CN110759407A - 一种脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统 - Google Patents

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Abstract

一种脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统,包括喷雾干燥塔1、脱硝系统2、过滤器3、流化床4、换热器5、除尘器6、浓缩塔7、雾化器8、烟气均布器9、除雾器10、空气11、蒸干物料12、增湿空气13、脱硫废水14。过滤器设置在脱硝系统后和喷雾干燥塔之间,流化床设置在喷雾干燥塔和换热器之间,换热器设置在喷雾干燥塔和除尘器之间,浓缩塔设置在换热器和喷雾干燥塔之间,烟气均布器和雾化器均设置在喷雾干燥塔的顶部,除雾器设置在浓缩塔的顶部,空气从流化床底部进入,蒸干物料从流化床下方排出。该系统具有工艺流程简单,显性运行成本低,可以有效降低灰分对蒸干系统的影响,减少热敏性盐类的分解,降低喷雾干燥塔的蒸发负荷,实现废气的余热回收,热效率高,可以实现较好的经济效益。

Description

一种脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统
技术领域
本发明属于燃煤电厂脱硫废水处理领域,具体涉及一种脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统。
背景技术
在大型火力发电厂石灰石-石膏湿法锅炉烟气脱硫系统中,为保证脱硫效率,维持系统氯离子平衡,需要排出部分脱硫废水。传统的脱硫废水处理工艺主要采用物化方法,该方法处理流程复杂且排放的是高含盐废水,配置设备较多、运行维护成本高。随着国家对环境保护力度的不断加强,脱硫废水需要逐步实现零排放,这对燃煤锅炉领域可持续发展提出了严峻挑战。
目前研究较多的脱硫废水零排放技术主要有蒸发结晶、烟道直喷和喷雾干燥塔技术,其中,蒸发结晶技术的投资运行成本较高;烟道直喷技术存在蒸发不完全的情况,会对烟道造成腐蚀,影响粉煤灰的综合使用,影响后续设备及系统的稳定运行;喷雾干燥塔技术对系统运行影响较小,工艺简单且投资低,显性运行成本低,逐渐发展成为零排领域的主流技术,但是高温烟气中的灰分会在设备或管道中累积,影响运行安全,如果用高温热源先加热空气,然后再用空气来蒸干脱硫废水,尽管避免了灰分的累积,但热效率不高,脱硫废水未浓缩减量直接喷入干燥塔,会增加喷雾干燥器的蒸发负荷,降低脱硫废水的处理能力,结晶出盐的温度较低,余热可以忽略,但尾气温度略高,未被充分利用。专利号CN208327447U的中国专利公布了一种高含盐废水的处理装置,利用脱硝系统后的高温烟气加热空气,加热后的空气再用来蒸发高含盐废水,可以有效避免烟气中灰分对蒸干系统的影响,但热效率降低且大量空气的引入会对除尘及脱硫系统负荷产生影响。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统,工艺流程简单,显性运行成本低,可以有效降低灰分对蒸干系统的影响,减少热敏性盐类的分解,降低喷雾干燥塔的蒸发负荷,提高脱硫废水的处理能力,实现废气的余热回收,热效率高,可以实现较好的经济效益。
为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案:一种脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统,设置在脱硝系统后和除尘器之间,包括喷雾干燥塔1、脱硝系统2、过滤器3、流化床4、换热器5、除尘器6、浓缩塔7、雾化器8、烟气均布器9、除雾器10、空气11、蒸干物料12、增湿空气13、脱硫废水14,过滤器设置在脱硝系统后和喷雾干燥塔之间,流化床设置在喷雾干燥塔和换热器之间,换热器设置在喷雾干燥塔和除尘器之间,浓缩塔设置在换热器和喷雾干燥塔之间,烟气均布器和雾化器均设置在喷雾干燥塔的顶部,除雾器设置在浓缩塔的顶部,空气从流化床底部进入,蒸干物料从流化床下方排出,脱硫废水从浓缩塔上部进入,增湿空气从浓缩塔顶部排出。
抽取脱硝系统后的部分高温烟气,进入过滤器,过滤掉其中的灰分,灰分过滤效率为80%~99%,降低灰分对蒸干系统的影响。喷雾干燥塔为一级干燥,流化床为塔外二级干燥,降低结晶出盐含水量的同时提高喷雾干燥塔的热效率,喷雾干燥塔内,高温烟气经烟气均布器从塔顶进入,脱硫废水经塔顶布置的雾化器雾化成微细的雾滴,高温烟气和脱硫废水并流向下流动,同时进行传热传质及蒸发结晶,结晶出盐从塔底排出进入流化床,尾气从塔底侧部排出进入换热器;流化床内,空气从流化床底部进入,从顶部排出,结晶出盐被进一步干燥,蒸干物料从流化床底部排出。从流化床顶部排出的空气在换热器内回收尾气的余热,换热器类型为间壁式换热器,余热回收后的尾气进入除尘器,热空气进入浓缩塔;浓缩塔内,热空气和脱硫废水逆流接触,利用空气和脱硫废水之间的温度差和水蒸气分压力差,热空气降温增湿,脱硫废水升温浓缩。
前述的一种脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统中,所述雾化器为旋转雾化器或双流体雾化器,雾化粒径为20μm~300μm,增大了脱硫废水的比表面积,优选60μm~200μm,喷嘴材质为硬质合金材质。
