燃煤电站锅炉烟气脱硫废水的处理系统及方法与流程

本发明涉及一种燃煤电站锅炉烟气脱硫废水的处理系统及方法，具体为一种燃煤电站锅炉烟气脱硫废水的处理系统，主要用于火力发电厂脱硫废水的处理，属火力发电厂环境保护技术领域。

背景技术：

煤炭作为一次能源，燃烧过程中产生的so2是重要大气污染物质之一。为此建设了大量的石灰石石膏湿法烟气脱硫设施，这些脱硫设施产生的废水呈酸性，含固率低（在1-2%），主要成分为粉尘和脱硫副产物（硫酸钙和亚硫酸钙），还含有可溶性的氯化物和亚硝酸盐等以及重金属离子。

目前，对这些废水采取的处理方式主要是采用的是物理化学方法，即：加碱，加酸，中和，絮凝的方法处理，将其中的固体废弃物压滤成滤饼后作为固废处理。这些技术工艺流程长，占地面积大，投资和运行费用高，净化时间长，废水净化后往往达不到国家标准，运行中的搅拌器、刮泥机故障率高，维护保养困难，产生的固体废弃物有一定的重金属含量，难以处置。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种燃煤电站锅炉烟气脱硫废水的处理系统。

本发明另一目的是提供一种处理燃煤电站锅炉烟气脱硫废水的方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种燃煤电站锅炉烟气脱硫废水的处理系统，包括依次连接的爆气沉降池、浓缩沉降器、浓度调节箱和流化床蒸发器；

所述爆气沉降池，用于将脱硫废水分离出沉淀物和上清液；

所述浓缩沉降器，用于将所述上清液浓缩成浆液并冷凝回收水；

所述浓度调节箱，用于将所述浓缩浆液和飞灰掺混成灰浆；

所述流化床蒸发器，用于将所述灰浆硫化成细小颗料物，并送至空预器前烟道捕集。

本发明优选设计在于，所述浓缩沉降器分为三部分，上部为气体空腔，中部设置换热器，下部为沉降腔；所述气体空腔的出气口依次经冷凝器、换热管和循环风机连接至气体空腔的进气口，形成回路。

本发明优选设计在于，所述第一换热管设置在除尘器出口烟道内；所述换热管的吸热端设置在除尘器出口烟道内。

本发明优选设计在于，所述冷凝器的冷凝水由冷凝水箱回收；所述浓缩沉降器设置换热器位置还设置有超声振荡器；浓度调节箱设置搅拌装置。

本发明优选设计在于，所述流化床蒸发器内设有填料，顶部经管路接至空预器前烟道，底部经管路连接热空气源；其中填料采用直径为3-10mm的二氧化硅、分子筛或堇青石。

一种处理燃煤电站锅炉烟气脱硫废水的方法，该方法包括以下步骤：

1）脱硫废水输入爆气沉降池，向爆气沉降池上层鼓入空气进行爆气，分离的沉淀物至废水回收箱，分离的上清液至浓缩沉降器；

2）进入浓缩沉降器的上清液由换热器进行加热，蒸发至上部的水气通过冷凝器回收，沉降至下部的浓缩浆液送至浓度调节箱；

3）浓度调节箱将所述浓缩浆液与飞灰掺混，混合成含固量为40%-70%的灰浆送至流化床蒸发器；

4）向流化床蒸发器底部输入热空气，将所述灰浆硫化成细小颗料物后，再送至空预器前烟道，由袋式除尘器进行捕集。

本发明优选设计在于，步骤1）中，调节爆气沉降池中废水ph值至4.5-6；步骤2）中，调节浓缩沉降器中浆液ph值至8-12。

本发明优选设计在于，步骤1）和步骤2）中，调节ph值采用石灰、碳酸钠、亚硫酸钠或碳酸钾。

本发明优选设计在于，步骤2）中，控制浓缩沉降器中浆液温度在45-60℃范围，并可进行超声波处理。

本发明优选设计在于，步骤4）中，流化床蒸发器中填料采用直径为3-10mm的二氧化硅、分子筛或堇青石；所述热空气的热源采用电厂一次风、二次风或燃气热源加热后的空气，控制流化床温度在110-140℃范围。

本发明相比现有技术具有如下有益效果：

1、本发明利用不同ph值分区控制沉淀物生成，利用烟道气余热进行浓缩，最终实现脱硫废水的分级利用回收。

2、本发明设计了浓缩沉降器和流化床蒸发器。脱硫废水在控制的ph值区间的条件下进行爆气沉降，而后加入到浓缩沉降器中，沉降器上部通过管式换热器，从除尘器出口烟道换热对浆液温度进行控制，蒸发后的水通过冷凝器回收，实现了冷凝水的基本无害化回收。

