电厂脱硫废水负压低温蒸发浓缩系统的制作方法

本申请涉及火电厂脱硫废水处理领域，具体而言，涉及一种电厂脱硫废水负压低温蒸发浓缩系统。

背景技术：

随着水资源短缺的加剧和日益严重的环境污染，废水处理在火力发电厂中占有越来越重要的位置。火电厂的废水回收具有节水和环保双重效益，通过废水的回收，实现废水资源化，已经成为火电厂实现可持续发展的必由之路。另外，从经济运行和保护水环境等角度出发，节约发电水耗，提高水的重复利用率，实现火电厂节水减排，最终实现废水零排放意义重大。

脱硫废水作为电厂的末端废水，其具有成分复杂、悬浮物含量高、硬度大、氯离子含量高、水质呈弱酸性等特点，处理难度大，也是目前实现废水零排放的难点。

现阶段，常用的脱硫废水处理技术主要有膜浓缩技术和热浓缩技术，其中：

膜浓缩是将膜分离产生的浓水再进行蒸发结晶，可以有效降低蒸发处理负荷和节约处理成本，但是膜处理对进水水质要求高，必须对废水进行软化预处理，预处理需要消耗大量的药剂，且运行控制复杂，膜容易受污染，运行成本昂贵。

热浓缩技术包括多效蒸发技术(med)和蒸汽机械再压缩技术(mvr)，其中：

多效蒸发技术由多个相互串联的蒸发器组成，第一效产生的蒸汽作为第二效蒸发器的加热介质，得以再次利用。但是由于脱硫废水中氯离子、硫酸根离子、钙镁离子、重金属离子浓度高的特点，该技术加热部分换热器内壁易结垢，结垢物质不能及时清出系统，导致结垢物质在系统内循环，垢物堆积，造成换热管堵塞，换热面积大大减少，影响换热效率。

蒸汽机械再压缩技术是将二次蒸汽经压缩机绝热压缩后，温度、压力升高，送入蒸发器作为加热蒸汽，虽将二次蒸汽的潜热加以利用，减少了蒸汽消耗量，但做功过程消耗大量的电能，电厂应用受限。

因此，现阶段的脱硫废水零排放工艺急需解决加热设备结垢、造成系统不能稳定运行的问题。

针对相关技术中脱硫废水浓缩、过滤效果不佳、系统运行稳定性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种电厂脱硫废水负压低温蒸发浓缩系统，以解决脱硫废水浓缩、过滤效果不佳、系统运行稳定性差的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种电厂脱硫废水负压低温蒸发浓缩系统。

根据本申请的电厂脱硫废水负压低温蒸发浓缩系统，包括：对脱硫废水进行蒸发处理的负压低温蒸发浓缩装置、对所述负压低温蒸发浓缩装置排出的浓缩液进行固液分离的旋流分离器、对所述旋流分离器分离所得浓缩液进行过滤的刮板式过滤器、对所述旋流分离器和所述刮板式过滤器分离所得固体杂质和少量浓缩液进行固液分离的澄清器、对所述澄清器分离所得的固体杂质进行压制成饼的板框压滤机和对所述澄清器分离所得的上层清液进行收集的浓水箱，所述负压低温蒸发浓缩装置的第一废水入口通入脱硫废水，所述负压低温蒸发浓缩装置的浓缩液排出口与所述旋流分离器的进水口连接，所述旋流分离器的溢流口与所述刮板式过滤器的进水口连接，所述刮板式过滤器的滤液出口与所述负压低温蒸发浓缩装置的第二废水入口连接，所述旋流分离器的排沙口和所述刮板式过滤器的排污口均与所述澄清器的进水口连接，所述澄清器的上清液排出口与所述浓水箱的进水口连接，所述澄清器的污泥排出口与所述板框压滤机的物料进口连接。

进一步的，所述负压低温蒸发浓缩装置包括脱硫废水缓冲箱、一效加热蒸发装置、二效加热蒸发装置、冷凝器和清水箱，所述一效加热蒸发装置连接外部热源，所述二效加热蒸发装置的进水口与所述脱硫废水缓冲箱的出水口连接，所述二效加热蒸发装置的出水口与所述一效加热蒸发装置的进水口连接，所述一效加热蒸发装置的蒸汽出口与所述二效加热蒸发装置的蒸汽进口连接，所述一效加热蒸发装置的热源凝液返回热源系统，所述二效加热蒸发装置的蒸汽出口与所述冷凝器的蒸汽进口连接，所述冷凝器的出水口和所述二效加热蒸发装置的出水口均与所述清水箱的进水口连接。

