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申请/专利权人：中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司

摘要：本发明公开了一种脱硫废水相变闪蒸结晶零排放系统和脱硫废水处理方法。本发明的零排放系统包括水泵、汽包、闪蒸器、凝汽器、盐水分离器以及第一换热器；水泵、汽包以及闪蒸器依次通过管道流体连通；第一换热器设置于汽包顶部并用于加热脱硫废水；凝汽器与闪蒸器流体连通并用于冷凝闪蒸后的不含盐蒸汽；以及盐水分离器与闪蒸器的下部流体连通并用于分离闪蒸后的结晶盐和水；其中，未析出结晶盐的废水从闪蒸器的底部流出并与管道内的未处理废水混合，经水泵流入汽包上部的第一换热器。本发明的脱硫废水相变闪蒸结晶零排放系统能够高效地回收水资源和废水中的盐，节约了电厂的水耗，提高了系统经济性，保证了锅炉安全稳定运行。

主权项：1.一种脱硫废水相变闪蒸结晶零排放系统，其特征在于，所述系统包括水泵、汽包、闪蒸器、凝汽器、盐水分离器以及第一换热器；所述水泵、汽包以及所述闪蒸器依次通过管道流体连通；所述第一换热器设置于所述汽包顶部并用于加热脱硫废水；所述凝汽器与所述闪蒸器流体连通并用于冷凝闪蒸后的不含盐蒸汽；以及所述盐水分离器与所述闪蒸器的下部流体连通并用于分离闪蒸后的结晶盐和水；其中，未析出结晶盐的废水从所述闪蒸器的底部流出并与所述管道内的未处理废水混合，经所述水泵流入所述汽包上部的第一换热器；所述系统还包括蒸发换热器、第二换热器，其中，所述蒸发换热器设置于所述汽包的底部并用于加热所述汽包内的水；所述第二换热器设置于锅炉尾部的烟道中，并与所述蒸发换热器连接。

全文数据：脱硫废水相变闪蒸结晶零排放系统及脱硫废水处理方法技术领域[0001]本发明涉及工业废水处理技术领域，具体地涉及一种脱硫废水零排放系统和脱硫废水处理方法。背景技术[0002]火力发电在我国的电力生产领域占据着重要的地位。目前我国90%以上的燃煤电厂采用了石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术。在湿法烟气脱硫工艺中，为了维持系统稳定运行和保证石膏产品品质，需要控制浆液中Cl_氯离子浓度不能过高（10000-20000mgL，因此需要排出一部分浆液，从而产生脱硫废水。一台600MW燃煤电厂，脱硫废水量通常在6th左右。脱硫废水中的杂质含量很高，主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，其中很多是国家环保标准中要控制的第一类污染物。传统的脱硫废水处理方法主要是三联箱沉淀法，利用中和、沉淀、紊凝工艺去除脱硫废水中的重金属和悬浮物等污染物。但出水盐含量仍较高。[0003]随着最近燃煤电厂近零排放概念的提出，社会对电厂环保排放标准的要求也越来越高，电厂废水的零排放也越发重要起来。目前针对脱硫废水的零排放处理，主要采用两种方法，一种是蒸发结晶方法，一种是烟道蒸发方法。[0004]传统的蒸发结晶方法，能耗大，易结垢，成本高，但可以有效回收水资源和结晶盐；烟道蒸发方法，将脱硫废水雾化直接喷入到锅炉尾部烟道进行蒸发，固体盐和灰一起进入电厂静电除尘器，进行高效脱除，实现脱硫废水的零排放。该方法具有工艺简单，成本低，对电厂运行影响小等优点。通常废水喷入位置在空气预热器出口与除尘器入口之间，该段的烟气温度在130度左右。但是，考虑到烟道的安全运行以及静电除尘器的除尘效率，均要求由于蒸发废水而引起的烟气温度下降不超过5度，导致废水在烟道中的蒸发时间很长，甚至有部分废水未能完全蒸发就和烟尘进入到除尘器，导致除尘器结垢和腐蚀严重，影响电厂的安全运行。此外，由于电厂运行负荷不稳定，烟气温度常常会低于130度，进一步导致废水蒸发不完全，烟道以及除尘器均会出现结垢和腐蚀。[0005]因此，本领域急需开发新的、工艺简单、成本低且对电厂运行影响小甚至无影响的脱硫废水零排放系统及脱硫废水处理方法。