脱硫废水减量化及零排放并减排酸性气体的装置和方法

摘要

本发明涉及废水处理技术领域，公开了一种脱硫废水减量化及零排放并减排酸性气体的装置和方法，其中，烟气脱硫废水处理装置与烟气净化系统连接，包括：依次连接的吸收剂存储仓、消化罐、脱酸浆液罐、浆液输送装置和雾化喷枪，其中，吸收剂存储仓用于存储碱性吸收剂；消化罐还与滤液存储装置连接，以使脱硫废水与碱性吸收剂反应形成脱酸吸收剂浆液；雾化喷枪将经雾化的脱酸吸收剂浆液喷入所述雾化干燥吸收装置，以使得经雾化的脱酸吸收剂浆液与进入雾化干燥吸收装置的烟气中的酸性气体反应。本发明既解决了脱硫废水排放问题，还回收了脱硫废水中的水资源，节约了湿法脱硫系统的耗水，在实现脱硫废水零排放的同时，协同减排烟气中的酸性气体。

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，特别是涉及一种能实现脱硫废水减量化及零排放并协同减排SO

背景技术

石灰石－石膏湿法烟气脱硫技术因能够高效脱除烟气中的SO

目前，烟气脱硫废水处理方法主要有：膜浓缩+结晶蒸发和烟道直接蒸发两种。

其中，膜浓缩+蒸发结晶(Mechanical Vapor Recompression，MVR) 方式为：通过化学软化+微滤膜去除水中重金属，钙、镁离子和悬浮物等；通过膜深度处理，反渗透产水到达回用水标准，浓缩液可以去MVR 蒸发得到盐。此方法可以实现脱硫废水零排放，但是由于脱硫废水中钙镁离子含量较大，膜深度处理药剂消耗较大，能耗较高，且工艺复杂，投资成本高，运行费用高。

烟道直接蒸发方式为：脱硫废水通过在烟道雾化喷射，利用烟气热量可以使脱硫废水干燥蒸发，转化为固体物质，可以实现脱硫废水的零排放。但可能出现以下问题：脱硫废水未经过减量化直接蒸发，可能由于喷入量大，导致未完全蒸发，增加了烟气的湿度，会对烟道和除尘系统造成低温腐蚀穿孔；特别是废水雾化不好会存在粗液滴，易出现烟道积灰；在烟气量不稳定低负荷下烟温和烟气流速降低情况导致雾化性能变差，均有可能出现烟道积灰、设备腐蚀。

此外，锅炉烟气随着选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)脱硝系统的运行，烟气中的SO

因此，目前亟需一种能够同时实现脱硫废水零排放和脱除SO

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种脱硫废水减量化及零排放并减排酸性气体的装置和方法，以解决现有烟气脱硫废水处理装置实现脱硫废水零排放的成本较高、易腐蚀且难以同时实现SO

为了实现上述目的，本发明的一个方面是提供一种脱硫废水减量化及零排放并减排酸性气体的装置，与烟气净化系统连接，所述烟气净化系统包括：烟气生成装置、雾化干燥吸收装置、除尘器和滤液存储装置，其中，所述雾化干燥吸收装置连接在烟气生成装置和除尘器之间，所述滤液存储装置设置在所述烟气净化系统的末端，以存储脱硫废水；

烟气脱硫废水处理装置包括：依次连接的吸收剂存储仓、消化罐、脱酸浆液罐、浆液输送装置和雾化喷枪，其中，所述吸收剂存储仓用于存储碱性吸收剂；所述消化罐还与所述滤液存储装置连接，以使脱硫废水与碱性吸收剂反应形成脱酸吸收剂浆液；

所述雾化喷枪将经雾化的脱酸吸收剂浆液喷入所述雾化干燥吸收装置，以使得经雾化的脱酸吸收剂浆液与进入雾化干燥吸收装置的烟气中的酸性气体反应。

优选地，所述烟气脱硫废水处理装置还包括设置于所述浆液输送装置和所述雾化喷枪之间的过滤器。

优选地，所述消化罐和所述脱酸浆液罐中均设置有搅拌装置。

优选地，所述雾化喷枪为三流体雾化喷枪，设置有浆液输送管路、工艺水输送管路和压缩空气输送管路，且所述浆液输送管路和所述工艺水输送管路上均设置有流量计和调节阀。

优选地，经雾化的脱酸吸收剂浆液的粒径为10～60μm。

优选地，所述碱性吸收剂包括：CaO、Ca(OH)

