[其他]废水处理系统

说明书

本申请公开了废水处理系统，该系统包括上流式接触塔(119)，其具有用于接收温度至少为500华氏度的烟道气的烟道气输入口(103)、废水输入口(105)和烟道气输出口(158)。所述废水输入口连接到流体注入器(109)如雾化喷嘴，该流体注入器(109)位于上流式接触塔的文丘里管部分(113)的喉部(111)或上流式接触塔的文丘里管部分的喉部的侧壁中。所述上流式接触塔中的烟道气具有高的速度，例如在上流式接触塔的文丘里管部分的喉部中在流体注入器所处的位置处超过65英尺/秒的气体速度。干燥添加剂如再循环的灰、石灰和/或水泥可以并且有时被(通过115)输入到废水输入口下游的上流式接触塔中。

领域

本申请涉及废水处理方法和装置，更具体地涉及使用蒸发从废水中去除不期望的污染物的废水处理。

背景

化石燃料如各种类型的煤是诸如发电厂之类的工业设施的主要能源。化石燃料的燃烧释放出污染物，污染物主要存在于烟道气的气态燃烧产物中。现代化石燃料工厂通常配备有多个污染控制装置，例如用于破坏(还原)NOx的选择性催化还原(SCR)装置和/或选择性非催化还原(SNCR)装置，和用于分离颗粒物的FF或ESP，和用于吸收和中和SO₂和其他酸性气体的烟道气脱硫(FGD)装置。湿法FGD(WFGD) 通常是发电厂空气质量控制系统(AQCS)的最后一个阶段。

通过使烟道气与碱性溶液或浆液接触，湿法FGD有效地捕获SO₂、其他酸性气体以及烟道气中携带的一部分颗粒物。它还捕获痕量的污染物如呈气态形式或颗粒形式的汞、硒和砷，它们会随着时间的推移累积在FGD液体中。来自FGD的排放水流并含有这些痕量污染物以及更高浓度的氯化物、硝酸盐/亚硝酸盐等的FGD废水必须被处理以除去这些污染物，然后才能排放到环境中。对于电厂污水，在美国最近发布的标准要求限制砷和硒在十亿分之一(ppb)水平和汞在万亿分之一 (ppt)水平。这些新的限制将要求废水经过常规的物理-化学处理，然后经过生物处理，这一过程安装成本高并且对待处理的废水的质量/ 化学性质有严格的操作要求。

处理废水的另一种方法是蒸发废水并将悬浮和溶解的杂质转化为干燥固体。美国专利号8,388,917教导了一种方法，其中FGD废水被引入锅炉燃烧室的上游、下游或内部的发电厂过程的各个部分中并在其中蒸发。虽然美国专利号8,388,917描述了一些用于蒸发废水的方法，但是仍需要用于使用蒸发来处理废水的新方法和装置，它们是紧凑和/或易于实施和/或操作的，例如特别是关于改造现有发电厂，和/ 或它们为来自干燥的副产物的处理提供额外的灵活性。

概述

各种方法和装置涉及利用高速、夹带流、上流式接触塔蒸发废水的新方法。

当空间成为问题时，各种特征允许所述上流式接触塔以紧凑的形式植入。所述接触塔可以便宜地构建且易于操作。各种示例性的方法和装置提供了制备和调节来自干燥的固体产物以获得良好的流动性和安全处置的手段。

在各种实施方案中，根据本发明，废水如来自湿烟道气脱硫(WFGD) 装置的排放水被通过雾化喷嘴作为细小液滴引入垂直的上流式文丘里管接触塔的下部。通过所述上流式接触塔的底部引入热的气体物流作为蒸发用热源，所述热的气体物流可以是并且在一些实施方案中是发电厂烟道气的滑流。流过所述上流式接触塔的所述热的气体以足够高的速度流动，使得废水液滴和烟道气中固有的或以其他方式添加的任何颗粒物被完全夹带在所述气流中。另外，在各种实施方案中，所述上流式接触塔中的速度范围与其他方法相比处于相对高的速度，使得固体物在所述上流式接触塔中时不会落下。

在一些但不必所有的实施方案中，烟道气在一些实施方案中在圆柱形部分的顶部以>30ft/s的速率流动，并且在下圆柱形部分即“喉部”以>65ft/s的速率流动。在一些这样的实施方案中，在所述上流式接触塔的下圆柱形部分处所述热气体的速度>110ft/s。这样的流速是示例性的，其他流速是可能的。