本實用新型涉及一種廢水處理系統(tǒng)；更具體地講，本實用新型涉及一種用于脫硫廢水資源化處理的結晶系統(tǒng)。

背景技術：

隨著我國經濟和電力的迅速發(fā)展，在我國北方多煤、少水的地區(qū)，水資源的可利用量日益減少，水價和排污費的不斷上漲，電廠廢水實現(xiàn)資源化是必然的。即使在水資源相對豐富的地區(qū)，隨著環(huán)保要求的嚴格，實現(xiàn)廢水的資源化也是電廠用水的一種趨勢。從可持續(xù)發(fā)展的觀點看，環(huán)保要求的逐步嚴格，使得脫硫廢水的資源化是電廠環(huán)保發(fā)展的必然趨勢。

中國專利申請CN201510868739.9公開了一種脫硫廢水零排放的方法及系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次連通的藥劑軟化處理裝置、樹脂軟化裝置、反滲透處理裝置和蒸發(fā)結晶裝置，通過處理后分別冷凝水回用，從而達到脫硫廢水零排放的目的。

中國專利申請CN201520738649.3公開了一種脫硫廢水零排放處理裝置，包括脫硫廢水緩沖箱，脫硫廢水泵，混凝澄清過濾軟化池，中間水箱，中間水泵，離子交換軟化床，煙氣蒸發(fā)濃縮裝置、廢液濃縮水池、濃縮廢液泵、布水裝置以及增壓風機。脫硫廢水經過二級軟化處理和蒸發(fā)濃縮后，用于除灰系統(tǒng)和除渣系統(tǒng)。該裝置采用以廢治廢的處理工藝，基建和運行費用低廉，經濟的實現(xiàn)脫硫廢水零排放。

雖然采用上述技術方案均可以實現(xiàn)脫硫廢水的零排放或近零排放，但是其中所產生的結晶鹽面臨著因二次污染而需再行處理的尷尬局面。因此，有必要對上述技術方案進行改進，以提供一種能夠盡可能最大化地實現(xiàn)脫硫廢水資源再利用的脫硫廢水處理系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的主要目的是提供一種能夠生產高質量冷凝水和高純度結晶鹽的結晶系統(tǒng)，以實現(xiàn)脫硫廢水的資源化處理。

為了實現(xiàn)上述的主要目的，本實用新型提供了一種用于脫硫廢水資源化處理的結晶系統(tǒng)，包括Na₂SO₄結晶單元和NaCl結晶單元，其中：

Na₂SO₄結晶單元包括一段閃蒸罐、一段換熱器、一段循環(huán)泵、一段蒸汽壓縮機、冷凍結晶罐、冷凍結晶循環(huán)泵、冷凍機組和沉降室；

其中，一段閃蒸罐、一段循環(huán)泵和一段換熱器通過循環(huán)管道依次連接而形成一段蒸發(fā)濃縮循環(huán)回路，一段蒸汽壓縮機具有蒸汽入口和蒸汽出口，一段蒸汽壓縮機的蒸汽入口與一段閃蒸罐的蒸汽排放口相連通，一段蒸汽壓縮機的蒸汽出口與一段換熱器的蒸汽入口相連通；

冷凍結晶罐、冷凍結晶循環(huán)泵和冷凍機組通過循環(huán)管道依次連接而形成冷凍結晶循環(huán)回路，該冷凍結晶循環(huán)回路與一段閃蒸罐相連通，冷凍結晶罐的外部出口連接沉降室；

NaCl結晶單元包括進水預熱器、二段閃蒸罐、二段換熱器、二段循環(huán)泵和二段蒸汽壓縮機；

其中，二段閃蒸罐、二段循環(huán)泵和二段換熱器通過循環(huán)管道依次連接而形成二段蒸發(fā)濃縮循環(huán)回路；進水預熱器的冷流側進水口與沉降室的上清液出口相連通，冷流側出水口與二段蒸發(fā)濃縮回路相連通；二段蒸汽壓縮機具有蒸汽入口和蒸汽出口，二段蒸汽壓縮機的蒸汽入口與二段閃蒸罐的蒸汽排放口相連通，二段蒸汽壓縮機的蒸汽出口與二段換熱器的蒸汽入口相連通，蒸汽在二段換熱器內冷凝后進入進水預熱器的熱流側。