发明内容[0006]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供结构简单，成本低，闪蒸效率高的脱硫废水相变闪蒸结晶零排放系统。[0007]在本发明的第一方面，本发明提供了一种脱硫废水相变闪蒸结晶零排放系统，所述系统包括水栗、汽包、闪蒸器、凝汽器、盐水分离器以及换热器；[0008]所述水泵、汽包以及所述闪蒸器依次通过管道流体连通；[0009]所述换热器设置于所述汽包顶部并用于加热脱硫废水；[0010]所述凝汽器与所述闪蒸器流体连通并用于冷凝闪蒸后的不含盐蒸汽；以及[0011]所述盐水分离器与所述闪蒸器的下部流体连通并用于分尚闪蒸后的结晶盐和水；g巾，[0012]未析出结晶盐的废水从所述闪蒸器的底部流出并与所述管道内的未处理废水混合，经所述水栗流入所述汽包上部的换热器。[0013]在另一优选例中，所述系统还包括蒸发换热器，所述蒸发换热器设置于所述汽包的底部并用于加热所述汽包内的水。[0014]在另一优选例中，所述系统还包括换热器，所述换热器设置于锅炉尾部的烟道中，并与所述蒸发换热器连接。[0015]所述凝汽器与电厂的冷却水塔流体连通，将来自电厂的冷却水塔的水引入用作冷凝水。[0016]在连接所述水泵与所述闪蒸器的管道上设置有脱硫废水入口，脱硫废水通过该脱硫废水入口进入管道。[0017]在另一优选例中，所述系统还包括电动锁气器，所述电动锁气器设置在所述闪蒸器和所述盐水分离器之间，用于将所述闪蒸器底部析出的结晶盐输送至所述盐水分离器。[0018]在另一优选例中，所述系统与冲洗装置连接，通过冲洗水定期冲洗系统中沉积的盐分，防止堵塞系统以及弱化换热器的换热能力。[0019]在另一优选例中，所述凝汽器与冲洗装置连接，通过冲洗水定期冲洗凝汽器中沉积的盐分，防止堵塞凝汽器以及弱化凝汽器的换热能力。[0020]在另一优选例中，所述凝汽器内设有真空泵。[0021]在另一优选例中，所述换热器与所述蒸发换热器连接形成回路，所述回路中设有加压栗，为所述换热器中相变介质的循环提供动力。[0022]在另一优选例中，所述闪蒸器出口处设有加热装置。[0023]在另一优选例中，所述管道为防腐管道。[0024]在另一优选例中，所述系统中设有流量控制器。[0025]在本发明的第二方面，本发明提供了一种处理电厂的脱硫废水的方法，所述方法包括利用如本发明第一方面所述的系统对脱硫废水进行处理。[0026]应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文如实施例）中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。附图说明[0027]图1为本发明一种典型的脱硫废水相变闪蒸结晶系统示意图。[0028]附图中各标记如下：[0029]1:管道；[0030]2:水栗；[0031]3:第一换热器；[0032]4:盐水分离器；[0033]5:电动锁气器；[0034]6:凝汽器；[0035]7:闪蒸器；[0036]8:汽包；[0037]A:新鲜脱硫废水；[0038]B:循环饱和废水；[0039]C:第二换热器；[0040]D:蒸发换热器。具体实施方式[0041]本发明人经过广泛而深入的研宄，首次开发了一种脱硫废水相变闪蒸结晶零排放系统。[0042]该系统包括水泵、汽包、闪蒸器、凝汽器、盐水分离器以及换热器;在该系统中，脱硫废水经过闪蒸分离，析出脱硫废水中的结晶盐，而不含盐的蒸汽经冷凝成为纯净水，可回收循环利用;未析出结晶盐的废水与新鲜废水混合，再次进行闪蒸分离，实现废水处理的循环。闪蒸后对蒸汽进行持续冷凝，维持闪蒸器的真空状态，从而实现盐水高效分离。[0043]在此基础上完成了本发明。[0044]术语[0045]如本文所用，术语“电动锁气器”是用于火电厂、化工厂、水泥厂、粮食部门等输送干燥粉状、粒状物料时锁气、均匀给料之用。