本發(fā)明一般涉及用于處理熱電廠、其它工業(yè)工廠和/或其它工業(yè)來源中產(chǎn)生的廢水的方法、系統(tǒng)和/或裝置。

背景技術：

包括燃烴發(fā)電廠諸如煤、油和/或天然氣燃燒的發(fā)電廠的熱電廠和核發(fā)電廠以及其它重工業(yè)過程使用大量水以用于進行各種工藝并且提供輔助功能。通常，水是從周圍環(huán)境諸如附近的溪流或湖泊抽取，并且水最終返回到溪流或湖泊中。

問題是水往往會被化學品和/或來自工業(yè)過程的其它廢棄產(chǎn)物污染，從而形成廢水。因此，經(jīng)常需要在將廢水返回到環(huán)境中之前處理這種廢水以去除污染物的一些或全部。

燃烴熱電廠中經(jīng)常產(chǎn)生的廢水的一個特定來源是煙道氣脫硫“fgd”清洗用水，或“排污水”。fgd清洗用水是含硫的廢水或漿料和/或從煙道氣(即，來自鍋爐或其它烴燃料燃燒過程的排氣)流去除的其它化學品。fgd清洗用水是煙道氣脫硫系統(tǒng)的副產(chǎn)物，其中硫和其它污染物通常在稱為吸收器的部件中從煙道氣流去除。在吸收器中，硫和/或其它污染物通常通過用攜帶各種化學品的基于水的漿料對煙道氣流噴霧來從煙道氣去除，化學品被設計成幫助從氣體去除硫和/或其它污染物。漿料在被噴霧到煙道氣流中之后收集，并且典型地通過吸收器再循環(huán)多次。fgd清洗用水是隨著漿料中的硫和/或其它污染物的堆積的增加而從漿料抽出的，例如以在某一預選擇的范圍內或在某一預選擇的上限下維持漿料中的總溶解固體(“tds”)的廢水流。

發(fā)電廠和其它工業(yè)工廠中經(jīng)常產(chǎn)生的廢水的另一個來源是冷卻塔清洗用水，或“排污水”。與fgd清洗用水類似，冷卻塔清洗用水是含有溶解固體的廢水，該廢水從用于冷卻排氣的供水抽出，通常以在某一預選擇的范圍或限制之內或之下維持冷卻水中的tds。

發(fā)電廠中經(jīng)常產(chǎn)生的廢水的另外的來源是工業(yè)水，工業(yè)水用于冷卻除主冷凝器之外電廠廠房或其它地方中的各種熱交換器或冷卻器。正如fgd清洗用水和冷卻塔清洗用水，工業(yè)水通常累積溶解固體，溶解固體的水平通常需要進行控制。

工業(yè)水、fgd清洗用水和冷卻塔清洗用水通常需要被處理來在返回到環(huán)境中或在工業(yè)工廠內再循環(huán)以供進一步使用之前去除溶解固體的一些或全部。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)一些方面，公開了用于在將水返回到周圍環(huán)境或將水再循環(huán)以供發(fā)電廠后續(xù)使用之前用廢水濃縮器處理熱電廠處的廢水的一種或多種方法、系統(tǒng)和/裝置，廢水濃縮器包括直接接觸絕熱濃縮系統(tǒng)。方法、系統(tǒng)和裝置可以應用于產(chǎn)生含有硫或其它酸性氣體排氣流的其它過程，例如石油精煉廠和/或天然氣加工廠。

根據(jù)其它方面，公開了用于以多階段處理系統(tǒng)處理廢水的一種或多種方法、系統(tǒng)和/裝置，其中第一階段包括操作地設置在含廢水的蓄水池中的液體蒸發(fā)器，并且第二階段包括操作地連接到蓄水池以從蓄水池接收廢水的廢水濃縮器。多階段處理系統(tǒng)可以用作用于處理熱電廠處的廢水的系統(tǒng)的一部分，但不限于在熱電廠中使用。

根據(jù)一個示例性方面，用于熱電廠的廢水處理系統(tǒng)包括熱電廠中產(chǎn)生的廢水流，該廢水流被引導穿過實現(xiàn)直接接觸絕熱廢水濃縮器系統(tǒng)的廢水濃縮器。熱進料氣體流同時被引導穿過廢水濃縮器。廢水濃縮器將熱進料氣體和廢水直接混合，并且從廢水蒸發(fā)水以形成水蒸氣和濃縮廢水。廢水濃縮器將水蒸氣從濃縮廢水分離。廢水濃縮器排放排氣，包括水蒸氣和一些或全部進料氣體。排氣可以排放至大氣或另一部件以供進一步處理、回收或使用。其余濃縮廢水或排出鹽水可以再循環(huán)穿過廢水濃縮器以用于進一步濃縮和/或引導用于進一步處理、回收和/或處置。

根據(jù)另一個示例性方法，公開了一種利用實現(xiàn)直接接觸絕熱廢水濃縮器系統(tǒng)的廢水濃縮器處理來自熱電廠的廢水的方法。發(fā)電廠包括廢水源和熱進料氣體源。該方法包括以下步驟：將熱進料氣體流接收到廢水濃縮器中，通過導管將包括廢水的進料廢水從熱電廠接收到廢水濃縮器中，將熱進料氣體與進料廢水在廢水濃縮器中直接混合以將水蒸氣從進料廢水蒸發(fā)，在廢水濃縮器中將水蒸氣從進料廢水分離以形成濃縮排出鹽水和排氣，并且將排氣從廢水濃縮器排放。

根據(jù)另外的示例性方面，熱電廠包括熱電發(fā)電機，諸如用于產(chǎn)生蒸汽以使操作地連接到用于產(chǎn)生電力的發(fā)電機的渦輪機和/或燃氣渦輪機旋轉的鍋爐，具有直接接觸絕熱廢水濃縮器系統(tǒng)的廢水濃縮器，操作地連接到廢水濃縮器以將進料廢水供應至廢水濃縮器的廢水源以及操作地連接到廢水濃縮器以將熱進料氣體供應至廢水濃縮器的熱進料氣體源。廢水濃縮器將熱進料氣體與進料廢水直接混合，從進料廢水蒸發(fā)水蒸氣，將水蒸氣從進料廢水分離，從而形成排出鹽水和排氣，將排氣排放至大氣和/或另一處理部件，并且提供與排氣分離的排出鹽水以供進一步處理和/或處置。

進一步根據(jù)前述示例性方面中的任一個或多個，用于處理發(fā)電廠廢水的系統(tǒng)、裝置和/或方法和/或多階段廢水處理系統(tǒng)還任選地可以包括以下優(yōu)選形式的任一種或多種。

在一些優(yōu)選形式中，廢水包括來自發(fā)電廠的清洗用水、工業(yè)水、滲濾液和/或蓄水池水。清洗用水可以包括來自煙道氣脫硫系統(tǒng)的煙道氣脫硫清洗用水和/或來自冷卻塔的清洗用水。