本實用新型用于脫硫廢水資源化處理的結晶系統(tǒng)旨在聯(lián)用兩段結晶裝置對經過預處理的脫硫廢水進行處理。其中，預處理主要目的是去除脫硫廢水硬度，盡可能避免結晶系統(tǒng)出現(xiàn)結垢的危害，預處理工藝可選擇性的根據(jù)廢水水質進行優(yōu)化。通過軟化的脫硫廢水具有高含鹽量的特點，其中主要包括SO₄^2-、Na⁺、Cl^-等。

通過預處理軟化之后的脫硫廢水首先進入Na₂SO₄結晶單元進行濃縮后冷凍結晶，析出Na₂SO₄結晶鹽通過脫水干燥后可再利用，產生的冷凝水進行預熱冷卻后回用。Na₂SO₄結晶后的廢液進入NaCl結晶單元，NaCl結晶單元利用蒸發(fā)結晶原理，析出NaCl結晶鹽通過脫水干燥后可再利用。通過聯(lián)用兩段結晶裝置對軟化處理后的脫硫廢水進行處理，處理后的產水達到循環(huán)水的水質標準，可回收再利用，通過冷凍結晶法和蒸發(fā)結晶法分離硫酸鈉和氯化鈉，實現(xiàn)脫硫廢水的資源化。

本實用新型中，為實現(xiàn)結晶系統(tǒng)的長期、穩(wěn)定運行，系統(tǒng)需適量排出少量母液，避免有機物及硝酸鹽的累積，影響結晶鹽的質量。通過以上兩段結晶處理后，脫硫廢水最后產出分為四部分，其一為冷凝水，該水水質結晶脫鹽水，可再次利用；其二為硫酸鈉結晶鹽，結晶鹽可達到工業(yè)用鹽標準；其三為氯化鈉結晶鹽，結晶鹽同樣可以達到工業(yè)用鹽標準；其四為少量母液，母液排放量低于總進水量的1％，該部分廢液可用于電廠除灰系統(tǒng)和除渣系統(tǒng)等。

根據(jù)本實用新型的一種具體實施方式，一段閃蒸罐包括罐體和設置在該罐體底部的鹽腿，該鹽腿上設置有第一廢水入口和位于該第一廢水入口之下的晶漿出口，該晶漿出口與冷凍結晶循環(huán)回路相連通。

優(yōu)選地，一段閃蒸罐的晶漿出口與連接冷凍結晶罐和冷凍結晶循環(huán)泵的循環(huán)管道相連通。

根據(jù)本實用新型的另一具體實施方式，二段閃蒸罐包括罐體和設置在該罐體底部的鹽腿，該鹽腿上設置有第二廢水入口和位于該第二廢水入口之下的晶漿出口。

本實用新型中，一段閃蒸罐和二段閃蒸罐內腔的頂部可以分別設置有除霧器。

優(yōu)選地，上述除霧器包括位于下層的折流板和位于上層的絲網(wǎng)。

本實用新型中，通過位于下層的折流板將蒸汽夾帶的大部分液滴去除，由于折流板的汽液通道較大，因而不會堵塞。經初步去除液滴后的蒸汽進入絲網(wǎng)，將蒸汽中剩余的直徑更小的霧滴去除，以保證蒸汽的質量。

根據(jù)本實用新型的另一具體實施方式，二段蒸汽壓縮機為二級機械蒸汽壓縮機。

本實用新型中，優(yōu)選地，一段換熱器低于一段閃蒸罐，且二段換熱器低于二段閃蒸罐。

根據(jù)本實用新型的另一具體實施方式，進水預熱器的冷流側出水口與連接二段閃蒸罐和二段循環(huán)泵的循環(huán)管道相連通。

根據(jù)本實用新型的另一具體實施方式，NaCl結晶單元還包括冷凝水箱，該冷凝水箱與二段換熱器的冷凝水出口相連，并在冷凝水泵的作用下向進水預熱器的熱流側供給冷凝水。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具備如下有益效果：

