本發(fā)明屬于燃煤鍋爐煙氣凈化領域，涉及一種基于廢水零排放技術的污染物協(xié)同處理系統(tǒng)，是一種so3脫除與脫硫廢水零排放一體化的裝置和方法。

背景技術：

燃煤電廠是我國電力系統(tǒng)的重要組成部分，其在運行過程中排放大量的氣、液、固污染物。隨著各項污染物處理技術和設備日漸成熟，污染物排放要求也愈加嚴格。日前，煙氣中so3脫除和脫硫廢水的零排放受到廣泛關注。

so3的脫除技術可分為濕法和干法兩類，通過向煙道內噴射堿性吸收劑達到去除煙氣中so3的目的。而常用的廢水零排放技術主要包括蒸發(fā)結晶和煙道內噴灑。其中，蒸發(fā)結晶法可以回收利用水資源和結晶鹽，但受工藝能耗過高和嚴格的預處理要求所限，該工藝的大規(guī)模應用受到限制；而煙道蒸發(fā)法工藝簡單、運行成本低，但有不能回收水資源、影響后續(xù)除塵等工藝、可能引起煙道腐蝕等問題。

申請?zhí)枮?01510298152.9的發(fā)明專利，公開了一種煙氣中so3的脫除裝置，將堿性吸收劑顆粒噴射于脫硝入口煙道，有效脫除煙氣中so3，減少其對脫硝裝置、空預器等設備的影響。但此工藝無法消除煙氣經脫硝裝置后重新生成的so3，脫除不能達到最大效率。

申請?zhí)枮?01510553944.6的發(fā)明專利，公開了一種旁路蒸發(fā)器廢水零排放處理裝置。蒸發(fā)器通過引入高溫煙氣強化與脫硫廢水之間的換熱，完全蒸發(fā)后固體顆粒干燥后再收集，實現(xiàn)了廢水零排放。但此發(fā)明未對脫硫廢水進行減量處理，蒸發(fā)器處理量較大，且高含濕煙氣可能影響除塵裝置處理效果。

申請?zhí)枮?01510955608.4的發(fā)明專利，公開了一種煙氣余熱蒸發(fā)脫硫廢水零排放的處理方法，經過雙堿法預處理、膜過濾除鹽濃縮減量、煙道旁路蒸發(fā)三個系統(tǒng)，可回用除鹽水、回收氣態(tài)水蒸氣，而結晶隨粉煤灰一同排出，從而實現(xiàn)脫硫水及高含鹽廢水的零排放。但該方法過于復雜，所用工藝設備繁多，大大地增加了設備建設成本和維護的工作量。

本發(fā)明將so3脫除和廢水零排放技術結合，采用一體化工藝，更好的實現(xiàn)了污染物的處理和資源、能源的重復利用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種so3脫除與脫硫廢水零排放一體化的裝置和方法，包括對電廠燃煤煙氣中國so3的脫除，以及濕法脫硫工藝中經過三聯(lián)箱等工藝處理的脫硫廢水的零排放，其工藝過程簡單、能耗較低，能夠達到較好的處理效果。

一種so3脫除與脫硫廢水零排放一體化的裝置，包括so3吸收劑制備部分(i)、脫硫廢水零排放預處理部分(ii)、溶液計量分配部分(iii)和噴射蒸發(fā)部分(iv)。所述so3吸收劑制備部分(i)包括na2co3溶解罐(1)、na2co3儲液罐(2-1)、在線管道混合器(2-3)，所述na2co3溶解罐(1)與所述na2co3儲液罐(2-1)連接，所述na2co3儲液罐(2-1)與所述在線管道混合器(2-3)連接；所述脫硫廢水零排放預處理部分(ii)包括混合加藥箱(3)、澄清沉淀池(4)、超濾裝置(5)、反滲透膜組(6)、淡水箱(2-2)、濃水箱(2-4)、粗過濾器(14)，其中，所述混合加藥箱(3)一端與所述na2co3溶解罐(1)連接，所述混合加藥箱(3)的另一端與所述澄清沉淀池(4)連接，所述粗過濾器(14)與所述澄清沉淀池(4)上部連接，所述超濾裝置(5)與所述粗過濾器(14)連接，所述反滲透膜組(6)與所述超濾裝置(5)連接，所述淡水箱(2-2)分別與所述超濾裝置(5)的出水部和所述反滲透膜組(6)的出水部以及所述na2co3溶解罐(1)連接，所述濃水箱(2-4)分別與所述反滲透膜組(6)濃水出水部、所述在線管道混合器(2-3)連接；所述溶液計量分配部分(iii)包括與所述在線管道混合器(2-3)連接的多個噴射分支管路(15)；所述噴射蒸發(fā)部分(iv)包括數(shù)支與所述噴射分支管路(15)連接的雙流體霧化噴槍(7)。