在一些優(yōu)選形式中，熱電廠包括具有用于產(chǎn)生蒸汽的燃烴的燃燒加熱器的鍋爐來自燃燒加熱器的第一煙道氣流以及煙道氣脫硫系統(tǒng)。煙道氣脫硫系統(tǒng)可以操作地連接到來自燃燒加熱器的第一煙道氣流。煙道氣脫硫系統(tǒng)可以被布置成諸如用吸收器從煙道氣去除硫和/或其它污染物，并且產(chǎn)生煙道氣脫硫清洗用水。燃燒加熱器可以是燃烴的，例如用煤、油和/或天然氣燃燒。廢水濃縮器可以操作地連接到煙道氣脫硫系統(tǒng)以接收包括煙道氣脫硫清洗用水的進料廢水。在一些形式中，熱電廠包括其它類型的熱電發(fā)電機諸如燃氣渦輪機。燃氣渦輪機可以例如單獨用作主要發(fā)電設備和/或結合其它類型的熱電發(fā)電機用作調峰或備用發(fā)電設備。

在一些形式中，熱電廠包括冷卻塔。冷卻塔產(chǎn)生冷卻塔清洗用水。廢水濃縮器可以操作地連接到冷卻塔以接收包括冷卻塔清洗用水的進料廢水。

在一些形式中，熱電廠產(chǎn)生工業(yè)水。廢水濃縮器可以操作地連接到工業(yè)水源以接收包括工業(yè)水的進料廢水以用于濃縮。

在一些形式中，廢水濃縮器可以與發(fā)電廠滲濾液源操作地連接在一起，以使得發(fā)電廠滲濾液被供應至廢水濃縮器以用于濃縮。

在一些優(yōu)選形式中，廢水濃縮器可以與蓄水池操作地連接在一起，以使得來自蓄水池的水供應至廢水濃縮器以用于濃縮。

在一些優(yōu)選形式中，熱進料氣體包括熱排氣或來自發(fā)電廠內的一個或多個其它工序的其它廢熱。熱進料氣體可以抽自以下各項：第一煙道氣流諸如滑流、燃燒加熱器的燃燒空氣預熱器的熱空氣和/或包括其它熱氣體流。熱進料氣體可以從溫度處在約150°f與約800°f之間的溫度的第一流引出?；骺梢栽诘谝涣鞔┻^為燃燒器預加熱燃燒空氣的燃燒空氣預熱器之后從第一流抽取?；骺梢栽诘谝涣鞯竭_煙道氣脫硫系統(tǒng)之前從第一流抽取。燃燒加熱器可以包括煤燃燒鍋爐、內燃機、渦輪機組以及其它燃燒裝置中的任一個或多個。鍋爐可以包括用于為發(fā)電機的渦輪機產(chǎn)生進料蒸汽的鍋爐。

在一些優(yōu)選形式中，熱進料氣體從由燃燒空氣預熱器產(chǎn)生的熱空氣抽取。來自燃燒空氣預熱器的熱空氣任選地還可以在被提供為熱進料氣體之前例如用火炬或燃燒器進行加熱。

在一些優(yōu)選形式中，熱進料氣體通過火炬或燃燒器直接加熱?；鹁婊蛉紵骺梢詫Ｓ糜诩訜嵊写峁┲翉U水濃縮器的熱進料氣體。

在一些優(yōu)選形式中，熱進料氣體從備用發(fā)電設備諸如備用燃氣渦輪機或其它調峰發(fā)電裝置抽取。

在一些優(yōu)選形式中，熱進料氣體從包括本文描述的任一個或多個來源的多個不同的熱空氣源抽取。

在一些優(yōu)選形式中，廢水濃縮器包括將廢水直接混合并蒸發(fā)成熱排氣的裝置如文丘里管蒸發(fā)裝置或通流管蒸發(fā)。廢水濃縮器可以包括叉流式氣-液分離器、氣旋式氣-液分離器或濕式靜電除塵器中的任一個或任何組合。廢水濃縮器可以永久地安裝在發(fā)電廠中。廢水濃縮器可以是便攜式的并且暫時地安裝在發(fā)電廠中。

在形成多階段廢水處理系統(tǒng)的一些優(yōu)選形式中，廢水可以在第一階段通過另外的廢水處理系統(tǒng)進行預處理，之后在第二階段中提供作為進料廢水在廢水濃縮器中進行處理。預處理可以包括操作地設置在含廢水的蓄水池中以在將廢水提供至廢水濃縮器之前從廢水蒸發(fā)至少一些水的液體蒸發(fā)器。蓄水池可以諸如通過一個或多個供應導管從發(fā)電廠接收廢水。蓄水池可以通過一個或多個另外的排出導管操作地連接到廢水濃縮器。廢水可以從發(fā)電廠內的一個或多個工序通過供應導管流動到蓄水池中。廢水可以通過排出導管從蓄水池流動至廢水濃縮器。液體蒸發(fā)器優(yōu)選地連接到強制空氣源，并且諸如通過在大量廢水中形成氣泡將不連續(xù)的氣相與連續(xù)的廢水相在部分封閉容器內有力地混合。強制空氣可以例如通過發(fā)電廠內的廢熱源諸如煙道氣或其它廢熱源來加熱。液體蒸發(fā)器可以對廢水進行預處理以將比簡單地將來自發(fā)電廠內的各種工序的廢水直接用作進料廢水更為濃縮的進料廢水提供至廢水濃縮器。在第一階段使用的液體蒸發(fā)器與第二階段的用于廢水濃縮器的預處理進料廢水的組合可以在除了作為示例的熱電廠之外的其它使用環(huán)境中實施。

在一些優(yōu)選形式中，由廢水濃縮器產(chǎn)生的濃縮排出鹽水通過另外的處理系統(tǒng)和/或方法來進行后處理?？梢栽诤筇幚磉^程中將排出鹽水脫水。在后處理過程中從排出鹽水去除的液體可以再循環(huán)至廢水濃縮器以進行再次處理。

在一些優(yōu)選形式中，靜電除塵器(esp)、濕式靜電除塵器(wesp)和/或過濾袋操作地連接到第一煙道氣流或煙道氣滑流。esp、wesp或過濾袋可以被布置成在煙道氣進入廢水濃縮器之前從煙道氣去除飛灰和/或其它污染物。

在一些優(yōu)選形式中，從廢水濃縮器排放的排氣被引導至一個或多個另外的排放控制系統(tǒng)以在釋放至大氣之前進行進一步處理。來自廢水濃縮器的排氣可以在返回到電廠的排氣流之前進行加熱或預加熱。排氣可以用燃燒器、電加熱器或其它熱氣體流中的任一個或任何組合加熱或預加熱。排氣可以加熱到酸-氣冷凝溫度之上。排氣可以返回到煙道氣脫硫系統(tǒng)中。排氣還可以或可替代地直接排放至大氣，而不需進行進一步處理或再捕獲。

在考慮以下詳細描述和隨附權利要求書之后，其它方面和形式將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是根據(jù)本公開內容的一些方面包括用于處理由電廠產(chǎn)生的廢水的系統(tǒng)的示例性燃烴熱電廠的示意圖；

