CN101844819B

CN101844819B - 火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法

Info

Publication number: CN101844819B
Application number: CN2010101797963A
Authority: CN
Inventors: 冉景煜; 张志荣
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: WUHAN TIANHE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2030-05-21
Also published as: CN101844819A

Abstract

本发明公开了一种火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法，在锅炉尾部烟道内烟气速度为5～11m/s，且温度在413K～470K的区域内设置雾化喷嘴；利用水泵抽取脱硫废水，空压机压缩空气，压缩空气与脱硫废水进入雾化喷嘴内的压力比为0.25～0.6；经雾化喷嘴雾化后的液滴速度为50～80m/s，液滴粒径小于50μm；蒸发后随烟气排出烟囱。本发明可节省常规废水处理方法所采用的化学药品；克服现有技术中废水处理系统配置设备多、投资大、运行成本高和设备检修维护量大的缺点；克服氯离子在偏酸性水环境中腐蚀性大的影响；烟气湿度的增加和烟气温度的适当降低，降低除尘器中灰的比电阻，提高除尘器效率。

Description

火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法

技术领域

本发明涉及一种火电厂湿法烟气脱硫废水的处理方法，尤其涉及一种火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法。

背景技术

一般的火电厂湿法烟气脱硫废水的处理方法是采用中和、絮凝、沉淀等化学方法进行。但是由于火电厂湿法脱硫废水的特殊性质：呈现弱酸性，pH值低于5.7；悬浮物高，但颗粒细小，主要成份为粉尘和脱硫产物(CaSO4和CaSO3)；含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸盐等；还有汞、铅、镍、砷和铬等重金属，采用中和、絮凝、沉淀等化学方法处理后的废水仍不能很好地达标排放。由于脱硫废水化学处理方法处理后的废水氯离子(目前尚无化学药剂可以去除氯离子)仍无法去除，并且氯离子具有在偏酸性水环境中腐蚀性大的特点，导致处理后的废水无法进入系统回用，而且也达不到排放标准。

近年来发展的以液滴蒸发进行能量转化的工业应用如：燃烧系统内的液滴蒸发、动力排气系统内的喷雾降温、喷涂工艺、激光手术中的制冷剂喷雾冷却技术等。其共同特征是利用喷嘴将液体均匀雾化，液滴从气流中吸收热量，然后在极短的时间内蒸发完毕。这种以液滴蒸发从而吸收热量的喷雾蒸发处理技术具有换热充分、用时短、节能等显著优势。

因此，如果将脱硫废水喷雾后利用锅炉烟气余热进行蒸发排放，只要控制烟气温度高于酸露点温度，就不会对烟道及电除尘器产生腐蚀，脱硫废水中的汞、铅、镍、锌等重金属以及砷、氟等非金属污染物经烟气干燥后成细小粉尘，随烟气中的粉尘一起进入除尘系统，由除尘器捕获从烟气中分离出来，脱硫废水蒸发成蒸汽后与烟气一起排放，不会对环境造成染污，符合节能环保的现实要求。

如果利用锅炉尾部烟气余热对脱硫废水进行喷雾蒸发处理，就能够实现脱硫废水真正的零排放，符合节能环保的现实要求。废水液滴在低温烟气中喷雾蒸发处理技术面临的主要问题是：一、如何实现脱硫废水经喷雾后迅速蒸发，一直是有待解决的难题；二、废水液滴在低温烟气中蒸发，会降低烟气温度以及增加烟气湿度，有可能造成烟道和除尘器的腐蚀。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法，该方法控制液滴的喷入粒径和速度，以及烟气的温度和流速，雾化喷嘴的布置方式，从而控制液滴完全蒸发的时间，以达到控制烟气温度和湿度的目的，避免烟气对烟道及除尘器的腐蚀。

本发明提供的火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法，在锅炉尾部烟道内烟气速度为5～11m/s，且温度在413K～470K的区域内设置雾化喷嘴；利用水泵抽取脱硫废水，空压机压缩空气，压缩空气与脱硫废水进入雾化喷嘴内的压力比为0.25～0.6；经雾化喷嘴雾化后的液滴速度为50～80m/s，液滴粒径小于50um；雾化蒸发后随烟气一起排出烟囱。

进一步，所述雾化喷嘴至少为两个，在烟道内与烟气流速垂直的截面上，雾化喷嘴纵向间距与烟道截面积之间的无量纲关系为：锅炉容量≤220t/h时，L＝2.7-7.7S；锅炉容量介于220～1000t/h时，L＝1.7-0.7S；锅炉容量≥1000t/h时，L＝0.9+0.13S，其中L表示喷嘴纵向间距与0.3m之比，S表示烟道截面积与锅炉容量为1000t/h对应的烟道截面积之比；与烟气流速平行方向上，雾化喷嘴之间的横向间距大于5米；

