一种循环水软化处理并协同烟气减碳的装置的制作方法

1.本实用新型涉及水处理领域，具体地讲，涉及一种循环水软化处理并协同烟气减碳的装置及其协同工作方法。


背景技术：

2.火电厂循环水系统在生产运行过程常常会面临结垢腐蚀等问题，需要对循环水系统进行软化处理，以提高循环水的浓缩倍率，达到节水减排的效果。传统工艺如加酸软化法、阻垢剂软化法、石灰软化法和弱酸氢离子交换软化法等均存在软化产物无法消纳、经济环保性不佳等问题。例如公开号为cn 206244549 u的专利申请中公开了一种火电厂循环水软化、旁流处理装置，该专利申请就是采用离子交换软化方法。
3.考虑到碳排放与碳中和作为国家环保方面的重要的发展战略，碳减排对于火力发电至关重要。除了主流的碳捕集吸收塔外，也可以考虑与电厂其他系统之间进行相互联动，实现协同发展。因此，本技术结合当前的碳减排发展战略与循环水软化问题，开发一种新型的循环水软化处理并协同烟气减碳装置至关重要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、操作方便、适用性强、运行成本低的经济环保型的循环水软化处理并协同烟气减碳的装置。
5.本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种循环水软化处理并协同烟气减碳的装置，包括冷却塔，特征在于：还包括电磁环水处理装置和烟气碳减排结晶软化装置，所述烟气碳减排结晶软化装置包括晶种生长型流化床和碳减排吸收塔；所述冷却塔具有循环水回水进口和循环水旁路出水口；所述晶种生长型流化床具有进水口、出水口、颗粒晶体出口、晶种加入口和加药口；所述冷却塔的循环水旁路出水口通过管路一与晶种生长型流化床的进水口接通，所述电磁环水处理装置安装在所述管路一上；所述晶种生长型流化床的出水口与冷却塔的循环水回水进口接通；所述晶种加入口用于向晶种生长型流化床内投入晶种；所述颗粒晶体出口位于晶种生长型流化床底部，其通过管路三与脱硫系统连接；所述碳减排吸收塔具有烟气进口、烟气出口和底部出液口，碳减排吸收塔内盛装有用于吸收烟气中的二氧化碳的烟气碳减排吸收液，底部出液口与晶种生长型流化床的加药口接通，烟气出口与烟囱连接，烟气进口与脱硫塔出口烟道连接。
6.优选的，所述冷却塔还与一循环水深度处理系统连接。
7.优选的，所述电磁环水处理装置的电源采用方波交流电源，电磁环水处理装置所产生磁场的方向与管路一中水体流动的方向呈正交式。
8.优选的，烟气碳减排吸收液采用氢氧化钠或氢氧化钙。
9.优选的，所述烟气出口设置在碳减排吸收塔的顶部，所述烟气进口的末端伸至碳减排吸收塔的内底部。
10.优选的，所述冷却塔的循环水回水进口连接有循环水回水管路，所述晶种生长型流化床的出水口通过管路二与循环水回水管路接通。
11.优选的，所述晶种生长型流化床内部具有分离区、沉淀区、造粒区、清水区和进水区，所述进水区、造粒区、分离区和清水区由下至上依次布置，所述沉淀区位于造粒区的周围，所述进水区通过一个滤网与沉淀区和造粒区隔开，所述晶种生长型流化床的进水口、颗粒晶体出口、加药口均与进水区连通，所述晶种加入口与造粒区连通，所述晶种生长型流化床的出水口与清水区接通。
