一种高温烟气洗涤浓缩脱盐装置及脱盐方法与流程

1.本发明涉及烟气治理技术领域，尤其涉及一种高温烟气洗涤浓缩脱盐装置及脱盐方法。


背景技术：

2.固体废物(如污泥、垃圾)中含有较多的氯离子，在焚烧处置时会变成氯化氢气体进入烟气，如果采用湿式烟气处理法，这些氯离子就会进入烟气洗涤水中，形成高盐废水，难以进行生化处理。另外，污水处理产生的膜浓缩液含有高浓度的盐分和难降解污染物，目前主要采用mvr蒸发浓缩处理，耗能大、易结垢而降低处理效率。


技术实现要素：

3.本发明为了解决上述技术问题提供一种能够有效处理含氯化氢高温烟气的烟气洗涤浓缩脱盐装置，以及有效处理烟气中氯化氢并回收为氯化钙晶体的烟气脱盐方法，以解决上述至少一项技术问题。
4.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
5.本发明为实现上述目的之一提供一种高温烟气洗涤浓缩脱盐装置，包括：
6.用于输送含氯化氢高温烟气的进烟管道，所述进烟管道上设置有中和剂投加管，所述中和剂投加管的一端与所述进烟管道连接；
7.文丘里管，所述文丘里管的一端与进烟管道连接，所述文丘里管的另一端与烟气脱水结晶塔连接；
8.文丘里管的喉管上设置有循环水进入管；
9.烟气脱水结晶塔，所述烟气脱水结晶塔的顶部设置有排烟管，所述排烟管的下端贯穿伸入所述烟气脱水结晶塔内的液面之上，所述烟气脱水结晶塔的侧壁上部设置有切向入口，所述文丘里管的出口与所述切向入口连接；
10.晶体回收装置，所述晶体回收装置与所述烟气脱水结晶塔的底部连接。
11.本发明的有益效果是：本发明通过中和管道能够加入中和剂碳酸钙粉体进行中和反应生成氯化钙，通过文丘里管，能够形成气液混合物，使得高温烟气能够与循环水进行换热蒸发浓缩，在烟气脱水结晶塔中，能够使得氯化钙溶液浓度增加而结晶，通过结晶回收装置，能够进行脱盐处理，能够有效对烟气进行脱氯处理，脱盐效率高。
12.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
13.进一步的，所述结晶回收装置包括：
14.旋流器，所述旋流器的顶部侧面设置有结晶液管，所述结晶液管的一端与所述旋流器连通，所述结晶液管的另一端与所述烟气脱水结晶塔的底部连接，所述结晶液管上设置有循环泵，所述旋流器的底部设置有排料管；
15.旋振筛，所述排料管的下端与所述旋振筛的顶部进料口连接，所述旋振筛的底部设置有排水口，所述排水口与所述烟气脱水结晶塔之间设置有排液管，所述排液管的一端
与所述排水口连通，所述排液管的另一端与所述烟气脱水结晶塔底部连通。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：采用旋流器能够对烟气脱水结晶塔中的结晶液进行固液分离，通过旋振筛能够筛分得到结晶晶体和水，水通过排液管能够排入烟气脱水结晶塔中循环使用。
17.进一步的，所述结晶回收装置还包括盐罐，所述旋振筛设置有结晶盐出料口，所述出料口通过出料管与所述盐罐连接。
18.采用上述进一步方案的有益效果是：盐罐能够收集和储存脱盐得到的氯化钙盐。
19.进一步的，所述旋流器的顶部设置有排水管，所述排水管的下端与所述旋流器的顶部连通，所述排水管的顶端与所述文丘里管的喉管连接。
20.采用上述进一步方案的有益效果是：排水管能够将分离了结晶体的水输送回文丘里管的喉管与高温烟气混合，循环使用。
21.进一步的，所述烟气脱水结晶塔包括脱水段以及设置于所述脱水段下方的结晶槽，所述排烟管的下部同轴设置于所述脱水段内。