进一步，所述设置雾化喷嘴的区域位于锅炉尾部烟道的低温空预器与除尘器之间。

与现有技术相比，火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法具有如下优点：

1、采用废水液滴蒸发处理方法可以节省常规废水处理方法所采用的化学药品。

2、采用废水液滴蒸发处理方法能够克服现有技术中废水处理系统配置设备多、投资大、运行成本高和设备检修维护量大的缺点。

3、采用废水液滴蒸发处理方法处理后，废水中的氯离子以颗粒物的形成被除尘器捕捉，克服了现有技术中氯离子在偏酸性水环境中腐蚀性大的影响。

4、因脱硫废水雾化后蒸发吸热，烟气湿度的增加和烟气温度的降低，降低了除尘器中灰的比电阻，提高了除尘器效率。

5、采用的废水液滴蒸发处理技术可以实现节能环保的现实要求。

附图说明

附图为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法，首先在锅炉4尾部烟道上设置脱硫废水喷雾蒸发处理系统，如图所示。在锅炉4尾部烟道内烟气速度为5～11m/s，且温度在413K～470K的区域内设置雾化喷嘴1，温度高于烟气露点t_1d，烟气露点根据烟气中水蒸气和三氧化硫分压力的百分数来计算，即：

t_1d＝186+201lgH₂O+26lgSO₃。利用水泵2抽取吸收塔9对排放的尾气进行处理后的脱硫废水5，空压机3压缩空气；脱硫废水5和压缩空气同时接入雾化喷嘴1，控制好压缩空气与脱硫废水进入雾化喷嘴1内的压力，压力比为0.25～0.6；经雾化喷嘴1雾化后的液滴速度为50～80m/s，液滴粒径小于50um；雾化后的液滴在此区域进行完全蒸发，从而达到脱硫废水在尾部烟道中蒸发后能够随烟气一起排出烟囱6。

在烟道内与烟气流速垂直的截面上，雾化喷嘴纵向间距与烟道截面积之间的无量纲关系为：锅炉容量≤220t/h时，L＝2.7-7.7S；锅炉容量介于220～1000t/h时，L＝1.7-0.7S；锅炉容量≥1000t/h时，L＝0.9+0.13S，其中L表示喷嘴纵向间距与0.3m之比(考虑喷雾雾化角和液滴运动的长度取0.3m)，S表示烟道截面积与容量为1000t/h锅炉对应的烟道截面积之比。与烟气流速平行方向上，雾化喷嘴之间的横向间距大于5米，当锅炉容量小于等于220t/h时，布置1排雾化喷嘴，锅炉容量介于220～1000t/h时，布置2排雾化喷嘴，当锅炉容量大于1000t/h时，布置3排雾化喷嘴。本实施例中的雾化喷嘴选取喷嘴流量为25L/h，主要避免在尾部烟道内喷雾后的液滴出现交叉，达到喷雾后的液滴完全雾化，雾化喷嘴1的数量可根据实际需要确定，例如对于某电厂单台300MW机组脱硫废水量为4.2m³/h，烟道截面积42m²的情况，取双流体喷嘴流量为25L/h，只需按上面所述在与烟气流速垂直的烟道截面上布置喷嘴即可满足脱硫废水量的处理。

雾化区域设置在锅炉尾部烟道的换热器7与除尘器8之间，既不影响换热器的热交换能力，又可使脱硫废水蒸发后的汞、铅、镍、锌等重金属以及砷、氟等非金属污染物经烟气干燥后成细小粉尘，随烟气中的粉尘一起进入除尘系统，由除尘器8捕获从烟气中分离出来。

下面以某电厂单台300WM机组作为实施例进行具体描述。

选取锅炉尾部烟道内烟气速度为5～11m/s，且温度在413K～470K的区域内，在烟道内与烟气流速垂直的截面上，喷嘴纵向间距与烟道截面积之间的无量纲关系为L＝0.9+0.13S，其中L表示喷嘴纵向间距与考虑喷雾雾化角和液滴运动的长度(取0.3米)之比，S表示烟道截面积与容量为1000t/h锅炉对应的烟道截面积之比；与烟气流速平行方向上，喷嘴之间的横向间距大于5米，布置2排喷嘴，雾化喷嘴保持流量25L/h、压缩空气压力0.4MPa，通过调节压缩空气转子流量计入口阀门的开度来控制气液比在0.25～0.6的范围，经雾化喷嘴1雾化后的液滴速度为50～80m/s，经检测表明，可得到雾化粒径小于50um的均匀液滴，液滴可在1秒内完全蒸发气化，如下表所示。

在不影响锅炉出力的情况下尽可能地提高烟气温度、密度和流速，烟气温度越高，液滴完全蒸发时间越短，烟气温度下降越小，与酸露点相距越远；液滴密度越大，粒径较大的液滴越容易破碎，液滴完全蒸发时间越短；烟气流速越大，在一定量的压缩空气压力和脱硫废水的压力下，气液相对速度越大，较大的液滴越容易破碎，所有液滴的完全蒸发时间会越短，液滴的蒸发效率就越高，废水蒸发处理效率就越高。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法，其特征在于：在锅炉(4)尾部烟道内烟气速度为5～11m/s、且温度在413K～470K的区域内设置雾化喷嘴(1)；利用水泵(2)抽取脱硫废水(5)，空压机(3)压缩空气，压缩空气与脱硫废水(5)进入雾化喷嘴(1)内的压力比为0.25～0.6；经雾化喷嘴(1)雾化后的液滴速度为50～80m/s，液滴粒径小于50um；雾化蒸发后随烟气一起排出烟囱(6)；所述雾化喷嘴(1)至少为两个，在烟道内与烟气流速垂直的截面上，雾化喷嘴(1)纵向间距与烟道截面积之间的无量纲关系为：锅炉容量≤220t/h时，L＝2.7-7.7S；锅炉容量介于220～1000t/h时，L＝1.7-0.7S；锅炉容量≥1000t/h时，L＝0.9+0.13S，其中L表示喷嘴纵向间距与0.3m之比，S表示烟道截面积与锅炉容量为1000t/h对应的烟道截面积之比；与烟气流速平行方向上，雾化喷嘴(1)之间的横向间距大于5米。

2.根据权利要求1所述的火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法，其特征在于：所述设置雾化喷嘴(1)的区域位于锅炉(4)尾部烟道的换热器(7)与除尘器(8)之间。