一种脱硫废水浓缩装置以及零排放系统

摘要

本发明提供一种脱硫废水浓缩装置，包括浓缩塔，所述浓缩塔具有脱硫废水进口与浓缩液出口，所述浓缩塔具有供脱硫废水存放的浓缩区，所述浓缩液出口位于所述浓缩区底部，所述浓缩塔上还设置有高温进气口与低温出气口，所述高温进气口靠近且高于所述浓缩液出口，所述低温出气口与所述脱硫废水进口均位于所述浓缩区上方，且于所述浓缩区设置有气泡发生器，所述气泡发生器与所述高温进气口连通。本发明中，高温烟气以气泡的形式在浓缩区内与脱硫废水直接换热，进而达到浓缩脱硫废水的目的，设备没有中间介质换热问题，而且避免了浓缩过程中脱硫废水结垢的问题。

权利要求

1.一种脱硫废水浓缩装置，包括浓缩塔，所述浓缩塔具有脱硫废水进口与浓缩液出口，其特征在于：所述浓缩塔具有供脱硫废水存放的浓缩区，所述浓缩液出口位于所述浓缩区底部，所述浓缩塔上还设置有高温进气口与低温出气口，所述高温进气口靠近且高于所述浓缩液出口，所述低温出气口与所述脱硫废水进口均位于所述浓缩区上方，且于所述浓缩区设置有气泡发生器，所述气泡发生器与所述高温进气口连通，于所述浓缩区内还设置有气泡缓冲板，所述气泡缓冲板水平分隔所述浓缩区，且于所述气泡缓冲板上均布有若干透气孔，所述浓缩区由上至下依次划分为满液位、中液位以及低液位，其中所述满液位为浓缩区补充脱硫废水新液的最高液位，所述中液位为浓缩区内脱硫废水浓缩后需排放液位，所述低液位为浓缩区内脱硫废水排放后需补充新液液位，且在浓缩区底部的脱硫废水排出后，上部脱硫废水流至浓缩区底部继续进行浓缩。

2.如权利要求1所述的一种脱硫废水浓缩装置，其特征在于：所述气泡缓冲板为多个，各所述气泡缓冲板沿所述浓缩区纵向依次间隔设置。

3.如权利要求1所述的一种脱硫废水浓缩装置，其特征在于：所述高温进气口为多个，各所述高温进气口沿所述浓缩区底部周向均匀布置，所述气泡发生器沿所述浓缩塔的横截面布置，所述气泡发生器上均布有若干气泡孔。

4.一种脱硫废水零排放系统，包括高温烟道以及脱硫塔，所述高温烟道与所述脱硫塔连接，其特征在于：还包括如权利要求1‑3任一项所述的浓缩装置，所述脱硫塔的出液口与所述脱硫废水进口连通，所述浓缩液出口排出的浓缩后脱硫废水喷入所述高温烟道内，所述低温出气口与所述脱硫塔的进气口连通。

5.如权利要求4所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述高温进气口与所述高温烟道连通。

6.如权利要求4所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于：还包括团聚复合剂制备装置，所述浓缩液出口排出的浓缩液通过三联箱导入所述团聚复合剂制备装置内，且所述团聚复合剂制备装置的出液口连接有喷枪，所述喷枪的喷口伸入所述高温烟道内。

7.如权利要求6所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于：于所述高温烟道上设置有除尘器，所述喷枪的喷口伸入所述除尘器之前的高温烟道内，所述浓缩装置的高温进气口与低温出气口均连通所述除尘器之后的高温烟道内。

8.如权利要求4 所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于：所述浓缩装置为两组，两组所述浓缩装置之间并联设置。