12.本套装置在具体应用时，首先，从冷却塔的循环水旁路出水口流出的循环水经过电磁环水处理装置处理后进入晶种生长型流化床中；电磁环水处理装置用于产生交变电磁场，作用于水体中的生物细菌，破坏生物细菌的活性，在一定程度上实现灭藻杀菌的目的，同时交变电磁场能改变腐蚀电流，抵制腐蚀电流的形成，对金属管道的防腐起到较好的效果；然后，碳减排吸收塔中的吸收液吸收烟气中的二氧化碳后变成含有碳酸根的吸收液，含有碳酸根的吸收液经加药口进入到晶种生长型流化床的进水区；再然后，在晶种生长型流化床的进水区中，吸收液中的碳酸根与循环水中要去除的目标离子发生结合，并上浮至造粒区不断附着在细小的晶种表面，晶种随之不断长大变成大颗粒产物，产生的大颗粒产物在造粒区的底部，随着大颗粒产物逐渐增多，小颗粒的晶种被推着上移至造粒区的顶部，随后进入到沉淀区，通过沉淀区再次滑落至造粒区的底部，随着水流重新参与结晶；随后，清水区产生的水通过管路二流至循环水回水管路，随后进入到冷却塔中；最后，造粒区产生的大颗粒产物足量时，打开滤网，将大颗粒产物通过管路三送至脱硫系统中进行回收利用。
13.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：
14.1、本套装置的电磁环水处理装置与烟气碳减排结晶软化装置协同作用，能够显著提高系统的软化处理效果，并对系统管道内壁及凝汽器上的垢有显著的去除作用，可实现更好的循环水软化处理；
15.2、本套装置的电磁环水处理装置可以产生交变电磁场，作用于水体中的生物细菌，破坏细菌等微生物的活性，在一定程度上实现灭藻杀菌的目的。同时交变电磁场可以改变腐蚀电流，抵制腐蚀电池的形成，对金属管道的防腐起到较好的效果；
16.3、本套装置的电磁环水处理装置可以根据现场实际情况对电磁线圈大小、电磁场强度、频率等进行调节，占地面积小、适用性广；
17.4、本套装置在实现循环水软化的同时可协同实现烟气的碳减排，为电厂带来显著的经济和环保效益；
18.5、本套装置使用的药剂成本低，操作维护简单，并且所产生的软化产物可作为脱硫系统的脱硫剂，实现资源化利用。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本实用新型实施例的结构示意图。
21.图2是本实用新型实施例中的电磁环水处理装置的结构示意图。
22.图3是本实用新型实施例中的烟气碳减排结晶软化装置的结构示意图。
23.附图标记说明：
24.冷却塔1；电磁环水处理装置2；烟气碳减排结晶软化装置3；管路一4；循环水回水管路5；管路二6；管路三7；脱硫系统8；循环水深度处理系统9；
25.晶种生长型流化床31；进水口310；出水口311；颗粒晶体出口312；晶种加入口313；加药口314；滤网315；碳减排吸收塔32；烟气进口320；烟气出口321；底部出液口322。
具体实施方式
26.下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
27.实施例。
28.参见图1至图3。
29.本实施例中公开了一种循环水软化处理并协同烟气减碳的装置，其包括冷却塔1、电磁环水处理装置2和烟气碳减排结晶软化装置3，其中烟气碳减排结晶软化装置3包括晶种生长型流化床31和碳减排吸收塔32。
30.本实施例中，冷却塔1具有循环水回水进口和循环水旁路出水口，冷却塔1的循环水回水进口连接有循环水回水管路5，冷却塔1还与一循环水深度处理系统9连接，当循环水需要深度处理时，将循环水排入循环水深度处理系统9中进行处理。
31.本实施例中，晶种生长型流化床31采用现有技术，其具有进水口310、出水口311、颗粒晶体出口312、晶种加入口313和加药口314。晶种生长型流化床31内部具有分离区、沉淀区、造粒区、清水区和进水区，进水区、造粒区、分离区和清水区由下至上依次布置，沉淀区位于造粒区的周围，进水区通过一个滤网315与沉淀区和造粒区隔开，晶种生长型流化床31的进水口310、颗粒晶体出口312、加药口314均与进水区连通。晶种加入口313与造粒区连通，通过晶种加入口313向造粒区中投入小颗粒的晶种，在本实施例中，晶种采用石榴石、膨润土、高岭土、伊利石等，能够实现快速诱导碳酸钙结晶析出颗粒物，提高系统的软化处理效果。
