本發(fā)明屬于脫硫廢水控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種脫硫廢水零排放耦合調(diào)濕除塵增效系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

脫硫廢水呈酸性pH在4～6之間，含鹽量高進水溶解性固體總量(TDS)在33500～64000mg/L之間，懸浮物含量高，懸浮物為石膏顆粒，二氧化硅及鐵/鋁的氫氧化物，廢水硬度較高在5116～11545mg/L之間，廢水中的陽離子主要為鈣鎂等硬度離子，重金屬離子種類較多，含量遠高于排放標準，同時含有大量的陰離子主要為氯離子，容易引起后續(xù)設(shè)備的腐蝕。

2006年頒布的《火力發(fā)電廠廢水治理設(shè)計技術(shù)規(guī)程》已明確提出：火電廠的脫硫廢水處理設(shè)施要單獨設(shè)置，優(yōu)先考慮處理回用，不設(shè)排放口，必須實現(xiàn)廢水零排放。

2015年4月16日，國務(wù)院發(fā)布《水污染行動計劃》(《水十條》)，明確提出，到2020年，全國水環(huán)境質(zhì)量得到階段性改善，污染嚴重水體較大幅度減少，一些重點區(qū)域甚至禁止污水排放。

2016年9月30日，環(huán)保部發(fā)布關(guān)于征求《火電廠污染防治技術(shù)政策》和《火電廠污染防治最佳可行性技術(shù)指南》意見函，對火電廠排放的廢氣、廢水、噪聲、固體廢物等造成的污染制定基本的技術(shù)政策，關(guān)于廢水明確指出：

①火電廠水污染防治應遵循清污分流、一水多用、集中處理不分散處理相結(jié)合的原則，鼓勵火電廠實現(xiàn)廢水的循環(huán)使用不外排；

②脫硫廢水應經(jīng)過中和、沉淀、絮凝、澄清等傳統(tǒng)工藝處理，鼓勵利用余熱蒸法干燥、結(jié)晶等處理工藝。

脫硫廢水經(jīng)常規(guī)處理或是不經(jīng)處理用于濕式除渣系統(tǒng)，由于脫硫廢水呈酸性且氯離子含量高，對灰渣的綜合利用有影響同時對金屬的腐蝕性極強，另外沖渣水需要二次處理，難以實現(xiàn)真正廢水零排放。

中國專利CN 204185326U提供了一種脫硫廢水零排放處理系統(tǒng)，包括廢水預處理設(shè)備，蒸發(fā)濃縮設(shè)備和蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備，通過所述設(shè)備的處理，最終產(chǎn)物為蒸餾水和結(jié)晶鹽，減少有害物質(zhì)的排放，但蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)對結(jié)晶鹽的純度有要求，需要對脫硫廢水進行深度預處理，后續(xù)膜濃縮及蒸發(fā)結(jié)晶工況，需對濁度、結(jié)垢性物質(zhì)、化學需氧量(COD)去除，在濃縮階段，很容易結(jié)垢，影響設(shè)備的運行和使用壽命，脫硫廢水中鎂離子濃度高，軟化生成的產(chǎn)物氫氧化鎂為絮狀膠體，難沉淀，很難過濾分離，給工藝操作帶來困難，同時運行費用比較高，蒸發(fā)結(jié)晶部分運行成本約占總運行費用的45％。系統(tǒng)必須外排少部分含鹽水或污泥，廢水治理中得到的產(chǎn)物晶體鹽，難以商業(yè)利用或需要作為固廢處理。

