火电厂脱硫废水综合治理及粉尘颗粒物减排方法

摘要

本发明公开了一种火电厂脱硫废水综合治理及粉尘颗粒物减排方法，适用于火电厂烟气湿法脱硫后产生废水及其它含盐量高废水，其在废液蒸干塔中利用烟气的热量及高温调节热风对雾化喷嘴喷入废液进行蒸发固化处理，废液蒸干后残余物跟烟气中粉尘颗粒物混合在一起，聚集为大颗粒物在重力和离心力作用下沉积在废液蒸干塔底部，经灰渣系统排出；烟气中细颗粒物则随烟气一起通过废液蒸干塔顶部进入电除尘器而被除掉。该方法处理脱硫废水简单有效，细小颗粒物与液滴聚集形成大颗粒物沉降于废液蒸干塔的底部，可减少电厂粉尘颗粒物排放，具有工艺简单，增加除尘器入口烟气湿度，实现电厂脱硫废水真正意义上的零排放和减少粉尘颗粒物对大气环境污染。

说明书

技术领域

本发明涉及适用于火电厂脱硫废水和烟气净化技术领域，尤其涉及一种火电厂脱硫废水综合治理及粉尘颗粒物减排方法。

背景技术

目前，火电厂减少二氧化硫排放途径主要有：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫，即烟气脱硫。烟气脱硫被认为是控制二氧化硫排放量最行之有效的途径。石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺因其适用煤种范围广、适用煤种含硫量范围大、脱硫效率高、系统可用率高、吸收剂利用率高、石灰石来源丰富且廉价、工艺成熟、运行可靠性高等优势，成为现阶段世界范围内应用最为广泛的烟气脱硫工艺。但在石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺过程中会产生大量的脱硫废水，需处理才能达标排放。脱硫废水与火电厂一般的工业废水相比，水质比较特殊，主要表现在以下几个方面：（1）废水呈弱酸性，PH 为4～6；（2）悬浮物含量高，但颗粒细小，主要成份是石膏，其次还有来自烟气的飞灰、脱硫过程中加入碳酸钙以及亚硫酸钙等；（3）废水中含有可溶性氯化物、氟化物等；（4）废水中含有Ca、Mg、Na、Pb、Cd、Cr、Ni、Hg、Co、Cu、Al、Zn、Mn等金属元素，其中大部分是火电厂现行污水排放标准（GB8978-1996）中限制的重金属元素；（5）从水质指标看，脱硫废水中化学耗氧量也是超标项目之一。由此带来的脱硫废水处理问题也成为火力发电厂设计、生产和科研中的一个新问题。

当前，火力发电厂脱硫废水常采用中和、沉淀、絮凝及浓缩与澄清的传统化学处理方法，但化学方法处理成本高，且需不断添加化学药品，耗费人力，不能循环利用。另化学方法处理后废水中氯离子仍无法去除。目前，全国90%及以上的火力发电机组使用湿法脱硫技术，以及钢铁行业的脱硫处理，产生大量的脱硫废水。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种火电厂脱硫废水综合治理及粉尘颗粒物减排方法，该方法利用火电厂烟气对脱硫废水，或其它难以回收利用含盐量高的废水，先通过压滤机分离处理，后进行蒸发固化处理，具有成本低、不占地、工艺简单的特点，且可有效解决电厂转弯烟道积灰的问题，减少电厂检修工作量。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

火电厂脱硫废水综合治理及粉尘颗粒物减排方法，该方法包括如下步骤：

1）将经脱硫塔脱硫后的废水经废液泵抽吸并通过管道输送进沉降池，在沉降池中经过初步沉降和分离；

2）沉降池上部的清液在输液泵作用下经精过滤器过滤后通过管道输送到介质雾化喷嘴，在雾化喷嘴的雾化作用下喷入废液蒸干塔；

3）雾化喷嘴所需的压缩空气则是在空压机的作用下通过管道进入换热器，由换热器加热到一定的温度后，送入雾化喷嘴；

4）废水经雾化喷嘴后在废液蒸干塔中被雾化为细小液滴，来自空气预热器的烟气从废液蒸干塔的下部进入，来自空气预热器空气出口支路中的热空气经调节阀从废液蒸干塔底部的风嘴喷入，细小液滴与烟气和热空气在废液蒸干塔内混合被加热到饱和温度，直至蒸干；

