CN104528852B - 一种用于处理电厂脱硫废水的喷雾装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于处理电厂脱硫废水的喷雾装置，其主要应用于高温烟道蒸发工艺，其特征在于，该喷雾装置包括，沿高温烟道横截面方向插入的若干排钢管，其上由上至下依次开设若干个凹台，凹台底部设置有双流雾化喷嘴，其朝向沿高温烟道的烟气流动方向；其中钢管的一端接入湿润液管，其接入各所述双流雾化喷嘴的进水口，钢管的一端还接有压缩空气管，其中压缩空气通过压缩空气管充满整个密封钢管之后作用于双流雾化喷嘴的进气口，使脱硫废水以雾化状态喷出。按照本发明的喷雾装置，不仅简化了进气管的布置，大大降低喷雾装置的损坏机率，而且能够显著地解决现有技术中脱硫废水雾化装置易堵塞、易腐蚀烟道和烟道覆盖率低的技术问题。

Description

一种用于处理电厂脱硫废水的喷雾装置
技术领域
本发明属于脱硫废水处理领域，更具体地，涉及一种用于处理电厂脱硫废水的喷雾装置。
背景技术
我国的燃煤发电是煤炭利用的最重要途径之一，根据我国的国情，近五十年内燃煤发电仍将占主导地位。在燃煤火电机组排放的众多大气污染物中，SO2以及粉尘对环境的危害较大，是需要控制的主要污染物。目前湿法烟气脱硫是当今国际上85％左右大型火电厂采用的工艺流程，而其中湿法烟气脱硫中，喷出的是对脱硫废水进行处理的浆液，处理后所排出的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，其中很多是国家环保标准中要求控制的第一类污染物，直接排放的危害很大。
而目前新出现的高温烟道蒸发工艺是将脱硫废水经废水泵送至空气预热器后的烟道，采用雾化喷嘴喷射，雾化后的脱硫废水即刻在烟道内蒸发，废水中的杂质以固体物质的形式和飞灰一起随烟气进入除尘设备，经过除尘器，颗粒物被捕捉下来随灰一起外排，由此达到零排放的效果，而目前在烟道高温蒸发的工艺当中是将喷枪布置在烟道四角，将湿润液喷入烟道，然而这种方式的主要缺陷为：在烟道的恶劣环境中，这种方式容易引起飞灰在喷头上的沉积，造成喷头堵塞，并且溶液将湿润液喷洒到烟道壁面，造成烟道腐蚀，而且由于自身结构的限制很难覆盖整个烟道截面，影响湿润效果。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于电厂脱硫零排放处理喷雾装置，其目的在于针对高温烟道蒸发工艺的脱硫废水零排放装置中的缺陷，提出一种新的喷雾装置，不仅简化了进气管的布置，大大降低喷雾装置的损坏机率，而且由此解决脱硫废水雾化装置易堵塞、易腐蚀烟道和烟道覆盖率低的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于处理电厂脱硫废水的喷雾装置，其主要应用于高温烟道蒸发工艺，其特征在于，该喷雾装置包括，沿高温烟道横截面方向插入的若干排钢管，其上由上至下依次开设若干个凹台，凹台底部设置有双流雾化喷嘴，其朝向沿所述高温烟道的烟气流动方向；其中所述钢管的一端接入湿润液管，其接入各所述双流雾化喷嘴的进水口，所述钢管的一端还接有压缩空气管，其中压缩空气通过所述压缩空气管充满整个密封钢管之后作用于所述双流雾化喷嘴的进气口，使脱硫废水以雾化状态喷出。
进一步地，所述凹台的开口边与所述高温烟道的烟气流动方向的夹角范围为50°～90°。
进一步地，每排所述钢管上设置的所述双流雾化喷嘴的数目计算方式为：N＝高温烟道截面积/每个喷嘴喷水覆盖的面积。
进一步地，所述双流雾化喷嘴上设置有若干开孔，每个开孔的直径单位为2-6mm。
进一步地，所述双流雾化喷嘴的雾化角度范围为20°～40°。
进一步地，所述双流雾化喷嘴的射程在6米以内。
进一步地，所述双流雾化喷嘴通过螺纹固定方式设置于所述凹台的底部。
进一步地，所述钢管采用法兰盘固定在所述高温烟道上。
进一步地，所述钢管的内部布置测温和测压的装置。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于采用了全新的喷嘴设置方式，能够取得下列有益效果：
(1)让脱硫废水在高温烟道的中央进行喷洒，减少对烟道壁面的腐蚀，并且还可以增大雾化液与高温烟气的接触面积，增强蒸发的效果；
(2)采用了在凹台底部设置喷头，可以防止飞灰堵塞；
(3)按照本发明大喷雾装置，各个喷嘴的进气口不单独与进气管相连接，不仅简化了进气管的布置，大大降低喷雾装置的损坏机率，而且能够显著地解决现有技术中脱硫废水雾化装置易堵塞、易腐蚀烟道和烟道覆盖率低的技术问题。
附图说明
图1是按照本发明实现的喷雾装置的整体示意图；
图2是按照本发明实现的喷雾装置应用后的烟道温度场模拟示意图；
图3是按照本发明实现的喷雾装置应用后烟道速度分布模拟示意图；
图4是按照本发明实现的喷雾装置应用后的烟道内温度云的模拟示意图；
图5是现有技术中有的四角喷枪的设置方式中温度场模拟示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-钢管2-法兰盘3-湿润液管4-压缩空气管5-双流雾化喷嘴6-高温烟道