中國專利CN 204097264U提供了一種脫硫廢水零排放的裝置，由脫硫系統(tǒng)、二段式廢水旋流器、超聲波霧化噴嘴、除塵器、廢水泵和廢水輸送泵組成，該專利可以實現(xiàn)高負荷下廢水無外排，高效去除廢水中的無機鹽離子和重金屬離子，但受負荷影響大，處理量不足；空氣預熱器后煙溫偏低，而且對于加裝低低溫電除塵的除塵系統(tǒng)導致可利用煙道長度縮短，蒸發(fā)不徹底，導致積灰和腐蝕。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，改進廢水治理技術(shù)，本發(fā)明提供了一種低成本、低能耗、高效去除廢水中顆粒物的脫硫廢水零排放耦合調(diào)濕除塵增效系統(tǒng)及方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種脫硫廢水零排放耦合調(diào)濕除塵增效系統(tǒng)，包括順次連通的脫硫塔、石膏脫水系統(tǒng)、廢水旋流器、廢水箱、旋轉(zhuǎn)噴霧蒸發(fā)塔和除塵器，所述廢水旋流器包括旋流子本體和溢流管，所述旋流子本體上設(shè)置有旋流器進口和底流口，所述底流口位于旋流子本體的底部，所述旋流器進口與石膏脫水系統(tǒng)相連，旋流器底流口與脫硫塔相連，所述溢流管設(shè)置在旋流子本體上，所述溢流管上具有溢流口，所述溢流口與廢水箱相連；所述旋轉(zhuǎn)噴霧蒸發(fā)塔包括蒸發(fā)塔本體、旋轉(zhuǎn)霧化器和煙氣分布器，所述蒸發(fā)塔本體內(nèi)壁上設(shè)置有壓縮空氣管道，所述壓縮空氣管道與廠用壓縮空氣系統(tǒng)相連；所述旋轉(zhuǎn)霧化器與廢水箱相連，所述煙氣分布器與蒸發(fā)塔入口煙道相連，所述蒸發(fā)塔入口煙道上設(shè)有入口煙道擋板門，所述入口煙道擋板門與空氣預熱器入口煙道相連；所述蒸發(fā)塔本體與蒸發(fā)塔出口煙道相連，所述蒸發(fā)塔出口煙道上設(shè)有出口煙道擋板門，所述出口煙道擋板門與除塵器入口煙道相連；所述除塵器與脫硫塔相連。

作為優(yōu)選，所述廢水箱與高位堿液箱相連。調(diào)節(jié)廢水pH，實現(xiàn)廢水的pH 大于7同時實現(xiàn)廢水的軟化。

作為優(yōu)選，所述石膏脫水系統(tǒng)通過第一廢水輸送泵與旋流器進口相連。脫硫廢水經(jīng)第一廢水輸送泵輸送至廢水旋流器。

作為優(yōu)選，所述廢水箱通過第二廢水輸送泵與旋轉(zhuǎn)霧化器相連。

作為優(yōu)選，所述蒸發(fā)塔本體包括蒸發(fā)塔直筒段和蒸發(fā)塔錐體段，所述蒸發(fā)塔錐體段底部設(shè)有底口。

作為優(yōu)選，所述溢流口設(shè)置在旋流子本體上部。旋流器溢流經(jīng)廢水溢流口輸送至廢水箱收集。

作為優(yōu)選，所述除塵器為靜電除塵器，煙氣分布器是一種屋脊式煙氣分布器，帶有可調(diào)節(jié)導向葉片，采用低碳鋼表面涂防腐鱗片；旋轉(zhuǎn)霧化器為具有一定厚度和開孔率的實心圓盤狀結(jié)構(gòu)。

一種脫硫廢水零排放耦合調(diào)濕除塵增效方法，包括下述步驟：

(1)脫硫塔石膏漿液經(jīng)石膏脫水系統(tǒng)處理后，經(jīng)第一廢水輸送泵輸送至廢水旋流器；

(2)廢水經(jīng)過廢水旋流器處理后，含固量較高的旋流器底流排放至脫硫塔回收利用，旋流器溢流輸送至廢水箱收集，廢水箱廢水經(jīng)高位堿液箱自流至廢水箱，調(diào)節(jié)廢水pH，然后經(jīng)第二廢水輸送泵輸送至旋轉(zhuǎn)霧化器霧化；

(3)霧化后的廢水下行與經(jīng)蒸發(fā)塔入口煙道輸送來的空氣預熱器前的上行高溫煙氣接觸，霧化廢水與高溫煙氣接觸后迅速蒸干，蒸干后形成的水蒸氣及固體物質(zhì)與煙氣下行至蒸發(fā)塔出口煙道，廢水蒸干后使得煙氣溫度降低同時增濕，經(jīng)蒸發(fā)塔出口煙道輸送至除塵器，廢水中的無機鹽和重金屬在除塵器中被除去，廢水以凈化水蒸氣的形式通過除塵器進入脫硫塔；