进一步的，所述二效加热蒸发装置包括二效加热器、二效蒸发器和第二循环泵，所述二效蒸发器接入真空系统，所述二效加热器的出水口与所述二效蒸发器的进水口连接，所述二效蒸发器的蒸汽出口为所述二效加热蒸发装置的蒸汽出口，所述二效加热器的蒸汽进口为所述二效加热蒸发装置的蒸汽进口，所述二效蒸发器的进水口为所述负压低温蒸发浓缩装置的第一废水入口，所述二效蒸发器的出水口通过所述第二循环泵分别与所述二效加热器的进水口和所述一效加热蒸发装置的进水口连接。

进一步的，所述一效加热蒸发装置包括一效加热器、一效蒸发器和第一循环泵，所述一效蒸发器接入真空系统，所述一效加热器的出水口与所述一效蒸发器的进水口连接，所述一效蒸发器的蒸汽出口为所述一效加热蒸发装置的蒸汽出口，所述一效加热器直接接入外部热源，所述一效蒸发器的出水口通过所述第一循环泵与所述一效加热器的进水口连接，所述一效蒸发器的进水口为所述负压低温蒸发浓缩装置的第二废水入口，所述一效蒸发器的排水口为所述负压低温蒸发浓缩装置的浓缩液排出口。

进一步的，所述一效蒸发器的出水管道上设置有对所述一效蒸发器内浓缩液密度进行检测的密度仪。

进一步的，所述二效加热器的加热温度低于所述一效加热器的加热温度，且所述二效加热器和所述一效加热器的加热温度均为82℃以下。

进一步的，所述刮板式过滤器上设置有反冲洗进水口和反冲洗回水口，所述反冲洗进水口与所述脱硫废水缓冲箱的出水口连接，所述反冲洗回水口与所述脱硫废水缓冲箱的进水口连接，所述板框压滤机上设置有滤液回水口，所述滤液回水口与所述脱硫废水缓冲箱的进水口连接。

进一步的，所述旋流分离器包括上筒体和下筒体，所述下筒体的顶部与所述上筒体的底部连接，所述下筒体为倒置的锥形结构，所述上筒体的顶部设置有溢流口，所述上筒体的侧壁上部设置有进水口，所述下筒体的底部设置有排污口。

进一步的，所述刮板式过滤器包括外壳体、过滤网、刮刀和驱动电机，所述过滤网为圆筒形结构，所述过滤网设置在所述外壳体的内部，所述驱动电机设置在所述外壳体的顶部，所述驱动电机的输出轴与刮刀连接，所述刮刀位于所述外壳体的内部，所述刮刀的外缘与所述过滤网的内壁相贴合，在所述过滤网上方的所述外壳体的侧壁上设置有进水口，在所述外壳体的下部侧壁上设置有出水口，在所述外壳体的底部设置有排污口。

进一步的，所述刮板式过滤器还包括对所述过滤网的内侧和外侧的压差进行检测的压差计，所述压差计安装在所述外壳体上。

在本申请实施例中，经硫废水缓冲箱搅拌均匀后的脱硫废水，首先进入蒸发温度更低的二效蒸发器和二效加热器内进行蒸发处理，之后进入蒸发温度较低的一效蒸发器和一效加热器内进行进一步的蒸发处理，蒸发产生的蒸气经过换热冷凝后进入清水箱中，一效蒸发器中的浓缩液经旋流分离器和刮板式过滤器过滤后，返回至一效蒸发器进行再次蒸发，旋流分离器和刮板式过滤器底部过滤后的泥沙等固体杂质排至澄清器进行沉淀，沉淀后的上层清液排至浓水箱，待进一步处理，沉淀后的底部泥沙排至板框压滤机，经脱水后的泥饼外运处理，从而实现脱硫废水的浓缩减量，整个系统结构紧凑，稳定高效，达到了脱硫废水的浓缩减量，保证脱硫废水温度在82℃以下，减少硫酸钙硬垢的生成，通过旋流分离器和刮板式过滤器及时将过滤所得大颗粒固体杂质进行去除，降低装置内结垢物质的过饱和度以及悬浮物浓度，确保脱硫废水蒸发浓缩装置的长期稳定运行，进而解决了脱硫废水浓缩、过滤效果不佳、系统运行稳定性差的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型电厂脱硫废水负压低温蒸发浓缩系统的结构示意图；