说明书

一种脱硫废水浓缩装置以及零排放系统

技术领域

[0001] 本发明涉及脱硫废水处理，尤其涉及一种脱硫废水浓缩装置以及零排放系统。

背景技术

[0002] 目前燃煤电厂、工业窑炉在湿法烟气脱硫工艺中，为了脱除烟气中酸性气体及粉尘等污染物，需要定时排放废水，并补充石灰石浆液。排出的废水即脱硫废水，脱硫废水具
有呈酸性，悬浮物含量高，重金属含量高，可溶性的氯化物含量高等特点。目前国内最常见
的脱硫废水处理方法为化学沉淀法，即“三联箱”工艺，利用物理，化学方法通过中和、沉淀、
絮凝、澄清等手段去除大部分悬浮物、重金属等使脱硫废水达到排放标准。但经过该方法处
2+ 2+ — 2—
理后的废水仍然含有大量Ca ，Mg ，Cl ，SO4 等离子，若长时间直接外排会对周边水体产
生严重影响。同时随着国家环境标准的提高，脱硫废水零排放会成为必然趋势。

[0003] 针对这种现状，目前燃煤电厂或工业窑炉提出了利用烟气余热处理脱硫废水的工艺方案，一部分是利用烟气进行脱硫废水浓缩，另一部分是利用烟气进行脱硫废水蒸发结
晶。

[0004] 在利用烟气余热的方案中一部分方案为取用除尘器前烟气，缺点为此烟气含尘量过大，导致后续换热设备经常堵塞，且烟气中含大量腐蚀性气体，很容易腐蚀换热设备或其
他设备，同时取用烟气的量可能影响锅炉整个燃煤效率，甚至导致烟气取用位置后续设备
的运行安全性降低；另一部分方案采用烟气与脱硫废水直接通过换热器换热，这样很容易
导致换热器脱硫废水侧结垢堵塞，同时换热器须采用高等级防腐材料，成本高昂，同时换热
器需要定期化学清洗，产生危废品。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种脱硫废水浓缩装置以及零排放系统。

[0006] 本发明是这样实现的：

[0007] 本发明提供一种脱硫废水浓缩装置，包括浓缩塔，所述浓缩塔具有脱硫废水进口与浓缩液出口，所述浓缩塔具有供脱硫废水存放的浓缩区，所述浓缩液出口位于所述浓缩
区底部，所述浓缩塔上还设置有高温进气口与低温出气口，所述高温进气口靠近且高于所
述浓缩液出口，所述低温出气口与所述脱硫废水进口均位于所述浓缩区上方，且于所述浓
缩区设置有气泡发生器，所述气泡发生器与所述高温进气口连通。

[0008] 进一步地，于所述浓缩区内还设置有气泡缓冲板，所述气泡缓冲板水平分隔所述浓缩区，且于所述气泡缓冲板上均布有若干透气孔。

[0009] 进一步地，所述气泡缓冲板为多个，各所述气泡缓冲板沿所述浓缩区纵向依次间隔设置。

[0010] 进一步地，所述高温进气口为多个，各所述高温进气口沿所述浓缩区底部周向均匀布置，所述气泡发生器沿所述浓缩塔的横截面布置，所述气泡发生器上均布有若干气泡
孔。

[0011] 进一步地，所述浓缩区由上至下依次划分为满液位、中液位以及低液位，其中所述满液位为浓缩区补充脱硫废水新液的最高液位，所述中液位为浓缩区内脱硫废水浓缩后需
排放液位，所述低液位为浓缩区内脱硫废水排放后需补充新液液位。

[0012] 本发明实施例还提供一种脱硫废水零排放系统，包括高温烟道以及脱硫塔，所述高温烟道与所述脱硫塔连接，还包括上述的浓缩装置，所述脱硫塔的出液口与所述脱硫废
水进口连通，所述浓缩液出口排出的浓缩后脱硫废水喷入所述高温烟道内，所述低温出气
口与所述脱硫塔的进气口连通。

[0013] 进一步地，所述高温进气口与所述高温烟道连通。

[0014] 进一步地，还包括团聚复合剂制备装置，所述浓缩液出口排出的浓缩液通过三联箱导入所述团聚复合剂制备装置内，且所述团聚复合剂制备装置的出液口连接有喷枪，所
述喷枪的喷口伸入所述高温烟道内。