[0046]如本文所用，术语“闪蒸器”是一个抽真空容器，当一定压力下的热水废水喷入后，被迅速降压，水的部分显热释放出来，这部分超量热就会以潜热的形式被吸收，部分水会二次蒸发，所得到的蒸汽即为闪蒸蒸汽。这个容器和相应的辅助系统叫“闪蒸器”。[0047]本发明的主要优点包括：[GO48]a本发明零排放系统中的换热器具有非常高的换热效率，尺寸小，有利用在锅炉尾部烟道的安装，尤其适合于装有低低温省煤器的电厂；[0049]b本发明的零排放系统实现了烟气热量向脱硫废水的高效间接传输，烟气侧与废水侧完全独立分离，从而有效避免了脱硫废水对锅炉烟道、安装在烟道里面的低低温省煤器、除尘器的腐蚀，保障了电厂系统的安全稳定运行；[005°]c本发明零排放系统中的凝汽器实现对闪蒸出来的蒸汽的持续冷凝，维持闪蒸器内的高真空状态，大大提高的闪蒸分离效率，并可以回收水分；回收的纯净水可以用于补充脱硫浆液用水，也可以用于补充锅炉给水；[G051]d本发明零排放系统闪蒸结晶出来的固体盐，纯度高，有利用后续的资源化利用处理；t0052]e本发明的零排放系统结构简单，成本低，改造方便，后续不需要停炉检修，对锅炉运行无影响。[0053]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。[0054]需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。[0055]实施例1[0056]图1示出本发明一种典型的脱硫废水相变闪蒸结晶零排放系统，如图1所示，该系统包括管道1，水栗2,第一换热器3,盐水分离器4,凝汽器6,闪蒸器7,以及汽包8。水栗2、汽包8以及闪蒸器7依次通过管道1流体连通。第一换热器3设置于汽包8顶部并用于加热脱硫废水;凝汽器6与闪蒸器7流体连通并用于冷凝闪蒸后的不含盐蒸汽;盐水分离器4与闪蒸器7的下部流体连通并用于分离闪蒸后的结晶盐和水。该系统还包括蒸发换热器D，该蒸发换热器设置于汽包8的底部并用于加热汽包8内的水。该系统还包括第二换热器C，第二换热器C设置于锅炉尾部的烟道中，并与蒸发换热器D连接。第二换热器C为相变换热器，通过吸收锅炉尾部烟道中烟气的热量，加热相变换热器内的导热相变介质储存能量。凝汽器6与电厂的冷却水塔流体连通，将来自电厂的冷却水塔的水引入用作冷凝水。在连接水泵2与闪蒸器7的管道上设置有脱硫废水入口，脱硫废水通过该脱硫废水入口进入管道1。该系统还包括电动锁气器5,电动锁气器5设置在闪蒸器7和盐水分离器4之间，用于将闪蒸器7底部析出的结晶盐输送至盐水分离器4。[0057]上述脱硫废水相变闪蒸结晶零排放系统，能够高效地回收水资源，并回收废水中的盐，为脱硫废水盐的资源化利用提供了基础，提高了系统经济性。该系统实现了脱硫废水零排放装置与烟道的独立运行，保证了锅炉的安全稳定运行。同时，回收的新鲜水可以重新回用，节约了电厂的水耗。[0058]实施例2[0059]本发明一种处理电厂的脱硫废水的方法，利用如图1所示的系统对脱硫废水进行处理。来自脱硫塔的新鲜脱硫废水A与闪蒸器出来的循环饱和废水B在管道1中混合，经水泵2送至安装在汽包8上部的第一换热器3中，废水吸收汽包蒸汽热量，升温升压，随后进入闪蒸器7进行闪蒸分离，以析出结晶盐。闪蒸出来的不含盐蒸汽从闪蒸器7上部离开，经过凝汽器6冷凝成纯净水，回收利用。同时，蒸汽经过凝汽器6凝结后，闪蒸器7内维持负压真空状态，进一步促进废水的闪蒸。真空状态的闪蒸器7有利于盐的析出。含盐的过饱和废水在闪蒸器7底部析出部分结晶盐，通过电动锁气器5，进入盐水分离器4，实现结晶盐和水的分离。未析出结晶盐的饱和废水，从闪蒸器7底部流出，和新鲜废水混合，经水泵2进入汽包8上部第一换热器3，实现废水侧的循环。[0060]第二换热器C置于锅炉尾部烟道中，吸收热烟气的热量，加热第二换热器c内的导热相变介质，储存能量。然后经加压栗送至汽包8底部蒸发换热器D，加热汽包8里面的水蒸发生产高温蒸汽。