圖2是在圖1的發(fā)電廠中可使用的用于處理電廠廢水的示例性系統(tǒng)的示意圖；

圖3是圖2中具有所示的另外的任選特征的示例性系統(tǒng)的示意圖；

圖4是可適用于圖1至圖3的系統(tǒng)中的任一個的示例性廢水濃縮器的部分剖開的立體圖；

圖5是根據(jù)本公開內容的教導包括操作地設置在蓄水池內的液體蒸發(fā)器的預處理設備的截面圖；

圖6是根據(jù)本公開內容的教導包括操作地設置在蓄水池內的另一個液體蒸發(fā)器的預處理設備的截面圖；以及

圖7是在蓄水池內可用作預處理設備的另一個液體蒸發(fā)器的側視圖。

圖8是根據(jù)本公開內容的一些方面用于處理由發(fā)電廠生成的廢水的另一示例性系統(tǒng)的示意圖；以及

圖9是圖8的系統(tǒng)的放大示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)轉到附圖，圖1示出了用于處理熱電廠12處的發(fā)電廠廢水的示例性廢水處理系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括廢水濃縮器14。廢水濃縮器14諸如通過導管16在第一入口17處操作地連接到由熱電廠12內的一個或多個工序產(chǎn)生的廢水流。廢水濃縮器14還諸如通過導管18在第二入口19處操作地連接到熱進料氣體流。廢水濃縮器14包括直接接觸絕熱濃縮系統(tǒng)，其中廢水濃縮器14將來自導管18的熱進料氣體流直接與來自導管16的廢水流混合，并且從廢水蒸發(fā)水，以形成水蒸氣和濃縮廢水。廢水濃縮器14將水蒸氣從來自進料廢水的其余濃縮廢水分離。廢水濃縮器14諸如通過導管20從排放口22排放呈廢蒸氣流的包括水蒸氣和現(xiàn)已冷卻的進料氣體的一些或全部的排氣。排氣可以排放至大氣，排放至電廠排氣系統(tǒng)諸如通過煙道氣排氣煙囪40，或排放至用于后續(xù)處理、回收或使用的另一部件(未示出)。廢水濃縮器14通過鹽水排出口24將濃縮廢水的排出鹽水排出，鹽水排出口24優(yōu)選地操作地與布置成將排出鹽水運輸離開廢水濃縮器14的導管25連接在一起。導管25任選地將鹽水排出口24操作地連接到后處理系統(tǒng)26以用于排出鹽水的后續(xù)處理和/或處置。在一些布置中，鹽水排出口24還可或可替代地操作地連接到第一入口17或第三入口(未示出)以使排出鹽水再循環(huán)穿過廢水濃縮器14，以供進一步處理和濃縮。

在一個優(yōu)選的布置中，系統(tǒng)10導致熱電廠12的零液體排出。在這個布置中，來自廢水濃縮器14的排出鹽水可以再循環(huán)穿過廢水濃縮器14直到排出鹽水達到tds飽和水平或甚至是tds超飽和水平。排出鹽水之后可以通過后處理系統(tǒng)26用一個或多個另外的脫水系統(tǒng)，和/或其它水和/或固體去除系統(tǒng)例如使用壓縮型脫水系統(tǒng)來進一步處理，直到所有或基本上所有的水都已從固體分離。由于水已從固體分離并且連續(xù)地返回到廢水濃縮器中，這種操作模式實現(xiàn)了零液體排出(zld)，因為其余固體能夠以任何所需的且適當?shù)姆绞教幹谩?/p>

熱電廠12可以是任何類型的發(fā)電廠，諸如核發(fā)電廠或燃烴發(fā)電廠。在附圖中所示的示例性布置中，熱電廠12是燃烴發(fā)電廠。熱電廠12包括用于將鍋爐進料水(boilerfeedwater，bfw)31加熱成蒸汽33以使發(fā)電機渦輪機(未示出)旋轉的諸如鍋爐的一個或多個燃燒加熱器30。鍋爐30排出主要熱煙道氣流32，主要熱煙道氣流32依次穿過操作地連接到鍋爐30的節(jié)能器34、用于預加熱鍋爐燃燒進料氣體的空氣預熱器36、用于將飛灰和二氧化硫從煙道氣去除的煙道氣脫硫系統(tǒng)(“fgd”)38以及用于將煙道氣排放至大氣的煙道氣排氣煙囪40。鍋爐30可以是煤燃燒的、氣燃燒的和/或油燃燒的。

在一些任選的布置中，示例性fgd系統(tǒng)38包括操作地連接到空氣預熱器36的飛灰去除設備42，諸如纖維袋過濾器、靜電除塵器(“esp”)或濕式靜電除塵器(“wesp”)；操作地連接到飛灰去除設備42的濕式洗滌器44；以及操作地連接到濕式洗滌器44，用于去除硫氧化物的吸收器46。諸如含有粉狀石灰石的漿料之類的吸附劑漿料循環(huán)穿過吸收器46并且與煙道氣混合，以將硫氧化物(sox)和/或其它污染物從煙道氣抽吸和沉淀出來。由于漿料再循環(huán)穿過吸收器，漿料中的tds增加。為了將漿料維持在預選擇的范圍內或預選擇的最大tds濃度以下，將少量具有高tds濃度的漿料從吸收器抽出，同時將具有低tds濃度的新鮮的補充吸附劑漿料48提供到吸收器46中以維持正循環(huán)穿過吸收器46的漿料的所需tds濃度。sox沉淀的產(chǎn)物石膏49可以從吸收器46抽出，以供后續(xù)使用、銷售或處置。

本文描述的熱電廠12和fgd系統(tǒng)38僅意圖提供用于理解廢水處理系統(tǒng)10可以如何整合到熱電廠12中以處理其中產(chǎn)生的廢水的充分的示例性背景。應理解，熱電廠12和fgd系統(tǒng)38可以包括以本領域中很好理解的方式操作并且不是本申請的另外的主題的另外的和/或可替代的部件。

從吸收器46抽取的高tds濃度漿料(稱為煙道氣脫硫(fgd)清洗用水，或“排污水”)通過一個或多個導管16操作地引導至入口17，以作為進料廢水供應至廢水濃縮器14。熱進料氣體還通過一個或多個導管18供應至入口19，以用于在廢水濃縮器14內與進料廢水直接混合。優(yōu)選地，將熱進料氣體和進料廢水兩者連續(xù)地且同時地供應至廢水濃縮器14，以促進連續(xù)的直接混合和蒸發(fā)。

在任選的多階段系統(tǒng)中，fgd清洗用水任選地在進入廢水濃縮器14之前經(jīng)歷一些預處理。例如，導管16任選地將吸收器46和一件預處理設備50操作地連接在一起，以將fgd清洗用水傳送至預處理設備50，從而形成第一階段。導管16將預處理設備50和入口17操作地連接在一起，以在預處理設備50中處理之后將進料廢水傳送至廢水濃縮器14，從而形成第二階段。預處理設備50可以是與廢水濃縮器14中的進料廢水的最終處理不相容的任何類型的預處理系統(tǒng)。在其它布置中，進料廢水未被預熱，在這種情況下，預處理設備50被省略，并且導管16直接連接到廢水濃縮器14。

在一些任選的布置中，冷卻塔清洗用水另外或可替代地從來自冷卻塔52的冷卻水抽取，并且以進料廢水供應至廢水濃縮器14。例如，導管54通過與導管16操作地連接或直接連接到入口17而將冷卻塔52操作地連接到入口17。導管54任選地操作地連接到預處理設備50,以在冷卻塔清洗用水作為進料廢水的一部分供應至廢水濃縮器14之前將冷卻塔清洗用水引導至預處理設備50并且穿過預處理設備50。

