一种污水耦合处理装置及方法与流程

1.本发明涉及发电厂废水处理技术领域，特别涉及一种污水耦合处理装置及方法。


背景技术：

2.利用大容量燃煤锅炉炉膛高温的特点，燃煤火力发电厂开始掺烧城市污泥来实现污泥的无害化处理，城市污泥在掺烧前需进行干化处理。采用以上工艺将产生难以处理的污水，如果直接排放将引起环境的二次污染。
3.目前，主要的污水处理方法如下：
4.1)设置污水处理设施，污水经处理达标后排放到其它水系统中。
5.2)采用蒸汽对污水进行蒸发结晶，实现污水零排放。
6.3)将污水喷入锅炉排烟中，对污水进行蒸发，实现污水零排放。
7.对于污水处理后排放至其它水系统的方案存在缺点如下：
8.1)污水经过处理后，尽管满足污水允许的排放污染物指标(ph值、悬浮物、重金属含量等)，但排放到周边的水环境中，仍然会对周边的水环境造成一定程度的污染。
9.2)现有部分电厂中，环保部门要求废水实现零排放，本工艺无法满足要求。
10.对于利用蒸汽对污水进行蒸发结晶工艺，缺点如下：
11.1)该工艺的设备投资较贵，约200万元/吨污水。
12.2)运行成本高，需要大量消耗蒸汽。
13.对于将污水喷入锅炉排烟进行污水蒸发工艺，缺点如下：
14.1)运营及监控不利时，污水无法彻底蒸发，湿烟气腐蚀下游除尘设备，造成设备损坏。
15.2)受环境温度及锅炉负荷率影响，污水无法长期连续喷入，造成部分污水无法及时处理。