32.本实施例中，晶种生长型流化床31的出水口311与清水区接通；颗粒晶体出口312通过管路三7与脱硫系统8连接。晶种生长型流化床31的出水口311通过管路二6与循环水回水管路5接通。
33.本实施例中，冷却塔1的循环水旁路出水口通过管路一4与晶种生长型流化床31的进水口310接通，电磁环水处理装置2安装在管路一4上，电磁环水处理装置2的电源采用方波交流电源，能够更大程度的扰乱水体中的离子和分子运动，进而促进碳酸根与钙镁离子有序排列，形成文石晶核结构，让其他成垢离子更易附着，同时电源的强度大小、频率大小均可根据实际需要（处理水量、水质参数等）自主调节以达到最佳的处理条件，提高系统的软化处理效率。电磁环水处理装置2所采用的电磁环线圈大小可以根据管路一4的直径大小进行自主调节的，从而提高系统软化处理的适用性。电磁环水处理装置2所产生磁场的方向与管道中水体流动的方向呈正交式，提高电磁环水处理装置的处理效率。
34.本实施例中，碳减排吸收塔32具有烟气进口320、烟气出口321和底部出液口322；
碳减排吸收塔32内盛装有用于吸收烟气中的二氧化碳的烟气碳减排吸收液，烟气碳减排吸收液采用氢氧化钠或氢氧化钙，运行成本低。碳减排吸收塔32的底部出液口322与晶种生长型流化床31的加药口314接通。烟气出口321设置在碳减排吸收塔32的顶部，其与烟囱连接。烟气进口320与脱硫塔出口烟道连接，烟气进口320的末端伸至碳减排吸收塔32的内底部，从而在吸收烟气中二氧化碳的时候对吸收液进行搅拌，方便对循环水进行软化处理。
35.本套装置在具体应用时，方法如下：
36.步骤一：从冷却塔1的循环水旁路出水口流出的循环水经过电磁环水处理装置2处理后进入晶种生长型流化床31中；电磁环水处理装置2用于产生交变电磁场，作用于水体中的生物细菌，破坏生物细菌的活性，在一定程度上实现灭藻杀菌的目的，同时交变电磁场能改变腐蚀电流，抵制腐蚀电流的形成，对金属管道的防腐起到较好的效果；
37.步骤二：碳减排吸收塔32中的吸收液吸收烟气中的二氧化碳后变成含有碳酸根的吸收液，含有碳酸根的吸收液经加药口314进入到晶种生长型流化床31的进水区；
38.步骤三：在晶种生长型流化床31的进水区中，吸收液中的碳酸根与循环水中要去除的目标离子发生结合，并上浮至造粒区不断附着在细小的晶种表面，晶种随之不断长大变成大颗粒产物；产生的大颗粒产物在造粒区的底部，随着大颗粒产物逐渐增多，小颗粒的晶种被推着上移至造粒区的顶部，随后进入到沉淀区，通过沉淀区再次滑落至造粒区的底部，随着水流重新参与结晶；
39.步骤四：清水区产生的水通过管路二6流至循环水回水管路5，随后进入到冷却塔1中；
40.步骤五：造粒区产生的大颗粒产物足量时，打开滤网315，将大颗粒产物通过管路三7送至脱硫系统8中，作为烟气湿法脱硫的脱硫剂进行资源化回收利用。
41.本实施例的具体应用案例为：某600mw火电机组其循环水量54000m3/h~66000m3/h，主要水质指标如下：总硬度135mg/l、ph 7.6，tds 368mg/l、电导率675μs/cm、碱度120mg/l，采用此套系统后，通过电磁环水处理装置与烟气碳减排结晶软化装置的协同作用，循环水浓缩倍率提高了2.2倍（浓缩倍率由3.8提升至8.4），另外，烟气中co2的量可减少约10%。经测算，此套系统每年可节省运行费用约1300万元。
42.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。