本發(fā)明涉及火電廠脫硫廢水處理的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鍋爐煙氣余熱耦合蒸發(fā)濃縮脫硫廢水系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在大型火力發(fā)電廠石灰石-石膏濕法鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)中，為保證脫硫效率，維持系統(tǒng)氯離子平衡，需要排出部分脫硫廢水。因廢水中含有大量溶解鹽、固體懸浮物及少量氟離子、重金屬離子等有害污染物，不能直接排放，成為燃煤電廠最難處理的廢水之一。目前，通常采用的脫硫廢水處理工藝是采用化學(xué)處理方法對(duì)廢水進(jìn)行絮凝、沉降及中和，減少?gòu)U水中的懸浮物及有害物質(zhì)，處理后出水含鹽量很高，直接排放造成二次污染。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外都很多學(xué)者開(kāi)始研究脫硫廢水濃縮處理技術(shù)。

但是，由于目前脫硫廢水零排放技術(shù)的投資和運(yùn)行成本高昂，特別是廢水濃縮技術(shù)，目前實(shí)際應(yīng)用案例較少。

預(yù)處理技術(shù)的前一部分與常規(guī)三聯(lián)箱方式一樣，只是增加了深度軟化方式，即離子交換樹(shù)脂等方式深度除去廢水中的硬度。

膜濃縮是一種改革傳統(tǒng)工藝實(shí)現(xiàn)高效純化濃縮的技術(shù)。它利用有效成分與液體的分子量的不同實(shí)現(xiàn)定向的分離，達(dá)到濃縮的作用。主要應(yīng)用于脫硫廢水的膜濃縮有反滲透和正滲透。反滲透的截留對(duì)象是所有的離子，僅讓水透過(guò)膜，對(duì)cl^-的截留率在98%以上，出水為無(wú)離子水。反滲透法能夠去除可溶性的金屬鹽、有機(jī)物、細(xì)菌、膠體粒子、發(fā)熱物質(zhì)，也即能截留所有的離子，在生產(chǎn)純凈水、軟化水、無(wú)離子水、產(chǎn)品濃縮、廢水處理方面反滲透膜已經(jīng)應(yīng)用廣泛。正滲透是指水從較高水化學(xué)勢(shì)(或較低滲透壓)側(cè)區(qū)域通過(guò)選擇透過(guò)性膜流向較低水化學(xué)勢(shì)(或較高滲透壓)側(cè)區(qū)域的過(guò)程。相對(duì)于壓力驅(qū)動(dòng)的膜分離過(guò)程如微濾、超濾和反滲透技術(shù)，這一技術(shù)從過(guò)程本質(zhì)上講具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如低壓甚至無(wú)壓操作，因而能耗較低；對(duì)許多污染物幾乎完全截留，分離效果好。但是，需要使用大量藥劑，用于廢水處理，并且其系統(tǒng)復(fù)雜、運(yùn)行及維護(hù)成本高（約為45元/噸廢水）、定期更換膜（一般2-3年更換一次）維護(hù)成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用鍋爐煙氣的余熱，對(duì)濃縮的脫硫廢水進(jìn)行耦合式蒸發(fā)的系統(tǒng)，從而達(dá)到減少脫硫廢水排放的目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種鍋爐煙氣余熱耦合蒸發(fā)濃縮脫硫廢水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：煙道換熱器、蒸發(fā)器組、尾氣冷凝器和尾氣冷凝罐，由脫硫廢水管路依次連接所述蒸發(fā)器組、所述尾氣冷凝器和所述尾氣冷凝罐，所述煙道加熱系統(tǒng)與所述蒸發(fā)器組連接；其中，

所述煙道換熱器，設(shè)置在鍋爐煙氣的排放通道內(nèi)，利用煙氣余熱加熱蒸發(fā)器組內(nèi)的脫硫廢水；

所述蒸發(fā)器組，包括至少一組蒸發(fā)器，每組所述蒸發(fā)器包括由管道連接成環(huán)的加熱器、循環(huán)泵和分離器，所述煙道換熱器與所述加熱器連接，所述分離器上設(shè)置有蒸汽出口和濃縮液出口，蒸發(fā)器組通過(guò)蒸發(fā)的方式將脫硫廢水中水分與鹽分雜質(zhì)分離；

