一种利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置
技术领域
本实用新型涉及水处理技术领域，尤其是一种利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置。
背景技术
在废水蒸发处理工艺中，人们最关心的是能耗问题，火电厂废水一般采用反渗透处理。反渗透处理所产生的浓水很难处理，尤其是火电厂烟气脱硫脱硝系统排出的废水更难处理。目前，有些电厂，采用锅炉尾部高温烟气蒸发废水，将废水直接喷射到锅炉尾部高温烟气中将废水蒸发成水蒸气，随烟气排入大气。这样的做法，只解决了废水排放的问题，但却浪费了大量的能源。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术的不足提供一种耗能低、运行成本低、保护环境的利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置。
本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，本实用新型是一种利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置，包括从锅炉尾部引出高温烟气的高温出烟管路和与锅炉尾部的低温排烟管路相接的回烟管，其特点是，设有传热介质加热器、废水蒸发器和冷凝器，
所述传热介质加热器设有被加热介质入口和被加热介质出口，所述传热介质加热器内设有表面式管式换热器，所述表面式管式换热器设有烟气入口和烟气出口，所述烟气入口与高温出烟管路连接，所述烟气出口与回烟管相接；
所述废水蒸发器设有蒸发罐体，在蒸发罐体中部设有水蒸气和废水混合蒸发室，在水蒸气和废水混合蒸发室的下部设有浓水池；在水蒸气和废水混合蒸发室的顶部设有待蒸发废水喷淋装置，待蒸发废水喷淋装置与待蒸发废水管连接；
所述水蒸气和废水混合蒸发室设有传热介质接入口和蒸汽收集装置，所述传热介质接入口与上述传热介质加热器的被加热介质出口相接；所述蒸汽收集装置设有蒸汽出口Ⅰ和蒸汽出口Ⅱ；所述蒸汽出口Ⅰ与上述传热介质加热器的被加热介质入口相接；
所述冷凝器设有进汽口、排气口和凝结水排出口，所述进汽口与上述蒸汽收集装置的蒸汽出口Ⅱ相接，所述排气口上装有排气管，所述排气管连接有将冷凝器内的不凝结气体抽出的真空泵；
所述冷凝器内设有表面式换热器，所述表面式换热器设有进风口和出风口，所述进风口上装有进风管，所述进风管连接有向冷凝器内输送冷空气的冷风风机，所述出风口上装有出风管，所述出风管与向锅炉送风的送风管路相接。
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置中：在废水蒸发器浓水池内设有旋转刮板，废水池底部残渣出口。
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置中：在废水蒸发器的水蒸气和废水混合蒸发室的上方或下方设有汽水分离器，用于将水和蒸汽彻底分离，汽水分离器分出的水通过分水管与浓水池相接，汽水分离器分出的水蒸气通过管路与蒸汽收集装置相接。
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置中：所述蒸汽收集装置的蒸汽出口Ⅱ与冷凝器的进汽口的连接管路上设有蒸汽流量调节阀。
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置中：所述传热介质加热器的被加热介质入口与蒸汽收集装置的蒸汽出口Ⅰ相接的管路上设有循环风机。
