[实用新型]一种利用烟气余热基于液柱蒸发的废水浓缩系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及能源与环境领域，尤其涉及一种利用烟气余热基于液柱蒸发的废水浓缩系统。

背景技术

燃煤火电厂是我国工业用水的大户，其用水量和排水量十分巨大，在工业用水中约40％用于燃煤火电厂，燃煤火电厂每年排水约占全国工业企业排放量的10％。随着水资源的日益紧张和环保要求的日趋严格,燃煤发电厂的节水减污势在必行。燃煤发电厂废水的零排放可以最少的利用水资源,最大限度的减少或者不进行污水外排,具有良好的环境效益和经济效益。实现废水零排放，最终需要废水固化，固化工艺包括机械蒸汽再压缩(MVR)及高温烟气喷雾蒸发，其投资及运行成本均与废水处理量直接相关。

废水MVR蒸发结晶工艺在国内外已经得到了广泛研究及实际应用，利用蒸发器中产生的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，进行待蒸发料液的加热，而加热蒸汽本身则冷凝成水。蒸汽潜热得到充分利用，同时回收冷凝水，水中盐分实现固化回收。该技术成熟可靠，但是投资费用及处理成本高，一般与废水浓缩工艺结合应用，同时MVR蒸发系统对水质要求较高。

目前，燃煤电厂废水的处理工艺中，利用高温烟气喷雾蒸发燃煤电厂废水逐渐受到关注，即将喷雾蒸发技术用于湿法烟气燃煤电厂废水的深度处理，在锅炉尾部烟道空气预热器与除尘器之间的区域设置雾化喷嘴，将燃煤电厂废水泵送到雾化喷嘴内，喷入并分散到高温烟气环境中，吸收烟气热量后，废水雾化液滴蒸发为水蒸汽并随烟气一起排放，原废水中的干灰和固体物则悬浮在烟气中并进入到电除尘器被电极捕捉，最后随飞灰一起外排。但是在高温烟气喷雾蒸发过程中，高温烟气的提取，损失了部分锅炉效率，增加了电厂的煤耗，提取高温烟气的量取决于喷入的废水量。

无论是MVR技术还是高温烟气喷雾蒸发技术，其投资及运行成本均与废水处理量直接相关，实现废水的浓缩是十分必要的。目前的主流浓缩技术是反渗透膜技术，反渗透膜的运行对废水的水质要求较高。燃煤电厂废水中钙镁离子高，需通过絮凝沉淀、pH值调节、离子交换树脂等工艺实现废水的除硬，其预处理费用非常高。另一方面，燃煤电厂烟气余热尚未得到充分利用，若能利用烟气余热实现废水浓缩，将大大降低废水零排放的成本。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种利用烟气余热基于液柱蒸发的废水浓缩系统，该系统通过设置蒸发塔，蒸发塔内采取液柱蒸发的方式，不存在换热面结垢等问题，无需预处理，克服了喷雾蒸发中喷嘴易堵塞、壁面积灰等问题。

为了达成上述目的，本实用新型提供的技术方案：

一种利用烟气余热基于液柱蒸发的废水浓缩系统，包括：

蒸发塔，蒸发塔设于脱硫塔进气端的一侧且与脱硫塔连通；蒸发塔内设置喷淋区，喷淋区包括若干个竖直设置的用于喷射废水的液柱喷孔，烟气从蒸发塔的烟气入口进入同与烟气垂直或相交的被液柱喷孔喷射的废水传热传质，废水吸收热量蒸发产生水蒸气进入烟气中，通过蒸发塔烟气出口流出进入脱硫塔内，液柱喷孔与废水储存池连接，蒸发塔与废水储存池连接蒸发后的废水进入废水储存池实现废水循环浓缩，或蒸发后的废水直接从蒸发塔排出。

该废水浓缩系统中，烟气与废水传热传质降温增湿，利用烟气余热，废水通过换热提取热量，蒸发成水蒸汽，废水由此被浓缩，同时烟气温度降低，极大的利用了烟气余热，避免了热能浪费，部分SO₂会被吸收；通过烟气与液柱喷孔喷射的废水水柱垂直接触，可降低压力损失，烟气在蒸发塔内吸收部分水分后进入脱硫系统，机组可以降低脱硫用水补水量；进入脱硫系统的烟气温度降低，可进一步提高脱硫效率；此外，在蒸发塔内，烟气释放热量温度降低同时吸收水分，液柱吸收热量蒸发，即液柱表面升温蒸发和烟气降温增湿过程。回收利用烟气余热用于燃煤电厂废水的液柱蒸发浓缩，取得了显著的节能效果和经济效益，避免了常规水处理中的预处理问题，克服了喷嘴易堵塞、壁面积灰等问题。

其中，为了在蒸发塔内增加烟气与废水的接触面积，所述蒸发塔的两端尺寸小于蒸发塔中部的尺寸，蒸发塔可由脱硫塔前烟道改造而成，也可通过旁路实现。

所述液柱喷孔设于所述喷淋区的底部，这样液柱喷孔喷射的废水朝上喷出后又自由落体，增大废水与烟气的接触时间及接触面积。若烟气与液柱喷孔相交设置，相交的角度在60°～120°之间。

进一步地，多个液柱喷孔呈一排相互平行设置，液柱喷孔布置方式按照交叉阵列或者矩阵排列或者扇形排列布置。