图2是本实用新型电厂脱硫废水负压低温蒸发浓缩系统中旋流分离器的结构示意图；

图3是本实用新型电厂脱硫废水负压低温蒸发浓缩系统中刮板过滤器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连接。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，本申请涉及一种电厂脱硫废水负压低温蒸发浓缩系统，该电厂脱硫废水负压低温蒸发浓缩系统包括负压低温蒸发浓缩装置、旋流分离器8、刮板式过滤器9、澄清器10、板框压滤机12和浓水箱11，负压低温蒸发浓缩装置用于对脱硫废水进行蒸发处理，旋流分离器8用于对负压低温蒸发浓缩装置排出的浓缩液进行固液分离处理，刮板式过滤器9用于对旋流分离器8分离所得浓缩液进行过滤的刮板式过滤器9，澄清器10用于对旋流分离器8和刮板式过滤器9分离所得固体杂质和少量浓缩液进行固液分离处理，板框压滤机12用于对澄清器10分离所得的固体杂质进行压制成饼，浓水箱11用于对澄清器10分离所得的上层清液进行收集。向负压低温蒸发浓缩装置的第一废水入口通入脱硫废水，负压低温蒸发浓缩装置的浓缩液排出口通过输液管路与旋流分离器8的进水口连接，旋流分离器8的溢流口通过输液管路与刮板式过滤器9的进水口连接，刮板式过滤器9的滤液出口通过输液管路与负压低温蒸发浓缩装置的第二废水入口连接，旋流分离器8的排沙口和刮板式过滤器9的排污口均与澄清器10的进水口连接，澄清器10的上清液排出口通过输液管路与浓水箱11的进水口连接，澄清器10的污泥排出口与板框压滤机12的物料进口连接。本实用新型通过负压低温蒸发浓缩装置对脱硫废水进行搅拌均匀后，进行两次蒸发处理，蒸发后的浓缩液经旋流分离器8和刮板式过滤器9过滤后，返回至负压低温蒸发浓缩装置内进行再次蒸发，旋流分离器8和刮板式过滤器9过滤后的泥沙等固体杂质排至澄清器10进行沉淀，沉淀后的上层清液排至浓水箱11，待进一步处理，沉淀后的泥沙排至板框压滤机12，经脱水后的泥饼外运处理，实现了脱硫废水的浓缩减量，整个系统结构紧凑，稳定高效，达到了脱硫废水的浓缩减量，通过旋流分离器8和刮板式过滤器9及时将过滤所得大颗粒固体杂质进行去除，降低装置内结垢物质的过饱和度以及悬浮物浓度，确保脱硫废水蒸发浓缩装置的长期稳定运行

如图1所示，负压低温蒸发浓缩装置包括脱硫废水缓冲箱1、一效加热蒸发装置504、二效加热蒸发装置302、冷凝器6和清水箱7，一效加热蒸发装置504连接外部热源，二效加热蒸发装置302的进水口通过输水管路与脱硫废水缓冲箱1的出水口连接，二效加热蒸发装置302的出水口通过输水管路与一效加热蒸发装置504的进水口连接，一效加热蒸发装置504的蒸汽出口通过输气管路与二效加热蒸发装置302的蒸汽进口连接，一效加热蒸发装置504的热源凝液返回热源系统，二效加热蒸发装置302的蒸汽出口通过输气管路与冷凝器6的蒸汽进口连接，冷凝器6的出水口和二效加热蒸发装置302的出水口均通过不同输水管路与清水箱7的进水口连接。通过一效加热蒸发装置504和二效加热蒸发装置302对脱硫废水进行两次加热蒸发处理，提高对脱硫废水的蒸发效果。

本实用新型的一些实施例中，脱硫废水缓冲箱1底部设置有对脱硫废水进行搅拌的搅拌装置。

本实用新型的一些实施例中，二效加热蒸发装置302内的温度低于一效加热蒸发装置504内的温度。

进一步的，如图1所示，二效加热蒸发装置302包括二效加热器3、二效蒸发器2和第二循环泵，二效蒸发器2接入真空系统，二效加热器3的出水口通过输液管路与二效蒸发器2的进水口连接，二效蒸发器2的蒸汽出口为二效加热蒸发装置302的蒸汽出口，二效加热器3的蒸汽进口为二效加热蒸发装置302的蒸汽进口，二效蒸发器2的进水口为负压低温蒸发浓缩装置的第一废水入口，二效蒸发器2的出水口通过第二循环泵和输水管路分别与二效加热器3的进水口和一效加热蒸发装置504的进水口连接。