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置中：向锅炉送风的送风管路设有分支送风管路，所述分支送风管路与冷风风机的入风口相接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
（1）将锅炉尾部高温烟气作为热源，通过传热介质加热器的烟气入口将锅炉尾部高温烟气引入传热介质加热器，对进入传热介质加热器中的被加热介质进行加热，通过将传热介质加热器的烟气出口与锅炉空气预热器烟气侧烟气出口相接，使传热后的低温烟气回到主流烟气管道中，实现锅炉烟气的循环；
（2）将进入锅炉空气预热器前的冷空气作为冷源，将废水蒸发器的蒸汽出口Ⅱ与进汽口相接，将废水蒸发器中的高温水蒸气引入冷凝器内，通过冷凝器的进风口将进入锅炉空气预热器前的冷空气引入冷凝器内，冷空气与高温水蒸气进行换热，使高温水蒸气冷凝成水，从冷凝器的凝结水排出口排出利用；通过将出风口与锅炉空气预热器空气侧空气入口连接，使进入锅炉空气预热器前的冷空气与高温水蒸气换热后输入到锅炉空气预热器，间接加热了锅炉空气预热器中的部分空气，实现能量的循环利用；
（3）通过将被加热介质入口与蒸汽收集装置的蒸汽出口Ⅰ相接，使水蒸气升温进入废水蒸发器中与废水换热，使废水蒸发，通过设置蒸汽收集装置，并将蒸汽收集装置与传热介质加热器的被加热介质入口相接，使与废水换热后的低温水蒸气送入传热介质加热器中加热，升温后的水蒸气再次进入废水蒸发器中与废水换热，如此往复循环，实现能量的循环再利用。
本利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置将电厂锅炉尾部高温烟气、低温空气与废水蒸发处理系统有机地结合起来对电厂废水进行蒸发处理，是对电厂传统的锅炉烟、汽系统进行的技术革新，使利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置成为锅炉系统的一个组成部分，实现对锅炉系统的改进，能在不影响锅炉运行安全的情况下，用极少的能量损耗，完成废水蒸发处理，经济可行，且在发电（或供热）的同时将发电（或供热）过程中产生的废水进行蒸发处理回收，达到保护环境和节能的目的。
附图说明
图1为本实用新型与锅炉连接的系统图；
图2为锅炉烟汽进行废水蒸发的装置的一种结构示意图。
具体实施方式
以下进一步描述本实用新型的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本实用新型，而不构成对其权利的限制。
图中：1 - 锅炉炉膛，2 - 锅炉省煤器，3.锅炉空气预热器，4 - 锅炉送风机，5-锅炉除尘器，6 - 锅炉引风机，7 - 锅炉烟囱，8 - 锅炉SCR反应器（脱硝装置），9 - 传热介质加热器，10 -废水蒸发器，11 -冷凝器，12- 循环风机，13 - 冷风风机，14 - 烟气流量控制门，15- 蒸汽流量调节阀，16 - 待蒸发废水给水泵，17 - 真空泵，18-旋转刮板。
【实施例1】
参照图1，结合图2，一种利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置，包括从锅炉尾部引出高温烟气的高温出烟管路和与锅炉尾部的低温排烟管路相接的回烟管，该利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置设有传热介质加热器9、废水蒸发器10和冷凝器11，所述传热介质加热器9设有被加热介质入口和被加热介质出口，被加热介质为从废水蒸发器10中由废水蒸发产生的水蒸气，所述传热介质加热器9内设有表面式管式换热器，所述表面式管式换热器设有烟气入口和烟气出口，所述烟气入口与高温出烟管路连接，所述烟气出口与回烟管相接；高温烟气在换热管内流动，被加热介质，即水蒸气在换热管外逆向流动，实现高温烟气与传热水蒸气的充分换热。