進一步的，所述so3吸收劑制備部分(i)還包括雜質排出泵(10-1)、溶解罐輸送泵(10-2)、堿液高壓泵(10-3)、絮凝劑流量計(11-1)、堿液流量計(11-2)、濃水流量計(11-3)、淡水流量計(11-4)，其中，所述na2co3溶解罐(1)通過所述雜質排出泵(10-1)與所述混合加藥箱(3)，所述絮凝劑流量計(11-1)設置在所述雜質排出泵(10-1)與所述混合加藥箱(3)之間；所述na2co3溶解罐(1)通過所述溶解罐輸送泵(10-2)與所述na2co3儲液罐(2-1)連接，所述淡水流量計(11-4)與所述na2co3溶解罐(1)連接，所述na2co3儲液罐(2-1)通過所述堿液高壓泵(10-3)與所述在線管道混合器(2-3)連接，所述堿液流量計(11-2)設置在所述所述堿液高壓泵(10-3)與所述在線管道混合器(2-3)之間，所述濃水流量計(11-3)設置在所述在線管道混合器(2-3)與所述濃水箱(2-4)的連接管道上。

進一步的，所述脫硫廢水零排放預處理部分(ii)還包括污泥處理設施、廢水輸送泵(10-4)、粗濾液輸送泵(10-5)、超濾液輸送泵(10-6)、淡水輸送泵(10-7)、濃水高壓泵(10-8)，其中，所述混合加藥箱(3)的一端通過所述廢水輸送泵(10-4)與所述澄清沉淀池(4)連接，所述污泥處理設施與所述澄清沉淀池(4)底部連接，所述超濾裝置(5)通過所述粗濾液輸送泵(10-5)與所述粗過濾器(14)連接，所述反滲透膜組(6)通過超濾液輸送泵(10-6)與所述超濾裝置(5)連接；所述淡水箱(2-2)通過所述淡水輸送泵(10-7)與所述na2co3溶解罐(1)連接，所述濃水箱(2-4)通過所述濃水高壓泵(10-8)與所述在線管道混合器(2-3)連接。

進一步的，所述每個分支管路(15)設有支路堿液閥(13-1)、支路流量計(11-5)、支路液壓計(12-1)，所述支路堿液閥(13-1)、所述支路流量計(11-5)、所述支路液壓計(12-1)依次連接，所述支路液壓計(12-1)與所述雙流體霧化噴槍(7)連接。

進一步的，所述每支雙流體霧化噴槍(7)的一端開有多個噴嘴(8-1)，所述噴嘴(8-1)于煙道內均勻分布；所述噴槍(7)的另一端上設有噴槍堿液閥(13-2)、噴槍液壓表(12-2)以及一個設有壓縮空氣閥(13-3)和壓縮空氣氣壓表(12-3)的管道。

優(yōu)選的，所述超濾裝置(5)可采用有機膜、金屬膜或陶瓷膜，所述超濾裝置(5)具有自動清洗模塊；所述反滲透膜組(6)可采用有機膜中的醋酸纖維或復合膜，所述反滲透膜組(6)具有自動清洗模塊。

