关于烟气余热用于脱硫废水处理的探讨

2.烟气余热喷雾干燥原理特点

喷雾干燥是指将溶液、乳浊液、悬浊液或浆料在热风中喷雾成细小的液滴，在其下落过程中，水分被蒸发而成为粉末状或颗粒状的产物。本实验采用的喷雾干燥塔是在干燥塔底部导入热风，同时通过双流体雾化喷嘴把脱硫废水从塔底喷入干燥塔，雾化后的液滴群的表面积很大，与高温热风接触后水分迅速蒸发，在极短的时间内便成为干燥产物，随热烟气从干燥塔顶排出。

物料干燥过程分等速阶段和减速阶段两个部分进行。在等速干燥阶段，水分蒸发是在液滴表面发生的，蒸发速度由蒸汽通过周围气膜的扩散速度所控制。主要的推动力是周围热风和液滴的温度，温度差越大，蒸发速度越快，水分通过颗粒的扩散速度大于蒸发速度。当扩散速度降低而不能维持颗粒表面的饱和时，蒸发速度开始减慢，干燥进入减速阶段。此时颗粒温度开始上升，干燥结束时，物料的温度近于周围空气的温度。

3.烟气余热喷雾干燥工艺试验应用

孟津电厂委托相关单位利用传热传质计算，进行了理论分析，设计出了实验工况。以此为基础，搭建了中试试验系统，如图所示。

实验系统中干燥塔直径400mm，主干燥段11m，入口设计烟温250-350℃;采用双流体雾化喷嘴进行废水雾化，双流体喷嘴空气雾化压力0.4-0.6MPa，喷水量30-100L/h;干燥塔烟气量1000-1500m3/h;加灰量5-20g/Nm3。烟气中SO2浓度200ppm。左右主干燥段设计有11个测温点，干燥塔入口与出口设置有温度、压力测点。干燥固相产物与气相产物分别从干燥塔入口与出口取样进行分析。固相产物采用烟气分析仪进行取样，气相产物通过烟气取样器取样后进行测试分析。

3.1烟温对脱硫废水干燥的影响

脱硫废水经过干燥塔后迅速能否干燥完全是试验的重点。因此，在中试实验台上首先进行了不同入口烟温、不同喷水量(控制出口烟气温度最低80℃)、喷嘴不同空气雾化压力对废水干燥特性的影响分析。实验过程中标况烟气流量650-800m3/h。

在脱硫废水流量低于理论设计干燥流量下，不同入口烟气温度、烟气流量下经过3-5秒，脱硫废水均能获得很好的干燥;脱硫废水流量一定，则喷嘴空气雾化压力越高，雾化液滴粒径越小，在塔内分布越均匀，因此干燥速度越快，干燥塔内温度分布也越均匀。如果脱硫废水流量过大，则难以在短时间内干燥完全，对后续除尘设备造成影响。

3.2高盐废水干燥后烟气对电除尘器的影响

脱硫废水干燥后产物的比电阻如表4所示。由下表可知，在110℃以下脱硫废水干燥后的产物比电阻比粉煤灰的比电阻要高，120℃后脱硫废水干燥后的产物比电阻比粉煤灰的比电阻要低，根据比电阻变化，建议干燥后温度控制在110-120℃为宜;另外，即使干燥后烟气温度不在这个范围内，由于废水干燥过程中与粉煤灰进行的颗粒团聚等作用，也同样能实现废水干燥产物的高效收集。

中温干燥过程中，由于抽取的烟气量比较小，而且控制干燥后烟气温度与进入静电除尘器的主烟气温度基本一致，因此干燥后的烟气与主烟气混合后，不会对原烟气温度造成影响，而且由于喷水量比较小，混合后对主烟气湿度影响很小，烟气远达不到饱和状态，因此水蒸气不会冷凝析出造成腐蚀;连续一个月的中试试验也证明，控制出口温度与喷水量在理论设计条件下，除尘器的运行没有受到任何影响。进一步验证了中温干燥脱硫废水对后续除尘的不利影响可以忽略。

另外，脱硫系统产生的废水量，约占烟气蒸发带走水量的3-10%之间，通过烟气干燥脱硫废水，实现了水资源的回收利用，降低了烟气蒸发水量，而且由于废水量占烟气蒸发水量的比例不大，不会对脱硫水平衡产生不利影响。

结语:

综上所述，烟气余热喷雾干燥技术用于脱硫废水干燥，能够有效降低脱硫废水处理投资与运行成本，保证系统运行可靠性，而且不会对静电除尘器的性能产生不利影响，因此本技术用于脱硫废水干燥是完全可行。研究结论为利用中温烟气进行脱硫废水低成本干燥处理、实现废水资源化利用提供了基础数据与设计参考。

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