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燃煤電廠污水濃縮、結晶系統

發布時間:2021-9-11 9:56:43  中國污水處理工程網

申請日2020.07.02

公開(公告)日2021.02.26

IPC分類號C02F1/06; C02F1/04; C02F1/16; C02F9/10

摘要

本實用新型公開了一種燃煤電廠污水濃縮、結晶系統,采用空預器后排煙余熱,來濃縮、結晶污水,實現污水零排放,污水濃縮、結晶產生的二次蒸汽通過二次蒸汽冷凝器將熱量傳遞給二次蒸汽余熱水,用來加熱進入空預器的空氣;通過空預器利用空氣這一媒介,使得二次蒸汽熱量絕大部分又返回煙氣,從而避免脫硫系統水失衡;通過加熱空氣,使得空預器熱空氣出口溫度提升,從而提高鍋爐效率,增加汽輪機功量輸出,抵消污水濃縮、結晶過程中水泵、風機的能耗,實現零能耗污水零排放。

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權利要求書

1.一種燃煤電廠污水濃縮、結晶系統,其特征在于:包括污水處理系統、熱源系統,污水處理系統、熱源系統之間設置有換熱系統,污水處理系統包括二次凝結水回收裝置(18)、污水濃縮器(19)、污水來水管道(20)、凝結水排放口(21)、凝結水加熱器(22)、濃縮器(23)、濃縮側污水循環泵(25)、污水調節閥(26)、結晶器(27)、結晶側污水循環泵(28)、晶鹽分離器(29)、晶鹽排放口(30),熱源系統包括空預器(1)、空預器熱空氣出口(2)、空預器高溫煙氣進口(3)、空氣管道止回閥(4)、除塵器(5)、送風機(6)、引風機(8)、脫硫塔(10)、煙囪(11)、增壓風機(12)。

2.根據權利要求1所述的一種燃煤電廠污水濃縮、結晶系統,其特征在于:所述換熱系統包括用于將熱源系統中的能量運輸至污水處理系統的第一換熱單元和用于將污水處理系統中的能量運輸至熱源系統中的第二換熱單元。

3.根據權利要求2所述的一種燃煤電廠污水濃縮、結晶系統,其特征在于:所述第一換熱單元包括煙氣換熱器(7)、濃縮側加熱器(24)、結晶側加熱器(31)、煙氣余熱水循環泵(9)。

4.根據權利要求3所述的一種燃煤電廠污水濃縮、結晶系統,其特征在于:所述第二換熱單元包括空氣加熱器(13)、二次蒸汽余熱水循環泵(14)、結晶器二次蒸汽冷凝器(15)、濃縮器二次蒸汽冷凝器(16)、真空泵(17)。

5.根據權利要求4所述的一種燃煤電廠污水濃縮、結晶系統,其特征在于:所述空預器(1)與除塵器(5)連接,除塵器(5)通過引風機(8)與脫硫塔(10)連通,脫硫塔(10)上連接有煙囪(11),送風機(6)通過空氣管道止回閥(4)與空預器(1)連接。

6.根據權利要求5所述的一種燃煤電廠污水濃縮、結晶系統,其特征在于:所述煙氣換熱器(7)分別與濃縮側加熱器(24)和結晶側加熱器(31)串聯,且濃縮側加熱器(24)和結晶側加熱器(31)之間并聯,煙氣換熱器(7)設置在引風機(8)和除塵器(5)之間。

7.根據權利要求6所述的一種燃煤電廠污水濃縮、結晶系統,其特征在于:所述空氣加熱器(13)、二次蒸汽余熱水循環泵(14)、結晶器二次蒸汽冷凝器(15)、濃縮器二次蒸汽冷凝器(16)按照其內部介質的流動方向依次串聯,結晶器二次蒸汽冷凝器(15)、濃縮器二次蒸汽冷凝器(16)上連接有真空泵(17),空氣加熱器(13)與空氣管道止回閥(4)并聯。

8.根據權利要求7所述的一種燃煤電廠污水濃縮、結晶系統,其特征在于:所述二次凝結水回收裝置(18)的輸入端與結晶器二次蒸汽冷凝器(15)、濃縮器二次蒸汽冷凝器(16)連通,二次凝結水回收裝置(18)與凝結水加熱器(22)連通,凝結水加熱器(22)通過濃縮側加熱器(24)與濃縮器(23)連通。

9.根據權利要求8所述的一種燃煤電廠污水濃縮、結晶系統,其特征在于:所述濃縮器(23)通過濃縮器二次蒸汽冷凝器(16)與二次凝結水回收裝置(18)連通,濃縮器(23)通過濃縮側污水循環泵(25)、污水調節閥(26)與結晶器(27)連通,濃縮側加熱器(24)與濃縮側污水循環泵(25)、污水調節閥(26)之間的管道連通。

