[发明专利]一种利用低温旁路烟气浓缩含盐废水的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业废水处理领域，尤其涉及一种利用低温旁路烟气浓缩含盐废水的系统及方法。

背景技术

含盐废水的产生途径广泛，水量也逐年增加，其排放势必会造成水资源矿化及土壤碱化。国家及各省相关标准相继增加了全盐量指标，但与发达国家的高盐废水“零排放”及“近零排放”的脱盐技术相比，我国有较大差距。2015年4月，我国出台了《水污染防治行动计划》(简称：“水十条”)，提出最严格的源头保护和生态恢复质素，全面控制污染物排放，给废水零排放提供了法律法规依据。零排放可以最少的利用水资源，最大限度的减少或者不进行污水外排，具有良好的环境效益和经济效益。含盐废水零排放的投资及运行成本均与废水处理量直接相关，实现含盐废水的浓缩是十分必要的。

目前的主流浓缩技术是膜分离法，即利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过。含盐废水的膜法浓缩，一般有反渗透、纳滤、电渗析等方法。膜分离技术具有物料无相变、能耗低、设备简单、操作方便和适应性强等特点。但是用膜法处理高浓度含盐废水容易造成膜的污染，而现有低盐复合膜的耐污染性较差，清洗周期短，直接导致膜产水量下降、生产效率下降、产水水质变差、停机清洗、膜元件提前更换、膜使用寿命变短以及操作运行费用增加。膜的易污染、运行费用高等因素严重制约了膜技术在高盐度废水处理领域中的应用推广。

蒸发法也是含盐废水浓缩的重要途径，包括多效蒸发、多级闪蒸、机械蒸汽再压缩(MVR)等。申请号为201410846718.6的专利，提出了多效蒸发浓缩含盐废水的工艺；申请号为201410102031.8、201410099755.1及201510318771.X的专利，将蒸汽机械再压缩蒸发和多效蒸发相结合来浓缩含盐废水；申请号为201610120012.7的专利，利用水平管式降膜蒸发器和蒸汽再循环压缩来实现含盐废水的深度浓缩；申请号为201310471984.7的专利利用热泵系统浓缩含盐废水。上述形式的含盐废水蒸发浓缩均需要高品位热源，运行成本较高，一定程度上浪费了高品质能源。

申请号为201610158397.6的专利，利用增湿减湿的方法，以流动的空气作为水蒸气的载体来蒸发浓缩处理含盐废水；申请号为201610351716.5的专利，利用机械通风冷却塔蒸发加热后的含盐废水。利用空气吸收水分是一种相对节能的含盐废水浓缩途径，但所用空气温度相对较低，蒸发浓缩效率低，同时造成蒸发水分的浪费。

另一方面，我国的能源利用效率相对较低，节能任务艰巨，但同时节能潜力巨大，低品位余热的回收利用将成为节能领域的重要课题。由于烟道中的低温烟气的温度较低，换热效率较差，而且烟气中的二氧化硫的含量很高，为了避免低温腐蚀的产生，又需要保持该部分低温烟气不至于太低，造成该部分低温烟气中的热量无法被合理利用。所以，很多大型工厂如发电厂、钢铁厂、水泥厂、化工厂等的低温(90℃～150℃)烟气余热尚未得到充分利用，若能利用低温烟气余热实现废水浓缩，不仅能够利于企业的节能降耗，同时能够大大降低含盐废水处理的成本。但是由于现有生产工艺的烟道内烟气流速很高、本身空间有限，导致蒸发能力受限、布置困难，同时由于烟气流速较高会造成废水携带和结垢等问题，直接影响浓缩效率和生产运行。

发明内容

为不影响原有生产工艺运行及适应不同废水量负荷变化的需求，可采用引出部分烟气至旁路实现含盐废水的蒸发及浓缩。起初，发明人将烟气引出烟道后，单独对含盐废水进行蒸发和浓缩，然后烟气携带水蒸气经过脱硫塔脱硫后，再经烟囱排放。但是由于与含盐废水换热后的烟气的温度已经降至50-80℃，烟道壁的温度较低，而且烟气中会含有大量的二氧化硫、三氧化硫和水蒸气，所以在含盐废水蒸发塔与脱硫塔之间的烟道壁极易出现低温腐蚀的现象，直接影响烟道的寿命。如果将低温烟气先经过脱硫塔进行脱硫，然后再对含盐废水进行浓缩时，经过脱硫后的烟气的温度一般会降低到50℃左右，对含盐废水的浓缩效果太差，难以实现工业化应用。而如果直接将喷淋结构设置在烟囱中，烟气对含盐废水浓缩后直接由烟囱排放，此时，烟气无法进行脱硫处理(脱硫后的烟气温度降至50℃左右，对含盐废水的浓缩效果较差)，烟气中同样会含有大量的二氧化硫和水蒸气，而且在喷淋过程中都会对烟囱造成严重的腐蚀，烟囱的投资成本较高，采用该种方式得不偿失。

发明人发现该问题后，对处理方案进行了改进，得到了本文的技术方案。