在一些任選的布置中，來自其它各種工序和設備的工業(yè)水另外或可替代地以進料廢水供應至廢水濃縮器14。例如，導管56將通常以57示出的電廠內的各種位置和/或其它設備處收集的工業(yè)水操作地連接到廢水濃縮器14。導管56任選地操作地連接到導管16,預處理設備50以在進入廢水濃縮器14之前對工業(yè)水進行預處理；和/或直接連接到進入入口17的進料廢水。因此，來自整個電廠的工業(yè)水可以另外或可替代地以類似的方式供應至廢水濃縮器14。在另一個示例中，熱電廠12可以產(chǎn)生發(fā)電廠滲濾液，諸如來自諸如填埋區(qū)域的廢料處置區(qū)域的滲濾液或徑流，其中固體或半固體廢棄產(chǎn)物諸如石膏、飛灰和/或其它廢棄產(chǎn)物被保留下來。在這種情況下，廢水濃縮器14在一些布置中可以與發(fā)電廠滲濾液源操作地連接在一起，以使得發(fā)電廠滲濾液供應至廢水濃縮器14以供處理。在另外的示例中，熱電廠可以包括用于混合的水和廢棄材料的一個或多個蓄水池，諸如蓄水池、蒸發(fā)池、沉降池或敞頂沉降槽，它們保持可以包括各種廢棄材料的水。在這種情況下，廢水濃縮器14可以與蓄水池操作地連接，以使得來自蓄水池的水供應至廢水濃縮器14以供處理。發(fā)電廠滲濾液源和蓄水池也可以示意性地以57標識。因此，應理解，供應至廢水濃縮器14的進料廢水可以包括本文描述的示例性廢水源的任一個或多個，和/或可以包括發(fā)電廠處可能產(chǎn)生或發(fā)現(xiàn)的其它類型的廢水。

熱進料氣體在一些任選的布置中用來自發(fā)電廠12中的其它過程的廢熱和/或通過專用加熱系統(tǒng)來加熱。在圖1中所示的示例性布置中，熱進料氣體用從主要煙道氣流32諸如沿導管18轉移出來的煙道氣的滑流直接地或間接地加熱?；骺梢匝刂髁?2從一個或多個不同的位置引出。在示例性布置中，導管18操作地連接到主流32以抽出節(jié)能器34與空氣預熱器36之間的熱煙道氣。然而，導管18還可以或可替代地操作地連接到主流32,以抽出鍋爐30與節(jié)能器34之間、空氣預熱器36與飛灰去除設備42之間、飛灰去除設備42與濕式洗滌器44之間和/或濕式洗滌器44與吸收器46之間的熱煙道氣。熱進料氣體可以具有在約150華氏度與約800華氏度之間的溫度，這取決于滑流是否連接到主流32并且用于熱氣體的加熱布置是直接的還是間接的。熱煙道氣可以直接提供到廢水濃縮器14中，和/或可以用于諸如通過熱交換器間接地加熱潔凈或更潔凈的氣體/空氣。發(fā)電廠12內的廢熱的其它來源諸如來自火炬、燃燒器、蒸汽冷凝器以及發(fā)動機還可以或可替代地用于加熱在入口19處供應至廢水濃縮器14的熱進料氣體。在一個布置中，如在將燃燒空氣預熱器36與廢水濃縮器14操作地連接的任選的導管18"處所示，熱進料氣體從由燃燒空氣預熱器36產(chǎn)生的熱空氣抽取。來燃燒空氣預熱器36的熱空氣任選地可以在被提供為熱進料氣體之前例如用沿導管18"操作地設置的火炬或燃燒器18a進一步加熱。導管18"可以直接連接到入口19,或可以通過例如與導管18的一個連接來操作地連接到入口19。另外或可替代地，熱進料氣體可以在被供應至入口19之前由火炬或燃燒器直接加熱，火炬或燃燒器可以專用來加熱進料氣體。在另一個布置中，廢水濃縮器14操作地連接到一件備用發(fā)電設備，諸如備用燃氣輪機或其它調峰發(fā)電裝置(未示出)，以使得由設備產(chǎn)生的熱排氣或熱空氣供應至廢水濃縮器14,以用于以與本文描述類似的方式加熱進料廢水。還涵蓋的是，在一些布置中，廢水濃縮器14操作地連接到多個不同的廢熱源，諸如本文描述的廢熱源中的任一個或多個或其它廢熱源，以便向入口19提供熱進料氣體以用于加熱進料廢水。使用來自發(fā)電廠12內的其它工序的廢熱諸如來自鍋爐30的熱煙道氣的優(yōu)點可以是通過減少損失到大氣中的未使用的廢熱來獲得更大的效率和/或減少不利的環(huán)境影響。

如在圖2中圖解可見，廢水濃縮器14結合了直接接觸絕熱濃縮系統(tǒng)。廢水濃縮器14包括廢水進料入口17、熱進料氣體入口19、直接接觸蒸發(fā)區(qū)段58、氣-液分離器或夾帶物分離器60、排氣出口22以及鹽水排出口24。廢水進料入口17和熱進料氣體入口19通向直接接觸蒸發(fā)區(qū)段58。在直接接觸蒸發(fā)區(qū)段58中，熱進料氣體和進料廢水諸如通過直接相互混合彼此直接接觸，以形成高表面積氣-水界面，以便實現(xiàn)水快速蒸發(fā)為進料氣體，來自進料廢水的水從界面蒸發(fā)為進料氣體，而不需要添加專用熱能諸如燃燒器。另外，快速蒸發(fā)通過形成高表面積氣-水界面經(jīng)由以下內容實現(xiàn)：例如，諸如通過如2012年7月13日提交的美國專利申請no.13/548,838、2010年2月12日提交的美國專利申請no.12/705,462以及2012年7月20日提交的美國專利申請no.61/673,967中任一項所示和所描述的文丘里管裝置進行連續(xù)空氣體積與不連續(xù)水體積的快速混合，或諸如在具有如美國專利no.7,416,172中所描述的通流管的沉浸式氣體蒸發(fā)器中進行連續(xù)水體積與不連續(xù)空氣體積的快速混合。在一個優(yōu)選的布置中，廢水濃縮器14包括由由9870bigbendblvd，圣路易斯，密蘇里州的heartlandtechnologypartners,llc供應供應的lm-廢水蒸發(fā)器的一個或多個方面。廢水濃縮器14可以包括上文指示的專利和專利申請中公開的任一個或多個方面和特征，專利和專利申請各自以引用的方式整體并入本文。直接接觸蒸發(fā)區(qū)段58例如用導管和/或開口操作地連接到氣-液分離器60,以允許混合氣體和其中夾帶的廢水行進到氣-液分離器60中，混合氣體包括進料氣體和從廢水蒸發(fā)的水蒸氣。離開直接接觸蒸發(fā)區(qū)段58的混合氣體中夾帶的廢水在氣-液分離器60中從混合氣體分離。氣-液分離器60可以是叉流式氣-液分離器，其中混合氣體和夾帶液體的流被迫穿過一個或多個除霧器面板以將夾帶的液體從氣體分離?？商娲兀瑲馑蛛x器60可以是氣旋式氣-液分離器，或叉流式氣-液分離器和氣旋式氣-液分離器的組合。在氣旋式氣-液分離器內，氣體和夾帶液體的流被迫穿過旋風室以將夾帶液體從氣體分離。在一個布置中，廢水濃縮器14的大小被設定成具有約30加侖/分鐘(gpm)進料廢水的處理通過率，進料廢水包括新廢水和來自排出鹽水的再循環(huán)的廢水；和/或產(chǎn)生具有在約30％與60％之間的tds的排出鹽水。在其它布置中，廢水濃縮器14的大小可以被設定成具有例如60gpm、100gpm、200gpm或更大的更高的處理通過率，例如30gpm或更小的更低的處理通過率，以及在這些范圍內的任何處理通過率。廢水濃縮器14優(yōu)選地永久地安裝在熱電廠12中?？商娲兀瑥U水濃縮器14是便攜式的，并且可以暫時地安裝在熱電廠12中。