10.根據權利要求9所述的一種燃煤電廠污水濃縮、結晶系統,其特征在于:所述結晶器(27)通過結晶器二次蒸汽冷凝器(15)與二次凝結水回收裝置(18)連通,結晶器(27)通過結晶側污水循環泵(28)與晶鹽分離器(29)連通,晶鹽分離器(29)通過結晶側加熱器(31)與結晶器(27)連通。

說明書

一種燃煤電廠污水濃縮、結晶系統

技術領域

本實用新型屬于鍋爐節能環保技術領域,具體涉及一種燃煤電廠污水濃縮、結晶系統。

背景技術

燃煤電廠生產過程中產生大量高鹽污水,主要包括反滲透濃水,含鹽量30000-50000mg/L,脫硫廢水,含鹽量10000-20000mg/L。這些高鹽廢水直接排放環境,不僅嚴重污染環境,造成生態危機,而且也是鹽資源浪費。

目前,關于高鹽污水零排放處理,主要有三種,一是采用機械壓縮、蒸發工藝(MVR),通過電能(或汽輪機)驅動水蒸氣壓縮機,對污水蒸發出來的水蒸氣進行壓縮升壓,然后再用于污水加熱。這種技術消耗大量電能(或功量),而且壓縮機等機械轉動設備昂貴、維護要求及成本也高。二是采用蒸汽驅動多效蒸發工藝,即利用0.1~0.8MPa的蒸汽,加熱濃縮污水,產生的二次蒸汽再用于下級污水加熱。根據驅動蒸汽品位,一般可做到2~5效。這種技術電能消耗較少,但蒸汽耗量較大,尤其沒有富裕低品位蒸汽或余熱蒸汽的場合,其運行蒸汽費用也是非常高的。再是煙道氣蒸發技術。這種技術路線是通過空預器出口煙氣,或是省煤器出口高溫煙氣,蒸發濃縮污水直至結晶成鹽,晶鹽隨煙氣進入除塵器被攔截,實現污水零排放。這種技術,對于采用省煤器出口高溫煙氣的情況,很明顯將降低空預器煙氣量,從而影響鍋爐效率;對于采用空預器出口煙氣情況,為防止污水霧滴對煙道、除塵器造成腐蝕,需要霧化壓縮空氣,增加大量能耗。當然,對于這種技術最大不足在于,1、影響脫硫系統水平衡,尤其采用石灰石-石膏濕法脫硫系統;2、污水結晶鹽全部進入除塵灰中,影響除塵灰的品質。

綜上,當前燃煤電廠高鹽污水零排放處理,現行技術中存在較多不足和缺陷。要想從根本上解決高鹽污水零排放處理,還需研發新技術、新系統,在不影響電廠現有發電系統正常運行的前提下,以較低的成本實現高鹽污水零排放處理。

實用新型內容

針對當前關于燃煤電廠高鹽污水零排放處理現有技術的缺陷,本實用新型提供了一種新的燃煤電廠污水濃縮、結晶系統。

本實用新型采用如下技術方案:一種燃煤電廠污水濃縮、結晶系統,包括污水處理系統、熱源系統,污水處理系統、熱源系統之間設置有換熱系統,污水處理系統包括二次凝結水回收裝置、污水濃縮器、污水來水管道、凝結水排放口、凝結水加熱器、濃縮器、濃縮側污水循環泵、污水調節閥、結晶器、結晶側污水循環泵、晶鹽分離器、晶鹽排放口,熱源系統包括空預器、空預器熱空氣出口、空預器高溫煙氣進口、空氣管道止回閥、除塵器、送風機、引風機、脫硫塔、煙囪、增壓風機。

以下是本實用新型對上述方案的進一步優化:所述換熱系統包括用于將熱源系統中的能量運輸至污水處理系統的第一換熱單元和用于將污水處理系統中的能量運輸至熱源系統中的第二換熱單元。

