喷雾干燥技术在脱硫废水零排放中的应用--工艺计算-北极星水处理网

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阐述了喷雾干燥法进行脱硫废水处理的特点、原理、工艺、设备及其应用,实践证明应用该方法投资、运行费用低廉,使脱硫废水零排放的大规模推广成为可能。

喷雾干燥法进行脱硫废水处理基本工程术语

a.料液待喷雾干燥的固形物与水等液体组成溶液、悬浮液或分散体，在本书中统称料液。在脱硫废水中料液指脱硫废水，含固量1%-3%。

b.雾化把料液分散成微小料雾的过程称为雾化。

c.雾滴这是针对从雾化器喷出料液的分散状态所提出的术语，当料雾中物料还存在表面水分时，就认为料雾是由雾滴组成。

d.粒子粒子是雾滴水分蒸发后得到的微小球状固体。

e.雾焰雾焰是指雾化器雾化时形成的无数微小雾滴在还没完全被气体分散时类似火焰的部分，雾滴的形状和长度与雾化器及操作条件有关。

f.湿烟气指空预器来的、干燥器排出的烟气。

g.含固率（固含量）含固率是指湿物料中含固体的比例。

h.湿含量（含湿量）湿物料中含湿分的比例，本系列文章无特殊说明均指湿基湿含量。

i.干燥强度喷雾干燥的干燥强度是容积干燥强度，是单位时间单位容积蒸发湿分（本系列文章中如无特殊说明均指水分）的能力，单位为kg/（m3·h）。

j.粒度颗粒、雾滴、聚结物的粒度是表示碎细程度的代表性尺寸，对于球形颗粒，直径就表示它的粒度。

k.粒度分布料雾中所含的雾滴和干料中的颗粒绝不只有一种粒度，雾化器不可能产生完全均一的料雾，料雾中的雾滴在干燥器中按照干燥情况还会经受多种不同方式的形状改变，将干颗粒和料雾雾滴所包含的粒度范围称为粒度分布。

l.热烟气指空预器入口来的烟气。

m.尾气尾气经干燥蒸发传质后，湿度很大并带有部分粉体的气体，从干燥器尾风管排出。

喷雾干燥法进行脱硫废水处理过程平衡的计算说明

喷雾干燥器的设计先从艺设计开始，而工艺设计中，又最先从物料衡算和热量衡算人手，物料衡算及热量衡算的最基本条件，是单位时间内进人干燥器的物料和空气总量应等于从干燥器排出的物料与气体总量。热量衡算是由物料和空气带人的热量应等于排出气体和物料所含的热量再加上干燥室壁面向外界所散失的热量，各种参数的符号标于下图中：

喷雾干燥法进行脱硫废水处理实验中质量平衡

在脱硫废水喷雾干燥过程中，重要涉及到的是废水中水、固及烟气的质量平衡。此过程中，水蒸发成水蒸气，与热烟气完成换热，随尾气一起排出干燥塔，固体颗粒一部分随尾气排出，一部分沉降在干燥塔底部。此过程为平衡如下（按水分全蒸发计）：

M（废水）+M（烟气）=M（烟气）+M（蒸汽）+M（固体）

M（固体）=M（废水）×W（含固量）

M（蒸汽）=M（废水）-M（固体）

喷雾干燥法进行脱硫废水处理实验中热量平衡

在脱硫废水喷雾干燥过程中，热烟气加热废水雾滴，废水吸收热量后加热蒸发水分，干燥出固体颗粒吸收热量，在此过程中热烟气温度降低，湿度增加。热量平衡计算如下：

Q（废水）+Q（烟气）=Q（尾气）+Q（固体）+Q（损失）

喷雾干燥法进行脱硫废水处理实验中质量平衡详解

物料銜算主要是在给定处理量的条件下，确定水分蒸发量（也称蒸发水量）、空气消耗量以及产品产量。

喷雾干燥法进行脱硫废水处理水分蒸发量的计算

水分蒸发量W是指进人干燥器的湿物料G被干燥成GS的产品时从湿物料中去除水分的量。这里应当指出，湿物料和产品中的含水率通常都以湿基形式给出（即湿基含水率),在于燥过程中只有绝干物料量是不变的，在计算时应将湿基含水率换算成干基含水率。

湿基含水率w（%）：

w（%）=m（w）/（m（G）+m（w））×100%

干基含水率c：

c=m（w）/m（G）×100%

两种含水率的换算：

w（%）=c/(1+c)

c=w（%）/（1-w（%））

例题：在100kg湿物料中，含水20kg，含绝干物料80kg。

湿基含水率为：

w（%）=20/（80+20）×100%=20%

干基含水率为：

c=20/80×100%=25%

按湿基含水率计算干基含水率：

c=w（%）/（1-w（%））=0.2/（1-0.2）=25%

喷雾干燥法进行脱硫废水处理实验中风量的计算

根据热量的变化求得风量，详解在下一节热量平衡中详细阐述。

热量平衡及烟气量计算

在干燥蒸发过程中，高温烟气放热使废水加热蒸发，形成水蒸气，固体物形成颗粒状粉尘。在此过程中，主要热量平衡如下：

Q烟=Q蒸汽+Q粉尘-Q废水-Q散热

Q烟=Q烟（高温）-Q烟（目标温度）=c（烟气）*Δt*m（烟气）

在上面式子中高温烟气指入口烟气，烟气温度在350℃以上，为什么选择这个温度区间？因为在以往的烟道蒸发废水处理技术中，一般喷入点在锅炉空预器出口至除尘器入口的烟道内，温度一般在150℃以下，实践表明：在150℃烟气中，脱硫废水完整蒸发干燥是不可行的，往往出口温度会降低至酸露点以下，结果造成烟道腐蚀，除尘器腐蚀，本技术在以往蒸发干燥基础上，提高入口烟气温度，这样做对水分完整蒸发是很有用的。上式中目标温度一般控制在酸露点以上，如有条件可以控制在150℃左右。烟气比热容、水比热容等值可以查询手册。

通过上式求出烟气的总质量，通过查找相对应的温度下的烟气密度，可以计算出总烟气量。

原标题：喷雾干燥技术在脱硫废水零排放中的应用--工艺计算（一）

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