进一步的，如图1所示，一效加热蒸发装置504包括一效加热器5、一效蒸发器4和第一循环泵，一效蒸发器4接入真空系统，一效加热器5的出水口通过输液管路与一效蒸发器4的进水口连接，一效蒸发器3的蒸汽出口为一效加热蒸发装置302的蒸汽出口，一效加热器5直接接入外部热源，一效蒸发器4的出水口通过第一循环泵和输水管路与一效加热器5的进水口连接，一效蒸发器4的进水口为负压低温蒸发浓缩装置的第二废水入口，一效蒸发器4的排水口为负压低温蒸发浓缩装置的浓缩液排出口。

本实用新型的一些实施例中，一效加热器5和二效加热器3的加热温度均为82℃以下，通过现有的硫酸钙结垢的机理和特性可知，温度在82℃以下能够减少硫酸钙硬垢的生成。

本实用新型的一些实施例中，一效蒸发器4的出水管道上设置有对一效蒸发器4内浓缩液密度进行检测的密度仪，通过密度仪对一效蒸发器4内蒸发所得的浓缩液密度进行实时检测，以便在达到预设阈值后能够及时将浓缩液对外排出。

如图1所示，刮板式过滤器9上设置有反冲洗进水口和反冲洗回水口，反冲洗进水口通过输水管路与脱硫废水缓冲箱1的出水口连接，反冲洗回水口通过输水管路与脱硫废水缓冲箱1的进水口连接，板框压滤机12上设置有滤液回水口，滤液回水口通过输水管路与脱硫废水缓冲箱1的进水口连接，通过反冲洗进水口将脱硫废水缓冲箱1的脱硫废水引入刮板式过滤器9中，对积存在刮板式过滤器9中的固体杂质进行清洗，清洗后的液体通过反冲洗回水口返回至脱硫废水缓冲箱1进行蒸发和过滤处理，从而保证刮板式过滤器9的清洁，延长刮板式过滤器9的使用寿命。

如图1、图2所示，旋流分离器8包括上筒体801和下筒体802，上筒体801为圆筒形结构，下筒体802为倒置的圆锥形结构，下筒体802的顶部与上筒体801的底部连接，上筒体801的顶部设置有溢流口，上筒体801的侧壁上部设置有进水口，下筒体802的底部设置有排污口。切向进入旋流分离器8中的浓缩液沿旋流分离器8内壁螺旋向下运动，其中大颗粒固体杂质受离心力较大，小颗粒固体杂质和大部分浓缩液受离心力小，在后续进水的推动下，固体杂质的粒径由中心向内壁方向越来越大，形成分层排列，随着进浓缩水中的液体从上筒体801流向下筒体802，流动截面越来越小，在外层浓缩液压迫之下含有小颗粒固体杂质的内层浓缩液向上运动，从溢流口排出，大颗粒固体杂质由排沙口排出，达到固液分离的目的。

如图1、图3所示，刮板式过滤器9包括外壳体901、过滤网904、刮刀、驱动电机902和压差计903，过滤网904为圆筒形结构，过滤网904设置在外壳体901的内部，驱动电机902设置在外壳体901的顶部，驱动电机902的输出轴沿竖直方向伸入至外壳体901的内部，驱动电机902的输出轴上连接有刮刀，刮刀位于过滤网904的内侧，刮刀的外缘与过滤网904的内壁相贴合，压差计903安装在外壳体901上，在过滤网904上方的外壳体901的侧壁上设置有进水口，在外壳体901的下部侧壁上设置有出水口，在外壳体901的底部设置有排污口。通过压差计903实时监测过滤网904内侧与外侧的压差，当压差值达到预设阈值时，启动驱动电机902，从而带动刮刀旋转并对过滤网904内壁上截留的固体杂质进行刮除，同时开启排污口处的排污阀，将刮扫下来的固体杂质对外排出。

本申请涉及一种电厂脱硫废水负压低温蒸发浓缩系统的工作过程为：

步骤s1：通过硫废水缓冲箱1将脱硫废水搅拌均匀；

步骤s2：脱硫废水依次通过二效蒸发器2和二效加热器3进行首次蒸发处理；

步骤s3：蒸发后的脱硫废水依次进入一效蒸发器4和一效加热器5进行进一步的蒸发处理，其中，二效蒸发器2和二效加热器3内的温度低于一效蒸发器4和一效加热器5内的温度；