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明的喷雾装置是在钢管1上依次布置若干个并列的凹台，凹台平面开有螺纹孔，将带有螺纹的双流雾化喷嘴5依次固定于凹台螺纹孔处，保证螺纹孔与喷嘴密封良好。
在钢管的一端接入湿润液管3和压缩空气管4，湿润液管3分别接入雾化喷嘴的进水口，压缩空气通过压缩空气管4进入钢管1的内部并直接进入雾化喷嘴的进气口使喷嘴工作。
将若干组钢管1并排插入烟道6内，并且用法兰盘2固定在烟道上，喷嘴的朝向与烟气流动方向一致，使经过喷嘴5喷出的雾化湿润液和飞灰进行充分有效地湿润，其中钢管除了湿润液管道、压缩空气管道入口和喷嘴以外全部密封。
进一步地，本发明还可以在钢管1的内部布置测温和测压的装置，实时反馈钢管内部的工作状况。如果有喷嘴发生堵塞，管内压力或者温度会发生变化。
按照本发明中的喷嘴装置的工作原理如下：
在下图中润湿液管道3、压缩空气管道4和双流雾化喷嘴5构成润湿剂雾化的主体，喷出的雾化颗粒与飞灰发生润湿。钢管1插入烟道6内，使开孔方向与烟气方向一致，润湿液管分别接入雾化喷嘴的进水口，压缩空气则经过钢管内部直接进入雾化喷嘴的进气口，产生喷雾。这样的设计可以有效减少钢管的直径，增加其在烟道的排布数目，便于使喷雾均匀覆盖整个烟道，增强润湿效果，同时各个喷嘴的进气口不单独与进气管相连接，简化了进气管的布置，大大降低喷雾装置的损坏机率。喷嘴雾化程度可以达到10um左右，满足润湿技术要求，也可以控制气液比来改变雾滴直径大小。关于钢管插入的根数以及每根钢管上喷嘴的具体数目，应根据烟道的大小而定，具体可为喷嘴数目N＝高温烟道截面积/每个喷嘴喷水覆盖的面积。也可以多设置几组钢管喷嘴作为备用，在对其他钢管喷嘴进行维修时工作，这样就可以在不影响电厂正常工作的情况下进行维修。当然钢管1可以依据具体电厂特点，可以从烟道轴向和径向方向左右插入烟道。
其中凹台的开口边与高温烟道的烟气流动方向的夹角范围为50°～90°，由此可以在不影响雾化的脱硫废水喷出的前提下，最大限度地保护喷嘴，并防止飞灰富集在喷嘴5上。
双流雾化喷嘴5上设置有若干开孔，每个开孔的直径单位为2-6mm，能够有效防止废水堵塞，并且直径单位的开孔能保证雾化角在20°～40°的范围内，使雾化的脱硫废水能够充满烟道，并且压缩空气的配合使用使喷嘴的喷嘴距离在6米以内，保证雾化废水迅速蒸发，不对烟道产生腐蚀。
其中对按照本发明的喷嘴装置来处理所达到的效果进行了仿真，针对新型喷雾系统和传统壁面布置喷枪系统处理脱硫废水对烟道影响的模拟图。
采用Fluent对烟道进行模拟，设定脱硫废水喷入量为8t/h，烟气温度124℃。烟气流速12m/s。
结果分别见如图2、3和4中分别对烟道温度场、速度分布和温度云的模拟示意图结果。可见采用本发明的喷雾装置，脱硫废水喷入后，液体迅速蒸发，烟道温度略有降低，约为5℃左右，不会产生烟气结露。
而针对传统壁面布置喷枪系统，在烟道壁面打孔，并安装喷嘴的方案，亦做了模拟，由图5可知，仅在侧壁安装喷嘴，喷入脱硫废水后，由于烟气流速度较大，雾化液滴会附着与烟道壁面，不仅不能使废水与烟气有效混合，还对烟道造成严重腐蚀，必须采取防腐技术保护烟道。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于处理电厂脱硫废水的喷雾装置，其主要应用于高温烟道蒸发工艺，其特征在于，该喷雾装置包括，沿高温烟道(6)横截面方向插入的若干排钢管(1)，其上由上至下依次开设若干个凹台，凹台底部设置有双流雾化喷嘴(5)，所述双流雾化喷嘴(5)朝向沿所述高温烟道(6)的烟气流动方向；其中所述钢管(1)的一端接入湿润液管(3)，所述湿润液管(3)接入各所述双流雾化喷嘴(5)的进水口，所述钢管(1)的一端还接有压缩空气管(4)，所述钢管(1)除了所述湿润液管(3)、所述压缩空气管(4)入口及所述双流雾化喷嘴(5)以外保持密封，其中压缩空气通过所述压缩空气管(4)充满整个所述钢管(1)之后作用于所述双流雾化喷嘴(5)的进气口，使脱硫废水以雾化状态喷出，所述凹台的开口边与所述高温烟道(6)的烟气流动方向的夹角范围为50°～90°，所述双流雾化喷嘴(5)上设置有若干开孔，每个开孔的直径单位为2-6mm，所述双流雾化喷嘴(5)的雾化角度范围为20°～40°，所述双流雾化喷嘴(5)的射程在6米以内。
2.如权利要求1所述的用于处理电厂脱硫废水的喷雾装置，其特征在于，每排所述钢管(1)上设置的所述双流雾化喷嘴(5)的数目计算方式为：N＝高温烟道截面积/每个喷嘴喷水覆盖的面积。
3.如权利要求2所述的用于处理电厂脱硫废水的喷雾装置，其特征在于，所述双流雾化喷嘴(5)通过螺纹固定方式设置于所述凹台的底部。
4.如权利要求3所述的用于处理电厂脱硫废水的喷雾装置，其特征在于，所述钢管(1)采用法兰盘(2)固定在所述高温烟道(6)上。
5.如权利要求4所述的用于处理电厂脱硫废水的喷雾装置，其特征在于，所述钢管(1)的内部布置测温和测压的装置。
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