5）烟气中细颗粒物与废液蒸干后的残余物发生碰撞和团聚作用，形成大颗粒物，大颗粒物在重力和离心力作用下沉积在废液蒸干塔的底部并从废液蒸干塔的底部排出，其它小颗粒物则随烟气经废液蒸干塔的顶部进入电除尘器中被脱除；

6）沉降池底沉积含污泥大的废液在刮泥机的作用下，将池底污泥刮至池中间最低处，在污泥泵作用下通过管道输送进压滤机，经压滤机分离作用，固体物进灰渣系统，液体物通过管道返回沉降池。

作为本发明的一种优选方案，所述雾化喷嘴安装在废液蒸干塔上的烟气入口的上部，雾化喷嘴为多个并均匀分布在废液蒸干塔内壁圆周上，雾化喷嘴喷出的废水与烟气入口通入的烟气流向形成垂直交叉。

作为本发明的另一种优选方案，压缩空气与脱硫废水进入雾化喷嘴内的压力比为0.25～0.6，经雾化喷嘴雾化后的液滴粒径为0～200μm，速度为50～100m/s。

作为本发明的一种改进方案，换热器中加热介质为蒸汽，蒸汽来源于电厂辅助联箱的蒸汽、锅炉出口蒸汽经减温减压的新蒸汽或汽轮机低压端抽出的蒸汽。

作为本发明的进一步改进方案，在废液蒸干塔的底部圆周上均匀分布多个风嘴，风嘴的出口倾斜向上。

本发明作为脱硫塔前置烟气处理技术，热烟气在此得到加湿降温，可以代替脱硫吸收塔入口的喷水降温处理，且增加烟气湿度。这样使脱硫吸收塔内水分蒸发损失降低，相当于循环利用脱硫过程中的部分用水。与现有技术相比，本发明还具有如下优点：

1、本发明利用火力发电厂空气预热器和电除尘器之间具有高差烟道，中间设置废液蒸干塔，利用进入废液蒸干塔烟气热量和塔底通入高温空气对脱硫废水进行雾化蒸发处理，废水中的微米级细小固体颗粒、各种离子、重金属元素干燥结晶后和灰尘混合在烟气中，大颗粒物沉降于塔底并排出，小颗粒物随烟气进入电除尘器被电极捕捉，随灰一起外排，废水蒸汽随烟气外排，这样不仅能够实现脱硫废水真正的零排放，减少电厂粉尘颗粒物的排放，符合环保的现实要求，而且可以节约传统化学方法中的处理成本。

2、通过本发明方法能方便解决当前脱硫废水处理难题，且工艺方法简单、投资和运行成本低。

3、充分利用烟气的热量和外加高温压缩空气介质雾化与扰动，可加速废液快速蒸干，并保证废液蒸干塔内烟气温度始终保持在烟气酸露点温度之上，且可改善烟气进入电除尘器的湿度，提高了电除尘器除尘效果。

4、该方法投入市场运行以后，可取代现有各种脱硫废水处理技术在火力发电机组中使用。将会较大程度降低脱硫废水处理成本和设备维护费用，在燃煤火力发电机组等脱硫废水中推广使用，市场前景巨大。

附图说明

图1为火电厂脱硫废水综合治理及粉尘颗粒物减排装置的结构示意图。

附图中：1—雾化喷嘴； 2—精过滤器； 3—输液泵； 4—沉降池； 5—废液泵； 6—污泥泵； 7—压滤机； 8—刮泥机； 9—风嘴； 10—废液蒸干塔； 11—调节阀； 12—换热器； 13—空压机； 14—烟气入口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