其步骤s2和步骤s3具体为，经废水给水泵将脱硫废水引入二效蒸发器2内进行蒸发处理，循环过程中部分废水进入一效蒸发器4内进行进一步的蒸发处理，外部热源可引电厂的低压饱和蒸汽，从而对一效加热器5中的脱硫废水进行预热后循环至一效蒸发器4内进行闪蒸，一效蒸发器4排出的蒸汽可作为热源进入到二效加热器3中，二效加热器3将脱硫废水加热后循环至二效蒸发器2中进行闪蒸。其中，二效蒸发器2与二效加热器3之间设置有第二循环泵，第二循环泵与一效蒸发器4之间设置有进水阀门，当一效蒸发器4内废水液面低于预设阈值时，开启进水阀门，将部分脱硫废水由二效蒸发器2泵入一效蒸发器4中，同理，当二效蒸发器2内废水液面低于预设阈值时，开启废水给水泵，脱硫废水由脱硫废水缓冲箱1泵入二效蒸发器2中。

步骤s4：蒸发产生的蒸气经过冷凝器6换热冷凝后进入清水箱7中，一效蒸发器4中的浓缩液进入旋流分离器8和刮板式过滤器9中；

具体的，一效蒸发器4排出的蒸汽冷凝后进入清水箱7，二效蒸发器2排出的蒸汽冷凝后进入清水箱7。其中，旋流分离器8的溢流口出水进入刮板式过滤器9中，刮板式过滤器9通过孔径为300～500微米孔径的过滤网904将500微米以下的细小颗粒状固体杂质进行去除，实现固液的深度过滤，过滤后出水返回至一效蒸发器4中再进行循环蒸发。

步骤s6：经旋流分离器8和刮板式过滤器9过滤所得的浓缩液返回至一效蒸发器4内进行再次蒸发，旋流分离器8和刮板式过滤器9过滤后所得固体杂质排至澄清器10内进行沉淀；

具体的，刮板式过滤器9的反冲洗水通过阀门和水泵控制，当刮板式过滤器9的压差计达到预设阈值时，开启驱动电机902，驱动电机902带动刮刀旋转，对过滤网904进行刮扫，刮下来的固体杂质排出澄清器10，若刮扫后压差计仍不能恢复至正常值时，开启反冲洗水阀门和水泵，将脱硫废水缓冲箱1中脱硫废水引入至刮板式过滤器9中对过滤网904进行冲洗，冲洗后回水返回至脱硫废水缓冲箱1中进行重新处理，实现刮板式过滤器9的反冲洗。

步骤s7：澄清器10沉淀所得上层清液排至浓水箱，澄清器10沉淀所得固体杂质排至板框压滤机内，经脱水后制成泥饼外运处理。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型实现了如下技术效果：

经硫废水缓冲箱1搅拌均匀后的脱硫废水，首先进入蒸发温度更低的二效蒸发器2和二效加热器3内进行蒸发处理，之后进入蒸发温度较低的一效蒸发器4和一效加热器5内进行进一步的蒸发处理，蒸发产生的蒸气经过冷凝器6的换热冷凝后进入清水箱7中，一效蒸发器4中的浓缩液经旋流分离器8和刮板式过滤器9过滤后，返回至一效蒸发器4进行再次蒸发，旋流分离器8和刮板式过滤器9底部过滤后的泥沙等固体杂质排至澄清器10进行沉淀，沉淀后的上层清液排至浓水箱11，待进一步处理，沉淀后的底部泥沙排至板框压滤机12，经脱水后的泥饼外运处理，从而实现脱硫废水的浓缩减量，整个系统结构紧凑，稳定高效，达到了脱硫废水的浓缩减量，一效加热器5和二效加热器3控制脱硫废水的温度在82℃以下，有效减少硫酸钙硬垢的生成，提高工作效率、延长设备使用寿命。另外，通过旋流分离器8和刮板式过滤器9及时将过滤所得大颗粒固体杂质进行去除，降低装置内结垢物质的过饱和度以及悬浮物浓度，确保脱硫废水蒸发浓缩装置的长期稳定运行。

另外，本实用新型基于硫酸钙结晶机理和负压蒸发原理有效防止硬垢的生成，对脱硫废水进行低温蒸发的同时结合对浓缩水的过滤，实现了系统内大颗粒固体杂质的去除，大大降低系统内结垢物质的过饱和度以及悬浮物浓度，确保了蒸发浓缩系统的高效稳定运行。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。