圖4示出了結合直接接觸絕熱濃縮系統(tǒng)的廢水濃縮器14的一個示例性布置，其中直接接觸蒸發(fā)區(qū)段58包括文丘里管裝置62以及包括叉流式氣-液分離器64的氣-液分離器60。導管18連接到入口19,入口19通向文丘里管裝置62以將熱進料氣體供應到廢水濃縮器14中。導管16連接到入口17,入口17通向文丘里管裝置62以將進料廢水供應到廢水濃縮器14中。熱進料氣體和進料廢水被迫穿過文丘里管的狹窄喉部，這與氣體穿過導管18的速度相比較使得速度增加，在文丘里管中，熱進料氣體和進料廢水充分混合在一起，以使水蒸氣快速蒸發(fā)。混合的廢水和氣體被從文丘里管裝置62的喉部引導穿過導管66而進入到叉流式氣-液分離器64中。叉流式氣-液分離器64包括形成內部空間的外殼68、進入內部空間的入口端口70和離開內部空間的出口端口72以及設置在入口端口70與出口端口72之間的內部空間內的多個除霧器面板74。除霧器面板74以90°豎直地懸掛，并且越過入口端口70與出口端口72之間的氣體流動路徑，氣體流動路徑被布置成收集由流過內部空間的氣體攜帶的夾帶廢水并且將所收集的廢水沉積在內部空間底部處的集水池76中。導管20連接到出口端口72,并且風扇78任選地操作地連接到導管20以提供負壓使其穿過內部空間，以便帶動氣體穿過廢水濃縮器14。關于這個示例性廢水濃縮器14的另外的細節(jié)參見于本文先前提及的美國專利申請?zhí)?2/705,462。

再次參見圖1和圖2,在一種示例性方法中，由熱電廠12中的各種工序產(chǎn)生的廢水諸如來自fgd系統(tǒng)38和/或冷卻塔52的清洗用水和/或工業(yè)水根據(jù)以下優(yōu)選的示例性處理步驟在廢水濃縮器14內處理。熱進料氣體流利用操作地連接到入口19的導管18提供至廢水濃縮器14。優(yōu)選地，導管18操作地連接到主煙道氣流32,以使得熱進料氣體可用來自鍋爐30的廢熱來加熱。包括清洗用水和/或工業(yè)水的一種或多種的進料廢水流通過操作地連接到一個或多個入口17的一個或多個導管16提供至廢水濃縮器14。導管16操作地連接到一個或多個清洗用水源和/或工業(yè)水源。熱進料氣體與廢水濃縮器14內的進料廢水諸如在直接接觸蒸發(fā)區(qū)段58中直接混合，以從進料廢水蒸發(fā)水蒸氣。優(yōu)選地，熱進料氣體和進料廢水通過引導穿過文丘里管裝置來混合。水蒸氣和氣體然后諸如在氣-液分離器60內從廢水濃縮器14中的夾帶的濃縮廢水分離，從而形成濃縮的排出鹽水和排氣。排出鹽水包括從水蒸氣和氣體分離的濃縮廢水。排氣包括氣體和水蒸氣。之后排氣從廢水濃縮器14諸如通過排放口22并通過導管20排放。排出鹽水定期地或連續(xù)地從廢水濃縮器14通過排出口24排出。

在一個選擇方案中，排出鹽水被供應至包括固-液分離器的后處理設備26中。固-液分離器將鹽水中的固體和液體分離。例如利用將固-液分離器操作地連接到入口17中的一個的返回導管80將液體返回以用于通過廢水處理器14進行再處理。從固-液分離器去除固體以供進一步處理、再利用和/或處置。

轉到圖3,除了先前描述的處理步驟之外，示出了用于利用廢水濃縮器14處理來自電熱廠12的廢水的另外的且可替代的任選的示例性處理步驟。在這個示例性布置中，導管16操作地連接到fgd系統(tǒng)38以將作為進料廢水的一部分的fgd清洗用水供應至廢水濃縮器14的入口17。在進入廢水濃縮器14之前，諸如通過沿導管16操作地設置的預處理設備50對fgd清洗用水進行預處理。導管18操作地連接到主煙道氣流32。飛灰去除裝置82諸如esp、wesp或過濾袋優(yōu)選地沿導管18操作地設置，以在進入廢水濃縮器14之前去除和/或減少來自煙道氣的飛灰和/或其它微粒?？商娲鼗蛄硗?，來自主要燃料的熱煙道氣可以在不處理的情況下諸如通過導管18'提供至廢水濃縮器14,導管18'具有操作地連接到主煙道氣流32的第一端以及操作地連接到廢水濃縮器14的入口19的第二端。在一些布置中，控制量的飛灰可能通過再引入到進料廢水流中或從進料廢水流的不完全的去除而提供到進料廢水中。導管20與另外的排放控制設備諸如再熱器84操作地連接在一起。排氣通過導管20引導至再熱器84。再熱器84諸如通過火炬、燃燒器或另一個熱氣流加熱或再加熱來自廢水濃縮器14的排氣，優(yōu)選地加熱至對排氣的組成而言恰當?shù)乃?氣冷凝溫度以上的溫度。之后，再加熱的排氣返回到電廠排氣系統(tǒng)諸如排氣煙囪40中，和/或返回以再用于電廠內的其它設備諸如fgd系統(tǒng)38。另外，從固-液分離器26去除的固體諸如通過導管86引導至另外的后處理設備26'以供后續(xù)處理。將固體從后處理設備26'去除，并且運走以供處置諸如銷售、再利用、填埋等。

