[实用新型]一种旋流雾化脱硫废水凝并除尘自适应处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及火电厂烟气脱硫除尘领域，尤其涉及一种旋流雾化脱硫废水凝并除尘自适应处理装置。

背景技术

近年来，随着经济社会的快速发展，我国火电装机容量不断增长，但伴随而来的污染物的排放总量的增加对生态环境带来了巨大的压力，因此烟气脱硫处理技术逐渐受到关注。当前，石灰石-石膏湿法脱硫技术因具有适用性强、脱硫效率高、吸收剂利用率高、设备运转率高、脱硫剂石灰石来源丰富廉价易得等优点，成为应用最广泛、技术最成熟的脱硫工艺。

然而，这种工艺所产生的脱硫废水的pH为4～6，并且含有大量的悬浮物(石膏颗粒、二氧化硅、铝和铁的氢氧化物)、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐、氟化物和微量的重金属。这其中很多是国家环保标准中要求控制的第一类污染物，采用常用的中和、絮凝、沉淀等化学方法处理后也无法达到排放指标。由于水质的特殊性，脱硫废水处理难度较大，处理不达标将造成严重的水污染。

目前，脱硫废水的处理难点主要有以下几点：

1、水质、水量受燃煤、脱硫系统补水及脱硫运行工况影响大，水质波动范围很大；

2、悬浮物浓度高，细颗粒物比例大，易造成膜过滤装置污堵；

3、硅、镁等浓度高，硫酸钙过饱和度高，结垢倾向强，膜系统结垢清洗恢复难；

4、有机物浓度高时，显著影响膜系统运行性能，造成膜污堵。

因此，对火电厂脱硫废水处理工艺的创新性研究是行业的热点。除了传统的加药、沉淀、压滤外，也有采用分子膜过滤等工艺，但这些工艺不仅处理成本高，而且很难实现零排放。

当前，在脱硫废水的零排放处理工艺领域，主要有两类工艺路线：蒸发结晶法和锅炉烟道处理法。

蒸发结晶法是将脱硫废水引入专门的蒸发器中，通过蒸汽或电加热器加热至沸腾，使得废水中的水分逐渐蒸发成气相，所分离的气相水经冷却后重新凝结成液相，得到重复利用；废水中的悬浮物和可溶性物质随着浓缩倍数的增大而被截留在蒸残液中，最终以晶体形式析出。蒸发结晶法因其传热系数高、操作弹性大、进水预处理简单等优点，被广泛应用于化工、医药、海水淡化以及废水处理等领域中。但蒸发结晶法所具有的能耗高、设备易结垢和投资大等缺点是制约其应用的重要因素。

而锅炉烟道处理法是在烟道内喷雾蒸发处理脱硫废水的一种方法。即通过一定的喷射方式，将脱硫废水雾化后喷入电除尘器之前的锅炉尾部烟道内，使得雾化后的废水液滴在高温烟气的加热下迅速蒸发气化，而其中的悬浮物与可溶性物质则形成细小的固体颗粒，在烟气流的夹带作用下一同进入电除尘器被电极捕捉，成为灰分排除，实现脱硫的废水近零排放处理。

与传统的蒸发结晶法相比，烟道处理法所需要的设备简单，无需添加额外的化学药剂，能够有效解决当前废水处理系统所存在的设备数量较多、投资金额巨大、运行成本高昂和检修维护的工作量较大等缺点；与此同时，系统的运行操作流程简单，脱硫废水中的污染物均成为灰分排除，因而不存在污泥的后续处理问题；与此同时，合理利用了锅炉余热，达到环保节能的目的。

目前，已经有大量的烟道处理法的专利技术，但其实际应用中成功案例的报道较少。主要原因是脱硫废水进入烟道后，引起烟气温度降低。由于锅炉负荷不断变化，锅炉烟气量及温度也不断发生变化，脱硫废水喷入可能带来喷入点烟气温度过低，一方面降至酸露点，引起烟道大量腐蚀；另一方面由于喷嘴的雾化性能差和布置方式不合理，导致烟道大量积灰结垢、冲刷，引起烟道堵塞。例如中国发明专利申请(申请公布号：CN101844819A，申请公布日：2010-9-29)公开了一种火电厂湿法烟气脱硫废水烟道喷雾处理方法。该方法在空气预热器后的烟道内布置了双流体喷嘴，并将脱硫废水泵入喷嘴中雾化后蒸发，与烟气一同排放。由于喷嘴布置方式不合理，废水难以实现与烟气的充分接触、换热，因而可能导致雾化液滴无法在短时间内完全蒸发，造成烟道腐蚀、冲刷；另一方面，该方法没有对雾化废水流量进行有效控制，采取的是固定雾化量，当机组运行工况变化时不能对处理后的烟气温度实现有效控制，可能会带来低温腐蚀的相关问题。

针对上述问题，发明者通过反复试验，发现脱硫废水喷入点的温度及其变化值、喷入后多相流体的流场是制约脱硫废水处理的关键。因此，本实用新型采用发明者发明的高效旋流雾化器通过旋流布置技术，设计出一套与机组负荷相适应的废水处理装置及方法，可以有效的实现脱硫废水雾化、蒸发、凝并，解决了烟道蒸发发中结垢、腐蚀及堵塞问题。

发明内容