火电厂脱硫废水综合治理及粉尘颗粒物减排方法，在该方法中采用了火电厂脱硫废水综合治理及粉尘颗粒物减排装置，如图1所示，该装置包括废液蒸干塔10、精过滤器2、输液泵3、沉降池4、刮泥机8、废液泵5、污泥泵6、压滤机7、调节阀11、空压机13和换热器12，在废液蒸干塔10的下部圆周上均匀设置多个雾化喷嘴1，在废液蒸干塔10的底部圆周上均匀设置多个风嘴9，风嘴9的出口倾斜向上。在废液蒸干塔10上设置有烟气入口14，烟气入口14的位置高度在风嘴9和雾化喷嘴1之间，刮泥机8设置在沉降池4的底部，可防止污泥吸附于沉降池4的底部，便于将含污泥大废液及时抽走，沉降池4的入口与外部脱硫塔的废液泵5通过废水输送管道相连。

该方法包括如下步骤：

1）将经脱硫塔脱硫后的废水经废液泵5抽吸并通过管道输送进沉降池4，在沉降池4中经过初步沉降和分离。

2）沉降池4上部的清液在输液泵3作用下经精过滤器2过滤后通过管道输送到介质雾化喷嘴1，在雾化喷嘴1的雾化作用下喷入废液蒸干塔10。

可将进入喷嘴前脱硫废水预先进行加热处理，让其温度控制在95℃左右（即其沸点温度以下），再跟压缩空气进行混合，经喷嘴喷入废液蒸干塔，这样可加快废液在废液蒸干塔中蒸干速度，减少蒸干时间，可进一步控制蒸干塔内烟气温度降低幅度，保证蒸干塔内烟气温度在烟气酸露点温度之上。

3）雾化喷嘴1所需的压缩空气则是在空压机13的作用下通过管道进入换热器12，由换热器12加热到一定的温度后，送入雾化喷嘴1。

4）废水经雾化喷嘴1后在废液蒸干塔10中被雾化为细小液滴，来自空气预热器的烟气从废液蒸干塔10的下部进入，来自空气预热器空气出口支路中的热空气（通常温度在300℃～400℃）经调节阀11从废液蒸干塔10下部风嘴9喷入，细小液滴与烟气和热空气在废液蒸干塔10内混合被加热到饱和温度，直至蒸干。脱硫废水通过泵加压与压缩空气按一定比例混合后经雾化喷嘴雾化，压缩空气先经加压后加热，压缩空气与脱硫废水进入雾化喷嘴1内的压力比为0.25～0.6，经雾化喷嘴1雾化后的液滴粒径为0～200μm，速度为50～100m/s。雾化喷嘴1安装在废液蒸干塔10上的烟气入口14的上部，雾化喷嘴1为多个并均匀分布在废液蒸干塔10内壁圆周上，雾化喷嘴1喷出的废水与烟气入口通入的烟气流向形成垂直交叉射流布置。

换热器12中加热介质为蒸汽，蒸汽来源于电厂辅助联箱的蒸汽、锅炉出口蒸汽经减温减压的新蒸汽或汽轮机低压端抽出的蒸汽。

在废液蒸干塔底喷入高温空气，可加强废液蒸干塔10内扰动，增加液滴在废液蒸干塔中停留时间，加快废液蒸干，防止液体集聚于底部，造成设备腐蚀和灰渣的黏结在一起。此外，在废液蒸干塔10顶部出口处可加过滤装置或分离装置，进一步降低烟气中粉尘浓度。

废液蒸干塔10为喷入废液的迅速蒸干提供足够空间，烟气的热量促使废液蒸发，其底部可经四周均匀微倾向上布置风嘴9喷入多股高温空气加强废液与烟气扰动和换热，进一步加速废液蒸干。

5）烟气中细颗粒物与废液蒸干后的残余物发生碰撞和团聚作用，形成大颗粒物，大颗粒物在重力和离心力作用下沉积在废液蒸干塔10的底部并从废液蒸干塔10的底部排出，其它小颗粒物则随烟气经废液蒸干塔10的顶部进入电除尘器中被脱除。

6）沉降池4底沉积含污泥大的废液在刮泥机8的作用下，将池底污泥刮至池中间最低处，在污泥泵6作用下通过管道输送进压滤机7，经压滤机7分离作用，固体物进灰渣系统，液体物通过管道返回沉降池4。

可以将废液蒸干塔底的积灰和经压滤机处理后固体废料直接外运进行无害化处置后作为建筑材料或水泥工业原料。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。