[实用新型]一种利用烟气余热进行脱硫废水浓缩的氟塑料降膜蒸发器

说明书

一种利用烟气余热进行脱硫废水浓缩的氟塑料降膜蒸发器，涉及燃煤电站烟气余热回收利用节能技术和废水零排放技术。该发明利用电站烟气余热进行脱硫废水浓缩减量，不额外消耗高品质蒸汽或电功率，且浓缩后的废水再进行高温旁路烟道干燥时，需要抽取的高温烟气大大减少，整个系统节能，运行成本低，换热管具有极佳的耐腐蚀性，初投资低，运行维护费用低，在消白烟项目中，进一步降低了消白烟设备的初投入。

技术领域

本发明涉及燃煤电站或热电站烟气余热回收利用节能技术和脱硫废水处理零排放技术。

背景技术

2015年4月国务院发布《水污染防治行动计划》，“水十条”明确提出到2020年，全国水环境质量得到阶段性改善，污染严重水体较大幅度减少，“狠抓工业污染防治”成为重要任务，一些严重区域甚至禁止污水排放。

环境保护部2017 年1 月组织制定了《火电厂污染防治技术政策》。和《火电厂污染防治最佳可行性指南》（HJ2301-2017），意见函对废水明确指出：“火电厂水污染防治应遵循清污分流，一水多用，集中处理与分散处理相结合的原则，鼓励火电厂实现废水的循环使用，不外排”，火电厂深度节水和废污水零排放已成为必然选择。山东、天津、北京地区增加了对外排水含盐量的要求，内蒙包头地区要求实现废水零排放，其余地区也纷纷开始废水零排放试点。

脱硫废水为末端高盐度废水，废水种类多、污染物项目多、处理难度大，是实现燃煤电厂废水零排放的关键。

目前脱硫废水零排放技术主要包括：蒸发结晶技术和烟道蒸发技术。蒸发结晶技术的投资费用、运行成本高昂，且面临着结晶盐无法资源化利用的困境。烟道蒸发技术又分为烟道直喷蒸发和高温旁路烟道蒸发两种技术路线，因烟道直喷蒸发技术易造成烟道腐蚀、积灰堵塞等问题，对电站运行安全造成威胁，故高温旁路烟道蒸发技术是目前脱硫废水零排放的主流技术路线。高温烟道旁路蒸发技术，即在空预器前烟道设置旁路烟道和蒸发塔，将脱硫废水直接喷入蒸发塔，脱硫废水在旁路高温烟气作用下蒸发干燥，干燥产物随旁路烟气进入除尘器前烟道，最终由除尘器收集。该技术系统简单，造价及运行费用均较低，但存在以下缺点。

（1）该技术中脱硫废水不经过浓缩处理，废水量较大，直接喷入高温旁路烟道时，需要抽取的高温烟气较多，对锅炉效率有所影响。据计算，对于一台300MW机组，高温旁路烟道直喷，会造成锅炉效率下降约0.3%以上，单位发电标准煤耗增加约1g/kwh。

（2）脱硫废水浓度仅约2%~3%，即97%~98%的成分是水，不经过浓缩处理的脱硫废水直接喷入烟道蒸发后，实现地表废水零排放时，将水以水蒸汽的形式释放入了烟气中，与目前消烟羽降低烟气湿度的要求趋势相违背，且大量的脱硫废水并没有实现循环利用，对资源节约而言也是一种浪费。

目前市场上的脱硫废水浓缩技术主要有膜浓缩和热浓缩。膜浓缩即反渗透（RO）、正渗透（FO）、电渗析（ED）和膜蒸馏（MD）等技术，但浓缩膜材料造价高，且易污染，运行成本也高。热浓缩技术主要包括MED技术、MVR技术和烟气余热蒸发技术。MED 是废水被蒸发系统余热预热后，依次进入一效或多效蒸发器进行蒸发浓缩；MVR 是将蒸发器排出的二次蒸汽通过压缩机经绝热压缩后送入蒸发器的加热室；二次蒸汽经压缩后温度升高，在加热室内冷凝释放热量，而料液吸收热量后沸腾汽化再产生二次蒸汽经分离后进入压缩机，循环往复，蒸汽得到充分利用。为避免浓盐水腐蚀设备，MVR 和 MED 需使用特殊不锈钢或钛材料，投资成本高昂，且运行中因蒸汽消耗或压缩机电功率消耗，运行成本也居高不下。烟气余热蒸发是一种运行成本较低的废水浓缩方法，它利用空预器后排放烟气中的烟气余热作为热源，蒸发浓缩废水。但目前的烟气余热废水浓缩方式主要采用直接喷淋法进行废水浓缩，这种方式存在明显的不足。

（1）脱硫废水为燃煤电站终端废水，Cl-浓度高达20000~40000ppm，极具腐蚀性，烟气与脱硫废水直接接触浓缩，对浓缩塔、内部喷嘴、后续烟道等的材质要求很高。