[0015] 进一步地，于所述高温烟道上设置有除尘器，所述喷枪的喷口伸入所述除尘器之前的高温烟道内，所述浓缩装置的高温进气口与低温出气口均连通所述除尘器之后的高温
烟道内。

[0016] 进一步地，所述浓缩装置为两组，两组所述浓缩装置之间并联设置。

[0017] 本发明具有以下有益效果：

[0018] 本发明的浓缩装置中，在对脱硫废水进行浓缩时，向浓缩区内导入脱硫废水，气泡发生器浸没在脱硫废水中，且通过高温进气口向浓缩塔内导入高温气体，具体是通入高温
烟道内的高温烟气，高温烟气进入气泡发生器内以产生气泡，气泡沿脱硫废水上浮，通过气
泡与脱硫废水换热，进而可以使得脱硫废水中的水分大量蒸发，且由低温出气口排出，以达
到浓缩脱硫废水的目的。通过这种方式充分利用烟气热量，没有中间介质换热问题，同时解
决了脱硫废水浓缩过程结垢问题。

附图说明

[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其它的附图。

[0020] 图1为本发明实施例提供的一种脱硫废水零排放系统的结构示意图；

[0021] 图2为本发明实施例提供的一种脱硫废水零排放系统具有两组脱硫废水浓缩装置的结构示意图。

具体实施方式

[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0023] 参见图1，本发明实施例提供一种脱硫废水浓缩装置，包括浓缩塔1，主要是用于将脱硫塔2内生成的脱硫废水进行浓缩，其具有脱硫废水进口11与浓缩液出口12，脱硫塔2内
产生的脱硫废水可以经由脱硫废水进口11进入浓缩塔1内，而浓缩后的脱硫废水则由浓缩
液出口12排出浓缩塔1；在浓缩塔1内设置有浓缩区13，由脱硫废水进口11进入浓缩塔1内的
脱硫废水存放在浓缩区13内，而所谓的浓缩区13其实就是浓缩塔1的内部空间，具体是由浓
缩塔1的底部向上延伸的一段空间，上述浓缩液出口12位于该浓缩区13的底部，浓缩塔1的
底部具有向下延伸的渐缩结构14，而浓缩液出口12则为该渐缩结构14的底角处，由此可以
方便将浓缩塔1内的脱硫废水排空，而脱硫废水进口11则是位于浓缩塔1的上端，具体是浓
缩区13的上端，一般为浓缩塔1的侧壁且靠近顶部的位置；另外在浓缩塔1上还设置有高温
进气口15与低温出气口16，其中高温进气口15主要是用于向脱硫塔2内导入高温气体，一般
该高温气体可以采用除尘器引风机后的高温烟气，通过高温烟气对浓缩塔1内的脱硫废水
进行换热浓缩，其设置于浓缩塔1的侧壁，靠近且高于浓缩液出口12，而低温出气口16则是
用于排出浓缩过程中浓缩塔1内产生的气体，该气体通常为导入浓缩塔1内的高温烟气(换
热后温度降低)与水蒸气，其也应高于浓缩区13，一般位于浓缩塔1的顶部，浓缩塔1的顶部
也可以设置有向上延伸的渐缩结构17，低温出气口16开设于该渐缩结构17的顶角位置，当
然这里的低温出气口16排出的气体只是相对于高温进气口15来说温度偏低，并不是指其排
出的气体温度比较低；在浓缩塔1的浓缩区13内还设置有气泡发生器18，该气泡发生器18的
设置高度与高温进气口15相近，且与高温进气口15连通，即高温进气口15导入浓缩塔1内的
高温烟气进入气泡发生器18内，以在浓缩区13内产生大量气泡。本发明中，浓缩区13区别于
传统浓缩塔1内脱硫废水存放区，在传统浓缩塔1中，脱硫废水存放区主要是用于存放浓缩
后的脱硫废水，但是本发明中脱硫废水不是以喷淋的方式进入脱硫塔2内，而是直接流入浓
缩区13内，比如在开始浓缩时，脱硫塔2内的脱硫废水先由脱硫废水进口11流入浓缩区13
内，且当浓缩区13内脱硫废水达到一定液位后，才会通过高温进气口15向浓缩塔1内导入高
温烟气以浓缩脱硫废水。具体是，当浓缩区13内补充脱硫废水后，气泡发生器18浸没在脱硫
废水的底部位置，当通入高温烟气后，气泡发生器18会产生大量的气泡，高温烟气以气泡的
形式在脱硫废水内逐渐上浮，且在上浮的过程中可以直接与脱硫废水换热，脱硫废水温度
升高，进而可以使得脱硫废水中的水分大量蒸发，由低温出气口16排出浓缩塔1，从而达到
浓缩脱硫废水的目的。采用这种方式，不但可以保证高温烟气能够与脱硫废水之间充分接
触，两者之间没有传导介质，为直接换热，换热效率非常高，另外可以有效避免传统脱硫废
水浓缩过程中的结垢问题。

