專利名稱：火電廠濕法煙氣脫硫廢水噴霧蒸發(fā)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種火電廠濕法煙氣脫硫廢水的處理方法，尤其涉及一種火電廠濕法 煙氣脫硫廢水噴霧蒸發(fā)處理方法。
背景技術(shù)：
一般的火電廠濕法煙氣脫硫廢水的處理方法是采用中和、絮凝、沉淀等化學(xué)方法 進(jìn)行。但是由于火電廠濕法脫硫廢水的特殊性質(zhì)呈現(xiàn)弱酸性，PH值低于5. 7;懸浮物高，但 顆粒細(xì)小，主要成份為粉塵和脫硫產(chǎn)物(CaS04和CaS03)；含有可溶性的氯化物和氟化物、 硝酸鹽等；還有汞、鉛、鎳、砷和鉻等重金屬，采用中和、絮凝、沉淀等化學(xué)方法處理后的廢水 仍不能很好地達(dá)標(biāo)排放。由于脫硫廢水化學(xué)處理方法處理后的廢水氯離子(目前尚無化學(xué) 藥劑可以去除氯離子)仍無法去除，并且氯離子具有在偏酸性水環(huán)境中腐蝕性大的特點(diǎn)， 導(dǎo)致處理后的廢水無法進(jìn)入系統(tǒng)回用，而且也達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。近年來發(fā)展的以液滴蒸發(fā)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化的工業(yè)應(yīng)用如燃燒系統(tǒng)內(nèi)的液滴蒸發(fā)、 動力排氣系統(tǒng)內(nèi)的噴霧降溫、噴涂工藝、激光手術(shù)中的制冷劑噴霧冷卻技術(shù)等。其共同特征 是利用噴嘴將液體均勻霧化，液滴從氣流中吸收熱量，然后在極短的時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)完畢。這種 以液滴蒸發(fā)從而吸收熱量的噴霧蒸發(fā)處理技術(shù)具有換熱充分、用時(shí)短、節(jié)能等顯著優(yōu)勢。因此，如果將脫硫廢水噴霧后利用鍋爐煙氣余熱進(jìn)行蒸發(fā)排放，只要控制煙氣溫 度高于酸露點(diǎn)溫度，就不會對煙道及電除塵器產(chǎn)生腐蝕，脫硫廢水中的汞、鉛、鎳、鋅等重金 屬以及砷、氟等非金屬污染物經(jīng)煙氣干燥后成細(xì)小粉塵，隨煙氣中的粉塵一起進(jìn)入除塵系 統(tǒng)，由除塵器捕獲從煙氣中分離出來，脫硫廢水蒸發(fā)成蒸汽后與煙氣一起排放，不會對環(huán)境 造成染污，符合節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)實(shí)要求。如果利用鍋爐尾部煙氣余熱對脫硫廢水進(jìn)行噴霧蒸發(fā)處理，就能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫廢水 真正的零排放，符合節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)實(shí)要求。廢水液滴在低溫?zé)煔庵袊婌F蒸發(fā)處理技術(shù)面臨 的主要問題是一、如何實(shí)現(xiàn)脫硫廢水經(jīng)噴霧后迅速蒸發(fā)，一直是有待解決的難題；二、廢 水液滴在低溫?zé)煔庵姓舭l(fā)，會降低煙氣溫度以及增加煙氣濕度，有可能造成煙道和除塵器 的腐蝕。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種火電廠濕法煙氣脫硫廢水噴霧蒸發(fā)處理方 法，該方法控制液滴的噴入粒徑和速度，以及煙氣的溫度和流速，霧化噴嘴的布置方式，從 而控制液滴完全蒸發(fā)的時(shí)間，以達(dá)到控制煙氣溫度和濕度的目的，避免煙氣對煙道及除塵 器的腐蝕。本發(fā)明提供的火電廠濕法煙氣脫硫廢水噴霧蒸發(fā)處理方法，在鍋爐尾部煙道內(nèi)煙 氣速度為5 llm/s，且溫度在413K 470K的區(qū)域內(nèi)設(shè)置霧化噴嘴；利用水泵抽取脫硫廢 水，空壓機(jī)壓縮空氣，壓縮空氣與脫硫廢水進(jìn)入霧化噴嘴內(nèi)的壓力比為0. 25 0. 6 ；經(jīng)霧化 噴嘴霧化后的液滴速度為50 80m/s，液滴粒徑小于50um ；霧化蒸發(fā)后隨煙氣一起排出煙囪。進(jìn)一步，所述霧化噴嘴至少為兩個(gè)，在煙道內(nèi)與煙氣流速垂直的截面上，霧化噴嘴 縱向間距與煙道截面積之間的無量綱關(guān)系為鍋爐容量< 220t/h時(shí)，L = 2. 7-7. 7S ；鍋爐 容量介于220 1000t/h時(shí)，L = 1. 7-0. 7S ；鍋爐容量彡1000t/h時(shí)，L = 0. 