发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种燃煤电厂脱硫石膏增值、脱硫废水零排放综合处理设备及工艺，包括制浆机、脱硫塔、余热回收机、石膏浆脱水机、石膏清洗机、循环水膜浓缩机、储水罐、旁路烟道喷雾蒸发器、连续β石膏生产线、连续α石膏生产线；实际在燃煤电厂原有脱硫设备及工艺的基础上，增加检测、控制循环水氯离子含量的设备，结合废水旁路烟道蒸发系统，对脱硫设备及工艺进行改造优化，实现原有高氯脱硫石膏转化为低氯脱硫石膏；同时增加连续α石膏、β石膏加工生产线，将低氯脱硫石膏加工成高价值节能环保型建筑材料产品；通过销售高价值石膏产品获得高额经济收益，再以高额经济收益反哺脱硫废水的处理，实现燃煤电厂脱硫废物的零排放，同时使燃煤电厂获得高额经济回报；因此从根本上解决了现有燃煤电厂脱硫废水处理难以兼顾环保目标与成本的“顽疾”， 使燃煤火力发电行业实现环保与经济效益良性循环和可持续发展。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种燃煤电厂脱硫石膏增值、脱硫废水零排放综合处理设备及工艺，包括制浆机、脱硫塔、余热回收机、石膏浆脱水机、石膏清洗机、循环水膜浓缩机、储水罐、旁路烟道喷雾蒸发器、连续β石膏生产线、连续α石膏生产线，其中连续β石膏生产线包括立式β石膏煅烧炉；燃煤电厂尾气通过烟道输送到脱硫塔，通过旁烟道输送到余热回收机、旁路烟道喷雾蒸发器，余热回收机、旁路烟道喷雾蒸发器又通过回烟道与脱硫塔连接；碳酸钙石粉通过输送机输送到制浆机，制浆机通过石浆输料管道与脱硫塔连接；脱硫塔通过石膏浆管道与石膏浆脱水机连接；石膏浆脱水机通过石膏输送机与石膏清洗机连接，通过回水管道与制浆机连接，通过循环水管道与循环水膜浓缩机连接；石膏浆脱水机与制浆机之间还连接有直通水管道；石膏清洗机与水源连接；循环水膜浓缩机通过管道与储水罐连接，石膏清洗机还通过回水管道与制浆机连接，循环水膜浓缩机还通过浓缩液管道与旁路烟道喷雾蒸发器连接；石膏清洗机通过输送机与连续β石膏生产线、连续α石膏生产线连接，连续β石膏生产线、连续α石膏生产线通过输油管道与余热回收机连接；储水罐通过供水管道与制浆机、石膏清洗机连接，储水罐通过水管连接有水源；本发明的燃煤电厂脱硫石膏增值、脱硫废水零排放综合处理设备及工艺，是在火电企业原有固废、液废处理设备的基础上，增加了石膏清洗机、旁路烟道喷雾蒸发器、连续β石膏生产线、连续α石膏生产线设备，更改原有固废、处理流程，将高氯石膏转变为低氯石膏，并将低氯石膏加工转换为高价值α石膏、β石膏、环保石膏建材产品，或进一步加工成为石膏砂浆，从而使火电企业尾气脱硫处理过程中生成的副产物”脱硫石膏”大幅增值，通过销售高价值α石膏、β石膏、环保石膏建材产品获得高额经济收益，再以高额经济收益反哺脱硫废水处理，在火电企业对脱硫废水处理的同时还能获得极高的经济收益，从而使火电企业真正有意愿对脱硫废水进行处理，真正实现了火电企业的“零排放”， 使燃煤火力发电行业实现环保与经济效益良性循环和可持续发展。

进一步的，石膏浆脱水机、石膏清洗机上分别设置有氯离子浓度传感器，氯离子浓度传感器与监控设备电性连接；燃煤电厂脱硫石膏增值、脱硫废水零排放综合处理设备及工艺关键控制参数是产出石膏的氯离子含量，其中石膏浆脱水机上设置的氯离子浓度传感器用于监测脱硫废水处理工艺中大循环中水的氯离子含量，其中石膏清洗机上设置的氯离子浓度传感器用于监测脱硫废水处理工艺中小循环中水的氯离子含量；燃煤电厂脱硫石膏增值、脱硫废水零排放综合处理设备及工艺实际运行中，循环水膜浓缩机和旁路烟道喷雾蒸发器是间歇工作的，其原因在于燃煤电厂因使用燃煤品种及产地的不同，氯离子的含量是不同的，循环水膜浓缩机和旁路烟道喷雾蒸发器仅需在大循环中水的氯离子含量达到或超过设定标准时才启动运行，从而可以降低循环水膜浓缩机和旁路烟道喷雾蒸发器运行时间，以达到降低能耗和延长循环水膜浓缩机和旁路烟道喷雾蒸发器的使用寿命的效果；循环水膜浓缩机启动和停止由石膏浆脱水机上设置的氯离子浓度传感器采集到的氯离子浓度决定，当循环水膜浓缩机停止工作后，石膏浆脱水机输出的循环水直接由管道输送回制浆机；脱硫石膏中氯离子含量监测是通过脱硫废水处理工艺中小循环水的氯离子含量来实现，其实际监测的是石膏清洗机第三真空室收集的三次清洗水的氯离子含量，通过监测到的三次清洗水的氯离子含量及石膏清洗机处理后石膏的含水量，可以计算得到最终生产出的α石膏、β石膏的氯离子含量；石膏清洗机工作时，根据氯离子浓度传感器采集到的氯离子浓度，控制第一清洗水管、第二清洗水管、第三清洗水管的实际喷水量，从而在保证清洗后石膏中的氯离子含量的同时，还能达到优化石膏清洗机整体工作能耗的目的。