所述废水蒸发器10设有蒸发罐体，在蒸发罐体中部设有水蒸气和废水混合蒸发室，在水蒸气和废水混合蒸发室的下部设有浓水池；在水蒸气和废水混合蒸发室的顶部设有待蒸发废水喷淋装置，待蒸发废水喷淋装置与待蒸发废水管连接；
所述水蒸气和废水混合蒸发室设有传热介质接入口和蒸汽收集装置，所述传热介质接入口与上述传热介质加热器9的被加热介质出口相接；所述蒸汽收集装置设有蒸汽出口Ⅰ和蒸汽出口Ⅱ；所述蒸汽出口Ⅰ与上述传热介质加热器9的被加热介质入口相接；所述冷凝器11设有进汽口、排气口和凝结水排出口，所述进汽口与上述蒸汽收集装置的蒸汽出口Ⅱ相接，所述排气口上装有排气管，所述排气管连接有将冷凝器11内的不凝结气体抽出的真空泵17；
所述冷凝器11内设有表面式换热器，所述表面式换热器设有进风口和出风口，所述进风口上装有进风管，所述进风管连接有向冷凝器11内输送冷空气的冷风风机13，所述出风口上装有出风管，所述出风管与向锅炉送风的送风管路相接。冷凝器11的冷却介质为冷空气，可以由冷风风机13从外界直接吸入冷空气输送到冷凝器11内，也可以从锅炉送风机4出风口后的送风管路上引出进入锅炉空气预热器3前的部分冷空气，从进风管路输送到冷凝器11内，传热水蒸气在换热面一侧流动，冷空气在换热面另一侧逆向流动，实现传热水蒸气与冷空气的充分换热，冷空气换热后温度升高，从出风口进入分支送风管路，与进入锅炉空气预热器3的主流空气送风管路汇合输送到锅炉空气预热器3内。
在废水蒸发器10浓水池内设有旋转刮板，废水池底部残渣出口。
在废水蒸发器10的水蒸气和废水混合蒸发室的上方或下方设有汽水分离器，用于将水和蒸汽彻底分离，汽水分离器分出的水通过分水管与浓水池相接，汽水分离器分出的水蒸气通过管路与蒸汽收集装置相接。待蒸发废水由待蒸发废水给水泵16通过待蒸发废水管向废水蒸发器10内输送，通过待蒸发废水喷淋装置变成待蒸发废水雾滴下落，传热水蒸气从下部逆行而上，传热水蒸气与待蒸发废水雾滴充分接触换热，待蒸发废水雾滴受热蒸发，产生水蒸气上行，与传热水蒸气混合，废水蒸发器10内的水蒸气增多，水蒸气上升后经汽水分离器进行汽水分离，汽水分离器分出的水通过分水管流入浓水池，汽水分离器分出的水蒸气通过管路由蒸汽收集装置收集。
所述蒸汽收集装置的蒸汽出口Ⅱ与冷凝器11的进汽口的连接管路上设有蒸汽流量调节阀15。
所述传热介质加热器9的被加热介质入口与蒸汽收集装置的蒸汽出口Ⅰ相接的管路上设有循环风机12。
向锅炉送风的送风管路设有分支送风管路，所述分支送风管路与冷风风机13的入风口相接。
工作原理：
一种利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置，作为锅炉系统组成的一部分，锅炉炉膛1尾部排烟管路连接有锅炉省煤器2，排烟管路与锅炉省煤器2的进烟口连接，锅炉省煤器2内设有换热盘管，换热盘管的进口端与锅炉给水管路连接，换热盘管的出口端通过供水管路与锅炉进水口连接，锅炉省煤器2的出烟口通过出烟管路连接有SCR反应器（脱硝装置）8的进烟口，SCR反应器（脱硝装置）8的出烟口连接有锅炉空气预热器3，在SCR反应器（脱硝装置）8的出烟口与锅炉空气预热器3的进烟口之间的高温烟管设有分支的高温出烟管路，高温出烟管路与传热介质加热器9的烟气入口相接；锅炉空气预热器3的出烟口连接主烟气排烟管路，主烟气排烟管路与锅炉烟囱7连接，在主烟气排烟管路上依次装有锅炉除尘器5和锅炉引风机6，在锅炉除尘器5之前的主烟气排烟管路上分支设有回烟管，回烟管与传热介质加热器9的烟气出口连接。锅炉空气预热器3的冷空气进口上装有送风管路，送风管路上连接有锅炉送风机4，送风管路上设有分支的出风管，出风管与冷凝器11的出风口连接，锅炉空气预热器3的热空气出口通过供风管路与锅炉炉膛1的进风口连接。
