高低温烟气旋风蒸发技术处理脱硫废水技术解析-北极星水处理网

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1 工艺流程简介

该技术的工艺路线如下

1)从烟气系统空预器前的高温烟气段引取一股高温烟气，再从空预器后的高温烟气段引取一股低温烟气分别进入浓液蒸发器，使其作为浓液蒸发的热源和浓液载体。

2)将脱硫废水处理所得浓液经泵送至浓液蒸发器，为使进入蒸发器中的浓液能被烟气快速蒸发，浓液进入蒸发器时被雾化为细小雾滴，采用两相流雾化喷嘴，利用压缩空气进行雾化。

3)高温烟气从蒸发器顶部进入蒸发器。

4)浓液雾化喷嘴布置在烟气均流设施后，雾化喷嘴分多组，以方便在线清洁维护。

5)低温烟气从雾化喷嘴后分几路沿切线方向进入蒸发器，为雾滴蒸发提供持续热源，同时，由于切向进风烟气沿筒壁速度快，使雾滴不碰壁，避免结垢。采用如此分级烟气进入的设计，一方面，有利于雾滴在烟气中均布;另一方面，可减少高温烟气的使用量，节约运行成本。

6)浓液蒸发后，液体中的离子将生成盐，以固体细粉形式进入烟气中，然后通过烟气均布装置进入除尘器入口烟道。

7)浓液蒸发后，产生的水蒸汽在脱硫系统中冷凝下来。

2 技术创新点

(1)该技术的创新点在于采用高、低温烟气作为浓液蒸发热源，既可保证液体有效蒸发，又可减少使用高温烟气量，降低运行成本。

(2)蒸发器设计采用高温烟气从顶部进入，通过放大气流截面和烟气整流装置后，使烟气流速均匀，速度适当。液体喷洒在此位置，更有利于喷洒的水雾分散。而后，有一路或多路低温烟气进气，低温烟气沿筒体圆周的切线方向进入，低温烟气的加入，保证水分蒸发的热源，低温烟气沿切线方向进入，使蒸发器内的烟气流向由原来的直线流变为螺旋式流动，且筒壁流速较快。一方面，增长气流路径，有利蒸发;另一方面，使雾滴不易黏在壁上，防止结垢。

(3)浓液的喷洒采用多支喷雾喷嘴，采用双相流雾化喷嘴，双相流雾化喷嘴可降低雾化粒径，采用多支喷雾喷嘴，可保证蒸发器在工作时有一支喷雾喷嘴处在自清洁状态，保证蒸发器工作的稳定性。

(4)采用先进的CFD流场模拟技术，确定适当的喷射位置和喷入角度及喷入量，保证浓缩液的雾化颗粒与烟气充分接触，使液滴完全蒸发。

(5)高湿度高钠盐成分烟气掺入原烟气中，降低了烟尘比电阻，提高了下游除尘器的除尘效率，有一举两得的效果。

3 技术难点与影响因素

该技术难点在于

1)合适的高温烟气、低温烟气比例，高温烟气采用省煤器出口、SCR反应器入口的烟气，低温烟气采用空气预热器后的烟气作为蒸发浓液水分热源，如果取用的热烟气较多，将会影响锅炉的效率，取用热烟气较少，不利于浓液蒸发。

2)喷嘴布置位置的选择，既要使雾滴均匀分散到烟气中，又要防止雾化液滴喷射到蒸发器壁上。

3)如何防止雾化喷嘴堵塞是技术难点，废水浓液盐分含量高、容易结晶结垢堵塞喷嘴。

4 烟气引取位置的影响

该技术引取烟气的位置有

1)省煤器出口，SCR反应器入口

2)SCR反应器出口，空预器入口

3)空预器出口，电除尘器入口。以上各点的气体参数见表

(1)选择省煤器出口、SCR反应器入口的烟气作为热源，蒸发1m3的浓缩液(含盐量为15%，旋风分离器出口温度>120℃)需要热烟气量约10,000Nm3，现有300MW机组的废水量为5～15m3，经过预处理和膜浓缩后浓液的量为1～3m3(膜回收率按80%考虑)，如按照2m3浓水进行计算，需要热烟气量为2万Nm3，300MW机组的烟气量约为100万Nm3，选取的烟气量占总烟气量的2%。因省煤器出口的NOx含量高，为300~500mg/Nm3，会使烟囱处的NOx含量上升6～10mg/Nm3。