3、本发明通过浓缩沉降器的底流在浓度调整箱中加入部分除尘器收集的飞灰调整含固量，并进一步增加ph值（除尘器飞灰呈碱性），最后进入流化床蒸发器利用热空气进行蒸发，蒸发后的颗粒物可送入空预器之前的烟道，通过除尘器回收，不影响回收飞灰的再利用。并且，蒸发后的颗粒物为团聚颗粒，其碱性高于原有的飞灰，在烟气运动过程中，会对烟气原有的飞灰表面产生调质作用，降低飞灰表面黏性，有效降低空预器阻塞风险。

附图说明

图1为本发明实施例一燃煤电站锅炉烟气脱硫废水的处理系统图；

图中：1-废水水源；2-爆气沉降池；3-浓缩沉降器；4-浓度调整箱；5-除尘器飞灰源；6-热空气源；7-流化床蒸发器；8-空预器前烟道；9-管式换热器；10-除尘器出口烟道；11-冷凝器；12-回收水箱；13-冷却循环风机；14-废水回收箱。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

实施例一：

如图1所示，本发明的燃煤电站锅炉烟气脱硫废水的处理系统，包括依次经爆气沉降池2、浓缩沉降器3、浓度调节箱4和流化床蒸发器7。

废水水源1先通入爆气沉降池2，由爆气沉降池2进入浓缩沉降器3，浓缩沉降器3分为三部分，上部为气体空腔，中部设置管式换热器9，下部为沉降腔。管式换热器9的放热端设置在浓缩沉降器中部，吸热端设置在热源端。气体空腔的出气口依次经冷凝器11、换热管和循环风机13连接至气体空腔的进气口，并形成回路，回路中还可设有放空阀、安全阀等。

爆气沉降池2将脱硫废水分离出沉淀物和上清液；浓缩沉降器3将上清液浓缩成浆液并冷凝回收水；浓度调节箱4将浓缩浆液和来自除尘飞灰源5的飞灰掺混成灰浆；流化床蒸发器7将灰浆蒸发，在流化床中形成细小颗料物，并送至空预器前烟道8，经除尘器捕集。

流化床蒸发器7内设有球状多孔填料，顶部经管路接至空预器前烟道，底部经管路连接热空气源6，将热空气由流化床底部鼓入。流化床蒸发器中填料采用直径为3-10mm的二氧化硅、分子筛或堇青石。

实施例二：

本实例的进一步设计在于，换热管设置在除尘器出口烟道10内，吸收烟道内热量给水气升温，或者采用其他热源。

实施例三：

本实例的进一步设计在于，冷凝器11还配置有冷凝水箱12回收，用以回收冷凝下来的水；浓度调节箱4设置搅拌装置，以充分调节液固混合。另外，还可以设置液位、含固量监测装置等。

实施例四：

本实例的进一步设计在于，浓缩沉降器3中部设置超声振荡器，超声振荡器设在管式换热管放热端的间隙中或设置在管式换热管放热端的周围。

实施例五：

本发明处理燃煤电站锅炉烟气脱硫废水的方法，具体工艺过程如下：

1、脱硫废水通入爆气沉降池内，控制池内ph值在5.5左右，如果ph值过低，可通过加入石灰调整ph值，在爆气沉降池上层鼓入空气进行爆气，下层液体中的颗粒物通过自然沉降进行回收，澄清液进入浓缩沉降器。

2、通过向浓缩沉降器加入碱性物调整ph值至8以上，碱性物可使用石灰、碳酸钠、亚硫酸钠、碳酸钾等。浓缩沉降器上部的气体空腔，用于容纳蒸发的水蒸气，在此用冷却循环风机鼓入经过烟道加热的热风，水蒸气送入冷凝器，其中的水冷凝后回收利用，冷凝后的空气进入烟道内的换热管，加热后返回气体空腔；中间部分在液位以下设置换热器的放热端，采用水作为介质，吸热端从除尘器出口烟道吸收热量后在此与浆液交换热量，控制浆液温度在45-60℃范围，下部为沉降区域，浓缩后的浆液在此区域发生颗粒团聚，生成较大颗粒沉淀物后进入浓度调整箱。在换热器放热端的间隙中设置超声波震荡器，开启振动用于防止换热器结垢；

3、在浓度调整箱加入部分除尘器出口的飞灰，将含固量浓度调整为50%左右输送至流化床蒸发器。

4、流化床蒸发器内部设置球状多孔填料，直径3-10mm，材质可以使用二氧化硅、分子筛、堇青石等，从流化床底部输入热空气，热空气源可以为电厂一次风、二次风或其他加热后的空气，控制流化床温度在110-140℃范围，球状填料在热空气的吹动下形成流化床，浓缩的浆液在流化床下部喷入，喷洒在球状填料表面干燥固化，在流化床运动碰撞过程中破碎形成细小颗粒随气流带出，最后这些颗粒物送至空预器前烟道，混入飞灰中在除尘器回收利用。