[發(fā)明專利]一種基于熱法的工業(yè)高鹽廢水全資源化回收公共環(huán)保工廠

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811039560.2
• 申請(qǐng)日: 2018-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN109179832B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李先庭;張茂勇;劉士剛;劉洪祥;石文星;王寶龍;陳煒;王學(xué)勇;許太治;岑俊平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);北京清大天工能源技術(shù)研究所有限公司
• 主分類號(hào): C02F9/10
• 分類號(hào): C02F9/10;C01D3/04;C01F11/46
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種基于熱法的工業(yè)高鹽廢水全資源化回收公共環(huán)保工廠，屬于工業(yè)節(jié)能與環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明全系統(tǒng)包括四大工藝板塊，即熱法污水治理及資源化板塊、除鹽水板塊、鍋爐及熱回收板塊、汽輪機(jī)發(fā)電及余熱回收板塊，采用多種余熱資源作為污水蒸發(fā)及結(jié)晶裝置的驅(qū)動(dòng)熱源，對(duì)熱電廠及外來(lái)公共污水實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)濃縮減量、熱法蒸發(fā)及高純度分鹽，其中用于加熱除氧器、工藝水及熱網(wǎng)回水等的較高品位蒸汽或高溫水或煙氣高溫段顯熱等用于余熱蒸發(fā)結(jié)晶、提純及母液干化，污水側(cè)二次蒸汽余熱回用于對(duì)加熱對(duì)象進(jìn)行預(yù)熱；汽輪機(jī)凝汽器余熱及煙氣余熱則用于負(fù)壓余熱蒸發(fā)濃縮，回收的清水可用于除鹽水水源補(bǔ)水，氯化鈉用作氯堿廠等的原料，硫酸鈣等可作建筑材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于熱法的工業(yè)高鹽廢水全資源化回收公共環(huán)保工廠，屬于工業(yè)節(jié)能與環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前包括熱電廠或熱源廠在內(nèi)的大多數(shù)產(chǎn)業(yè)均需要排放大量污水、特別是工業(yè)高鹽廢水，嚴(yán)重污染環(huán)境，特別是對(duì)地下土壤、地下水資源等的污染日益嚴(yán)重、且極難恢復(fù)。雖然目前已有普遍實(shí)施污水零排放及水資源再利用的社會(huì)呼聲、政策預(yù)期和企業(yè)嘗試，但目前常規(guī)的處理方法，包括預(yù)處理+膜處理+MVR蒸發(fā)或多效蒸發(fā)的技術(shù)路線，存在的最大問(wèn)題是：初投資巨大(目前通常折合1t/h的噸污水投資需求約達(dá)30～100萬(wàn)元)，運(yùn)行能耗及運(yùn)維費(fèi)用過(guò)高(目前通常折合噸污水處理費(fèi)用30～90元，極少有低于20元/t者)；同時(shí)，實(shí)現(xiàn)污水零排放過(guò)程中排出的大量廢鹽等固態(tài)物通常被作為危廢對(duì)待，需按法律規(guī)定進(jìn)行危廢處置，包括處置費(fèi)、環(huán)保稅費(fèi)等在內(nèi)的綜合處置成本合計(jì)約達(dá)4000～8000元/t。因此，不論是污水零排放還是廢鹽處置等，其綜合投資及運(yùn)維成本費(fèi)用均屬高昂，如全社會(huì)開始實(shí)施及嚴(yán)格執(zhí)行，則產(chǎn)業(yè)上通常的觀點(diǎn)是：大多數(shù)污水排放較多的行業(yè)企業(yè)將被迫停產(chǎn)、破產(chǎn)。

因此，許多類似行業(yè)企業(yè)、政策選擇上均面臨一個(gè)兩難化命題——是要“金山銀山”，還是要“綠水青山”？有沒有可能做到魚和熊掌兼得，企業(yè)和社會(huì)均受益？一種可能成立的技術(shù)途徑是：采用熱電廠等工業(yè)企業(yè)的余熱，代替污水零排放及廢鹽資源化工藝流程中必然耗費(fèi)的大量高品位能源作為驅(qū)動(dòng)熱源，則可大幅降低其人工能源耗費(fèi)及其能源運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)可縮短污水綜合治理及其資源化的流程，并通過(guò)對(duì)換熱過(guò)程的高效優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高換熱強(qiáng)度、降低換熱材料耗量并顯著降低總體初投資。根據(jù)上述技術(shù)解決思想，以熱電廠為例進(jìn)行技術(shù)路線的分析如下。

熱電廠或熱源廠的鍋爐排煙分為較高溫區(qū)間(折合熱電廠綜合熱效率的1％～2％)和低溫區(qū)間(折合熱電廠綜合熱效率的9％～12％)，均可提供大量低品位余熱用來(lái)進(jìn)行污水蒸發(fā)濃縮及減量化；汽輪機(jī)乏汽凝汽器可安裝低真空循環(huán)水供熱方式，提供大量低品位余熱(折合熱電廠綜合熱效率的20％～60％)用來(lái)進(jìn)行污水蒸發(fā)濃縮及減量化；除氧器的進(jìn)水加熱蒸汽可通過(guò)能源梯級(jí)利用方式，提供大量較高品位余熱(折合熱電廠綜合熱效率的5％～9％)用來(lái)進(jìn)行污水蒸發(fā)濃縮及減量化；冬季集中供暖的熱網(wǎng)回水加熱蒸汽可通過(guò)能源梯級(jí)利用方式，提供大量較高品位余熱(折合熱電廠綜合熱效率的10％～60％)用來(lái)進(jìn)行污水蒸發(fā)濃縮及減量化；若有其它工藝水需要加熱，則其進(jìn)水加熱蒸汽可通過(guò)能源梯級(jí)利用方式，提供大量較高品位余熱(折合熱電廠綜合熱效率的10％～60％)用來(lái)進(jìn)行污水蒸發(fā)濃縮及減量化。通過(guò)利用上述余熱加熱及梯級(jí)能源利用方式，通?？捎脕?lái)進(jìn)行污水蒸發(fā)及結(jié)晶的熱量可達(dá)熱電廠熱效率的20％～80％，即熱電廠全廠綜合熱利用效率甚至可達(dá)110％～170％。而采用上述余熱利用方式進(jìn)行污水零排放時(shí)，其增量能耗除有關(guān)水泵耗電外，增量熱能消耗幾乎可以忽略，從而其污水零排放的能源費(fèi)用主要為流程中的水泵運(yùn)行電費(fèi)等。

如按噸水處理耗電量平均3～4kWh計(jì)算，如按熱電廠上網(wǎng)電價(jià)平均0.4元/kWh計(jì)算，其噸污水處理能源成本只有約1.2～1.6元/t，如按工業(yè)企業(yè)大客戶電價(jià)估計(jì)約為2.0～3.0元/t；則包含其它運(yùn)維費(fèi)用的綜合運(yùn)行成本估算約為3～6元/t；則與目前采用常規(guī)方法進(jìn)行污水零排放的噸污水綜合成本相比，呈一個(gè)數(shù)量級(jí)的下降。這為解決熱電廠及更多產(chǎn)業(yè)所產(chǎn)生的大量污水綜合治理難題及重大社會(huì)性環(huán)保問(wèn)題，提供了一種技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上均可行的技術(shù)基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容