为了实现上述目的，本发明的另一个方面是提供一种脱硫废水减量化及零排放并减排酸性气体的方法，包括：

将设定量的脱硫废水和碱性吸收剂加入消化罐中，所述脱硫废水和所述碱性吸收剂在所述消化罐中反应生成脱酸吸收剂浆液，其中，所述脱硫废水由烟气净化系统产生；

将所述脱酸吸收剂浆液、水和压缩空气输送至雾化喷枪中，在雾化喷枪中对所述脱酸吸收剂浆液进行雾化；

将经雾化的脱酸吸收剂浆液喷入雾化干燥吸收装置中，以使得经雾化的脱酸吸收剂浆液与进入雾化干燥吸收装置的烟气中的酸性气体反应，生成固体颗粒。

优选地，将所述脱酸吸收剂浆液输送至雾化喷枪中之前，还包括：对所述脱酸吸收剂浆液进行过滤处理。

优选地，经雾化的脱酸吸收剂浆液的粒径为10～60μm。

优选地，经雾化的脱酸吸收剂浆液喷入雾化干燥吸收装置中的喷入量，根据雾化干燥吸收装置的出口烟气的温度进行调节。

本发明实施例一种脱硫废水减量化及零排放并减排酸性气体的装置和方法与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明利用脱硫废水制备吸收剂浆液，并喷入雾化干燥吸收装置中与烟气充分接触，可吸收烟气中的酸性气体。既解决了脱硫废水排放问题，还回收了脱硫废水中的水资源，节约了湿法脱硫系统的耗水，在实现脱硫废水零排放的同时，协同减排烟气中的酸性气体，尤其是 SO

本发明在雾化干燥吸收装置中可利用烟气余热作为蒸发热源，不需额外蒸汽，减少能源消耗。

本发明的工艺流程简单、操作方便、占地面积小；投资、运行费用较低。

附图说明

图1是本发明实施例烟气脱硫废水处理装置在锅炉烟气净化系统中应用的结构示意图；

图2是本发明实施例烟气脱硫废水处理装置在烧结机烟气净化系统中应用的结构示意图；

图中，1、锅炉；2、雾化干燥吸收装置；3、烟道；4、挡板门；5、除尘器；6、除尘器卸灰及气力输灰系统；7、引风机；8、湿法脱硫塔； 9、真空皮带脱水机；10、滤液存储装置；11、消化罐；12、吸收剂存储仓；13、脱酸浆液罐；14、浆液输送装置；15、过滤器；16、雾化喷枪；17、浆液流量计；18、工艺水流量计；19、浆液调节阀；20、工艺水调节阀；21、SCR脱硝催化反应器；22、烧结机；23、机头除尘器；24、主抽风机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本发明实施例的一种脱硫废水减量化及零排放并减排酸性气体的装置(以下简称为“烟气脱硫废水处理装置”)在锅炉烟气净化系统中应用的结构示意图，烟气脱硫废水处理装置与锅炉烟气净化系统连接，其中，锅炉烟气净化系统包括：烟气生成装置、雾化干燥吸收装置2、除尘器5、引风机7、湿法脱硫塔8(在湿法脱硫塔8中利用石灰石－石膏进行湿法脱硫)、烟囱、真空皮带脱水机和滤液存储装置10，其中，所述烟气生成装置包括锅炉1和SCR脱硝催化反应器21，所述雾化干燥吸收装置2连接在SCR脱硝催化反应器21和除尘器5之间，用于对烟气进行雾化干燥，雾化干燥吸收装置2与除尘器5之间的烟道3需尽量靠近除尘器5，并且，烟道3不能形成U 型弯，以防止灰尘堆积，堵塞烟道3，影响正常运行；在SCR脱硝催化反应器21和除尘器5之间的烟道上，且靠近除尘器5的位置安装有挡板门4，以使烟气全部进入雾化干燥吸收装置2中；所述滤液存储装置 10设置在所述锅炉烟气净化系统的末端，用于存储烟气净化系统产生的脱硫废水。

