本發(fā)明屬于電廠脫硫廢水處理領域，具體涉及一種脫硫廢水零排放處理裝置及其處理方法。

背景技術：

隨著社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，火電廠對大氣環(huán)境的污染已受到人們的普遍關注，因此有效的降低污染物排放以改善對環(huán)境的影響是我國能源領域可持續(xù)發(fā)展所面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。目前，已有的煙氣脫硫技術包括濕法脫硫和干法脫硫等。其中濕法脫硫技術的運用最為廣泛。濕法煙氣脫硫是當今國際上85％左右大型火電廠采用的工藝流程。濕法煙氣脫硫系統(tǒng)廢水由于汞、鉛、鎳、砷及鉻重金屬含量較高，直接排放的危害很大，普通化學處理方法又過于復雜，且需要不斷添加化學藥品，耗費人力。另脫硫廢水化學處理方法處理后的廢水氯離子(目前尚無化學藥劑可以去除氯離子)仍無法去除。采取一般脫硫廢水處理工藝處理后的廢水按照相關規(guī)定不能稀釋排放，因此無法綜合利用。

當今世界，水資源緊缺，如果采用一定工藝把脫硫廢水變成資源循環(huán)利用，將是一件造福人類社會的事情。常規(guī)脫硫廢水處理工藝步驟無外乎中和、絮凝、沉淀和外排。近幾年新開發(fā)了不少脫硫廢水處理工藝，如蒸發(fā)，回用，澄清等工藝，這類工藝雖能對脫硫廢水的回收利用有一定作用，但問題比較多，如需新增加大量設備、占地面積大、投資大、工藝流程復雜、設備故障率高、運行效果不理想、脫水效果不佳、污泥處理處置不方便、存在廢水外排現(xiàn)象等。如果這些問題得不到很好的解決，將嚴重影響各種脫硫廢水處理工藝的工業(yè)應用。

隨著國家《節(jié)約能源法》、《環(huán)境保護法》、《水污染防治行動計劃》和相應的用水、排水收費政策(水資源費、排水費、超標費)的頒布，以及《電力工業(yè)“十一五”節(jié)水規(guī)劃》等規(guī)定的逐步實施，對火電廠用、排水量和水質(zhì)都有嚴格的指標限制。從可持續(xù)發(fā)展的角度考慮，要達到這些目標，實施深度節(jié)水并實現(xiàn)廢水“零排放”措施勢在必行。

脫硫廢水屬于燃煤電廠四類廢水中污染度高、處理難度大的一類。按照dl/t5196《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標》的規(guī)定，脫硫廢水不能采用稀釋的方法降低污染物濃度后排放。同時，脫硫廢水含有高濃度的cl^-，具有一定的腐蝕性而難以直接利用。因此，脫硫廢水零排放的實施，具有重要的現(xiàn)實意義。

申請?zhí)枮?01110076844.0的中國專利公開了一種脫硫廢水零排放處理方法，包括以下步驟：1)將經(jīng)脫硫塔脫硫后的脫硫廢水排入預沉池，在預沉池中經(jīng)過初步分離，將分離出的上部清液經(jīng)漿液泵輸運至緩沖池中；2)將緩沖池中的脫硫廢水依次通過霧化裝置和靜電除塵器；3)將預沉池下部含固量較大的廢水經(jīng)污泥泵輸運至污泥緩沖池，污泥緩沖池中的含固量較大的廢水經(jīng)另一污泥泵輸運至壓濾機；4)將過濾后的廢水經(jīng)漿液泵送回預沉池中。

但是，這種脫硫廢水零排放處理方法存在如下問題：

(1)霧滴粒徑較大(100-200μm)，造成噴嘴堵塞問題頻發(fā)。

(2)蒸發(fā)距離長，導致廢水處理量偏少。

(3)無及時預防和解決煙道內(nèi)顆粒物沉降的有效措施。

(4)無及時預防和清除煙道內(nèi)壁顆粒物結(jié)垢的有效措施。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于為了克服以上現(xiàn)有技術的不足而提供一種全新的脫硫廢水零排放處理裝置及其處理方法，該裝置運用超高頻霧化設備、可調(diào)頻高聲強聲波離散裝置協(xié)同解決通過高溫蒸發(fā)實現(xiàn)固液分離的脫硫廢水零排放處理方法存在的噴嘴結(jié)垢堵塞以及煙道內(nèi)飛灰沉降及煙道內(nèi)壁結(jié)垢等嚴重問題，有效避免由于積灰結(jié)垢堵塞導致的鍋爐機組能耗增加、鍋爐機組被動停爐等相關問題，全面實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和脫硫廢水零排放目標。利用以上提供的裝置進行脫硫廢水處理的方法工藝簡單，節(jié)省人力投入，不需要添加任何化學藥品，而且還充分利用煙氣余熱，實現(xiàn)脫硫廢水零排放。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種脫硫廢水零排放處理裝置，包括空氣預熱器通過連接管道連接靜電除塵器，靜電除塵器連接濕法脫硫塔的入口，濕法脫硫塔的廢水出口連接沉淀池，其中從空氣預熱器到靜電除塵器的連接管道上順次設置有霧化裝置和聲波發(fā)生裝置。