本實用新型針對脫硫廢水中溶解鹽分的不同特征，采用二段式濃縮結晶的方法，生產出高質量的冷凝水和高純度的結晶鹽，實現(xiàn)脫硫廢水的資源化再利用；另外，本實用新型結合采用了蒸汽機械再壓縮(MVR)技術，從而實現(xiàn)結晶系統(tǒng)的低能耗運行并以低能耗產出高質量的產品。

為了更清楚地闡述本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步的詳細說明。

附圖說明

圖1是本實用新型結晶系統(tǒng)實施例中Na₂SO₄結晶單元的結構示意圖；

圖2是本實用新型結晶系統(tǒng)實施例中NaCl結晶單元的結構示意圖。

具體實施方式

圖1和圖2分別示出了本實用新型用于脫硫廢水資源化處理的結晶系統(tǒng)中的Na₂SO₄結晶單元和NaCl結晶單元。

如圖1所示，Na₂SO₄結晶單元包括濃縮裝置和冷凍結晶裝置。其中，濃縮裝置包括一段閃蒸罐1-1、一段換熱器1-2、一段循環(huán)泵1-3以及一段蒸汽壓縮機1-4；冷凍結晶裝置包括冷凍結晶罐1-5、冷凍機組1-6、冷凍結晶循環(huán)泵1-7和沉降室1-8。

一段閃蒸罐1-1用于脫硫廢水的閃蒸濃縮，包括罐體10以及與罐體10的底部相連的鹽腿11。其中，罐體10下部設置有內部出口101，上部設置有內部入口102，頂部設置有蒸汽排放口103；鹽腿11上設置有第一廢水入口111和位于第一廢水入口111下方的晶漿出口112。另外，罐體10內腔的頂部還設置有位于液面上方、并低于蒸汽排放口103的雙層除霧器104，雙層除霧器104的下層為折流板形式、上層為絲網(wǎng)形式。

一段換熱器1-2的主要作用是加熱廢水，其具有液體入口21、液體出口22、蒸汽入口23和冷凝水出口24。其中，保證一段換熱器1-2內的壓力高于一段閃蒸罐1-1內的壓力，且一段換熱器1-2的位置低于一段閃蒸罐1-1的位置。

一段循環(huán)泵1-3的主要作用是提供脫硫廢水的循環(huán)動力，其具有循環(huán)入口31和循環(huán)出口32。一段循環(huán)泵1-3的循環(huán)入口31與一段閃蒸罐1-1的內部出口101之間、一段循環(huán)泵1-3的循環(huán)出口32與一段換熱器1-2的液體入口21之間、一段換熱器1-2的液體出口22與一段閃蒸罐1-1的內部入口102之間以及通過循環(huán)管道進行連接，從而在一段閃蒸罐1-1、一段循環(huán)泵1-3和一段換熱器1-2之間形成一段蒸發(fā)濃縮循環(huán)回路。在連接循環(huán)泵1-3和閃蒸罐1-1的第一循環(huán)管道上設置有主廢水入口10，脫硫廢水由主廢水入口10輸入一段蒸發(fā)濃縮循環(huán)回路。

一段蒸汽壓縮機1-4的主要作用是對蒸汽進行壓縮并給Na₂SO₄結晶單元提供能量。如圖1所示，其具有蒸汽入口41和蒸汽出口42，蒸汽入口41和一段閃蒸罐1-1的蒸汽排放口103之間、蒸汽出口42和一段換熱器1-2的蒸汽入口23之間通過管道連接。閃蒸所產生的二次蒸汽從一段閃蒸罐1-1的蒸汽排放口103出來進入一段蒸汽壓縮機1-4，二次蒸汽通過一段壓縮機1-4的壓縮獲得能量后，進入一段換熱器1-2進行換熱，產生的冷凝液由冷凝水出口24排出并可回用。