技术实现要素：

16.本发明解决了相关技术中无法实现污水零排放或者运行成本高的问题，提出一种污水耦合处理装置，利用锅炉燃烧所需的高温热二次风对污水进行蒸发，蒸发后的污水进入锅炉炉膛燃烧，对原污水中的有机物进行燃烧分解，实现了污水的零排放；此外，还提出了一种通过上述的污水耦合处理装置进行污水处理的方法，可以实现污水的零排放，不会对周边水环境造成污染。
17.为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种污水耦合处理装置，包括锅炉热二次风道、雾化装置、燃烧器和锅炉炉膛，所述雾化装置设置于二次风道内且设置有若干喷嘴，所述燃烧器设置于锅炉热二次风道与锅炉炉膛之间。
18.作为优选方案，还包括加热装置，所述加热装置设置于污水喷入点出口的锅炉热二次风道内。
19.作为优选方案，所述加热装置的热源来自电厂的蒸汽或者导热介质。
20.作为优选方案，所述蒸汽或者导热介质对二次风加热后返回原来的系统。
21.本发明的另一方面，还提供一种污水耦合处理方法，具体步骤如下：
22.(1)污水经过雾化装置雾化后喷入锅炉热二次风道；
23.(2)经过雾化后的污水在锅炉热二次风道内被热二次风加热蒸发形成热风；
24.(3)如果热二次风的温度高于控制温度，则热风直接通过燃烧器进入锅炉炉膛内燃烧；
25.(4)如果热二次风的温度下降至控制温度，则加热装置将热二次风的温度加热到控制温度以上，加热后的热风通过燃烧器进入锅炉炉膛内燃烧。
26.作为优选方案，锅炉的燃料为无烟煤时的控制温度为380℃，锅炉燃料为贫煤时的控制温度为340℃，锅炉燃料为烟煤时的控制温度为300℃，锅炉燃料为褐煤时的控制温度为280℃。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用锅炉燃烧所需的高温热二次风对污水进行蒸发，蒸发后的污水进入炉膛燃烧，由于输入锅炉的总热量没有减少，对机组能耗没有造成损失；污水在二次热风道内蒸发，实现污水零排放，不会对周边水环境造成污染；蒸发污水后的锅炉热风，进入锅炉进行燃烧，利用炉膛的燃烧高温，对原污水中的有机物进行燃烧分解，避免了污水杂质的二次污染；本发明的装置以及工艺简单，设备投资较低。
附图说明
28.图1是本发明实施例1的结构示意图；
29.图2是本发明实施例2的结构示意图；
30.图3是本发明实施例3的结构示意图。
31.图中：
32.1、锅炉热二次风道，2、雾化装置，201、喷嘴，3、加热装置。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
35.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明
书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
37.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
38.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
39.实施例1
40.如图1所示，一种污水耦合处理装置，包括锅炉热二次风道1、雾化装置2、燃烧器和锅炉炉膛，雾化装置2设置于锅炉热二次风道1内且设置有若干喷嘴201，燃烧器设置于锅炉热二次风道1与锅炉炉膛之间。
41.下面举例进行说明：某燃煤发电厂1000mw机组，热二次风初始温度337℃，风量618kg/s；污水量6t/h，水温55℃，经过雾化装置2雾化后，形成细小颗粒的水雾，由喷嘴201喷入发电厂燃煤锅炉的锅炉热二次风道1，利用热二次风的高温，对水雾进行蒸发；蒸发后，热二次风温度为329℃，然后通过燃烧器进入锅炉炉膛内，通过高温燃烧，原污水中含有的有机物被燃烧分解。
42.实施例2
43.如图2所示，一种污水耦合处理装置，包括锅炉热二次风道1、雾化装置2、加热装置3、燃烧器和锅炉炉膛，雾化装置2设置于锅炉热二次风道1内且设置有若干喷嘴201，加热装置3设置于污水喷入点出口的锅炉热二次风道1内，燃烧器设置于锅炉热二次风道1与锅炉炉膛之间。
44.在一个实施例中，加热装置3的热源来自电厂的锅炉再热器进口蒸汽。
45.在一个实施例中，锅炉再热器进口蒸汽对二次风加热后返回原来的系统。
46.下面举例进行说明：某燃煤发电厂1000mw机组，热二次风初始温度337℃，风量618kg/s；污水量60t/h，水温55℃，经过雾化装置2雾化后，形成细小颗粒的水雾，由喷嘴201喷入发电厂燃煤锅炉的锅炉热二次风道1，利用热二次风的高温，对水雾进行蒸发；蒸发后，
热二次风温度为262℃；在污水喷入点出口的锅炉热二次风道1内设置加热装置3，将热二次风温度加热到337℃，满足锅炉燃烧对热二次风温度的要求，热风通过燃烧器进入锅炉炉膛内，通过高温燃烧，原污水中含有的有机物被燃烧分解；加热装置的热源来自锅炉再热器进口蒸汽，温度为372℃，蒸汽对二次风进行加热后又返回锅炉再热器进口。
47.实施例3
48.如图3所示，一种污水耦合处理装置，包括锅炉热二次风道1、雾化装置2、加热装置3、燃烧器和锅炉炉膛，雾化装置2设置于锅炉热二次风道1内且设置有若干喷嘴201，加热装置3设置于污水喷入点出口的锅炉热二次风道1内，燃烧器设置于锅炉热二次风道1与锅炉炉膛之间。
49.在一个实施例中，加热装置3的热源来自电厂中从锅炉炉内烟气侧吸收热量后的导热油。
50.在一个实施例中，导热油对二次风加热后返回原来的系统。
51.下面举例进行说明：某燃煤发电厂1000mw机组，热二次风初始温度337℃，风量618kg/s；污水量60t/h，水温55℃，经过雾化装置2雾化后，形成细小颗粒的水雾，由喷嘴201喷入发电厂燃煤锅炉的锅炉热二次风道1，利用热二次风的高温，对水雾进行蒸发；蒸发后，热二次风温度为262℃；在污水喷入点出口的锅炉热二次风道1内设置加热装置3，将热二次风温度加热到337℃，满足锅炉燃烧对热二次风温度的要求；然后，热风通过燃烧器进入锅炉炉膛内，通过高温燃烧，原污水中含有的有机物被燃烧分解，加热装置的热源来自从锅炉炉内烟气侧吸收热量后的导热油，温度为370℃，导热油对二次风进行加热后又返回锅炉炉内烟气侧。
52.实施例4
53.本发明的另一方面，还提供一种污水耦合处理方法，具体步骤如下：
54.(1)污水经过雾化装置2雾化后喷入锅炉热二次风道1；
55.(2)经过雾化后的污水在锅炉热二次风道1内被热二次风加热蒸发形成热风；
56.(3)如果热二次风的温度高于控制温度，则热风直接通过燃烧器进入锅炉炉膛内燃烧；
57.(4)如果热二次风的温度下降至控制温度，则加热装置3将热二次风的温度加热到控制温度以上，加热后的热风通过燃烧器进入锅炉炉膛内燃烧。
58.其中，当锅炉选用的燃料不同时，其控制温度略有不同，具体如下：锅炉的燃料为无烟煤时的控制温度为380℃，锅炉燃料为贫煤时的控制温度为340℃，锅炉燃料为烟煤时的控制温度为300℃，锅炉燃料为褐煤时的控制温度为280℃。
59.以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。