(4)脫硫塔產(chǎn)生的廢水經(jīng)過上述步驟再循環(huán)，實現(xiàn)脫硫廢水的零排放。

作為優(yōu)選，液體經(jīng)旋轉(zhuǎn)霧化器霧化成平均粒徑約50微米的小霧滴，小霧滴由霧化噴嘴噴出。第二廢水輸送泵將軟化調(diào)節(jié)pH后的廢水通過廢水管輸送至旋轉(zhuǎn)霧化器上，液體在高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用霧化成平均粒徑約50微米的小霧滴，小霧滴由霧化噴嘴噴出。

作為優(yōu)選，廢水箱采用碳鋼及玻璃鱗片進行防腐處理，蒸發(fā)塔本體包括蒸發(fā)塔直筒段和蒸發(fā)塔錐體段，蒸發(fā)塔直筒段采用不銹鋼，蒸發(fā)塔錐體段采用碳鋼，同時在蒸發(fā)塔本體外壁采用保溫巖棉進行保溫，壓縮空氣管道和堿液箱采用304不銹鋼拼接而成。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)脫硫廢水呈酸性經(jīng)堿液系統(tǒng)調(diào)節(jié)pH后，減緩了后續(xù)設(shè)備的酸性腐蝕，減緩煙氣中的硫化物含量進而會提高對應的煙氣的酸露點避免后續(xù)除塵設(shè)備和煙道的腐蝕；

(2)脫硫廢水經(jīng)高效旋轉(zhuǎn)霧化器霧化后，液滴平均粒徑在50微米左右，與高溫煙氣接觸后快速霧化，避免了現(xiàn)行技術(shù)低負荷下煙氣溫度低導致廢水蒸發(fā)效果差的現(xiàn)象；

(3)廢水霧化蒸發(fā)后進入除塵器，煙氣溫度降低，同時廢水中的無機鹽可適當降低粉塵比電阻，進而提高除塵器除塵效率，廢水中的顆粒物可以進一步由除塵器高效脫除；

(4)廢水蒸發(fā)使煙氣的含濕量升高，可降低后續(xù)濕法脫硫系統(tǒng)的耗水量；

(5)工藝簡單，廢水治理穩(wěn)定性高，不受機組負荷影響，投資和運行費用低，節(jié)省水耗和能耗，實現(xiàn)廢水零排放同時增加煙氣濕度，降低飛灰比電阻，增加顆粒物的荷電量進而提高除塵器除塵效率。。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的的系統(tǒng)流程圖；

圖2是本發(fā)明廢水旋轉(zhuǎn)噴霧蒸發(fā)塔結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明所要保護的范圍并不限于此。

實施例1

參照圖1，圖2，一種脫硫廢水零排放耦合調(diào)濕除塵增效系統(tǒng)，包括順次連通的脫硫塔2、石膏脫水系統(tǒng)3、廢水旋流器4、廢水箱8、旋轉(zhuǎn)噴霧蒸發(fā)塔11和除塵器1，所述廢水旋流器包括旋流子本體23和溢流管24，所述旋流子本體上設(shè)置有旋流器進口25和底流口7，所述底流口7位于旋流子本體的底部，所述旋流器進口25與石膏脫水系統(tǒng)3相連，旋流器底流口7與脫硫塔2相連，所述溢流管24設(shè)置在旋流子本體上，所述溢流管上具有溢流口6，所述溢流口6 與廢水箱8相連，所述溢流口6設(shè)置在旋流子本體上部，旋流器溢流經(jīng)廢水溢流口輸送至廢水箱收集。所述旋轉(zhuǎn)噴霧蒸發(fā)塔11包括蒸發(fā)塔本體16、旋轉(zhuǎn)霧化器14和煙氣分布器17，所述蒸發(fā)塔本體16內(nèi)壁上設(shè)置有壓縮空氣管道19，所述壓縮空氣管道與廠用壓縮空氣系統(tǒng)相連；所述旋轉(zhuǎn)霧化器14與廢水箱8相連，所述煙氣分布器17與蒸發(fā)塔入口煙道22相連，所述蒸發(fā)塔入口煙道上設(shè)有入口煙道擋板門13，所述入口煙道擋板門13與空氣預熱器27入口煙道21相連；所述蒸發(fā)塔本體與蒸發(fā)塔出口煙道18相連，所述蒸發(fā)塔出口煙道上設(shè)有出口煙道擋板門12，所述出口煙道擋板門12與除塵器入口煙道26相連；所述除塵器1與脫硫塔2相連。