[0024] 优化上述实施例，在浓缩区13内还设置有气泡缓冲板19，该气泡缓冲板19水平分隔浓缩区13，且在气泡缓冲板19上均布有若干透气孔，气泡沿脱硫废水上浮过程中需要穿
过对应的透气孔，则表明透气孔的尺寸要大于气泡发生器18上的气孔尺寸。在本实施例中，
气泡缓冲板19水平布置，气泡缓冲板19将浓缩区13分隔为上下两个空间，当然在气泡缓冲
板19为多个时，则各气泡缓冲板19沿浓缩区13纵向依次间隔设置，由此当气泡缓冲板19为n
个时，则将浓缩区13分隔为n+1个，在优选方案中，气泡缓冲板19为三个，则三个气泡缓冲板
19将浓缩区13分为四个空间，透气孔沿每一气泡缓冲板19的横截面均匀分布，气泡发生器
18产生的大量气泡沿脱硫废水上浮，需要依次经过各气泡缓冲板19上的透气孔，且当气泡
比较多时，各气泡需要依次通过对应的透气孔，进而可以延缓气泡的上浮时间，以使高温烟
气与脱硫废水之间能够充分换热。

[0025] 继续优化上述实施例，高温进气口15也设置有多个，各高温进气口15沿浓缩区13底部周向均匀布置，实际上就是沿浓缩塔1的周向均匀布置，而气泡发生器18也沿浓缩塔1
的横截面布置，其布置方式与气泡缓冲板19相近，各高温进气口15均与气泡发生器18连通，
即表明气泡发生器18是由多个方向进气，另外在气泡缓冲板19上也均布有若干气泡孔，具
体是沿浓缩区13的横截面均匀分布，进而可以使得气泡发生器18在浓缩区13的整个横截面
上均能够产生气泡，以避免气泡产生位置过于集中，无法对浓缩区13内的脱硫废水均衡换
热。本发明中，气泡发生器18设置于浓缩区13靠近底部的位置，具体为浓缩区13的渐缩结构
的顶部位置，比如浓缩区13的渐缩结构为倒锥体时，则气泡发生器18位于该倒锥体的顶面
位置，当然脱硫废水能够穿过该气泡发生器18进入渐缩结构14对应区域。通常，脱硫废水在
浓缩区13内会形成一定的沉降，当浓缩液出口12没打开时，脱硫废水的沉降物会集中在浓
缩区13的渐缩结构对应区域内，另外由于气泡发生器18与高温进气口15相连，则气泡发生
器18周围的温度在浓缩塔1中最高，即该区域范围内的脱硫废水浓缩效率最高，进而导致位
于浓缩区13底部处的脱硫废水浓度非常高，由此可以将浓缩区13内的脱硫废水浓缩一段时
间后，其底部的脱硫废水浓度高于其上部的浓度，具体是沿脱硫废水液面高度方向，脱硫废
水的浓度越来越低，进而可以打开浓缩液出口12一段时间，将底部高浓度的脱硫废水排出，
然后关闭浓缩液出口12，则低浓度脱硫废水向气泡发生器18流动，同时继续向浓缩区13内
投放新的脱硫废水，如此周期循环可以使得浓缩区13内的脱硫废水逐渐浓缩至要求浓度，
最后由浓缩液出口12排出。