烟气脱硫废水处理装置包括：依次连接的吸收剂存储仓12、消化罐11、脱酸浆液罐13、浆液输送装置14和雾化喷枪16，其中，所述吸收剂存储仓12用于存储碱性吸收剂，碱性吸收剂呈干粉状，吸收剂存储仓12的大小可根据脱硫废水量、烟气酸性气体量等确定；所述消化罐11还与所述滤液存储装置10连接，以接收脱硫废水和碱性吸收剂，使脱硫废水与碱性吸收剂反应形成脱酸吸收剂浆液；所述脱酸浆液罐13与所述消化罐11连接，以缓存脱酸吸收剂浆液；所述浆液输送装置14与所述脱酸浆液罐13连接，用于将所述脱酸吸收剂浆液输送至雾化喷枪16；所述雾化喷枪16用于对所述脱酸吸收剂浆液进行雾化，并将经雾化的脱酸吸收剂浆液喷入所述雾化干燥吸收装置2，以使得经雾化的脱酸吸收剂浆液与进入雾化干燥吸收装置2的烟气中的酸性气体反应。

由锅炉生成烟气，烟气中具有来自煤燃烧产生的酸性气体(HCl、 HF、SO

本发明的烟气脱硫废水处理装置利用脱硫废水作为脱酸吸收剂浆液的一部分，喷入雾化干燥吸收装置2中与烟气反应，可以吸收烟气中的酸性气体，在实现脱硫废水减量化及零排放的同时，可协同减排 SO

并且，本发明通过将脱酸吸收剂浆液加入雾化干燥吸收装置2中吸收一部分酸性气体，其相当于在烟气净化系统中的一级脱硫，可以降低进入湿法脱硫塔8中的SO

并且，以碱性吸收剂为氢氧化钙为例，脱酸吸收剂浆液在雾化干燥吸收装置2中与HCl反应，生成氯化钙盐等在除尘器5中与烟气分离，从而可以降低烟气中的HCl进入湿法脱硫塔8中，降低湿法脱硫塔8中的氯离子总进入量，相当于减少了脱硫废水的排放量，也起到脱硫废水减量化的作用。

并且，在雾化干燥吸收装置2中，由于进入其中的烟气温度较高，一般为130～170℃左右，因此，其可利用烟气余热作为蒸发热源，不需额外蒸汽，减少能源消耗，降低运行成本。并且，在雾化干燥吸收装置2中，脱酸吸收剂浆液与烟气中的酸性气体(SO

优选地，烟气脱硫废水处理装置还包括过滤器15，设置于所述浆液输送装置14和所述雾化喷枪16之间，用于对所述脱酸吸收剂浆液进行过滤。过滤器15优选为自清洗过滤器或蓝式过滤器，采用80目过滤网。

为了脱硫废水和碱性吸收剂更好地接触反应，优选地，所述消化罐11和所述脱酸浆液罐13中均设置有搅拌装置。并且，消化罐11和脱酸浆液罐13中均设置玻璃鳞片，以防腐蚀。

浆液输送装置14采用供浆泵，并在泵的出口设置调节阀，以控制脱酸吸收剂浆液进入雾化喷枪16的流量。

雾化喷枪16采用三流体雾化喷枪16，设置有浆液输送管路、工艺水输送管路和压缩空气输送管路，同时输入脱酸吸收剂浆液、水和压缩空气，并且，在浆液输送管道上设置有浆液流量计17和浆液调节阀 19，以测量和控制浆液流量，在水输送管道上设置有工艺水流量计18 和工艺水调节阀20，以测量和控制工艺水流量，从而控制雾化干燥吸收装置2的出口烟气温度，进而控制除尘器5的进口烟气温度，使得除尘器5的进口烟气温度在酸露点温度以上15～20℃，并且，需使得浆液吸收剂、水和压缩空气的压力流量满足雾化喷枪16的要求，以达到雾化效果。优选地，经雾化的脱酸吸收剂浆液的粒径为10～60μm。进一步地，雾化喷枪16可以有一组或多组，可根据不同脱硫废水流量、烟气负荷、烟气含硫量等确定。