因此该技术不选择省煤器出口的烟气作为热源。

(2)选择SCR反应器出口、空预器入口处的NOx含量低，不会影响脱硝效果。此处烟气温度在310℃～420℃。以一台300MW机组为例，假设脱硫废水浓液为1～3m3(蒸发器出口烟温>120℃)，需要热烟气量1.0万～3.0万Nm3，300MW机组的烟气量为100万Nm3，抽取气体量占总气体量的1.0%～3.0%，对锅炉效率有一定的影响：增加煤耗25167kg/h。如果浓液处理量为1m3，蒸发器的直径为2m。

(3)选择空预器出口，电除尘器入口。此处烟气温度为140℃～150℃，取150℃，如果以一台300MW机组为例，假设脱硫废水浓液为1m3(蒸发器出口烟温>110℃)，需要热烟气量为6万Nm3，处理量为1m3时，旋风分离器的尺寸直径为5.5m。且因蒸发器有500～800Pa的压损，因此需配置一台风机，使投资费用和运行费用均提高。但选取此处的烟气作为热源不会影响锅炉效率。

综上所述，通过投资成本、运行稳定及工艺的特点综合考虑，选择SCR反应器出口烟气作为高温热源对脱硫废水浓液进行初步蒸发，选取空预器出口烟气作为低温热源对脱硫废水浓液进行再次蒸发。

雾化喷嘴的影响旋转式雾化喷嘴

旋转式雾化喷嘴借助了离心力和空气动力而雾化流体，转盘式喷嘴主要应用于喷雾干燥设备上，国产离心喷雾机已有定型产品，如N603、N604等。喷雾干燥设备上的转盘雾化器又有多种结构形式，如蝶形光滑圆盘、多管圆盘(N603、N604属于此种)、多叶圆盘、多层圆盘(也带喷管)等。圆盘雾化器，既有液膜式雾化，也有液柱式雾化原理的雾化器，其旋转体转速为300020,000r/min，圆盘圆周速度为60～170m/s，可处理的料液为每小时几升至上万公斤，不同料液在不同雾化器上可获得不同雾滴尺寸，数微米至数百微米。处理能力大、防堵效果好，但需尽可能提高旋转体的转速以保证雾化的粒径，使得雾化范围大，蒸发设备的直径要求较大。

二流体雾化喷嘴

二流体雾化喷嘴利用压缩空气与液体的摩擦，产生均匀和细密的雾化效果，平均的雾化颗粒直径在50微米以下，主要有内混式和外混式。内混式：气体、液体在空气帽和液体帽腔体内部混合雾化，雾化原理为空气破裂和撞击，雾化效果理想，但不适合有一定黏性的液体。外混式：气体、液体在喷出后，利用高速气流对液体进行摩擦产生雾化。雾化原理为摩擦和产生的切向应力，雾化效果一般，尤其适合带有一定黏性的液体。处理能力小、气耗量大、雾化粒径均匀，防堵效果一般。

一流体雾化喷嘴

单流体雾化喷嘴是一种在医药工业中广泛应用的雾化方式，液体由泵加压送入喷嘴，液体在喷嘴旋转室内高速旋转，然后从喷嘴的小孔喷出，使液体雾化成细小的液滴。其雾化特性取决于操作压力和喷嘴的孔径。一般来说，细孔内外的压力差越高喷孔越小，雾化的液滴越细，颗粒的分布越均匀;反之压力差越小、喷孔越大，雾化的液滴越大，颗粒的分布越不均匀。处理能力及雾化效果一般，容易堵塞。不同喷嘴对比见表

原标题：高低温烟气旋风蒸发技术处理脱硫废水

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