道相連，所述第一分離塔24的進氣口與第一風機30之間的煙道上設有第一集灰器32；所述第二分離塔25進水口與反滲透裝置22的濃水側連接，所述第二分離塔25的進氣口一路通過第二風機31和第二電動調節擋板29與空氣預熱器3前煙道相連，另一路通過第二風機31與空氣預熱器3后煙道相連，所述第二分離塔25的進氣口與第二風機31之間的煙道上設有第二集灰器33。尾氣系統中，鍋爐1燃燒生成的煙氣依次通過脫硝反應器2、空氣預熱器3、低溫冷卻器4、干式電除塵器5、引風機6、脫硫吸收塔7、濕式電除塵器8、低溫加熱器9、煙囪10。其中，鍋爐1用于煤燃燒，生成煙氣。脫硝反應器2脫除煙氣中的NOx。空氣預熱器3、低溫冷卻器4、低溫加熱器9為換熱設備。干式電除塵器5、濕式電除塵設備8去除煙氣中的灰塵。引風機6將煙氣吸出爐膛。脫硫吸收塔7主要脫除煙氣中的SO₂。煙氣從煙囪10排出。煙氣經過空氣預熱器3，煙氣會發生較大的變化，煙氣在空氣預熱器3前的溫度為527K-627K，空氣預熱器3后的溫度423K-453K，空氣預熱器3前的煙氣可以為煙氣換熱系統提供更多的熱量。

廢水系統中，脫硫吸收塔7產生的廢水依次經過廢水初沉池11、氧化箱12、中和除硬箱13、反應箱14、絮凝箱15、廢水澄清池16、鹽酸加藥箱17、清水池18、多介質過濾器19、中間水箱20、納濾裝置21、反滲透裝置22、脫硫工藝水箱23。其中，廢水初沉池11通過對廢水靜置，使得懸浮物沉淀，除去水中的懸浮物，進而實現對脫硫廢水進行初步處理。氧化箱12除去水中還原性物質，降低COD數值。中和除硬箱13調節水的pH值，降低水的硬度。反應箱14除去水中重金屬離子。絮凝箱15除去水中懸浮物。廢水澄清池16收集處理后的廢水，并且收集污泥用于后續處理。鹽酸加藥箱17調節水的pH值，使pH顯中性。清水箱18收集清水。多介質過濾器19進一步去除水中雜質保證納濾裝置的進水水質。中間水箱20收集多介質過濾器19過濾后的水，此時水中剩下的溶質基本為Na₂SO₄和NaCl，收集后的水可以作為多介質過濾器19的反洗水，沖洗后的水進入氧化箱12進行處理。納濾裝置21過濾中間水箱20的出水，經過納濾裝置21的水分為兩部分，一部分為淡水，主要溶質為NaCl，一部分為濃水，主要溶質為Na₂SO₄。反滲透裝置22過濾納濾裝置21的淡水出水，經過反滲透裝置22的也分為兩部分，一部分為淡水，幾乎不含溶質，一部分為濃水，主要溶質為NaCl。脫硫工藝水箱23用于收集反滲透裝置的淡水，收集的淡水用于脫硫和濕式電除塵器的工藝水。