所述廢水箱8與高位堿液箱9相連，調(diào)節(jié)廢水pH，實現(xiàn)廢水的pH大于7同時實現(xiàn)廢水的軟化。所述石膏脫水系統(tǒng)3通過第一廢水輸送泵5與旋流器進口25相連，脫硫廢水經(jīng)第一廢水輸送泵5輸送至廢水旋流器4。所述廢水箱8通過第二廢水輸送泵10與旋轉(zhuǎn)霧化器14相連。所述蒸發(fā)塔本體包括蒸發(fā)塔直筒段和蒸發(fā)塔錐體段，所述蒸發(fā)塔錐體段底部設(shè)有底口20。

所述除塵器為靜電除塵器，煙氣分布器是一種屋脊式煙氣分布器，帶有可調(diào)節(jié)導向葉片，采用低碳鋼表面涂防腐鱗片；旋轉(zhuǎn)霧化器為具有一定厚度和開孔率的實心圓盤狀結(jié)構(gòu)。

實施例2

參照圖1，圖2，一種脫硫廢水零排放耦合調(diào)濕除塵增效方法，采用實施例1所述系統(tǒng)，包括下述步驟：

(1)脫硫塔2石膏漿液經(jīng)石膏脫水系統(tǒng)3處理后，經(jīng)第一廢水輸送泵5輸送至廢水旋流器4；

(2)廢水經(jīng)過廢水旋流器4處理后經(jīng)廢水旋流器底流口7排放至脫硫塔2回收利用，旋流器溢流經(jīng)廢水溢流口6輸送至廢水箱8收集，廢水箱廢水經(jīng)高位堿液箱9自流至廢水箱8，調(diào)節(jié)廢水pH，實現(xiàn)廢水的pH大于7同時實現(xiàn)廢水的軟化，軟化調(diào)節(jié)pH后的廢水經(jīng)第二廢水輸送泵10輸送至旋轉(zhuǎn)霧化器14霧化；

(3)霧化后的廢水經(jīng)廢水霧化噴嘴15下行與經(jīng)蒸發(fā)塔入口煙道22輸送來的空氣預熱器27前的上行高溫煙氣接觸，設(shè)置廢水旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)塔出口煙道擋板門12和廢水旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)塔入口煙道擋板門13，在檢修時截流煙氣；對應的霧化廢水與高溫煙氣接觸后迅速蒸干，蒸干后形成的水蒸氣及固體物質(zhì)與煙氣下行至蒸發(fā)塔出口煙道18，廢水蒸干后使得煙氣溫度降低同時增濕，經(jīng)蒸發(fā)塔出口煙道18輸送至靜電除塵器1，廢水中的無機鹽和重金屬在除塵器中被除去，廢水以凈化水蒸氣的形式通過除塵器進入脫硫塔2；