進一步的，所述污泥處理設施包括污泥輸送泵(8)和板框壓濾機(9)，所述污泥輸送泵(8)與所述澄清沉淀池(4)的底部連接，所述板框壓濾機(9)與所述污泥輸送泵(8)連接。

應用so3脫除與脫硫廢水零排放一體化的裝置的方法為(1)so3吸收劑制備：

在na2co3溶解罐(1)中、在30～40℃的恒溫條件下持續(xù)攪拌溶解na2co3，并在工藝的啟動階段和運行階段分別以工業(yè)水和淡水工業(yè)水和淡水作為溶解用水，其中溶解用水的用量a通過淡水流量計(11-4)控制，最終配置為濃度20wt.％的溶液；

溶解罐底部雜質隨na2co3溶液經雜質排出泵(10-1)輸送至混合加藥箱(3)，并以絮凝劑流量計(11-1)控制流量，記為用量b；其余充分溶解的na2co3溶液用溶解罐輸送泵(10-2)輸送至na2co3儲液罐(2-1)儲存?zhèn)溆茫?/p>

用堿液流量計(11-2)和濃水流量計(11-3)分別控制na2co3儲液為流量c和流量d，na2co3儲液罐(2-1)中na2co3儲液經由堿液高壓泵(10-3)輸送，與濃水以稀釋比m于在線管道混合器(2-3)中混合稀釋，再向溶液計量分配部分輸送，其中，稀釋比m為1.3～4；

so3吸收劑制備部分(i)中各液體用量a～d及na2co3溶液稀釋比例m符合：a＝b+c；m＝(c+d)/c。

(2)脫硫廢水零排放預處理：

na2co3溶液與脫硫廢水通過混合加藥箱(3)進行攪拌，充分混合后用廢水輸送泵(10-4)輸送至澄清沉淀池(4)中分離溶液中雜質，脫硫廢水量為用作絮凝劑的na2co3溶液量b的x倍；

經澄清沉淀池(4)處理后的上層清夜經由粗過濾器(14)進一步過濾，由粗濾液輸送泵(10-5)輸送至超濾裝置(5)和反滲透膜組(6)進行深度處理，得到的淡水作為na2co3的溶解用水在淡水箱(2-2)中儲存?zhèn)溆茫鴿馑浻沙瑸V液輸送泵(10-6)輸送至濃水箱(2-4)備用，脫硫廢水濃縮倍數(shù)為n，符合：n＝(1+x)b/d；

(3)溶液預噴射計量分配：

通過支路堿液閥(13-1)開度的調節(jié)，于在線管道混合器(2-3)中稀釋混合后的吸收液按照各支路流量計(11-5)的設定流量分別進入分支管路中，并以支路壓力計(12-1)監(jiān)測分支管路中壓力情況，堿液總耗量e符合e＝c+d，按吸收劑與煙氣中三氧化硫摩爾比為1.1～2.5的噴射比噴射；

(4)噴射蒸發(fā)：

雙流體噴槍霧化在設計煙道位置噴射處理后的na2co3溶液，液體的噴射方向與煙氣流向一致，使經稀釋的na2co3溶液與高溫煙氣均勻混合，以同時實現(xiàn)煙氣中so3的脫除和濃水的蒸發(fā)結晶處理。

所述步驟(2)中的所述x為2～8，所述n為2～5。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1.所述so3脫除與脫硫廢水零排放一體化工藝，在實現(xiàn)了燃煤電廠脫除煙氣中so3的同時，實現(xiàn)了脫硫廢水的零排放；

2.所述so3脫除與脫硫廢水零排放一體化工藝，將so3脫除工藝中的na2co3溶液用于脫硫廢水處理，進一步降低脫硫廢水硬度；

3.所述so3脫除與脫硫廢水零排放一體化工藝，na2co3溶解后的雜質可在進入澄清沉淀池后，與脫硫廢水軟化預處理產生的污泥一同排出系統(tǒng)，無需另行配置，使系統(tǒng)高度集成；