[0026] 针对上述的浓缩方式，可以将浓缩区13设置三个液位，由上至下依次为满液位、中液位以及低液位。其中，满液位为浓缩区13内存放脱硫废水的最高液位，当开始通气浓缩时
浓缩区13内的脱硫废水液位以及添加新液(新的脱硫废水)后的液位均为满液位；而中液位
则是浓缩区13内脱硫废水浓缩后需要排放下部高浓度脱硫废水时的液位，即当浓缩区13内
脱硫废水由满液位降至中液位后，浓缩液出口12打开并排出底部的高浓度脱硫废水；低液
位则为浓缩区13内高浓度脱硫废水排放后的液位，即当浓缩区13内的脱硫废水由中液位降
至低液位时，关闭浓缩液出口12，同时打开脱硫废水进口11，向浓缩区13内补充新液至满液
位，此时浓缩塔1内的浓缩周期完成。当然这里的满液位、中液位以及低液位均通过液位传
感器111来检测，以控制相应动作，其可以根据实际需要来设定。本发明中，浓缩塔1采用间
歇式进液、排液，并通过液位传感器控制进液量、排液量，其中浓缩倍率＝(排液量/(蒸发量
+排液量)，其中蒸发量为满液位与中液位之间的差值，排液量则为中液位与低液位之间的
差值，由此整个过程不但浓缩倍率可控，而且非常方便。

[0027] 再次参见图1，本发明实施例还提供一种脱硫废水零排放系统，包括高温烟道3、脱硫塔2以及上述的浓缩装置，高温烟道3与脱硫塔2连接，高温烟道3内的高温烟气进入脱硫
塔2内进行湿法脱硫，进而可以生成脱硫废水，通常高温烟道3是将锅炉4或者窑炉内产生的
高温烟气导出，依次经过脱硝装置8进行脱硝处理、空预器33以及除尘器6等处理后进入脱
硫塔2处理，最后由烟囱9排至外界大气。其中脱硫塔2的出液口与浓缩塔1的脱硫废水进口
11连通，脱硫塔2产生的脱硫废水导入浓缩塔1内进行浓缩，而浓缩塔1的浓缩液出口12排出
的浓缩后脱硫废水则可以喷入高温烟道3内，通过高温烟道3内的高温烟气进行蒸发结晶，
低温出气口16则与脱硫塔2的进气口连通，即浓缩塔1内浓缩排出的烟气以及蒸发的水蒸气
均通过低温出气口16又进入脱硫塔2内。一般来说，常规工艺在对脱硫废水进行换热浓缩
时，应避免在浓缩过程中产生气泡，尤其是进行喷淋浓缩时，通常还需要设置除泡结构来消
除气泡，以避免气泡携带有脱硫废水，但是在本发明中，浓缩塔1内采用气泡换热，而排出的
气体重新回到脱硫塔2内。另外，在将浓缩后的脱硫废水喷入高温烟道3之前，脱硫废水先流
入三联箱5内，在三联箱5的澄清池51中进行沉淀净化，澄清池51中的沉淀物通过压滤机10
处理后再进行专门处理，比如采用卡车将其转运，而澄清池51中的上层清液则可以喷入高
温烟道3内进行蒸发结晶。由此，在整个过程中，可以实现脱硫废水的零排放。