進一步地，所述的脫硫廢水零排放處理裝置，沉淀池通過輸送泵將水送入霧化裝置作為噴霧水源，霧化裝置包括空壓機、儲氣罐和超高頻霧化噴嘴，其中超高頻霧化噴嘴設置于連接管道的內(nèi)部。

進一步地，所述的脫硫廢水零排放處理裝置，濕法脫硫塔的廢水出口連接脫水裝置，脫水裝置連接脫硫廢水清水池，脫硫廢水清水池連接沉淀池。

進一步地，所述的脫硫廢水零排放處理裝置，聲波發(fā)生裝置為高頻聲波發(fā)生器、低頻聲波發(fā)生器或可調(diào)頻聲波發(fā)生器中的一種或幾種的組合。

更進一步地，所述的脫硫廢水零排放處理裝置，沉淀池中的水通過輸送泵送入霧化裝置前經(jīng)過計量分配防堵裝置；計量分配防堵裝置由在管路上安裝的壓力表、流量計、閥門組成，通過壓力表、流量計實現(xiàn)對各個支管路廢水流量的實時監(jiān)控，通過閥門實現(xiàn)對各個支管路廢水流量的調(diào)節(jié)。

進一步地，所述的脫硫廢水零排放處理裝置，超高頻霧化噴嘴包括進氣管、進氣堵頭、共振腔、進水管、水流導向管和水噴嘴；進氣堵頭設置于進氣管的氣體出口端內(nèi)部，與進氣管的氣體出口端內(nèi)壁存在間隙，形成氣體高壓發(fā)射口；共振腔為帶有內(nèi)陷腔體的結(jié)構(gòu)，共振腔以內(nèi)陷腔體與氣體高壓發(fā)射口相對的方式設置且與氣體高壓發(fā)射口之間形成間隙；進水管連接水流導向管，水流導向管的水流出口端連接水噴嘴，水噴嘴的噴水出口設置于氣體高壓發(fā)射口的相鄰位置。

更進一步地，所述的脫硫廢水零排放處理裝置，水流導向管的水流出口端與水噴嘴之間還設置有散流片，散流片為帶有散流孔的部件。

更進一步地，所述的脫硫廢水零排放處理裝置，水流導向管和水噴嘴均套于進氣管上；共振腔通過進氣堵頭下方連接的固定桿與氣體高壓發(fā)射口相對設置，共振腔套接于固定桿上；水流導向管與進氣管采取螺紋方式連接；水噴嘴與水流導向管采取螺紋方式連接；水噴嘴與進氣管采取螺紋方式連接或不連接；共振腔采取螺紋方式與固定桿連接。

所述的脫硫廢水零排放處理裝置的處理方法，包括以下步驟：

步驟1，濕法脫硫塔的廢水通過沉淀池沉淀后將廢水通過輸送泵送入霧化裝置作為噴霧水來源，霧化裝置通過空壓機、儲氣罐和超高頻霧化噴嘴的協(xié)調(diào)作用產(chǎn)生超高頻水霧進入空氣預熱器和靜電除塵器的連接管道中；

步驟2，通過空氣預熱器后的高溫煙氣在送入靜電除塵器過程中，在連接管道中先通過高溫煙氣將霧化后廢水中的水分迅速完全蒸發(fā)，降溫后廢水中的結(jié)晶鹽類析出，隨后在聲波發(fā)生裝置的聲波離散作用下離散成更小的結(jié)晶微粒；

步驟3，結(jié)晶微粒連同其他塵粒隨煙氣到達靜電除塵器清除后，清潔煙氣進入濕法脫硫塔進行下一步處理。

進一步地，所述的脫硫廢水零排放處理裝置的處理方法，步驟1中超高頻霧化噴嘴在噴霧過程中通過調(diào)節(jié)進氣堵頭和共振腔之間的距離實現(xiàn)可調(diào)頻霧化。