22.采用上述进一步方案的有益效果是：排烟管同轴设置在脱水段内，能够有效地对气液两相进行离心分离，以便于脱氯后的烟气排出烟气脱水结晶塔，进行下一步处理。
23.进一步的，所述结晶槽的侧面设置有膜浓缩液输入管，所述膜浓缩液输入管的一端与所述结晶槽连通。
24.采用上述进一步方案的有益效果是：能够将膜浓缩液输入结晶槽中，能够补充因为蒸发所失去的水分，膜浓缩液中的高浓度盐分也会被蒸发浓缩而形成结晶与氯化钙一并去除，同时能够对结晶液起到降温作用，降温后有利于氯化钙结晶析出。
25.本发明为实现上述目的之二提供一种上述高温烟气洗涤浓缩脱盐装置的烟气脱盐方法，包括如下步骤：
26.s1、烟气中和:通过中和剂投加管将碳酸钙粉体投加到进烟管道内，与≥100℃高温含氯化氢烟气混合；
27.s2、蒸发浓缩：将步骤s1的混合烟气输送至文丘里管的喉管中，与循环水混合，氯化氢与碳酸钙反应生成氯化钙溶入水中，部分循环水蒸发，实现中和、降温、蒸发浓缩，得到气液混合物；
28.s3、脱水结晶沉降：将步骤s2的气液混合物从文丘里管出口沿切向入口送入烟气脱水结晶塔中，围绕中心的排烟管高速旋转向下流动，在离心力作用下，气相与液相分离，气相进入排烟管排出，液相沿烟气脱水结晶塔内壁向下流到底部，得到氯化钙溶液，随着氯化钙浓度不断提高，当达到饱和时结晶为氯化钙晶体；
29.s4、晶体回收：将步骤s3的氯化钙结晶液送入晶体回收装置中固液分离，得到氯化钙晶体。
30.本发明的有益效果是：采用循环水能够对高温烟气进行洗涤、换热，使得高温烟气降温、部分循环水蒸发而实现盐分浓缩，气液分离得到的结晶液能够析出氯化钙晶体，经脱盐回收后，能够得到氯化钙晶体，本方法能够有效地脱除高温烟气中的氯离子。
31.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
32.进一步的，步骤s2中，循环水的温度控制为88～92℃，得到的气液混合物的温度控制为95～105℃。
33.采用上述进一步方案的有益效果是：在此温度下循环水的蒸发效率高，能够最多地利用高温烟气的余热使循环水蒸发浓缩，使得氯化钙结晶。
34.进一步的，步骤s3中，向得到的氯化钙溶液中加入膜浓缩液以调节氯化钙溶液的温度，同时使膜浓缩液中的高浓度盐类与氯化钙一起得到浓缩、结晶。
35.进一步的，步骤s3中，氯化钙结晶液的温度控制为88～92℃，通过排烟管排出的气体温度控制为95～105℃。
36.采用上述进一步方案的有益效果是：氯化钙结晶液的温度控制能够进一步加强氯化钙的析出结晶作用，同时还能协同处理膜浓缩液，排烟管排出的气体温度能够使高温烟气中含有的水分不至于冷凝而稀释了循环水。
附图说明
37.图1为本发明结构示意图；
38.图2为本发明脱盐原理流程图。
39.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
40.1、中和管道；2、中和剂投加管；3、文丘里管；4、烟气脱水结晶塔；41、脱水段；42、结晶槽；5、排烟管；6、结晶回收装置；61、旋振筛；62、旋流器；63、结晶液管；64、循环泵；65、盐罐；66、出料管；67、排水管；68、排液管；7、膜浓缩液输入管。
具体实施方式
41.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
42.实施例
43.如图1所示，本发明提供一种高温烟气洗涤浓缩脱盐装置，包括：
44.用于输送含氯化氢高温烟气的进烟管道1，进烟管道1上设置有中和剂投加管2，中和剂投加管2的一端与进烟管道1连接；需要说明的是，中和剂投加管2用于向进烟管道输送并投加碳酸钙粉末，碳酸钙粉末与高温烟气在中和管道1内混合形成混合烟气。