9+0. 13S，其中 L表示噴嘴縱向間距與0. 3m之比，S表示煙道截面積與鍋爐容量為1000t/h對應(yīng)的煙道截 面積之比；與煙氣流速平行方向上，霧化噴嘴之間的橫向間距大于5米；進(jìn)一步，所述設(shè)置霧化噴嘴的區(qū)域位于鍋爐尾部煙道的低溫空預(yù)器與除塵器之 間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，火電廠濕法煙氣脫硫廢水噴霧蒸發(fā)處理方法具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、采用廢水液滴蒸發(fā)處理方法可以節(jié)省常規(guī)廢水處理方法所采用的化學(xué)藥品。
2、采用廢水液滴蒸發(fā)處理方法能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中廢水處理系統(tǒng)配置設(shè)備多、投 資大、運(yùn)行成本高和設(shè)備檢修維護(hù)量大的缺點(diǎn)。3、采用廢水液滴蒸發(fā)處理方法處理后，廢水中的氯離子以顆粒物的形成被除塵器 捕捉，克服了現(xiàn)有技術(shù)中氯離子在偏酸性水環(huán)境中腐蝕性大的影響。4、因脫硫廢水霧化后蒸發(fā)吸熱，煙氣濕度的增加和煙氣溫度的降低，降低了除塵 器中灰的比電阻，提高了除塵器效率。5、采用的廢水液滴蒸發(fā)處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)實(shí)要求。


附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說明?；痣姀S濕法煙氣脫硫廢水噴霧蒸發(fā)處理方法，首先在鍋爐4尾部煙道上設(shè)置脫硫 廢水噴霧蒸發(fā)處理系統(tǒng)，如圖所示。在鍋爐4尾部煙道內(nèi)煙氣速度為5 llm/s，且溫度在 413K 470K的區(qū)域內(nèi)設(shè)置霧化噴嘴1，溫度高于煙氣露點(diǎn)tld，煙氣露點(diǎn)根據(jù)煙氣中水蒸氣 和三氧化硫分壓力的百分?jǐn)?shù)來計(jì)算，即tld = 186+2011gH20+261gS03。利用水泵2抽取吸收塔9對排放的尾氣進(jìn)行處理后 的脫硫廢水5，空壓機(jī)3壓縮空氣；脫硫廢水5和壓縮空氣同時(shí)接入霧化噴嘴1，控制好壓縮 空氣與脫硫廢水進(jìn)入霧化噴嘴1內(nèi)的壓力，壓力比為0. 25 0. 6 ；經(jīng)霧化噴嘴1霧化后的 液滴速度為50 80m/s，液滴粒徑小于50um ；霧化后的液滴在此區(qū)域進(jìn)行完全蒸發(fā)，從而達(dá) 到脫硫廢水在尾部煙道中蒸發(fā)后能夠隨煙氣一起排出煙囪6。在煙道內(nèi)與煙氣流速垂直的截面上，霧化噴嘴縱向間距與煙道截面積之間的無量 綱關(guān)系為鍋爐容量< 220t/h時(shí)，L = 2. 7-7. 7S ；鍋爐容量介于220 1000t/h時(shí)，L = 1. 7-0. 7S ；鍋爐容量彡1000t/h時(shí)，L = 0. 9+0. 13S，其中L表示噴嘴縱向間距與0. 3m之比 (考慮噴霧霧化角和液滴運(yùn)動的長度取0. 3m)，S表示煙道截面積與容量為1000t/h鍋爐對 應(yīng)的煙道截面積之比。與煙氣流速平行方向上，霧化噴嘴之間的橫向間距大于5米，當(dāng)鍋爐 容量小于等于220t/h時(shí)，布置1排霧化噴嘴，鍋爐容量介于220 1000t/h時(shí)，布置2排 霧化噴嘴，當(dāng)鍋爐容量大于1000t/h時(shí)，布置3排霧化噴嘴。本實(shí)施例中的霧化噴嘴選取噴嘴流量為25L/h，主要避免在尾部煙道內(nèi)噴霧后的液滴出現(xiàn)交叉，達(dá)到噴霧后的液滴完全霧化，霧化噴嘴1的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要確定，例如對于某電廠單臺300MW機(jī)組脫硫廢水量為 4. 2m3/h，煙道截面積42m2的情況，取雙流體噴嘴流量為25L/h，只需按上面所述在與煙氣流 速垂直的煙道截面上布置噴嘴即可滿足脫硫廢水量的處理。霧化區(qū)域設(shè)置在鍋爐尾部煙道的換熱器7與除塵器8之間，既不影響換熱器的熱 交換能力，又可使脫硫廢水蒸發(fā)后的汞、鉛、鎳、鋅等重金屬以及砷、氟等非金屬污染物經(jīng)煙 氣干燥后成細(xì)小粉塵，隨煙氣中的粉塵一起進(jìn)入除塵系統(tǒng)，由除塵器8捕獲從煙氣中分離 出來。下面以某電廠單臺300WM機(jī)組作為實(shí)施例進(jìn)行具體描述。