进一步的，石膏清洗机包括滤带；滤带工作段下部设置有第一真空室、第二真空室、第三真空室，第三真空室设置有氯离子浓度传感器；滤带工作段上部对应第一真空室、第二真空室、第三真空室分别设置有第一清洗水管、第二清洗水管、第三清洗水管；滤带工作段尾部设置有收料箱A，收料箱A对应设置有螺旋输送机A；石膏分三次清洗，每次清洗后循环水的氯离子浓度是不同的，其中一次清洗水氯离子浓度最高，二次清洗水氯离子浓度次之，三次清洗水氯离子浓度最低，设置三个真空室可将三次清洗石膏后的循环水分离，一次清洗水直接输送到制浆机循环使用，二次清洗水、三次清洗水输送到储水罐混合后循环用于制浆机。

进一步的，第一清洗水管、第二清洗水管、第三清洗水管以垂直滤带运动方向固定设置在滤带上部，第一清洗水管、第二清洗水管、第三清洗水管分别设置有若干喷头，清洗水通过喷头以细小水滴喷淋在滤带上，设置若干喷头的目的是在滤带宽度方向均匀喷淋清洗水，另外喷头喷出的细小水滴可防止单股水流过大导致石膏在滤带上分布不匀；第一清洗水管至第三清洗水管的距离小于滤带工作段长度的1/3，此设计的目的是防止石膏清洗后因滤带真空脱水长度不足导致的清洗后石膏含水率过高的问题，清洗后石膏的含水率实际控制在10%以下。

进一步的，第一清洗水管、第二清洗水管、第三清洗水管独立设置有电控阀门，电控阀门与监控设备电性连接，电控阀门用于控制第一清洗水管、第二清洗水管、第三清洗水管的实际喷水量，以达到控制石膏清洗机整体工作能耗的目的。

进一步的，立式β石膏煅烧炉包括炉体、底座，炉体固定设置在底座上部，底座设有维修人孔；炉体为双层结构，包括内、外炉壁；在内外炉壁之间固定缠绕设置有若干组加热油管，内外炉壁之间还填充有隔热材料；炉体内部垂直转动设置有转轴，转轴上焊接设置有螺旋送料板，转轴下部动传动连接有电机减速箱组件；炉体下部设有出料口，对应出料口固定设置有收料箱B，收料箱B对应设置有螺旋输送机B；炉体上部设有进料口；分组设置的热油管可独立控制对连续β石膏生产线进行加热，确保整个炉体内温度的均匀性；内外炉壁之间填充的隔热材料降低了炉体表面温度，防止炉体对外辐射过多热量，降低了热能损失；通过螺旋送料板的旋转将石膏连续、缓慢地从炉顶输送到炉底，保证了生产的连续性和石膏煅烧时间，同时石膏受热更加均匀，确保不产生“夹生”现象，生产出的β石膏无需再做陈化处理，直接将β石膏用于加工室内抹灰砂浆或地面自流平砂浆产品，缩短了整个生产周期；立式β石膏煅烧炉具有体积小、占用生产面积小、设备成本低、温度控制准确、能耗低、生产周期短、产品品质高的优点，因此相比现有的回转窑β石膏生产具有极高的成本及产品品质竞争优势。

进一步的，沿转轴轴线的剖面内，螺旋送料板与轴线设置有向下的夹角，夹角范围为85°-75°；石膏在螺旋送料板上向下输送时，石膏与螺旋送料板之间需产生相对滑动，相对滑动的动力来源于石膏与石膏煅烧炉内壁之间的摩擦；螺旋送料板与轴线设置夹角，会使螺旋送料板上的石膏在向下输送过程中向石膏煅烧炉内壁方向聚集，增加了石膏与石膏煅烧炉内壁之间的摩擦，另外石膏与石膏煅烧炉内壁之间的摩擦还会使石膏在向下输送过程中，自动发生水平的“搅拌”作用，使石膏受热更加均匀。

