[实用新型]一种基于热电厂余热驱动的污水零排放及资源回收系统

说明书

一种基于热电厂余热驱动的污水零排放及资源回收系统，属于工业节能与环境保护技术领域。本实用新型全系统包括四大工艺板块，即热法污水治理及资源化板块、除盐水板块、锅炉及热回收板块、汽轮机发电及余热回收板块，采用多种余热资源作为污水蒸发及结晶装置的驱动热源，对热电厂及外来公共污水实现蒸发浓缩减量、热法蒸发及高纯度分盐，其中用于加热除氧器、工艺水及热网回水等的较高品位蒸汽或高温水或烟气高温段显热等用于余热蒸发结晶、提纯及母液干化，污水侧二次蒸汽余热回用于对加热对象进行预热；汽轮机凝汽器余热及烟气余热则用于负压余热蒸发浓缩，回收的清水可用于除盐水水源补水，氯化钠用作氯碱厂等的原料，硫酸钙等可作建筑材料。

技术领域

本实用新型涉及一种基于热电厂余热驱动的污水零排放及资源回收系统，属于工业节能与环境保护技术领域。

背景技术

目前包括热电厂或热源厂在内的大多数产业均需要排放大量污水、特别是工业高盐废水，严重污染环境，特别是对地下土壤、地下水资源等的污染日益严重、且极难恢复。虽然目前已有普遍实施污水零排放及水资源再利用的社会呼声、政策预期和企业尝试，但目前常规的处理方法，包括预处理+膜处理+MVR蒸发或多效蒸发的技术路线，存在的最大问题是：初投资巨大（目前通常折合1t/h的吨污水投资需求约达30～100万元），运行能耗及运维费用过高（目前通常折合吨污水处理费用30～90元，极少有低于20元/t者）；同时，实现污水零排放过程中排出的大量废盐等固态物通常被作为危废对待，需按法律规定进行危废处置，包括处置费、环保税费等在内的综合处置成本合计约达4000～8000元/t。因此，不论是污水零排放还是废盐处置等，其综合投资及运维成本费用均属高昂，如全社会开始实施及严格执行，则产业上通常的观点是：大多数污水排放较多的行业企业将被迫停产、破产。

因此，许多类似行业企业、政策选择上均面临一个两难化命题——是要“金山银山”，还是要“绿水青山”；如何做到鱼和熊掌兼得，企业和社会均受益，一种可能成立的技术途径是：采用热电厂等工业企业的余热，代替污水零排放及废盐资源化工艺流程中必然耗费的大量高品位能源作为驱动热源，则可大幅降低其人工能源耗费及其能源运行费用，同时可缩短污水综合治理及其资源化的流程，并通过对换热过程的高效优化设计，提高换热强度、降低换热材料耗量并显著降低总体初投资。根据上述技术解决思想，以热电厂为例进行技术路线的分析如下。

热电厂或热源厂的锅炉排烟分为较高温区间（折合热电厂综合热效率的1%～2%）和低温区间（折合热电厂综合热效率的9%～12%），均可提供大量低品位余热用来进行污水蒸发浓缩及减量化；汽轮机乏汽凝汽器可安装低真空循环水供热方式，提供大量低品位余热（折合热电厂综合热效率的20%～60%）用来进行污水蒸发浓缩及减量化；除氧器的进水加热蒸汽可通过能源梯级利用方式，提供大量较高品位余热（折合热电厂综合热效率的5%～9%）用来进行污水蒸发浓缩及减量化；冬季集中供暖的热网回水加热蒸汽可通过能源梯级利用方式，提供大量较高品位余热（折合热电厂综合热效率的10%～60%）用来进行污水蒸发浓缩及减量化；若有其它工艺水需要加热，则其进水加热蒸汽可通过能源梯级利用方式，提供大量较高品位余热（折合热电厂综合热效率的10%～60%）用来进行污水蒸发浓缩及减量化。通过利用上述余热加热及梯级能源利用方式，通常可用来进行污水蒸发及结晶的热量可达热电厂热效率的20%～80%，即热电厂全厂综合热利用效率甚至可达110%～170%。而采用上述余热利用方式进行污水零排放时，其增量能耗除有关水泵耗电外，增量热能消耗几乎可以忽略，从而其污水零排放的能源费用主要为流程中的水泵运行电费等。

如按吨水处理耗电量平均3～4kWh计算，如按热电厂上网电价平均0.4元/kWh计算，其吨污水处理能源成本只有约1.2～1.6元/t，如按工业企业大客户电价估计约为2.0～3.0元/t；则包含其它运维费用的综合运行成本估算约为3～6元/t；则与目前采用常规方法进行污水零排放的吨污水综合成本相比，呈一个数量级的下降。这为解决热电厂及更多产业所产生的大量污水综合治理难题及重大社会性环保问题，提供了一种技术上、经济上均可行的技术基础。

实用新型内容