4.所述so3脫除與脫硫廢水零排放一體化工藝，利用粗過濾、超濾、反滲透濃縮減量化處理脫硫廢水，所得淡水回用于so3脫除系統(tǒng)中na2co3粉體溶解過程，濃水用于so3脫除系統(tǒng)中na2co3溶液的稀釋，實現(xiàn)資源的合理利用；

5.所述so3脫除與脫硫廢水零排放一體化工藝，通過共用的計量分配系統(tǒng)和噴射模塊對so3脫除系統(tǒng)和廢水零排放系統(tǒng)進行了一體化設計，工藝設備簡單，有效降低了設備建設和維護工作量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明so3脫除與脫硫廢水零排放一體化裝置示意圖。

圖2為本發(fā)明噴槍在煙道內布置的局部俯視示意圖。

圖中：

i.so3吸收劑制備部分、a.工業(yè)水、1.na2co3溶解罐、2-1.na2co3儲液罐、2-3.在線管道混合器、10-1.雜質排出泵、10-2.溶解罐輸送泵、10-3.堿液高壓泵、11-1.絮凝劑流量計、11-2.堿液流量計、11-3.濃水流量計；

ii.脫硫廢水零排放預處理部分、b.脫硫廢水、3.混合加藥箱、4.澄清沉淀池、3.混合加藥箱、4.澄清沉淀池、14.粗過濾器、5.超濾裝置、6.反滲透膜組、2-2.淡水箱、2-4.濃水箱、8.污泥輸送泵、板框壓9.濾機、10-4.廢水輸送泵、10-5.粗濾液輸送泵、10-6.超濾液輸送泵、10-7.淡水輸送泵、10-8.濃水高壓泵；

iii.溶液計量分配部分、15.噴射分支管路、13-1.支路堿液閥、11-5.支路流量計、12-1.支路液壓計；

iv.噴射蒸發(fā)部分、c.壓縮空氣、7.雙流體霧化噴槍、8-1.噴嘴、13-2.噴槍堿液閥、13-3.壓縮空氣閥、12-2.噴槍液壓表、12-3.壓縮空氣氣壓表。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1，一種堿法so3脫除與脫硫廢水零排放一體化工藝包括so3吸收劑制備部分i、脫硫廢水零排放預處理部分ii、溶液計量分配部分iii和噴射蒸發(fā)部分iv。

所述so3吸收劑制備部分i包括na2co3溶解罐1、na2co3儲液罐2-1、在線管道混合器2-3、雜質排出泵10-1、溶解罐輸送泵10-2、堿液高壓泵10-3、絮凝劑流量計11-1、堿液流量計11-2、濃水流量計11-3、淡水流量計11-4。其中，na2co3溶解罐1和na2co3儲液罐2-1均有保溫層、計量溫控裝置和電加熱裝置，na2co3溶解罐1還包括下料裝置和攪拌裝置。

na2co3的粉體在溶解罐1中的溶解在30～40℃的恒溫條件下進行，并在工藝的啟動階段和運行階段分別以工業(yè)水和淡水作為溶解用水，在攪拌器的持續(xù)攪拌下溶解，其中溶解用水的用量a通過淡水流量計11-4控制，最終配置為濃度20wt.％的溶液。

溶解罐底部雜質隨na2co3溶液經雜質排出泵10-1輸送至混合加藥箱3，并以絮凝劑流量計11-1控制流量，記為用量b；其余充分溶解的na2co3溶液用溶解罐輸送泵10-2輸送至na2co3儲液罐2-1儲存?zhèn)溆谩?/p>

用堿液流量計11-2和濃水流量計11-3分別控制na2co3儲液為流量c和流量d，na2co3儲液罐2-1中na2co3儲液經由堿液高壓泵10-3輸送，與濃水以稀釋比m于在線管道混合器2-3中混合稀釋，再向溶液計量分配部分輸送，其中，稀釋比m為1.3～4。