[0028] 参见图2，在优选实施例中，浓缩塔1的高温进气口15与高温烟道3连通。具体是，高温进气口15与除尘器6后的高温烟道3连通，即除尘器6与脱硫塔2之间的高温烟道3，在经过
除尘器6净化除尘后的高温烟气可通过高温进气口15进入浓缩塔1内。本实施例中，在除尘
器6与脱硫塔2之间的高温烟道3内设置有风机31，通过风机31将高温烟气导入脱硫塔2内湿
法脱硫，同时在该段高温烟道3还连接有支管32，该支管32延伸至高温进气口15，且在该支
管32内设置有另一风机321，由此除尘器6排出的高温烟气一部分可直接进入脱硫塔2内，一
部分可经由支管32进入浓缩塔1内与脱硫废水换热，当然支管32内的风机321应采用加压风
机，以使高温进气口15处的烟气压力应高于低温出气口16处的气体压力。一般来说，除尘器
6为静电除尘器6与布袋除尘器6，经过除尘器6净化后的高温烟气中颗粒物含量非常低，其
温度可达110℃左右，而脱硫塔2排入浓缩塔1内的脱硫废水温度一般为45℃，即在浓缩塔1
中，采用110℃左右的高温烟气与45℃的脱硫废水直接换热，减少了能量损失，且两者之间
的温差比较大，不但换热效率高，而且提高了烟气热量利用率。另外，在浓缩塔1内设置有温
度计110，用于检测浓缩塔1内各区间的温度，比如在浓缩塔1的顶部靠近低温出气口处检测
浓缩塔1排出气体的温度，在浓缩区13靠近气泡发生器18处检测浓缩换热时，气泡发生器18
附近的脱硫废水温度，必要时还应该检测高温进气口15处高温烟气的温度，通过检测这些
位置的温度，可以用于判断浓缩塔1内气泡与脱硫废水之间的换热情况，进而可以用于调整
支管32内高温烟气的流量，保证浓缩效率。继续优化该实施例，浓缩装置设置两组，两组浓
缩装置连接方式为并联，两者的高温进气口15、低温出气口16、脱硫废水进口11以及浓缩液
出口12的连接布置均相同，均与零排放系统中的对应管路连接，两组浓缩装置可以采用两
种工作模式，一种为一备一用，其中一组浓缩装置工作时，另一组浓缩装置不工作，可以用
于维护或者清理，保证零排放系统能够持续工作；在另外一种工作模式中，具体为脱硫塔中
的脱硫废水排放量比较多时，两组浓缩装置同时工作，以快速浓缩脱硫塔中产生的脱硫废
水，保证浓缩效率。

[0029] 进一步地，零排放系统还包括团聚复合剂制备装置7，浓缩液出口12排出的脱硫废水经过三联箱5处理后导入团聚复合剂制备装置7内，即三联箱5中澄清池51的上清液导入
团聚复合剂制备装置7内，将脱硫废水与团聚复合剂按质量百分比混合，以制备出团聚复合
溶液，然后采用喷枪71将团聚复合溶液喷入高温烟道3内，这里的高温烟道3是指除尘器6之
前，即为锅炉4或者窑炉与除尘器6之间的高温烟道3，具体为在脱硝装置8的前后高温烟道3
均设置有喷枪71，将团聚复合溶液喷入脱硝装置8的前后烟道内，脱硝装置5前高温烟道3内
高温烟气的温度可达400～500℃，脱销装置8后高温烟道3内高温烟气的温度可达330～360
℃，当将团聚复合溶液喷入该温度范围内的高温烟道3内后可极速蒸发，水分蒸发为水蒸气
随烟气进入除尘器6或脱硫塔2或排入大气中。团聚复合液中的各种盐分绝大部分随粉煤灰
进入除尘器6被收集，极少部分进入脱硫塔2内(可忽略不计)。其中团聚复合溶液一方面可
以抑制脱硫废水中的Cl离子活性，解决了脱硫废水在高温烟道3内蒸发对高温烟道3及设备
的腐蚀问题，另一方面可以捕集高温烟气中的SO3或者其它颗粒物，以净化高温烟气。基于
此情况，脱硝装置8后烟道内的空预器33就可以采用低成本材料Q355，防腐成本比较低。

[0030] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。