优选地，所述碱性吸收剂包括：CaO、Ca(OH)

需要说明的是，上述仅以本发明在锅炉烟气净化系统中的应用为例进行说明，锅炉1还可以替换为回转窑、燃气炉、竖炉等。

实施例2

如图2所示，本发明实施例的一种烟气脱硫废水处理装置在烧结机烟气净化系统中应用的结构示意图。其中，烟气脱硫废水处理装置的结构组成与实施例1中相同，与实施例1不同的是烟气脱硫废水处理装置所应用的烟气净化系统不同，在实施例2中，烟气脱硫废水处理装置应用于烧结机烟气净化系统。

烧结机烟气净化系统包括：依次连接的烧结机22、机头除尘器23、主抽风机24、雾化干燥吸收装置2、除尘器5、引风机7、湿法脱硫塔 8、烟囱、真空皮带脱水机9和滤液存储装置10。

由烧结机22产生烟气，烧结机22在烧结过程中，由于有Fe

本实施例中，利用所述脱硫废水处理装置对脱硫废水进行处理，产生脱酸吸收剂浆液，并将其喷至雾化干燥吸收装置2中以吸收烟气中的酸性气体的过程与实施例1相同，在此不再详细赘述其过程。

需要说明的是，本发明烟气脱硫废水处理装置不仅可以应用于脱硫废水的处理，还可以应用于高盐废水的处理，实现高盐废水的零排放。

实施例3

本发明还提供一种脱硫废水减量化及零排放并减排酸性气体的方法，包括以下步骤：

步骤S1，将设定量的脱硫废水和碱性吸收剂加入消化罐11中，所述脱硫废水和所述碱性吸收剂在所述消化罐11中反应生成脱酸吸收剂浆液，优选地，脱硫废水和碱性吸收剂的用量按照100：(5－25)的比例加入消化罐中；其中，所述脱硫废水由烟气净化系统产生，烟气净化系统可以是上述锅炉烟气净化系统，也可以是上述烧结机烟气净化系统；其中，碱性吸收剂呈干粉状，可以是CaO、Ca(OH)

步骤S2，将所述脱酸吸收剂浆液、水和压缩空气输送至雾化喷枪 16中，在雾化喷枪16中对所述脱酸吸收剂浆液进行雾化，其中，通过在管道上设置的浆液流量计17和工艺水流量计18测量浆液流量和工艺水流量，通过设置的浆液调节阀19和工艺水调节阀20调节进入雾化喷枪16中的浆液流量和工艺水流量，以使得进入雾化喷枪16中的浆液和工艺水等满足雾化喷枪16的工艺要求；优选地，经雾化的脱酸吸收剂浆液的粒径为10～60μm；

步骤S3，将经雾化的脱酸吸收剂浆液喷入雾化干燥吸收装置2中，以使得经雾化的脱酸吸收剂浆液与进入雾化干燥吸收装置2的烟气中的酸性气体反应，生成固体颗粒。生成的固体颗粒盐经烟气净化系统中的除尘器收集分离，生成的水蒸气则随烟气进入湿法脱硫系统回收。

优选地，将所述脱酸吸收剂浆液输送至雾化喷枪16中之前，还包括：对所述脱酸吸收剂浆液进行过滤处理，可采用蓝氏过滤器或自清洗过滤器，采用80目过滤网。

优选地，经雾化的脱酸吸收剂浆液喷入雾化干燥吸收装置2中的喷入量，根据雾化干燥吸收装置2的出口烟气的温度进行调节，以保证除尘器5在酸的露点温度以上15～20℃运行，并实现雾化喷浆的全自动化，避免后续烟道、设备的腐蚀。进一步地，根据除尘器5的进口烟气的温度，调节脱酸吸收剂浆液的喷入量。优选地，可利用PID控制器实现调节。

综上，本发明实施例提供一种脱硫废水减量化及零排放并协同减排SO

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。