进一步的，炉体上设置有若干温度传感器，温度传感器与内炉壁接触设置，与监控设备电性连接；若干温度传感器用于监测石膏煅烧炉内各部分温度，使石膏煅烧炉内各部分温度更加均匀；另外石膏煅烧炉温度采用PID控制，炉体内温度可精确控制在180°C。

进一步的，炉体下部设置的收料箱B与炉体外壁封闭连接；炉体下部与炉体外壁的封闭连接，阻断了冷空气从炉体下部进入炉体内，从而消除了炉体内的空气对流，防止炉体内热空气从炉顶加料口逃逸，从而极大降低了石膏煅烧炉的热能损失。

燃煤电厂脱硫石膏增值、脱硫废水零排放综合处理设备及工艺的处理工艺，其特征是：包括脱硫石膏处理工艺、脱硫废水处理工艺；

脱硫石膏处理工艺流程包括：石膏浆脱水、石膏清洗、α石膏生产、β石膏生产；其中α石膏生产、β石膏生产为并列工序，非同步生产；α石膏生产、β石膏生产均为连续生产模式；设置α石膏生产、β石膏并列、非同步生产的目的，是在将脱硫石膏转化为高价值α石膏的同时，保证脱硫石膏处理工艺的可靠性和连续性；α石膏与β石膏相比，α石膏市场售价在1200-1500元/吨，β石膏市场售价在300-400元/吨，因此在脱硫石膏处理工艺中，优先生产α石膏，但α石膏生产线相对复杂，需定期停机检修和维护，而燃煤电厂的生产是连续的，脱硫石膏的产出也是连续的，因此脱硫石膏处理也必须是连续的，当α石膏生产线停机检修和维护时，转用连续β石膏生产线生产β石膏，从而保证脱硫石膏处理的连续性；连续β石膏生产线中的主要设备立式β石膏煅烧炉是全新设计的β石膏生产设备，其具有成本低优势，因此在脱硫石膏处理工艺中并列设置连续β石膏生产线，其对总体工程施工成本的增高相比其收益仍具有比较优势；连续β石膏生产线生产出的β石膏会进一步加工成室内抹灰砂浆、自流平砂浆等环保石膏建材产品，以提高产品销售收益；

脱硫废水处理工艺包括大循环、小循环两个水循环；大循环包括石灰石粉制浆、吸收塔脱硫、石膏浆脱水、石膏清洗、废水浓缩过滤，过滤水进入储水罐循环利用；小循环包括石膏清洗、废水浓缩过滤，过滤水进入储水罐循环利用；小循环包含在大循环中；

脱硫废水处理工艺中，大循环水、小循环水的平衡通过储水罐调节；

脱硫废水处理工艺中，水的损失环节为吸收塔脱硫和浓缩过滤，吸收塔脱硫时会有部分水随燃煤燃气蒸发排放到大气中，浓缩过滤后的高浓度脱硫废水经旁路烟道喷雾蒸发器处理，其中的水转化为水蒸气随尾气排出而产生水损失；循环水补充直接注入储水罐中，新补充的水可以稀释降低储水罐中的氯离子浓度，降低最终石膏产品中氯离子含量；废水浓缩过滤后产生的过滤水也具有极低的氯离子含量，因此过滤水循环注入储水罐中，也可以稀释降低储水罐中的氯离子浓度；

脱硫废水处理工艺中，大循环水氯离子浓度控制通过浓缩过滤工艺实现；浓缩过滤工艺为间断运行模式，运行开启及停止由监控设备根据石膏浆脱水机上设置的氯离子浓度传感器输出的监测数据进行控制；

脱硫废水处理工艺中，小循环水氯离子浓度控制通过调节第一清洗水管、第二清洗水管、第三清洗水管的出水量进行控制；第一清洗水管、第二清洗水管、第三清洗水管的出水量由监控设备根据石膏清洗机上设置的氯离子浓度传感器输出的监测数据进行控制。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开的一种燃煤电厂脱硫石膏增值、脱硫废水零排放综合处理设备及工艺，包括制浆机、脱硫塔、余热回收机、石膏浆脱水机、石膏清洗机、循环水膜浓缩机、储水罐、旁路烟道喷雾蒸发器、连续β石膏生产线、连续α石膏生产线；实际在燃煤电厂原有脱硫设备及工艺的基础上，增加检测、控制循环水氯离子含量的设备，结合废水旁路烟道蒸发系统，对脱硫设备及工艺进行改造优化，实现原有高氯脱硫石膏转化为低氯脱硫石膏；同时增加连续α石膏、β石膏加工生产线，将低氯脱硫石膏加工成高价值节能环保型建筑材料产品；通过销售高价值石膏产品获得高额经济收益，再以高额经济收益反哺脱硫废水的处理，实现燃煤电厂脱硫废物的零排放，同时使燃煤电厂获得高额经济回报；因此从根本上解决了现有燃煤电厂脱硫废水处理难以兼顾环保目标与成本的“顽疾”， 使燃煤火力发电行业实现环保与经济效益良性循环和可持续发展。