氧化箱12放在中和除硬箱13前，由于廢水在中和前顯酸性(脫硫廢水pH值一般低于6.0，呈現弱酸性)，在酸性條件下通過添加NaClO，利用酸性條件下的NaClO的氧化性強，可以很好地脫除水中的還原性物質，顯著降低其COD值。中和除硬箱13添加NaOH調節pH，Ca²⁺、Mg²⁺和一些重金屬離子會生成難溶的氫氧化物沉淀，還添加Na₂CO₃與廢水中的Ca²⁺、Mg²⁺離子和大部分的重金屬離子生成難溶的碳酸鹽沉淀，如CaCO₃、MgCO₃等，由于生成的鹽疏松多孔具有很好的吸附性，因而實現通過同時添加NaOH和Na₂CO₃更好地將水中的離子分離出來。反應箱14添加有機硫和絮凝劑，使得在中和除硬箱13中的一些不能以氫氧化物沉淀的重金屬與有機硫化合形成難溶的化合物，以固體形式沉淀出來，并加入絮凝劑使水中的沉淀物形成易于沉降的大顆粒絮凝物。絮凝箱15添加絮凝劑和助凝劑，加快懸浮物絮凝、提高絮凝效果。多介質過濾器19為一種或幾種過濾介質組成，廢水在一定的壓力下通過一定厚度的粒狀或非粒材料，可以有效地去除廢水中雜質，其通過進一步過濾清水中的懸浮物和難溶固廢物，過濾后的水有利于后部設備進一步處理。納濾裝置21和反滲透裝置22由于膜的選擇透過性，可以選擇性的透過特定的溶質，從而將一、二價鹽進行分離；具體來說，納濾裝置21利用膜的選擇透過性，中間水箱20的清水進入納濾裝置21分成兩部分，一部分為Na₂SO₄為主要溶質的納濾濃水，另一部分為NaCl為主要溶質的納濾淡水。反滲透裝置22利用膜的選擇透過性，將納濾裝置21送來的納濾淡水分成兩部分，一部分為NaCl為主要溶質的反滲透濃水，另一部分為含有極少量溶質的反滲透淡水。

煙氣換熱系統中，尾氣系統產生的煙氣和廢水系統產生的溶液在脫硫廢水雙子塔的第一、二分離塔24、25中進行換熱，第一分離塔24、第二分離塔25為換熱提供場所，并且收集結晶鹽。其中，第一、二單流體噴嘴26、27使得進入的Na₂SO₄溶液和NaCl溶液霧化。第一、二電動調節擋板28、29引入部分空氣預熱器3前的高溫煙氣。第一、二風機30、31將煙氣分別引入第一、二分離塔24/25內。第一、二集灰器32、33除去煙氣中的灰塵。

經過納濾裝置21和反滲透裝置22后濃水端的壓力會很高，較大的出口壓力使溶液的霧化粒徑很小，因此第一、二單流體噴嘴26、27可以很好的使得噴入的溶液完全霧化，霧化后的溶液可以達到較好的水粒徑，從而使得進入分離塔內的溶液快速蒸發。第一、二電動調節擋板28、29的作用是當空氣預熱器3后的煙氣溫度較小不足以使得進入分離塔內的溶液蒸發，引入部分空氣預熱器3前的高溫煙氣用于蒸發進入分離塔內的溶液。具體而言，第一、二分離塔24、25進水口分別與納濾的濃水側和反滲透濃水側連接，通過單流體噴嘴噴出；第一、二分離塔24、25底部通入空氣預熱器3后的煙氣分別對頂部進入的納濾濃水和反滲透濃水進行加熱，當鍋爐1在低負荷運行時空氣預熱器3后的煙氣溫度會降低，此時打開第一、二電動調節擋板28、29，使空氣預熱器3前的部分高溫煙氣進入塔內進行換熱，進入塔內的溶液完全蒸干，通過分離塔底部設置的料斗分別收集蒸發生成的固體鹽(Na₂SO₄和NaCl固體鹽)。此外，空氣預熱器3前后煙氣中含有一定量的灰塵，灰塵的引入會對分離塔內蒸發生成的固體形成污染，因此增設第一、二集灰器32、33用于提前處理掉煙氣中的灰塵，從而使得進入分離塔內的煙氣保持潔凈。由于經過煙氣換熱系統后，煙氣的溫度、壓力、灰分等性質發生變化，此時分離塔煙氣排放口可根據煙氣的性質選擇合適的排放位置，排放口設置在空氣預熱器3和脫硫吸收塔7之間的煙道上的某一位置。

以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本實用新型的實質內容。