本發(fā)明將脫硫廢水引接至沉淀池，通過沉淀后將脫硫廢水通過輸送泵送至計量分配防堵裝置，與壓縮空氣一起，經(jīng)過計量分配防堵裝置合理分配后，通過超高頻霧化噴嘴噴至靜電除塵器入口煙道內(nèi)。霧化后的廢水通過靜電除塵器入口連接管道中的煙氣加熱迅速蒸發(fā)。同時廢水中的溶解性鹽在蒸發(fā)過程中結(jié)晶析出，并隨煙氣中的灰一起在靜電除塵器中被捕集。聲波發(fā)生裝置發(fā)出聲波控制析出的結(jié)晶鹽處于離散狀態(tài)，避免連接管道內(nèi)飛灰顆粒沉降及煙道內(nèi)壁結(jié)垢堵塞。計量分配防堵裝置，可以及時在線監(jiān)測、調(diào)節(jié)各噴槍的進液、氣的流量及壓力，確保設備的安全運行。

有益效果：

1、本發(fā)明能夠非常方便的對脫硫廢水進行零排放處理，且工藝簡單，不需要使用任何化學藥品，節(jié)約人力。

2、本發(fā)明充分利用煙氣余熱，基本蒸發(fā)完重污染的廢水，實現(xiàn)固液分離，并改善煙氣進入除塵裝置前的濕度，有利于提高除塵裝置的除塵效果。

3、在現(xiàn)有脫硫廢水零排放技術中，通過霧化、高溫蒸發(fā)得到的鹽分結(jié)晶物實現(xiàn)固液分離后，造成噴嘴和煙道內(nèi)壁積灰結(jié)垢堵塞，造成鍋爐機組能耗增加、被動停爐等難以克服的問題。在本發(fā)明中，廢水中的鹽分結(jié)晶微粒、煙氣中的雜質(zhì)微粒在可調(diào)頻高強聲波的強烈作用下，不斷發(fā)生離散現(xiàn)象，這樣的設計可有效避免在噴嘴和煙道內(nèi)壁結(jié)垢堵塞。

4、本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，方法實施簡單，且能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的廢水零排放，既環(huán)保又安全，具有推廣價值。

5、超高頻霧化噴嘴較傳統(tǒng)氣液二相流的噴嘴霧化粒徑更小，均勻度更好，霧化效率更高，縮短了煙道內(nèi)蒸發(fā)時間，具有防堵塞優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1所述的脫硫廢水零排放處理裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例2所述的脫硫廢水零排放處理裝置示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例2所述的超高頻霧化噴嘴示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例3所述的超高頻霧化噴嘴示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例3所述的超高頻霧化噴嘴中散流片示意圖；

以上圖1-圖5中，1為空氣預熱器，2為靜電除塵器，3為濕法脫硫塔，4為沉淀池，5為霧化裝置，51為進氣管，52為進氣堵頭，53為共振腔，54為進水管，55為水流導向管，56為水噴嘴，57為散流片，6為聲波發(fā)生裝置，7為脫水裝置，8為脫硫廢水清水池，9為計量分配防堵裝置。

具體實施方式：

實施例1

本實施例提供了一種脫硫廢水零排放處理裝置，如圖1所示，包括空氣預熱器1通過連接管道連接靜電除塵器2，靜電除塵器2連接濕法脫硫塔3的入口，濕法脫硫塔3的廢水出口連接沉淀池4，其中從空氣預熱器1到靜電除塵器2的連接管道上順次設置有霧化裝置5和聲波發(fā)生裝置6。聲波發(fā)生裝置6可以為高頻聲波發(fā)生器、低頻聲波發(fā)生器或可調(diào)頻聲波發(fā)生器中的一種或幾種的組合；沉淀池4通過輸送泵將水送入霧化裝置5作為噴霧水源。

以上裝置在使用過程中，首先將濕法脫硫塔的脫硫廢水引接至沉淀池，通過沉淀后將廢水通過輸送泵送至霧化裝置5作為霧化水源，霧化后的水通過靜電除塵器入口連接管道中的煙氣加熱迅速蒸發(fā)。同時廢水中的溶解性鹽在蒸發(fā)過程中結(jié)晶析出，并隨煙氣中的灰一起在靜電除塵器中被捕集。聲波發(fā)生裝置6發(fā)出聲波控制析出的結(jié)晶鹽處于離散狀態(tài)，避免連接管道內(nèi)飛灰顆粒沉降及煙道內(nèi)壁結(jié)垢堵塞，隨后析出的結(jié)晶鹽粒經(jīng)靜電除塵器2除去。