(4)脫硫塔2產(chǎn)生的廢水經(jīng)過上述步驟再循環(huán)，實現(xiàn)脫硫廢水的零排放。

液體經(jīng)旋轉(zhuǎn)霧化器14霧化，第二廢水輸送泵10將軟化調(diào)節(jié)pH后的廢水通過廢水管輸送至旋轉(zhuǎn)霧化器14上，液體在高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用霧化成平均粒徑約50微米的小霧滴，小霧滴由霧化噴嘴15噴出。高溫煙氣經(jīng)廢水旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)塔入口煙道22相連的煙氣分布器17繞流均布形成高速煙氣，高速高溫煙氣與霧化噴嘴15噴出的霧化小液滴激烈碰撞后，使廢水霧滴迅速蒸發(fā)，廢水以水蒸氣形式存在于煙氣中，廢水中的無機鹽和重金屬以固體顆粒物的形式出現(xiàn)在煙氣，后經(jīng)廢水旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)塔出口煙道18進入除塵器1除塵再處理，經(jīng)降溫增濕后的煙氣會提高除塵器的除塵效率，同時廢水中的無機鹽可以降低飛灰比電阻進一步提高除塵器收塵效率；廢水蒸發(fā)后的部分固體由于重力作用會沉積在廢水旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)塔內(nèi)壁，同時未徹底蒸干的廢水霧滴也會由于氣流擾動逃逸至塔體內(nèi)壁，從而會引起內(nèi)壁結(jié)垢，通過在塔體內(nèi)壁設(shè)置壓縮空氣管道19，可以有效降低內(nèi)壁上固體物質(zhì)的沉積，減少內(nèi)壁結(jié)垢的幾率。

本發(fā)明廢水管采用碳鋼襯膠，廢水箱采用碳鋼及玻璃鱗片進行防腐處理，蒸發(fā)塔本體包括蒸發(fā)塔直筒段和蒸發(fā)塔錐體段，蒸發(fā)塔直筒段采用耐高溫耐腐蝕的不銹鋼，蒸發(fā)塔錐體段采用碳鋼，同時在蒸發(fā)塔本體外壁采用保溫巖棉進行保溫，防止塔內(nèi)煙溫損失的同時，保證操作人員安全；壓縮空氣管道和堿液箱采用304不銹鋼拼接而成。

煙氣分布器是一種屋脊式煙氣分布器，帶有可調(diào)節(jié)導向葉片，采用低碳鋼表面涂防腐鱗片。旋轉(zhuǎn)霧化器為具有一定厚度的和開孔率的實心圓盤狀結(jié)構(gòu)，材質(zhì)1.4529。

實施例3

參照圖1，圖2，對于鍋爐容量260t/h的熱電聯(lián)產(chǎn)機組，煙氣量約為30萬Nm³/h，鍋爐額定負荷下空氣預熱器27前煙氣煙溫約350℃，空氣預熱器27后方煙溫約為130℃，采用實施例2方法(靜電除塵器(雙室四電場)除塵工藝+ 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫除塵工藝)，脫硫塔2石膏漿液經(jīng)石膏脫水系統(tǒng)3處理后的廢水溫度為40℃，經(jīng)第一廢水輸送泵5輸送至廢水旋流器4；經(jīng)廢水溢流口6輸送至廢水箱8收集，加入質(zhì)量分數(shù)10％的氫氧化鈣溶液調(diào)節(jié)廢水pH至9，調(diào)整pH后的廢水，經(jīng)第二廢水泵10輸送至旋轉(zhuǎn)噴霧蒸發(fā)塔系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)霧化器14，霧化成平均粒徑為50微米的霧滴，廢水溫度為40℃，廢水與從空氣預熱器27前引入的高溫煙氣經(jīng)煙氣分布器17后逆行接觸，高溫煙氣溫度為350℃，廢水霧滴在塔內(nèi)與高溫煙氣的接觸時間為0.8S，廢水與高溫煙氣接觸后迅速蒸發(fā)，廢水蒸發(fā)后匯同蒸發(fā)煙氣一起進入靜電除塵器1處理，廢水蒸發(fā)后使得進入靜電除塵器的煙氣溫度降低，對應的煙氣含濕量增大，同時由于廢水中蒸干后的無機鹽促進飛灰比電阻的降低，因而，使得靜電除塵器的除塵效率提高20％左右；同時由于煙氣溫度的降低和含濕量的增大使得后續(xù)脫硫系統(tǒng)的水耗降低。

本發(fā)明工藝簡單，廢水治理穩(wěn)定性高，不受機組負荷影響，投資和運行費用低，節(jié)省水耗和能耗，實現(xiàn)廢水零排放同時增加煙氣濕度，降低飛灰比電阻，增加顆粒物的荷電量進而提高除塵器除塵效率。