進一步優化:所述第一換熱單元包括煙氣換熱器、濃縮側加熱器、結晶側加熱器、煙氣余熱水循環泵。

進一步優化:所述第二換熱單元包括空氣加熱器、二次蒸汽余熱水循環泵、結晶器二次蒸汽冷凝器、濃縮器二次蒸汽冷凝器、真空泵。

進一步優化:所述空預器與除塵器連接,除塵器通過引風機與脫硫塔連通,脫硫塔上連接有煙囪,送風機通過空氣管道止回閥與空預器連接。

進一步優化:所述煙氣換熱器分別與濃縮側加熱器和結晶側加熱器串聯,且濃縮側加熱器和結晶側加熱器之間并聯,煙氣換熱器設置在引風機和除塵器之間。

進一步優化:所述空氣加熱器、二次蒸汽余熱水循環泵、結晶器二次蒸汽冷凝器、濃縮器二次蒸汽冷凝器按照其內部介質的流動方向依次串聯,結晶器二次蒸汽冷凝器、濃縮器二次蒸汽冷凝器上連接有真空泵,空氣加熱器與空氣管道止回閥并聯。

進一步優化:所述二次凝結水回收裝置的輸入端與結晶器二次蒸汽冷凝器、濃縮器二次蒸汽冷凝器連通,二次凝結水回收裝置與凝結水加熱器連通,凝結水加熱器通過濃縮側加熱器與濃縮器連通。

進一步優化:所述濃縮器通過濃縮器二次蒸汽冷凝器與二次凝結水回收裝置連通,濃縮器通過濃縮側污水循環泵、污水調節閥與結晶器連通,濃縮側加熱器與濃縮側污水循環泵、污水調節閥之間的管道連通。

進一步優化:所述結晶器通過結晶器二次蒸汽冷凝器與二次凝結水回收裝置連通,結晶器通過結晶側污水循環泵與晶鹽分離器連通,晶鹽分離器通過結晶側加熱器與結晶器連通。

鍋爐產生的高溫煙氣通過空預器加熱由送風機輸送的空氣,加熱后的空氣進入鍋爐,空預器出口煙氣經過除塵器進入煙氣換熱器,最后經引風機抽至煙囪排到外部環境;

同時外部環境空氣經送風機抽取,進入風道,然后經增壓風機抽至空氣加熱器,為防止空氣回流,與空氣加熱器的旁通風道上加裝逆止閥,然后空氣進入空預器,最后從空預器熱風出口排出至鍋爐;

然后污水來水管道送來的污水,經過凝結水加熱器加熱,進入濃縮側加熱器,加熱后的污水進入濃縮器,在濃縮器內污水閃蒸,閃蒸后的污水經濃縮側污水循環泵再次抽至濃縮側加熱器加熱,往復循環;

同時從污水側污水循環水泵出口引出部分污水,進入結晶器,結晶側污水循環泵從結晶器內抽取晶鹽、污水混合物,送至晶鹽分離器,晶鹽分離后從晶鹽排放口排出,污水則進入結晶側加熱器加熱,然后進入結晶器閃蒸;

濃縮側加熱器、結晶側加熱器的熱源側與煙氣換熱器的介質水側通過管道相連,并通過煙氣余熱水循環泵實現介質水循環;

然后濃縮器、結晶器內產生的閃蒸蒸汽,進入濃縮器二次蒸汽冷凝器、結晶器二次蒸汽冷凝器,加熱二次蒸汽余熱水,并通過二次蒸汽余熱水循環水泵送至空氣加熱器加熱空氣。

本實用新型的有益效果如下:

1、污水濃縮、結晶的熱源來自煙氣,產生的二次蒸汽又用于加熱進入空預器的空氣,空預器作為一個換熱器,當進入空預器的空氣溫度升高,在換熱面積、傳熱系數及空預器高溫煙氣進口溫度不變的條件下,空預器的排煙溫度也會升高,通過這一方式,可以將污水濃縮、閃蒸產生的二次蒸汽熱量,利用空氣這一媒介,絕大部分又通過空預器返回煙氣中,使得煙氣換熱器后排煙溫度與原來空預器出口排煙溫度僅小幅降低,而且煙氣含濕量沒有變化。這使得煙氣進入脫硫塔后納水蒸氣的能量沒有明顯變化,從而避免脫硫系統現嚴重地水失衡問題;

2、采用污水濃縮、結晶產生的二次蒸汽熱量加熱空氣,會小幅提升空預器熱空氣出口溫度,從而增加熱空氣帶入鍋爐的熱量,這會提升鍋爐效率,提高汽輪機輸出功率,汽輪機增加的功率,可以抵消引風機、增壓風機、煙氣余熱水循環泵、二次蒸汽余熱水循環泵、真空泵、濃縮側污水循環泵、結晶側污水循環泵等用能設備的能耗,從整個鍋爐及汽輪機熱力系統角度來看污水濃縮、結晶過程沒有額外增加能耗,降低系統熱效率,實現零能耗污水濃縮、結晶過程。

(發明人:姜培朋;張茂勇;劉世剛;晁免昌;張海鵬;李先庭;石文星;王寶龍)

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