實施例2

本實施例為實施例1的一種改進，如圖2所示，沉淀池4中的水通過輸送泵送入霧化裝置5前經(jīng)過計量分配防堵裝置9；濕法脫硫塔3的廢水出口連接脫水裝置7，脫水裝置7連接脫硫廢水清水池8，脫硫廢水清水池8連接沉淀池4，霧化裝置5包括空壓機、儲氣罐和超高頻霧化噴嘴，其中超高頻霧化噴嘴設置于連接管道的內(nèi)部；超高頻霧化噴嘴如圖3所示，包括進氣管51、進氣堵頭52、共振腔53、進水管54、水流導向管55和水噴嘴56；進氣堵頭52設置于進氣管51的氣體出口端內(nèi)部，與進氣管51的氣體出口端內(nèi)壁存在間隙，形成氣體高壓發(fā)射口；共振腔53為帶有內(nèi)陷腔體的結(jié)構(gòu)，共振腔53以內(nèi)陷腔體與氣體高壓發(fā)射口相對的方式設置且與氣體高壓發(fā)射口之間形成間隙；進水管54連接水流導向管55，水流導向管55的水流出口端連接水噴嘴56，水噴嘴56的噴水出口設置于氣體高壓發(fā)射口的相鄰位置。計量分配防堵裝置(9)由在管路上安裝的壓力表、流量計、閥門組成，通過壓力表、流量計實現(xiàn)對各個支管路廢水流量的實時監(jiān)控，通過閥門實現(xiàn)對各個支管路廢水流量的調(diào)節(jié)。

本實施例提供的脫硫廢水零排放處理裝置通過霧化裝置5中超高頻霧化噴嘴的設置，使得其能夠在使用過程中產(chǎn)生超高頻噴霧，利用氣流從進氣管51通過流通面積急劇減小的氣體高壓發(fā)射口，氣體壓縮后發(fā)射而出形成射流，可以通過調(diào)節(jié)進氣管51中氣體的流速來調(diào)整射流速度，當射流流速達到音速時，在氣體高壓發(fā)射口形成激波，而通過設置于氣體高壓發(fā)射口相對位置的共振腔53，激波在進入共振腔53的內(nèi)陷腔體中時，由于遇到鈍體，產(chǎn)生高強壓力脈動，該高強壓力脈動具有一定的頻率，即形成高強聲波，當共振腔53相對于氣體高壓發(fā)射口的相對位置調(diào)節(jié)時，形成可調(diào)頻的高強聲波。水流從進水管54流入時，從水噴嘴56噴出形成噴霧，該噴霧在氣體高壓發(fā)射口發(fā)出的高強聲波作用下瞬間被撕裂，破碎為微粒形式，提升了霧化效果，共振腔53相對于氣體高壓發(fā)射口的相對位置調(diào)節(jié)可形成可調(diào)頻高強霧化效果。

實施例3

本實施例為在實施例2基礎上的改進，如圖4所示，超高頻霧化噴嘴的水流導向管55和水噴嘴56均套于進氣管51上；共振腔53通過進氣堵頭52下方連接的固定桿與氣體高壓發(fā)射口相對設置，共振腔53套接于固定桿上；水流導向管55與進氣管51采取螺紋方式連接；水噴嘴56與水流導向管55采取螺紋方式連接；水噴嘴56與進氣管51采取螺紋方式連接或不連接；共振腔53采取螺紋方式與固定桿連接。水流導向管55的水流出口端與水噴嘴56之間還設置有散流片57，散流片57為帶有散流孔的部件(如圖5)，能夠?qū)M入水噴嘴56的水起到散流作用，提高噴霧的均一性。

本實施例提供的脫硫廢水零排放處理裝置的處理方法，包括以下步驟：

步驟1，濕法脫硫塔的廢水通過沉淀池沉淀后將廢水通過輸送泵送入霧化裝置作為噴霧水來源，霧化裝置通過空壓機、儲氣罐和超高頻霧化噴嘴的協(xié)調(diào)作用產(chǎn)生超高頻水霧進入空氣預熱器和靜電除塵器的連接管道中；

步驟2，通過空氣預熱器后的高溫煙氣在送入靜電除塵器過程中，在連接管道中先通過高溫煙氣將霧化后廢水中的水分迅速完全蒸發(fā)，降溫后廢水中的結(jié)晶鹽類析出，隨后在聲波發(fā)生裝置的聲波離散作用下離散成更小的結(jié)晶微粒；

步驟3，結(jié)晶微粒連同其他塵粒隨煙氣到達靜電除塵器清除后，清潔煙氣進入濕法脫硫塔進行下一步處理。

本發(fā)明提供的脫硫廢水零排放處理裝置及其處理方法，利用脫硫廢水經(jīng)凈化后直接作為霧化水源，利用超高頻霧化噴嘴產(chǎn)生可調(diào)頻高強霧化效果，通過高溫閃蒸、超高頻霧化以及聲波離散作用很好的分離脫硫廢水中的結(jié)晶鹽類及有害離子，實現(xiàn)了脫硫廢水零排放。