45.文丘里管3，文丘里管3的一端与进烟管道1连接，文丘里管3的另一端与烟气脱水结晶塔4连接，文丘里管3的喉管上设置有循环水进入管；
46.烟气脱水结晶塔4，烟气脱水结晶塔4的顶部设置有排烟管5，排烟管5的下端贯穿伸入烟气脱水结晶塔4内的液面之上，烟气脱水结晶塔4的侧壁上部设置有切向入口，文丘里管3的出口与切向入口连接；排烟管5的下端为开口，烟气脱水结晶塔4中的气相通过排烟管5的下端向排烟管5的顶端移动，排烟管5的顶端与脱硫系统连接，烟气脱水结晶塔4的气相输送至脱硫系统进行脱硫处理。
47.晶体回收装置6，晶体回收装置6与烟气脱水结晶塔4的底部连接。
48.优选的，结晶回收装置6包括：旋流器62，旋流器62的顶部侧面设置有结晶液管63，结晶液管63的一端与旋流器62连通，结晶液管63的另一端与烟气脱水结晶塔4的底部连接，结晶液管63上设置有循环泵64，旋流器62的底部设置有排料管；旋流器62为旋流分离器，循环泵64将烟气脱水结晶塔4中的结晶液由切线方向输入旋流分离器，使得结晶液中固液进一步分离，提升结晶液的脱水效率，析出更多的氯化钙晶体；旋振筛61，排料管的下端与旋
振筛61的顶部进料口连接，旋振筛61的底部设置有排水口，排水口与烟气脱水结晶塔4之间设置有排液管68，排液管68的一端与排水口连通，排液管68的另一端与烟气脱水结晶塔4的底部连通。
49.优选的，结晶回收装置6还包括盐罐65，旋振筛61设置有结晶盐出料口，出料口通过出料管66与盐罐65连接。
50.优选的，旋流器62的顶部设置有排水管67，排水管67的下端与旋流器62的顶部连通，排水管67的顶端与文丘里管3的喉管连接。
51.优选的，烟气脱水结晶塔包括脱气段41以及设置于脱气段41下方的结晶槽42，排烟管5的下部同轴设置于脱气段41内，排烟管5的底端延伸至结晶槽42的液面上方。
52.优选的，结晶槽42的侧面设置有膜浓缩液输入管7，膜浓缩液输入管7的一端与结晶槽42连通；需要说明的是，结晶槽42的底部为斜坡型或锥形，结晶液管63与结晶槽42的底部最低点连通；还需要说明的是，膜浓缩液输入管7用于向结晶槽42内输送常温的含盐膜浓缩液，含盐膜浓缩液是在污水膜处理过程中产生的含盐废水，输送至结晶槽42中，析出的盐分在结晶回收装置6中筛分回收处理。
53.容易理解的是，文丘里管以90℃循环水为喷射液相介质，从文丘里管的进烟口吸入高温烟气与碳酸钙粉末的混合烟气，在文丘里管内混合烟气与90℃循环水混合并换热，使得喷出的气液混合物的温度为100℃，通过切线入口进入烟气脱水结晶塔4内，围绕中心的排烟管旋转向下流动，气液混合物的液相离心力大于气相的离心力，使液相汇集于烟气脱水结晶塔4的内侧壁，在自重作用下流入结晶槽42内，气相通过排烟管5底端与结晶槽42液面之间的空间由排烟管5的下端进入排烟管5，而后通过排烟管5的顶端排出烟气脱水结晶塔4，进入脱硫系统中处理；还需要说明的是，90℃循环水的高温是与高温烟气换热得到的，采用90℃高温循环水与150℃的含氯化氢高温烟气进行换热，形成100℃的气液混合物，可以蒸发更多的循环水，也就可以协同处理更多的膜浓缩液，蒸发的水与未完全处理的烟气混合后进入脱硫单元中进一步处理，而液相由于蒸发浓缩和不断吸收氯化钙，使得氯化钙浓度逐渐提高，最后在结晶槽中形成结晶，而加入常温膜浓缩液后，使得结晶液温度由100℃降为90℃，更有利于氯化钙晶体的析出，通过结晶回收装置将结晶槽中的氯化钙晶体与液体分离，氯化钙晶体进入盐罐中储存，液相作为循环水进入文丘里管和结晶槽中循环使用。
54.如图2所示，本实施例还提供一种根据上述高温烟气洗涤浓缩脱盐装置的烟气脱盐方法，包括如下步骤：