所述尾氣冷凝器，將蒸發(fā)的蒸汽降溫冷凝；

所述尾氣冷凝罐，存儲(chǔ)冷凝水并送入成品水箱。

進(jìn)一步，當(dāng)設(shè)置多組所述蒸發(fā)器時(shí)，蒸發(fā)器串聯(lián)連接：上一級(jí)所述分離器的蒸汽出口與下一級(jí)所述加熱器連接，上一級(jí)分離器的濃縮液出口與下一級(jí)分離器連接。

進(jìn)一步，除第一組外的其他所述蒸發(fā)器中的加熱器上設(shè)置有冷凝水出口，所述冷凝水出口與所述尾氣冷凝罐連接。

進(jìn)一步，所述尾氣冷凝罐上連接有尾氣抽真空裝置。

進(jìn)一步，所述煙氣換熱器上設(shè)置有與換熱管連接的蒸汽發(fā)生器和下集水箱，所述蒸汽發(fā)生器通過(guò)蒸汽管路與所述加熱器的蒸汽入口連接，加熱器的冷凝水出口與所述一效冷凝罐的冷凝水入口連接，一效冷凝罐的冷凝水出口通過(guò)水泵與所述下集水箱連接形成介質(zhì)水的循環(huán)回路。

進(jìn)一步，所述一效冷凝罐上設(shè)置有補(bǔ)水管路。

進(jìn)一步，所述一效冷凝罐上設(shè)置有一效抽真空裝置。

進(jìn)一步，通過(guò)所述蒸發(fā)器組分離出的濃縮液通過(guò)增稠器與石膏庫(kù)連接。

進(jìn)一步，所述尾氣冷凝器內(nèi)設(shè)置有冷卻水管。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有：

1）煙道加熱器利用鍋爐尾部煙道煙氣余熱加熱脫硫廢水，與利用蒸發(fā)器進(jìn)行的多效閃蒸技術(shù)相結(jié)合。既達(dá)到余熱利用，又可以降低煙氣進(jìn)入脫硫吸收塔的溫度，從而降低了脫硫系統(tǒng)的水耗。通過(guò)煙氣加熱，進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的煙氣溫度可降低約5-8℃，降低脫硫系統(tǒng)阻力約60pa。

2）采用多組蒸發(fā)器組合的多效閃蒸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源階梯利用，提高了能源的利用率。利用鍋爐尾部煙氣余熱，整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程無(wú)外部蒸汽輸入，實(shí)現(xiàn)低能源消耗。

3）不需要對(duì)脫硫廢水進(jìn)行三聯(lián)箱處理和預(yù)處理，節(jié)省了上述環(huán)節(jié)的投資和運(yùn)行成本，避免了由于三聯(lián)箱處理污泥的產(chǎn)生。

4)脫硫廢水濃縮中，不添加任何藥物，蒸溜出的潔凈水回用。

5)脫硫廢水處理系統(tǒng)回水率大于90%。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明鍋爐煙氣余熱耦合蒸發(fā)濃縮脫硫廢水系統(tǒng)的示意圖；

其中，1煙道加熱器、2蒸發(fā)器組、3尾氣冷凝器、4尾氣冷凝罐、5一效冷凝罐、6換熱管、7蒸汽發(fā)生器、8下集水箱、9視鏡、10a一效分離器、10b二效分離器、10c三效分離器、11a一效循環(huán)泵、11b二效循環(huán)泵、11c三效循環(huán)泵、12a一效加熱器、12b二效加熱器、12c三效加熱器、13凝結(jié)水泵、14尾氣真空泵、15一效真空泵、16加濕水泵、a一效蒸發(fā)器。

具體實(shí)施方式

下面利用結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行更全面的說(shuō)明。本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實(shí)施例。

為了易于說(shuō)明，在這里可以使用諸如“上”、“下”、“左”、“右”等空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，用于說(shuō)明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對(duì)于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語(yǔ)意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位（旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位），這里所用的空間相對(duì)說(shuō)明可相應(yīng)地解釋。