轉到圖5,在一些優(yōu)選的布置中，圖1和圖3中所示的預處理設備50包括一個或多個內含式空氣-水界面液體蒸發(fā)器諸如液體蒸發(fā)器90、90'和/或90"，一個或多個內含式氣-水界面液體蒸發(fā)器操作地設置在具有獲自發(fā)電廠12內的一個或多個工序的廢水的蓄水池92中。蓄水池92可以是例如與環(huán)境相通的儲槽或水池。來自發(fā)電廠12的廢水的至少一個或多個來源諸如導管16、4和/或56操作地連接到進入蓄水池92的一個或多個入口94a以將來自發(fā)電廠12的廢水提供到蓄水池92中。導管16的另一個部分將蓄水池92的一個或多個出口94b操作地連接到廢水濃縮器14的入口17,以將來自蓄水池92的廢水傳輸至廢水濃縮器14。廢水可以包括如本文先前所描述的fgd清洗用水、冷卻塔清洗用水、工業(yè)水、發(fā)電廠滲濾液和/或蓄水池水。液體蒸發(fā)器90還操作地連接到強制空氣源，如風扇93。強制空氣任選地通過發(fā)電廠內的一個或多個廢熱源以本文其它地方所描述的方式加熱。優(yōu)選地，風扇93通過導管95操作地連接以將空氣吹入液體蒸發(fā)器中。風扇93可以是例如任何類型的鼓風機，鼓風機足以且布置成迫使含空氣的熱氣體進入到液體蒸發(fā)器90中以便實現(xiàn)如下文更詳細描述的有力的空氣-水混合。液體蒸發(fā)器90通過從廢水蒸發(fā)出一些水來對發(fā)電廠廢水進行預處理，從而提供更為濃縮的廢水流以供應到廢水濃縮器14中。因此，在預處理設備50處使用液體蒸發(fā)器90作為預處理步驟的一部分可以通過減少處理時間來改進廢水濃縮器14的輸出以獲得從廢水濃縮器14排出的所需的濃縮程度的鹽水。另外，例如用來自發(fā)電廠的廢熱加熱被迫進入到液體蒸發(fā)器90中的空氣改進了液體蒸發(fā)器90的效率。如果空氣由發(fā)電廠12內產(chǎn)生的廢熱加熱，液體蒸發(fā)器90可以進一步改進發(fā)電廠12的能源效率。此外，其它示例性內含式空氣-水界面液體蒸發(fā)器諸如圖6和圖7中所示的液體蒸發(fā)器90'和/或90"可以另外或可替代地操作地設置在蓄水池92中以在預處理設備50處對廢水進行預處理。雖然是針對發(fā)電廠12環(huán)境中的用途進行描述，但任一個液體蒸發(fā)器90、90'、90"可以用于在其它工業(yè)環(huán)境中被提供用于在廢水濃縮器14中進行處理之前單獨地或結合其它裝置對廢水進行預處理，以作為廢水處理系統(tǒng)的一部分。因此，作為用于由廢水濃縮器14處理的廢水的預處理裝置的液體蒸發(fā)器90、90'或90"的組合不限于在發(fā)電廠12中使用。本文提供了每一個示例性液體蒸發(fā)器90、90'和90"的簡述。液體蒸發(fā)器90、90'和90"的另外的詳細描述可以參見于美國專利申請no.61/614,601，該專利申請以引用的方式整體并入本文。

在圖5的示例性布置中，液體蒸發(fā)器90具有限定部分封閉容器96的本體，該部分封閉容器96在含廢水的蓄水池92中漂浮或以其它方式維持在一個位置上，以使得廢水的頂表面定位在容器中設置在廢水上方的頂部部分與容器中設置在廢水中的底部部分之間。容器96限定由容器壁限制的內部空間98。穿過容器96的沉浸部分的開口100允許廢水進入到容器96內限制的內部空間98的底部部分中。內部空間98的底部部分與內部空間98的上部部分流體連通，以使得水蒸氣可以從底部部分行進到頂部部分中。內部空間98的頂部部分至少部分地限定從容器96內的廢水的頂表面到一個或多個排放端口102進而到周圍環(huán)境的排放路徑a。排放端口102操作地定位在廢水的頂表面上方?？諝庀陆倒?04被布置成連接到供氣管路諸如導管95?？諝庀陆倒?04具有設置在內部空間98的底部部分內的排出口106。排出口106可以包括空氣下降管104的開放底端106a。排出口106包括鄰近開放底端106a穿過空氣下降管104的側壁的多個噴射端口106b。排出口106在限制空間98的底部部分內定位的區(qū)域在液體蒸發(fā)器的操作期間形成空氣夾帶腔室108。在操作中，氣泵諸如風扇93迫使空氣穿過空氣下降管104進入到空氣夾帶腔室108中，在空氣夾帶腔室108中，空氣使廢水流動，從而引起廢水向上流動到空氣夾帶腔室108的開放底端100中并且穿過內部空間98,從而建立空氣與廢水的有力混合。空氣-水混合物然后自然地移動到限制內部空間98內的廢水的頂表面上，在頂表面上，空氣與水蒸氣例如通過鼓泡從廢水分離。空氣和水蒸氣從內部空間98內的廢水的頂表面行進穿過排放路徑a以作為含有水蒸氣的濕排氣通過排放端口102排出容器96,而濃縮廢水和污染物被截留在容器96內并且返回到廢水中。以此方式，在不允許廢水水霧不受控地分散到或噴霧到周圍環(huán)境中的情況下將水蒸發(fā)并且從污染物分離出來。液體蒸發(fā)器90可以通過任何便利的機構諸如支撐腿、懸掛結構和/或漂浮維持在蓄水池92中廢水的頂表面處的操作位置中。

在一個任選的布置中，容器96的內部空間98包括上部腔室110、中間腔室112以及下部腔室114,它們彼此流體連通。下部腔室114的開放底端限定開口100。下部腔室114的開放頂端與中間腔室112的底部處的開口連接在一起。在操作位置中，廢水的頂部水位延伸穿過中間腔室112,以使得下部腔室114和中間腔室112的下部部分設置在廢水中，并且上部腔室110和中間腔室112的上部部分設置在廢水上方?？諝鈯A帶腔室108設置在下部腔室114中。容器96攜帶的漂浮裝置116被定位，以便將液體蒸發(fā)器90維持在操作位置中。排放端口102向下引導朝向廢水的頂表面。下降管104向下延伸穿過容器96的頂部，進入并穿過上部腔室110和中間腔室112,并且進入到下部腔室114中。排出口106在開口100上方間隔一個空間，空間足以確保通過排出口106排出的空氣在正常操作條件下不會通過開口100離開。擋板118將上部腔室110與中間腔室112分開。穿過擋板118的開口120允許水蒸氣從中間腔室112傳遞至上部腔室110。除霧結構122設置在上部腔室內，位于和/或相交于排放路徑a，以形成從開口120至排放端口102的彎曲路徑。排液管124a、124b向下從中間腔室112在下部腔室114的相對側上延伸。排液管124a、124b在容器96下方合并為單一排出立管124c。導氣管124d定位在排出立管124c的頂部處的排液管124a和124b的結合處。導氣管124d基本上小于排液管124a、124b或排出立管124c。排出立管124c向下朝向蓄水池92的底部延伸。在將空氣泵運穿過降液管104進入到下部腔室114中時，水在空氣夾帶腔室108中向上循環(huán)至中間腔室112,在中間腔室112中徑向向外移動并且然后從中間部分向下行進到排液管124a、124b中。水離開排出立管124c的一個或多個開口而排回到蓄水池中92。液體蒸發(fā)器90優(yōu)選地幾乎整體由塑料諸如聚氯乙烯、聚丙烯或高密度聚乙烯制成。

