[发明专利]一种集成吸收式热泵的脱硫废水分盐回收系统及方法

说明书

本发明公开了一种集成吸收式热泵的脱硫废水分盐回收系统及其工作方法，该系统包括纳滤装置、热泵系统、硫酸钠浓缩结晶系统及氯化钠浓缩结晶系统；热泵系统包括发生器、溶液热交换器、吸收器、冷凝器、节流阀、发生器、压缩机及膨胀阀；氯化钠浓缩结晶系统包括预热器、多效强制循环蒸发结晶系统及离心机；硫酸钠浓缩结晶系统包括预热器、多效强制循环蒸发浓缩系统和冷冻结晶器。该系统及方法能够利用吸收式热泵回收硫酸钠冷冻结晶过程余热，并用于盐溶液预热过程，有效降低系统能耗，实现脱硫废水盐分的资源化利用，且能够适应脱硫废水组分在一定范围内变化，具有良好的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明属于脱硫废水处理领域，涉及一种集成吸收式热泵的脱硫废水分盐回收系统及方法。

背景技术

燃煤发电在我国的能源结构中仍占据主导地位，实现燃煤发电过程的废水分盐回收具有重要意义。其中，燃煤锅炉烟气湿法脱硫装置产生的废水，经化学处理后仍含有较高浓度的盐分(20000mg/L-60000mg/L)。目前主流的废水处理工艺，如膜分离法、多效蒸馏法等，难以实现氯化钠与硫酸钠的分离，产出的混盐仅能作为固废处理，造成资源的浪费。因此，需要一种能够有效分离废水、氯化钠盐和硫酸钠盐的低能耗脱硫废水分盐回收系统。

纳滤装置对二价及多价盐和有机物的截留性能较好，经过软化处理后的脱硫废水，再经过纳滤装置能够有效分离硫酸钠和氯化钠。将分离后的硫酸钠和氯化钠溶液分别进行蒸发结晶和冷冻结晶，能够实现其资源化利用。但冷冻结晶过程普遍采用压缩式冷冻结晶系统，硫酸钠溶液冷冻结晶过程的余热量约为820MJ/t，其能耗较高且品味较低，而预热氯化钠溶液所需热量仅为100MJ/t左右。如将冷冻结晶过程的热量回收并利用在蒸发过程中，有望降低分盐回收系统能耗。

将冷冻结晶过程的热量回收并利用于蒸发结晶过程中，有望降低分盐回收系统能耗。吸收式热泵是低品位余热回收、提质利用的有效手段，将纳滤分盐、蒸发结晶、冷冻结晶与热泵相结合，既提高产盐质量，又能有效降低分盐回收系统能耗。

基于上述，需要开发一种集成吸收式热泵的脱硫废水分盐回收技术。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种集成吸收式热泵的脱硫废水分盐回收系统及方法，该系统及方法能够基于吸收式热泵回收余热实现脱硫废水分质脱盐。

为达到上述目的，本发明所述的集成吸收式热泵的脱硫废水分盐回收系统包括纳滤装置、热泵系统、硫酸钠浓缩结晶系统及氯化钠浓缩结晶系统；

热泵系统包括发生器、溶液热交换器、吸收器、冷凝器、节流阀、发生器、压缩机及膨胀阀；氯化钠浓缩结晶系统包括预热器、氯化钠多效强制循环蒸发结晶系统及离心机；硫酸钠浓缩结晶系统包括预热器、硫酸钠多效强制循环蒸发浓缩系统和冷冻结晶器；

三联箱的出口通过管道泵与纳滤装置的入口相连通，纳滤装置的氯化钠溶液出口依次经吸收器的吸热侧及冷凝器的吸热侧与预热器的入口相连通，预热器的出口经氯化钠多效强制循环蒸发结晶系统与离心机的入口相连通；

纳滤装置的硫酸钠溶液出口与预热器的入口相连通，预热器的出口与硫酸钠多效强制循环蒸发浓缩系统的入口相连通，硫酸钠多效强制循环蒸发浓缩系统的出口与冷冻结晶器的入口相连接；

发生器的吸热侧出口经冷凝器的放热侧及节流阀与蒸发器的吸热侧入口相连通，蒸发器的吸热侧出口与吸收器的放热侧入口相连通，吸收器的放热侧出口经溶液热交换器的稀溶液侧与发生器的稀溶液出入口相连通，发生器的浓溶液出口经溶液热交换器的浓溶液侧与吸收器的放热侧入口相连通；

压缩机的出口经蒸发器的放热侧、膨胀阀及冷冻结晶器与压缩机的入口相连通。

冷冻结晶器的浓缩液出口与硫酸钠多效强制循环蒸发浓缩系统的入口相连通。

离心机的浓溶液出口与氯化钠多效强制循环蒸发结晶系统的入口相连通。