锅炉烟气流程：
锅炉尾部高温烟气先通入锅炉省煤器2，与锅炉省煤器2内部的换热盘管内流通的锅炉供水进行换热，高温烟气被锅炉省煤器2第一次冷却后，再进入SCR反应器（脱硝装置）8内进行脱销处理，脱销后的高温烟气温度为330~350℃，高温烟气分为两路，一路进入锅炉空气预热器3内加热送向锅炉的冷空气，被第二次冷却后变成低温烟气，从锅炉空气预热器3的出烟口排至主烟气排烟管路，经过锅炉除尘器5除尘后的低温烟气由锅炉引风机6引入锅炉烟囱7中，最终排向大气；一路由高温出烟管路送至传热介质加热器9中加热传热介质，被传热介质第二次冷却后由烟气流量控制门14控制，排至回烟管，由回烟管与主烟气排烟管路汇合，再经锅炉除尘器5除尘后，由锅炉引风机6引入锅炉烟囱7中，最终排向大气。
锅炉给水流程：
锅炉给水从锅炉省煤器2捏的换热盘管中流过，与进入锅炉省煤器2内的锅炉尾部高温烟进行换热，锅炉给水吸收了锅炉尾部高温烟气的热量后由供水管路供给锅炉用。
外界冷空气流程：
一路外界冷空气由锅炉送风机4经送风管路输入到锅炉空气预热器3内，与进入锅炉空气预热器3内的高温烟气换热后，冷空气温度升高，由供风管路供给锅炉炉膛1；另一路外界冷空气，由冷风风机13经进风管路输入到冷凝器11内，与冷凝器11内的高温水蒸气换热后，冷空气温度升高，由出风管路流至送风管路，与送风管路内的冷空气汇合，共同进入锅炉空气预热器3内加热，最终供给锅炉。
传热介质（水蒸气）流程：
传热介质加热器9内的传热介质为水蒸气，传热水蒸气吸收进入传热介质加热器9内的高温烟气的热量后进入废水蒸发器10内加热蒸发待蒸发废水，待蒸发废水被加热蒸发出水蒸气，蒸发水蒸气与传热水蒸气混合后分为两路，一路从蒸汽收集装置的蒸汽出口Ⅰ排出，由循环风机12吸出，从被加热介质入口输送至传热介质加热器9中，水蒸气重新回到传热介质加热器9内，重新吸热升温后再次流回废水蒸发器10加热蒸发废水……如此往复循环；另一路水蒸气从蒸汽出口Ⅱ排出，由蒸汽流量调节阀15调节控制，从进汽口进入冷凝器11内，与进入冷凝器11内的冷空气换热后冷凝成水，由废水蒸发凝结水泵从凝结水排出口抽出，并输送到回收利用的地方；被冷却不能凝结的空气由真空泵17抽出并排入大气。
废水流程：
待蒸发废水由待蒸发废水给水泵16通过待蒸发废水管向废水蒸发器10内输送，通过待蒸发废水喷淋装置变成待蒸发废水雾滴下落，与进入废水蒸发器10内的上行的传热水蒸气进行换热，待蒸发废水受热蒸发成水蒸气，与传热水蒸气混合，被蒸汽收集装置收集，完成上述传热介质（水蒸气）流程；待蒸发废水中蒸发后剩余的固体颗粒靠重力作用下落到浓水池中，由旋转刮板18清出。
对锅炉空气预热器3而言，新增加的利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置，相当于增加了一个“旁路空气预热器”，也就是说，通过用锅炉尾部高温烟气加热蒸发废水和用进入锅炉空气预热器3前的部分冷空气冷却废水蒸发形成的水蒸气的这种方式，间接地加热了进入锅炉空气预热器3的部分空气。换句话说，新增加的利用锅炉烟汽进行废水蒸发的装置“借用”锅炉尾部烟气的热量（这部分热量原本是用来加热锅炉空气预热器3空侧空气的热量）蒸发废水后，再通过冷凝器11将热量“还回”给进入锅炉空气预热器3的空气，整个过程只有少量的系统设备散热损失，对锅炉热效率影响很小。
通过上述对锅炉系统的改进，在不影响锅炉运行安全的情况下，用极少的能量损耗，完成废水蒸发处理，是非常经济可行的，并且实现了锅炉尾部烟气热能的高效回收利用，节能环保，提高了效率。