冷凍結晶罐1-5用于結晶鹽的析出，其具有內部入口51、內部出口52及外部出口53。冷凍結晶循環(huán)泵1-7的主要作用是提供冷凍結晶廢水的循環(huán)動力，其具有循環(huán)入口71和循環(huán)出口72。冷凍機組1-6用于冷卻晶漿，與晶漿直接作用的主要為換熱裝置，其中晶漿主要流過換熱裝置的熱側，而冷側由冷媒介質流經，從而實現(xiàn)晶漿的降溫冷凍。沉降室1-8主要用于結晶鹽的沉降，其具有晶漿入口81、位于其上部的上清液出口82以及位于其下部的結晶鹽出口83。上清液出口82將接入NaCl結晶單元，結晶鹽出口83則接入脫水干燥設備(圖中未示出)。經過脫水干燥后的結晶鹽可以再利用。

冷凍結晶罐1-5的內部出口52和冷凍結晶循環(huán)泵1-7的循環(huán)入口71之間、冷凍結晶循環(huán)泵1-7的循環(huán)出口72和冷凍機組1-6的熱側入口61之間、以及冷凍機組1-6的熱側出口62和之間和冷凍結晶罐1-5的內部入口51之間通過循環(huán)管道連接，從而在冷凍結晶罐1-5、冷凍結晶循環(huán)泵1-7和冷凍機組1-6之間形成冷凍結晶循環(huán)回路。一段閃蒸罐1-1的晶漿出口112與連接冷凍結晶罐1-5和冷凍結晶循環(huán)泵1-7的循環(huán)管道相連通。晶漿濃縮液通過冷凍結晶循環(huán)泵1-7在冷凍結晶罐1-5和冷凍機組1-6內進行循環(huán)。冷凍結晶罐1-5的外部出口53則連接至沉降室1-8的晶漿入口81。

如圖2所示，NaCl結晶單元包括進水預熱器2-1、二段閃蒸罐2-2、二段換熱器2-3、二段循環(huán)泵2-4、二段蒸汽壓縮機2-5、冷凝水箱2-6和冷凝水循環(huán)泵2-7。

其中，二段閃蒸罐2-2、二段換熱器2-3、二段循環(huán)泵2-4及二段蒸汽壓縮機2-5與一段閃蒸罐1-1、一段換熱器1-2、一段循環(huán)泵1-3以及一段蒸汽壓縮機1-4的結構、連接關系和工作原理基本相同，唯一區(qū)別在于二段蒸汽壓縮機2-5為二級機械蒸汽壓縮機(即采用兩臺蒸汽壓縮機，其中一級蒸汽壓縮機出口連接二級蒸汽壓縮機)故在此省略對二段閃蒸罐2-2、二段換熱器2-3、二段循環(huán)泵2-4及二段蒸汽壓縮機2-5之間連接關系及工作原理的詳細說明。

進水預熱器2-1用于將經過冷凍結晶后的脫硫廢水濃縮液進行預熱，其冷流側進水口211與沉降室1-8的上清液出口82相連通，冷流側出水口212與連接二段閃蒸罐2-2和二段循環(huán)泵2-4的循環(huán)管道相連通。冷凝水箱2-6的冷凝水入口261與二段換熱器2-3的冷凝水出口231相連，冷凝水出口262通過冷凝水泵2-7與進水預熱器2-1的熱流側進水口213相連通，使得冷凝水箱2-6內的冷凝水在冷凝水泵2-7的作用下進入進水預熱器2-1的熱流側。

在二段閃蒸罐2-2中通過蒸發(fā)濃縮后產生的NaCl結晶鹽進入設置在二段閃蒸罐2-2底部的鹽腿221內，并通過設置在鹽腿221上的晶漿出口2211排出，經脫水干燥后即可回收再利用。另外，在二段閃蒸罐2-2的鹽腿221上還設置有第二廢水入口2212，第二廢水入口2212位于晶漿出口2211的上方。

雖然本實用新型以較佳實施例揭露如上，但并非用以限定本實用新型實施的范圍。任何本領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型的發(fā)明范圍內，當可作些許的改進，即凡是依照本實用新型所做的同等改進，應為本實用新型的范圍所涵蓋。