一种适用于燃机电厂的废水旁路烟气蒸发结晶系统及方法与流程

1.本发明属于水处理领域，涉及一种适用于燃机电厂的废水旁路烟气蒸发结晶系统及方法。


背景技术：

2.相比于传统燃煤电厂，燃机电厂废水零排放由于其没有煤、灰、渣等用于拌湿消耗的途径，其处置废水的方式较为单一。现阶段燃机电厂的废水经过浓缩减量后，淡水回用，浓盐水通常采用蒸发结晶的方式进行固化处理，从而实现零排放。
3.目前主流的蒸发结晶工艺的热源主要是高品位的蒸汽热源，配套的设备较多，多采用换热器、结晶器等设备进行处理，设备材质选型要求较高使得投资高、工艺流程较长使得热量损失较多，其运行成本和投资费用均较高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种适用于燃机电厂的废水旁路烟气蒸发结晶系统及方法，该系统及方法能够实现蒸发结晶，且运行成本以及投资费用较低。
5.为达到上述目的，本发明所述的适用于燃机电厂的废水旁路烟气蒸发结晶系统包括空压机、雾化器、废水输送泵、主烟道、蒸发塔入口烟道、盐仓、烟囱及蒸发器，所述蒸发器包括蒸发器内筒及蒸发器外筒；
6.空压机的出口与雾化器的入口相连通，废水输送泵的出口与雾化器的入口相连通，蒸发器内筒位于蒸发器外筒内，所述雾化器位于所述蒸发器内筒内，蒸发器外筒的底部出口处设置有螺旋下料器，蒸发器内筒内设置有烟气分配盘，其中，所述烟气分配盘位于雾化器的下方，且烟气分配盘的开口朝上，主烟道的抽烟气口经蒸发塔入口烟道与所述烟气分配盘相连通，蒸发器外筒底部侧面上的烟气出口与烟囱相连通，所述螺旋下料器的出口与盐仓的入口相连通。
7.水输送泵的出口依次经进水流量计及进水调节阀与雾化器的入口相连通。
8.空压机的出口经压缩空气调节阀与雾化器的入口相连通。
9.蒸发器内筒内以及蒸发器外筒内均设置有温度变送器。
10.蒸发器外筒的底部侧面上设置有振打器。
11.所述蒸发塔入口烟道上设置有烟气进口手动风门以及电动调节风门。
12.蒸发器外筒底部侧面上的烟气出口经出口烟道、烟气出口手动风门、轴流风机及除尘器与烟囱相连通，所述除尘器的烟尘颗粒出口与盐仓的入口相连通。
13.螺旋下料器的出口处设置有插板阀。
14.蒸发器外筒底部内侧上设置有料位计。
15.本发明所述的适用于燃机电厂的废水旁路烟气蒸发结晶方法包括以下步骤：
16.主烟道输出的烟气经蒸发塔入口烟道进入到蒸发器内筒内，空压机输出的压缩空
气进入到雾化器中，废水输送泵输出的废水进入到雾化器中，并经压缩空气雾化形成废水雾滴，然后与烟气采用直接接触换热蒸发的方式进行蒸发结晶，其中，蒸发结晶得到的结晶盐最终进入到盐仓中贮存，蒸发结晶后的烟气经烟囱排出。
17.本发明具有以下有益效果：
18.本发明所述的适用于燃机电厂的废水旁路烟气蒸发结晶系统及方法在具体操作时，以燃机电厂的余热烟气作为热源，将经过雾化器雾化后的废水与余热烟气充分混匀，通过直接接触换热蒸发的方式，极大地提高换热效率，同时利用原有的烟气系统，并且避免使用换热器及结晶器，结构较为简单，运行成本以及投资费用较低。
附图说明
19.图1为本发明的系统图及装置示意图；
20.图2为蒸发器的横截面图。
21.其中，1为废水输送泵、2为进水流量计、3为进水调节阀、4为空压机、5为雾化器、6为蒸发器内筒、7为蒸发器外筒、8为螺旋下料器、 9为振打器、10为插板阀、11为蒸发塔入口烟道、12为烟气分配盘、 13为出口烟道、14为轴流风机、15为除尘器、16为烟囱、17为盐仓、 18为温度变送器、19为主烟道、20为烟气进口手动风门、21为电动调节风门、22为烟气出口手动风门、23为压缩空气调节阀。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。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，都应当属于本发明保护的范围。
23.在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
24.参考图1及图2，本发明所述的适用于燃机电厂的废水旁路烟气蒸发结晶系统包括废水输送泵1、进水流量计2、进水调节阀3、空压机4、雾化器5、蒸发器内筒6、蒸发器外筒7、螺旋下料器8、振打器9、插板阀10、蒸发塔入口烟道11、烟气分配盘12、出口烟道13、轴流风机 14、除尘器15、烟囱16、盐仓17、温度变送器18、主烟道19、烟气进口手动风门20、电动调节风门21、烟气出口手动风门22及压缩空气调节阀23；