在圖6的示例性布置中，液體蒸發(fā)器90'被適配用于多階段系統(tǒng)，該多階段系統(tǒng)將蒸發(fā)器90'用作具有用于將排放水蒸氣運輸至另一處理步驟諸如另一液體蒸發(fā)器90、90'或90"或遠端排放位置的連接的中間的管線中單元。液體蒸發(fā)器90'基本上與液體蒸發(fā)器90相似，例外的是在上部腔室110中，液體蒸發(fā)器90'僅具有代替多個排放端口102的，用于連接到另一傳輸導管的單一排放端口102,并且液體蒸發(fā)器90'代替擋板122具有單一環(huán)風管130。容器96、下降管104和排放路徑a優(yōu)選地在徑向上圍繞豎直軸線z對稱地布置，并且排放端口102圍繞豎直軸線z非對稱地布置在頂部腔室110的一側上的單一位置上。蒸發(fā)器90'的所有其它部分優(yōu)選地與蒸發(fā)器90上的對應部分相同，并且為了簡潔起見將不再描述。環(huán)風管130被布置成允許非對稱地定位的排放端口102從頂部腔室110內部抽吸空氣和水蒸氣，以便通過例如在環(huán)風管130周圍從環(huán)風管130內部的區(qū)域徑向向外到環(huán)風管130外部的區(qū)域進而到排放端口102的所有周向位置處形成均勻的徑向空氣質量流來維持空氣從噴射端口106b向上進行徑向的對稱流動并且流過下部腔室114和中間腔室112。環(huán)風管130由從擋板118向上延伸部分路徑到上部腔室110的頂內壁的周向壁132優(yōu)選地圓柱壁形成。周向壁132在徑向上間隔在上部腔室110的外周壁與開口120之間，從而形成由環(huán)風管130包圍的內部體積以及環(huán)風管130與外周壁之間的外周體積。周向壁132限定內部體積與外周體積之間的間隙134。間隙134具有周向壁132的頂邊緣與上部腔室110的頂壁之間的寬度w。間隙134的寬度w沿壁132的長度是連續(xù)可變的。間隙134在緊鄰排放端口102的位置處具有最小寬度w(例如，壁132是最高的)。間隙134在排放端口102的直徑相對位置處具有最大寬度w。在當前示例中，周向壁132是圓柱形的，并且頂部邊緣限定一個傾斜平面，傾斜平面的最高點鄰近排放端口102并且最低點與排放端口102直徑相對。優(yōu)選地，間隙134的寬度w被布置成可改變，因此排氣穿過間隙134中垂直于導管106的平面中的任何豎直截面的速度是恒定的。能夠提供或改進空氣從內部體積向外進行的均勻的徑向質量流的其它環(huán)風管設計也是可行的，諸如在美國專利號7,442,035中公開的那些，專利以引用的方式整體并入本文。排放端口102任選地連接到導管136,導管136操作地連接到另一儀器諸如另一蒸發(fā)器90、0'或90"。排放端口102可以可替代地將空氣排放至或連接到某一其它裝置。

在圖7的示例性布置中，液體蒸發(fā)器90"基本上與液體蒸發(fā)器90和/或90"相似，但添加了一個可調節(jié)穩(wěn)定系統(tǒng)140以及兩個另外的排放管和124e和124f。類似于先前描述的液體蒸發(fā)器90和90"，液體蒸發(fā)器90"還包括部分封閉容器96該部分封閉容器96具有設置在上部腔室110與下部腔室114之間的中間腔室112被布置用于連接到供氣管路的供氣下降管104諸如用于將空氣注入到由下部腔室114形成的空氣夾帶腔室108的導管95，以及被布置在上部腔室110中以向一個或多個排放口102提供彎曲路徑的內部擋板122和/或環(huán)風管130(不可見)。排出管124a，124b，124e，124f優(yōu)選地在徑向上自軸線均等地間隔開，并且優(yōu)選地在外周周圍繞中心間隔90°。另外，下部腔室114的環(huán)形外周在徑向上內部與排出管124a，124b，124e，124f間隔開，而不是如針對液體蒸發(fā)器90和90"所示緊鄰排出管定位。優(yōu)選地，部分封閉容器96的其余特征與液體蒸發(fā)器90或90"的任一個中的對應的特征相同，并且可以參考它們的先前描述來理解。可調節(jié)穩(wěn)定系統(tǒng)140被布置成幫助將液體蒸發(fā)器90"穩(wěn)定在直立操作位置中，即，軸線通常在空氣被迫穿過供氣下降管104進入到下部腔室114中時使設置在廢水中的下部腔室114與設置在廢水上方的上部腔室110豎直地對準。穩(wěn)定系統(tǒng)140包括通過外伸支腿144操作地固定至容器96的漂浮裝置142可以軸向地和/或徑向地調節(jié)漂浮裝置142的位置以使容器96安置在廢水中的更高處或更低處。漂浮裝置142彼此直徑相對地設置在容器96的相對側上。每個漂浮裝置142優(yōu)選地在徑向上與容器的環(huán)形外周間隔開并且設定大小以提供足夠的浮力，以便保持上部腔室110在廢水的頂表面上方與其間隔開。外伸支腿144由下降管104的相對側上平行布置的兩個支桿形成并且連接到容器的頂部。每個支桿從上部腔室110的環(huán)形外周的相對側向外延伸，并且每個漂浮裝置142附接在支桿的端部附近。支桿中的一個或多個鉸鏈146與上部腔室110的環(huán)形外周間隔開，并且布置成允許通過圍繞相應鉸鏈樞轉支桿的端部來選擇性地升高和/或降低漂浮裝置142..漂浮裝置142優(yōu)選地沿導管95的軸線在容器96的頂部上靠近下降管104間隔開設置。漂浮裝置142被布置成響應于空氣被迫穿過導管95時抵抗作用來使容器96傾斜離開基本上豎直的對準的旋轉力。

現(xiàn)在轉到圖8和圖9，例示了處理電廠廢水的另一個示例性廢水處理系統(tǒng)1010。該系統(tǒng)1010包括廢水濃縮器1014。廢水濃縮器1014操作地連接(例如通過導管1016)到由熱電廠內的一個或多個過程產(chǎn)生的廢水流。因此，廢水濃縮器1014還操作地連接(例如通過導管1018)到熱進料氣體流。廢水濃縮器1014包括直接接觸的絕熱濃縮系統(tǒng)，其中廢水濃縮器1014將來自導管1018的熱進料氣體流直接與來自廢水導管1016的廢水流直接混合，并且從廢水中蒸發(fā)水以形成水蒸汽和濃縮廢水。廢水濃縮器1014將水蒸汽從來自進料廢水的剩余濃縮廢水分離。廢水濃縮器1014排放排氣(例如通過導管1020)，所述排氣包括排放蒸氣流中的水蒸汽和現(xiàn)已經(jīng)冷卻的進料氣體的一些或全部。與圖1的實施例相比，圖8和圖9排放氣體返回到靜電除塵器1080的上游的電廠排放系統(tǒng)以進行進一步處理。廢水濃縮器1014通過排放導管1025排出濃縮的廢水，該排放導管1025布置成輸送排出廢水遠離廢水濃縮器1014。導管1025連接到諸如用于進一步處理排出廢水的漿料凝固和處置系統(tǒng)1026之類的后處理系統(tǒng)。在一些布置中，廢水排出出口可以操作地連接到第一入口或第三入口(未示出)以重新循環(huán)排出廢水通過廢水濃縮器1014以便進行進一步處理和濃縮。

熱電廠12可以包括用于從煙道氣中去除飛灰和二氧化硫的煙道氣脫硫系統(tǒng)(“fgd”)1038。

fgd系統(tǒng)1038可包括諸如靜電除塵器1080的細飛灰去除設備。另外，fgd系統(tǒng)1038可以包括濃縮器1014的上游的粗(coarse)飛灰去除設備1082(例如袋式過濾器)：從粗灰去除設備1082去除的灰可以收集在灰斗1086中以進行處置。在一些實施例中，選擇性催化還原設備1088還可以被包括在濃縮器1014的上游。

