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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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