如圖1所示，鍋爐煙氣余熱耦合蒸發(fā)濃縮脫硫廢水系統(tǒng)主要包括：煙道加熱器1、蒸發(fā)器組2、尾氣冷凝器3和尾氣冷凝罐4。蒸發(fā)器組2至少設(shè)置一組蒸發(fā)器a，當(dāng)然也可以串聯(lián)設(shè)置多組，在本實(shí)施例中具體設(shè)置了三組蒸發(fā)器。

煙道換熱器1設(shè)置在鍋爐空氣預(yù)熱器出口煙道內(nèi)，煙氣換熱器1包括換熱管6、蒸汽發(fā)生器7和下集水箱8，蒸汽發(fā)生器7和下集水箱8與換熱管6連接，蒸汽發(fā)生器7上設(shè)置有視鏡9，用于觀察蒸汽發(fā)生器7的水位等工況；蒸汽發(fā)生器7通過(guò)蒸汽管路與一效加熱器12a連接，一效加熱器12a上的冷凝水出口與一效冷凝水罐5連接，一效冷凝水罐5通過(guò)加濕水泵16與下集水箱8連接，構(gòu)成介質(zhì)水的循環(huán)回路，一效冷凝水罐5上連接有一效抽真空裝置15，在本實(shí)施例中一效抽真空裝置15為真空泵，真空泵將該循環(huán)回路中的空氣抽離并排入大氣，使介質(zhì)水和蒸汽處于真空環(huán)境，以提高蒸汽的汽化潛能。一效冷凝水罐5上設(shè)置有介質(zhì)水的補(bǔ)水管路。

由脫硫廢水管路依次連接蒸發(fā)器組2、尾氣冷凝器3和尾氣冷凝罐4；其中，蒸發(fā)器組2包括三組蒸發(fā)器，以一效蒸發(fā)器a為了進(jìn)行說(shuō)明蒸發(fā)器的組成，一效蒸發(fā)器a包括一效分離器10a、一效循環(huán)泵11a和一效加熱器12a，一效分離器10a、一效循環(huán)泵11a和一效加熱器12a有管道連接呈環(huán)路，脫硫廢水與一效分離10a連接，脫硫廢水在一效加熱器12a內(nèi)進(jìn)行熱量交換，在一效分離器10a中蒸汽通過(guò)其頂部的管路與二效加熱器12b連接，作為二效加熱器12b的熱源，一效分離器10a中分離的濃縮液與二效分離器10b連接，作為二效分離器10b的分離對(duì)象，由二效循環(huán)泵11b驅(qū)動(dòng)在二效蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)，同理，二效分離器10b分離出的蒸汽進(jìn)入三效加熱器12c，作為三效加熱器12c的熱源，在三效循環(huán)泵11c的作用下與進(jìn)入三效分離器10c的濃縮液進(jìn)行熱量交換，三效分離器10c分離出的蒸汽進(jìn)入尾氣冷凝器3冷卻，而分離出的濃縮液通過(guò)增稠器增稠后送入石膏庫(kù)存放。

蒸汽進(jìn)入尾氣冷凝器3后，與尾氣冷凝器3中冷卻水管進(jìn)行換熱冷卻，冷卻后流入尾氣冷凝罐4，在凝結(jié)水泵13的作用下，排入成品水箱中。

作為熱源的蒸汽在二效加熱器12b和三效加熱器12c換熱冷卻后從冷凝水出口流出，匯流至尾氣冷凝水罐4。

尾氣冷凝罐4上連接有尾氣抽真空裝置14，在本實(shí)施例中尾氣抽真空裝置14為真空泵，將脫硫廢水管路內(nèi)形成真空環(huán)境，提高蒸發(fā)器組內(nèi)蒸汽的汽化潛能。

本系統(tǒng)在脫硫廢水濃縮過(guò)程中，不添加任何藥物，蒸溜出的潔凈水回用，脫硫廢水處理系統(tǒng)回水率大于90%。

以上結(jié)合附圖僅描述了本申請(qǐng)的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，但本申請(qǐng)不限于此，凡是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離本申請(qǐng)的精神下，做出的任何改進(jìn)和/或變形，均屬于本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。