進一步的，so3吸收劑制備部分i中各液體用量a～d及na2co3溶液稀釋比例m符合：a＝b+c；m＝(c+d)/c。

所述脫硫廢水零排放預處理部分ii包括混合加藥箱3、澄清沉淀池4、粗過濾器14、超濾裝置5、反滲透膜組6、淡水箱2-2、濃水箱2-4、污泥輸送泵8、板框壓濾機9、廢水輸送泵10-4、粗濾液輸送泵10-5、超濾液輸送泵10-6、淡水輸送泵10-7、濃水高壓泵10-8。

混合加藥箱3配有攪拌裝置，使na2co3溶液與脫硫廢水充分混合后用廢水輸送泵10-4輸送至澄清沉淀池4中分離溶液中雜質，脫硫廢水量為用作絮凝劑的na2co3溶液量b的x倍(取2～8)；經澄清沉淀池4處理后的上層清夜經由粗過濾器14進一步過濾，由粗濾液輸送泵10-5和超濾液輸送泵10-6輸送至超濾裝置5和反滲透膜組6進行深度處理，得到的淡水作為na2co3的溶解用水在淡水箱2-2中儲存?zhèn)溆?，濃水輸送至濃水?-4備用。記脫硫廢水濃縮倍數(shù)為n(取2～5)，符合：n＝(1+x)b/d。

所謂淡水即經過超濾裝置5和反滲透膜組6進行深度處理后得到的、達到排放標準的可回用水。

所謂濃水即經過反滲透膜組6進行深度處理后得到的、不達標的水。

其中超濾裝置5可采用有機膜、金屬膜或陶瓷膜，反滲透膜組6為有機膜中的醋酸纖維或復合膜；兩裝置設有自動清洗模塊，利用工業(yè)水定期對膜組件進行自動清理，延長膜使用壽命，清洗的廢水隨脫硫廢水一并進入混合加藥箱3處理。

脫硫廢水零排放預處理部分ii還配套有污泥處理設施。沉淀池4底部污泥以刮泥機清理，通過污泥輸送泵8輸送，用板框壓濾機9將污泥壓縮成泥餅，以利于污泥的進一步運送和處置，而所得清夜重新進入澄清沉淀池4。其中，板框壓濾機9可以使用電廠脫硫工藝中已有設備，亦可單獨配置。

所述溶液計量分配部分iii包括多個噴射分支管路15，每個支管設有支路堿液閥13-1、支路流量計11-5、支路液壓計12-1。通過支路堿液閥13-1開度的調節(jié)，于在線管道混合器2-3中稀釋混合后的吸收液按照各支路流量計11-5的設定流量分別進入分支管路中，并以支路壓力計12-1監(jiān)測分支管路中壓力情況。堿液總耗量e符合e＝c+d，按吸收劑與煙氣中三氧化硫摩爾比為1.1～2.5的噴射比噴射。

噴射蒸發(fā)部分iv包括數(shù)支與噴射分支管路15連通的雙流體霧化噴槍7，噴槍的一端設有噴槍堿液閥13-2和噴槍液壓表12-2，而且連接一通入壓縮空氣的管道，該管道上設有壓縮空氣閥13-3、和壓縮空氣氣壓表12-3，并配有管道過濾器；噴槍的另一端開設著多個噴嘴8-1。通過在噴氨格柵之前或脫硝裝置之后的煙道位置處，設置雙流體霧化噴槍7并向煙道內噴射經稀釋的na2co3溶液，使該na2co3溶液與高溫煙氣均勻混合，以同時實現(xiàn)煙氣中so3的脫除和濃水的蒸發(fā)結晶處理。

如圖2，所述噴射蒸發(fā)部分iv多個雙流體噴槍霧化噴射槍的一端設置在煙道內，可以設置多支個噴射槍，例如3、5、7、9等支，每支噴射槍都與一個噴射分支管路15連通。每支噴射槍上均布分布著多個噴嘴8-1，以實現(xiàn)充分混合。此外，液體的噴射方向與煙氣流向一致，以最大限度減小噴槍結垢堵塞的可能。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種低成本、高效率的一體化處理技術，實現(xiàn)了電廠煙氣中so3的脫除工藝和濕法脫硫工藝廢水的零排放。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。