55.s1、烟气中和:通过中和剂投加管将碳酸钙粉体投加到进烟管道内，与≥100℃的高温含氯化氢烟气混合；
56.s2、蒸发浓缩：将步骤s1的混合烟气输送至文丘里管的喉管中，与循环水混合，氯化氢与碳酸钙反应生成氯化钙溶入水中，部分循环水蒸发，实现中和、降温、蒸发浓缩，得到气液混合物；
57.s3、脱水结晶沉降：将步骤s2的气液混合物从文丘里管出口沿切向入口送入烟气脱水结晶塔中，围绕中心的排烟管高速旋转向下流动，在离心力作用下，气相与液相分离，气相进入排烟管排出，液相沿烟气脱水结晶塔内壁向下流到底部，得到氯化钙溶液，随着氯化钙浓度不断提高，当达到饱和时就会形成氯化钙晶体；
58.s4、晶体回收：将步骤s3的氯化钙结晶液送入晶体回收装置中固液分离，得到氯化钙晶体。
59.优选的，步骤s2中，循环水的温度控制为88～92℃，得到的气液混合物的温度控制为95～105℃。
60.优选的，步骤s3中，向得到的氯化钙溶液中加入膜浓缩液以调节氯化钙溶液的温度并协同处理膜浓缩液。
61.优选的，步骤s3中，氯化钙结晶液的温度控制为88～92℃，通过排烟管排出的气体温度为95～105℃。
62.本发明烟气脱氯的流程具体为：高温烟气在进烟管道中先与碳酸钙粉体混合，然后进入文丘里管，与循环水混合，使烟气中的氯化氢与碳酸钙反应生成氯化钙溶于水中，然后气液混合物从切向进入烟气脱水结晶塔，围绕着烟气脱水结晶塔中心排烟管向下高速旋转运动，液体和雾滴被甩向烟气脱水结晶塔内壁向下流入底部的结晶槽中，气体从下部进入烟气脱水结晶塔中心的排烟管，向上运动离开烟气脱水结晶塔去脱硫塔进一步处理；随着水的不断循环，结晶槽中氯化钙浓度越来越高，直至饱和形成结晶，经循环泵送入旋流器高速旋转，较重的结晶液从旋流器底部排出进入旋振筛脱水，筛上物氯化钙晶体进入盐罐贮存，筛下脱出的水回到烟气脱水结晶塔；较轻的水从旋流器上部排出进入文丘里管完成一个循环。
63.具体的，150℃的高温烟气在管道中先与碳酸钙粉体混合，然后进入文丘里管，与90℃的循环水混合喷出，使烟气中的氯化氢与碳酸钙反应生成氯化钙溶于水中、循环水温度升至100℃、烟气温度降至100℃使部分循环水蒸发，然后气液混合物从切向进入烟气脱水结晶塔，围绕着烟气脱水结晶塔中心排烟管向下高速旋转运动，液体和雾滴被甩向烟气脱水结晶塔内壁向下流入底部的结晶槽中，气体从下部进入烟气脱水结晶塔中心排烟管，向上运动离开烟气脱水结晶塔去脱硫塔进一步处理；随着水的不断循环，结晶槽中氯化钙浓度越来越高，直至饱和形成结晶，水和结晶从结晶槽最低部出口经循环泵进入旋流器高速旋转，较重的结晶从旋流器底部排出进入旋振筛脱水，筛上物氯化钙结晶进入盐罐贮存，筛下脱出的水回到结晶槽；较轻的水从旋流器上部排出进入文丘里管完成一个循环；将常温的膜浓缩液连续送入结晶槽中以补充蒸发的水，并使结晶槽中的水温从100℃降至90℃，使膜浓缩液中的盐分与来自烟气的氯化钙一起形成结晶。
64.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
65.在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
66.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
67.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
68.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。