苛性堿的源1084可以連接到濃縮器1014的濃縮區(qū)段的濃縮器1014上游，用于將苛性堿添加到fgd清洗用水和/或添加到fgd清洗用水和熱氣混合物，以提高濃縮器1014中混合物的ph值。在一些實施例中，苛性堿的源可以包括氫氧化鈉。來自于苛性堿1084的源的苛性堿可以以一定的速率計量送入到濃縮器1014，該速率維持期望的ph范圍(例如，在3.5至4之間)。自動控制器(未示出)可以監(jiān)測系統(tǒng)的ph水平，并自動調整苛性堿計量送入速率以補償在煙道氣脫硫水的變化。苛性堿可以計量送入到儲槽(未示出)的濃縮器1014或加入到濃縮器系統(tǒng)內的再循環(huán)回路(也未示出)。ph值可以基于期望的系統(tǒng)ph值和/或基于最佳ph范圍進行調整以在濃縮器1014內進行期望的化學反應。例如，一些硫化合物可以是ph敏感的，并且基于所期望的效果來調整ph值以將這些化合物保持在溶液中，或迫使這些化合物從溶液中析出。

漿料凝固和處置系統(tǒng)1026可以包括沉降槽1090、次沉淀斗1092和最終固體漿料凝固槽1094。沉降槽可以流體地連接到第一再循環(huán)回路1096和第二再循環(huán)回路1098。第一再循環(huán)回路1096和第二再循環(huán)回路1098是獨立于濃縮器1014本身內的任何再循環(huán)回路。第一再循環(huán)回路1096可以將沉降槽1090的濃縮廢水的液體部分排掉，并且使所排掉的部分返回到濃縮器1014以進行進一步濃縮。第二再循環(huán)回路1098可以從次沉降斗1092抽出濃縮廢水的液體部分，并使所抽出的部分返回到沉降槽1090。以這種方式，系統(tǒng)1010包括多個濃縮級，每一個濃縮級依次減小濃縮廢水的液體含量直到液體含量有效達到零液體排出(被認為是少于10％的液體)。

在一些任選布置中的熱進料氣體利用來自電廠的其它過程的廢熱和/或通過專用的加熱系統(tǒng)來進行加熱。在圖8和圖9中所示的示例性布置中，熱進料氣體直接或間接地利用從煙道氣的主流1032轉移出來的煙道氣的滑流進行加熱?；骺梢詮难刂髁?032的一個或多個不同的位置引出。例如，導管1018可以操作地連接到主流1032，以將選擇性催化還原設備1088與空氣預加熱器1036之間的熱煙道氣抽出。導管1018可以替代地操作地連接到主流32，以將其它位置處的熱煙道氣抽出。熱進料氣體可以具有在約150℉與約800℉之間的溫度，更具體地，在約350℉與450℉之間的溫度，這取決于滑流被連接到主流1032的位置以及熱氣的加熱布置是直接的還是間接的。電廠內的廢熱的其它來源(諸如如從火炬、燃燒器、蒸汽冷凝器以及發(fā)動機)還可以或替代地用于加熱供應到廢水濃縮器1014的進料氣體。

本文所公開的用于處理煙道氣脫硫清洗用水和其它形式廢水的系統(tǒng)、裝置和方法可能對于解決熱電發(fā)電單元尤其是依賴于燃燒烴燃料(例如煤)的這種單元的水使用是有用的。在一些應用中，該系統(tǒng)、裝置和方法可以作為以下各項或用于以下各項的重要部件實施：零液體排出(zld)處理系統(tǒng)、濕氣回收、廢水處理、填埋管理、二氧化碳技術的水管理、冷卻塔以及先進的冷卻系統(tǒng)技術、和/或熱電發(fā)電單元中的綜合水管理和模型化。該系統(tǒng)、裝置和方法可以幫助熱電發(fā)電單元的操作者提高水使用和/或再使用效率，減少水開采和/或消耗，和/或滿足排水限制。本文所公開的技術在一些布置中可以提供用于煙道氣脫硫清洗用水和其它類型廢水的當前已知處理方法的替代的成本有效的處理。本文所公開的技術可以利用用于環(huán)境友好地處置排出污染物的更有效的方法降低功率消耗和/或捕獲廢水污染物。

在一些實施例中，到濃縮器1014的輸入可以包括壓縮空氣1110、工業(yè)水1112、電力1114。

濃縮器1014還可以包括可變速度感應風扇(未示出)，其能夠被控制以保持熱氣所期望的入口壓力。當電廠輸出起伏時，電廠排放系統(tǒng)中的壓力增加和減少。感應風扇可以加速或減速，以保持對于濃縮器1014相對恒定的入口氣體壓力。另外，電廠廢氣溫度可能會基于負載增加和減少。濃縮器有利地在氣體入口溫度低至150℉，優(yōu)選地，在350℉與450℉之間，的情況下進行操作，這樣容易容納電廠廢氣溫度輸出中的變化。

在一個實施例中，所公開的廢水濃縮系統(tǒng)包括熱氣流，其被傳送到飛灰去除設備上游的濃縮器，如圖8所例示。因此，在濃縮器內捕獲和循環(huán)飛灰。雖然飛灰容易通過濃縮器系統(tǒng)移動，如所預期的，但是令人驚奇地將飛灰包括在濃縮器中促進固液分離設備中的固體的形成，這造成了對系統(tǒng)的凈效益。盡管不被理論所束縛，發(fā)明人認為飛灰充當了固體微粒形成的根據(jù)(seed)。

在上文的實施例中，具有約3.5％的總固體組分和大約3.5％的總溶解固體組分的fgd水被傳送到廢水濃縮系統(tǒng)。fgd水還包括約1.0的比重，約6500mg/l鈣水平，約120mg/l的鈉水平，約15,000mg/l的氯化物水平，以及約1,000mg/l的硫酸鹽水平。從部分濃縮和完全濃縮的fgd水取的樣品，結果如下。從濃縮器循環(huán)本身取出的樣品導致了30％-40％的總固體，30％-35％的總溶解固體，1.2的比重，約55,000毫克/升的鈣水平，大于30000mg/l的鈉水平，大于210,000mg/l的氯化物水平，以及約350mg/l的硫酸鹽水平。從沉降槽的排出中提取的樣本導致50％-60％的總固體，約10％的總溶解固體，約1.5的比重，約55,000mg/l的鈣水平，大于20000mg/l的鈉水平，大于230,000mg/l的氯化物水平，以及約350mg/l的硫酸鹽水平。

所公開的廢水濃縮系統(tǒng)有利地捕獲天然存在于電廠廢氣中的飛灰的一部分，這可以減少或消除對下游灰去除設備的需求。此外，所公開的廢水濃縮系統(tǒng)去除電廠廢氣中的硫化合物的一部分，其可以使電廠能夠用較低質量的煤作為能量源同時仍然滿足環(huán)境排放標準。

鑒于前面的描述，對于本文所公開的系統(tǒng)、裝置和方法的額外的修改對本領域技術人員來說將是顯而易見的。因此，該描述應被認為僅是說明性的，并且出于使得本領域技術人員能夠實施和使用本發(fā)明并教導實施本發(fā)明的最佳方式的目的而呈現(xiàn)。保留對于落入隨附權利要求書范圍內的所有修改的專有權。