選取鍋爐尾部煙道內(nèi)煙氣速度為5 llm/s，且溫度在413K 470K的區(qū)域內(nèi)， 在煙道內(nèi)與煙氣流速垂直的截面上，噴嘴縱向間距與煙道截面積之間的無量綱關(guān)系為L = 0. 9+0. 13S，其中L表示噴嘴縱向間距與考慮噴霧霧化角和液滴運(yùn)動的長度(取0.3米)之 比，S表示煙道截面積與容量為1000t/h鍋爐對應(yīng)的煙道截面積之比；與煙氣流速平行方向 上，噴嘴之間的橫向間距大于5米，布置2排噴嘴，霧化噴嘴保持流量25L/h、壓縮空氣壓力 0. 4MPa,通過調(diào)節(jié)壓縮空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)入口閥門的開度來控制氣液比在0. 25 0. 6的范 圍，經(jīng)霧化噴嘴1霧化后的液滴速度為50 80m/s，經(jīng)檢測表明，可得到霧化粒徑小于50um 的均勻液滴，液滴可在1秒內(nèi)完全蒸發(fā)氣化，如下表所示。
在不影響鍋爐出力的情況下盡可能地提高煙氣溫度、密度和流速，煙氣溫度越高， 液滴完全蒸發(fā)時(shí)間越短，煙氣溫度下降越小，與酸露點(diǎn)相距越遠(yuǎn)；液滴密度越大，粒徑較大 的液滴越容易破碎，液滴完全蒸發(fā)時(shí)間越短；煙氣流速越大，在一定量的壓縮空氣壓力和脫 硫廢水的壓力下，氣液相對速度越大，較大的液滴越容易破碎，所有液滴的完全蒸發(fā)時(shí)間會 越短，液滴的蒸發(fā)效率就越高，廢水蒸發(fā)處理效率就越高。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種火電廠濕法煙氣脫硫廢水噴霧蒸發(fā)處理方法，其特征在于在鍋爐(4)尾部煙道內(nèi)煙氣速度為5～11m/s、且溫度在413K～470K的區(qū)域內(nèi)設(shè)置霧化噴嘴(1)；利用水泵(2)抽取脫硫廢水(5)，空壓機(jī)(3)壓縮空氣，壓縮空氣與脫硫廢水(5)進(jìn)入霧化噴嘴(1)內(nèi)的壓力比為0.25～0.6；經(jīng)霧化噴嘴(1)霧化后的液滴速度為50～80m/s，液滴粒徑小于50um；霧化蒸發(fā)后隨煙氣一起排出煙囪(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電廠濕法煙氣脫硫廢水噴霧蒸發(fā)處理方法，其特征在于 所述霧化噴嘴(1)至少為兩個(gè)，在煙道內(nèi)與煙氣流速垂直的截面上，霧化噴嘴(1)縱向間距 與煙道截面積之間的無量綱關(guān)系為鍋爐容量< 220t/h時(shí)，L = 2. 7-7. 7S ；鍋爐容量介于 220 1000t/h 時(shí)，L = 1. 7-0. 7S ；鍋爐容量彡 1000t/h 時(shí)，L = 0. 9+0. 13S，其中 L 表示噴 嘴縱向間距與0. 3m之比，S表示煙道截面積與鍋爐容量為1000t/h對應(yīng)的煙道截面積之比； 與煙氣流速平行方向上，霧化噴嘴(1)之間的橫向間距大于5米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火電廠濕法煙氣脫硫廢水噴霧蒸發(fā)處理方法，其特征在 于所述設(shè)置霧化噴嘴(1)的區(qū)域位于鍋爐(4)尾部煙道的換熱器(7)與除塵器(8)之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種火電廠濕法煙氣脫硫廢水噴霧蒸發(fā)處理方法，在鍋爐尾部煙道內(nèi)煙氣速度為5～11m/s，且溫度在413K～470K的區(qū)域內(nèi)設(shè)置霧化噴嘴；利用水泵抽取脫硫廢水，空壓機(jī)壓縮空氣，壓縮空氣與脫硫廢水進(jìn)入霧化噴嘴內(nèi)的壓力比為0.25～0.6；經(jīng)霧化噴嘴霧化后的液滴速度為50～80m/s，液滴粒徑小于50μm；蒸發(fā)后隨煙氣排出煙囪。本發(fā)明可節(jié)省常規(guī)廢水處理方法所采用的化學(xué)藥品；克服現(xiàn)有技術(shù)中廢水處理系統(tǒng)配置設(shè)備多、投資大、運(yùn)行成本高和設(shè)備檢修維護(hù)量大的缺點(diǎn)；克服氯離子在偏酸性水環(huán)境中腐蝕性大的影響；煙氣濕度的增加和煙氣溫度的適當(dāng)降低，降低除塵器中灰的比電阻，提高除塵器效率。
文檔編號B01D53/14GK101844819SQ20101017979
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者冉景煜, 張志榮 申請人:重慶大學(xué)