产生的高温蒸汽，上升到汽包8上部，经过顶部第一换热器3加热流经该换热器管内的脱硫废水。凝汽器的冷凝废水可直接来自电厂冷却水塔。[0061]新鲜废水和循环废水经栗送至汽包顶部换热器被加热为热废水，然后进入真空闪蒸器进行闪蒸，实现盐水的部分分离。经过水栗的废水循环流量为新鲜废水流量的15-30倍，大的循环倍率保证闪蒸的废水量与新鲜废水量实现平衡。析出的结晶盐经盐水分离器实现收集，未析出的含盐饱和废水继续循环，与低温新鲜废水混合。闪蒸器上部出来的蒸汽被凝汽器凝结回收，作为新鲜水用于补充脱硫塔制浆用水或进一步处理做锅炉给水。废水加热的热量来自于换热器。凝汽器设置真空泵，用于初始真空的建立。置于锅炉尾部烟道中的换热器吸收热烟气热量，相变热载体进入汽包上部的换热器，热蒸汽再加热废水。废水流经的管道均为防腐蚀管道。循环废水在流出闪蒸器的瞬间经过电加热或者蒸汽加热后温升5°c左右，防止饱和废水盐分析出，堵塞循环管路。整个循环管路及凝汽器管路设置冲洗水，运行一段时间后利用冲洗水将系统中沉积的盐分冲洗干净，防止堵塞系统及弱化换热器的换热能力。换热器尺寸小，有利用其在尾部烟道的安装。[0062]上述处理脱硫废水的方法，能够高效回收水资源和结晶盐，实现脱硫废水的资源化利用，节约电能，提高了电厂经济性。该方法有效利用锅炉尾部烟道烟气热量，节能降耗的同时提高了电厂运行的稳定性。[0063]在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

权利要求：1.-种脱硫废水相姻蒸结晶雅縣统，其特征在于，臟藏包括水水、汽包、闪蒸器、凝汽器、盐水分离器以及第一换热器；所述水泵、汽包以及所述闪蒸器依次通过管道流体连通；所述第一换热器设置于所述汽包顶部并用于加热脱硫废水；一、P、所述凝汽器与所述闪蒸器流体连通并用于冷凝闪蒸后的不含盐^汽；以及f甘所述盐水分离器与所述闪蒸器的下部流体连通并用于分离闪蒸后的结晶盐和水；、中’未析出结晶盐的废水从所述闪蒸器的底部流出并与所述管道内的未处理废水混合，经所述水泵流入所述汽包上部的第一换热器。沿2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括蒸发换热器，所述蒸友换热器设置于所述汽包的底部并用于加热所述汽包内的水。、、一也3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二换热器，所述第一换热器设置于锅炉尾部的烟道中，并与所述蒸发换热器连接。、、、4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述凝汽器与电厂的冷却水塔流体连通，将来自电厂的冷却水塔的水引入用作冷凝水。、、5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在连接所述水泵与所述闪蒸器的管道上设置有脱硫废水入口，脱硫废水通过该脱硫废水入口进入管道。、_6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括电动锁气器，所述电动锁气器设置在所述闪蒸器和所述盐水分离器之间，用于将所述闪蒸器底部析出的结晶盐输送至所述盐水分离器。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述凝汽器内设有真空栗。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述闪蒸器出口处设有加热装置。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述管道为防腐管道。10.—种处理电厂的脱硫废水的方法，其特征在于，所述方法包括利用如权利要求1-9任一项所述的系统对脱硫废水进行处理。

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