25.空压机4的出口经压缩空气调节阀23与雾化器5的入口相连通，废水输送泵1的出口依次经进水流量计2及进水调节阀3与雾化器5的入口相连通，蒸发器外筒7内设置有蒸发器内筒6，所述雾化器5位于所述蒸发器内筒6内，蒸发器内筒6内以及蒸发器外筒7内均设置有温度变送器18，蒸发器外筒7的底部出口处设置有螺旋下料器8，蒸发器外筒7的底部侧面
上设置有振打器9，蒸发器内筒6内设置有烟气分配盘 12，其中，所述烟气分配盘12位于雾化器5的下方，且烟气分配盘12 的开口朝上，主烟道19的抽烟气口经蒸发塔入口烟道11与所述烟气分配盘12相连通，所述蒸发塔入口烟道11上设置有烟气进口手动风门20 以及电动调节风门21，蒸发器外筒7底部侧面上的烟气出口经出口烟道 13、烟气出口手动风门22、轴流风机14及除尘器15与烟囱16相连通。
26.所述螺旋下料器8的出口及除尘器15的烟尘颗粒出口与盐仓17的入口相连通，螺旋下料器8的出口处设置有插板阀10，蒸发器外筒7底部内侧上设置有料位计。
27.本发明所述的适用于燃机电厂的废水旁路烟气蒸发结晶方法包括以下步骤：
28.系统运行前，依次打开烟气进口手动风门20及烟气出口手动风门 22，同时逐渐打开电动调节风门21，对蒸发器进行预热，通过调整电动调节风门21的开度，以控制蒸发器的升温速度小于等于5℃/min，温度变送器18所测温度上升至设定预热温度(200℃)时，则完成预热。
29.预热完成后，依次打开轴流风机14、除尘器15、空压机4以及插板阀10，待空压机4输出的压缩空气达到设定压力值0.5mpa后，打开废水输送泵1，调节压缩空气调节阀23及进水调节阀3的开度，控制进入雾化器5中的压缩空气与废水的气液比，使得所述气液比控制在5:1 左右，以保证废水雾化效果。抽取的热烟气(烟温约为380℃)经烟气分配盘12与雾化后的废水雾滴充分接触混匀，进行蒸发结晶，通过温度变送器18所测温度控制废水的处理水量，使得蒸发器外筒7上温度变送器18所测温度维持在150℃左右，保证结晶盐的蒸发固化效果，其中，每吨水所需的设计抽取烟气量大约为10000nm3/h。
30.在运行过程中，机组负荷变化会引起烟气流量、温度的变化，尤其是机组低负荷运行时，为保证本系统的稳定运行，首先增大电动调节风门21的开度，当电动调节风门21的开度达到100％后，当蒸发器外筒 7上温度变送器18所测温度仍然有下降趋势，则提高轴流风机14的转速，以保证蒸发器内烟气流速满足流场设计要求，并维持蒸发器外筒7 上温度变送器18所测温度在150℃左右。另外，也可以通过调小进水调节阀3的开度，减小废水喷雾量，以达到系统稳定运行的目的。总体来说，机组高负荷条件下处理水量较大，低负荷运行时，为保证蒸发效果，需调整烟气量或降低废水水量。
31.随着系统运行，蒸发结晶出来的结晶盐析出，一部分晶体细粉随烟气进入出口烟道13，另一部分大颗粒结晶盐沉积在蒸发器外筒7的底部，根据蒸发器外筒7底部内侧上料位计的反馈信息，打开螺旋下料器8及振打器9，将蒸发器外筒7底部收集的结晶盐排至盐仓17中；换热后的烟气以及少量随烟气携带的结晶盐细粉颗粒通过出口烟道13及轴流风机14进入到除尘器15中，其中，结晶盐被除尘器15铺集后最终被输送至盐仓17中贮存，洁净烟气进入烟囱16排放大气。
32.需要说明的是，本发明以燃机电厂的余热烟气作为热源，将经过雾化器5雾化后的废水与余热烟气充分混匀，通过直接接触换热蒸发的方式，极大地提高换热效率，水分蒸发后随烟气进入烟囱16排出，固化的盐分一部分随烟气进入除尘器15中，另一部分最终进入到盐仓中，另外，除尘器15收集的盐分也输送到盐仓17中贮存，实现燃机电厂废水的蒸发结晶干燥处理的目的。另外，燃机电厂的烟气主要是天然气充分燃烧后的产物，无其他含尘杂质，蒸发后的结晶盐品质基本不受影响。
33.需要说明的是，本发明具以下特点：
34.本发明将旁路烟气蒸发结晶系统与电厂原烟气系统并联关系，并配置轴流风机14，可以灵活控制蒸发过程中进入蒸发器内部的烟气量以及所需的热量，从而适应机组低负荷条件下的系统运行。
35.本发明中的蒸发器采用双层结构设置，能够最大程度降低装置高度，节省系统建设用料；同时双层设置有利于维持蒸发器内筒6内烟气流场的温度，保证蒸发效果，系统热损耗较低；蒸发器内筒6的底部设置有开孔，保证干燥后的结晶盐可顺利通过蒸发器内筒6底部收集至锥斗。
36.蒸发器内筒6的底部配置有螺旋下料器8及振打器9，可有效防止结晶盐产物堆积板结，解决下料不畅的问题。
37.本发明充分利用燃机电厂的余热烟气进行废水的蒸发结晶处理，节省传统蒸发结晶需要大量高品位蒸汽的特点，工艺设备简单，蒸发器的高度显著降低，运行成本和投资费用低。
38.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。