前述的一种脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统中,浓缩塔为板式塔或鼓泡塔,塔的顶部设置有除雾器,除去热空气中的小雾滴,热空气从浓缩塔下部进入,经除雾器从顶部排出,脱硫废水从上部进入,从底部排出,热空气和脱硫废水塔内逆流接触。
与现有技术相比,本发明通过过滤器过滤掉高温烟气中的灰分,作为干燥脱硫废水的热源,可以有效避免喷雾干燥塔塔壁的积灰及结垢情况;通过喷雾干燥塔和流化床两级干燥,降低结晶出盐含水量的同时提高喷雾干燥塔的热效率,干燥塔内高温烟气和脱硫废水的并流流动,避免了热敏性盐类分解生成HCL,从而避免了CL-在脱硫系统的富集;通过换热器,实现了低温烟气余热的充分利用;通过浓缩塔,热空气降温增湿,脱硫废水升温浓缩,有利于脱硫废水的雾化,浓缩后的脱硫废水进入喷雾干燥塔,增大了脱硫废水的处理能力,降低了喷雾干燥塔的蒸发负荷,延长了蒸干系统的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的一种脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统的示意图,其中1为喷雾干燥塔、2为脱硝系统、 3为过滤器、4为流化床、5为换热器、6为除尘器、7为浓缩塔、 8为雾化器、9为烟气均布器、10为除雾器、11为空气、12为蒸干物料、13为增湿空气、14为脱硫废水。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步阐述,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。应当指出,对于本技术领域的其他技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,可以对本发明进行修饰或变更,但这些修饰或变更也落入本发明权利要求的保护范围内。
如图1所示,所述的脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统包括喷雾干燥塔1、脱硝系统2、过滤器3、流化床4、换热器5、除尘器6、浓缩塔7、雾化器8、烟气均布器9、除雾器10、空气11、蒸干物料12、增湿空气13、脱硫废水14,所述喷雾干燥塔的热源是从脱硝系统后烟道抽取的高温烟气,烟气温度300℃~360℃,进入过滤器,过滤掉其中的灰分,灰分过滤效率为80%~99%,降低灰分对蒸干系统的影响;高温烟气经烟气均布器从喷雾干燥塔顶部进入,与脱硫废水雾化雾滴并流向下流动,同时进行传热传质及蒸发结晶,可以有效避免热敏性盐类的分解,结晶出盐从塔底排出进入流化床,结晶出盐的含水率为6%~10%,尾气从塔底侧部排出,尾气排出温度140℃-180℃;结晶出盐从喷雾干燥塔底部排出进入流化床,空气从流化床底部进入,以0.7m/s-2m/s的速度通过床层,从顶部排出进入换热器,结晶出盐被进一步干燥,蒸干物料从流化床底部排出,蒸干物料的含水率为2%~6%;从流化床顶部排出的空气在换热器内回收尾气的余热,换热器类型为间壁式换热器,余热回收后的尾气进入除尘器,热空气进入浓缩塔;脱硫废水在进入喷雾干燥塔之前,先经浓缩塔升温浓缩,热空气从浓缩塔下部进入,增湿空气从顶部排出,脱硫废水从上部进入,从底部排出进入喷雾干燥塔内的雾化器,浓缩塔内,脱硫废水逆流接触,利用热空气和脱硫废水之间的温度差和水蒸气分压力差,热空气降温增湿,脱硫废水升温浓缩,脱硫废水升温后的温度为50℃~90℃,降低喷雾干燥塔的蒸发负荷。
实施例1:从脱硝系统后的烟道抽取350℃的高温烟气50000m3,进入过滤器,灰尘过滤效率95%,然后经烟气均布器进入喷雾干燥塔; 20℃的脱硫废水处理量为3000kg/h,脱硫废水在浓缩塔内和回收尾气余热的热空气逆流接触,温度升高到70℃,固含量由3.9%升高到9.8%,升温浓缩后的脱硫废水经旋转雾化器雾化成150μm的微细雾滴进入喷雾干燥塔;干燥塔内,高温烟气与脱硫废水雾化雾滴并流向下流动,同时进行传热传质及蒸发结晶,尾气从塔底侧部排出,尾气温度170℃,结晶出盐的含水率为6%,结晶出盐从塔底排出进入流化床进行二级干燥,蒸干产物的含水率降到2.5%。
实施例2:从脱硝系统后的烟道抽取350℃的高温烟气50000m3,进入过滤器,灰尘过滤效率95%,然后经烟气均布器进入喷雾干燥塔; 20℃的脱硫废水处理量为3000kg/h,脱硫废水在浓缩塔内和回收尾气余热的热空气逆流接触,温度升高到63℃,固含量由3.9%升高到7.1%,升温浓缩后的脱硫废水经双流体雾化器雾化成90μm的微细雾滴进入喷雾干燥塔;干燥塔内,高温烟气与脱硫废水雾化雾滴并流向下流动,同时进行传热传质及蒸发结晶,尾气从塔底侧部排出,尾气温度165℃,结晶出盐的含水率为5%,结晶出盐从塔底排出进入流化床进行二级干燥,蒸干产物的含水率降到2%。

Claims (5)

1.一种脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统,包括喷雾干燥塔1、脱硝系统2、过滤器3、流化床4、换热器5、除尘器6、浓缩塔7、雾化器8、烟气均布器9、除雾器10、空气11、蒸干物料12、增湿空气13、脱硫废水14,其特征在于,过滤器设置在脱硝系统后和喷雾干燥塔之间,流化床设置在喷雾干燥塔和换热器之间,换热器设置在喷雾干燥塔和除尘器之间,浓缩塔设置在换热器和喷雾干燥塔之间,烟气均布器和雾化器均设置在喷雾干燥塔的顶部,除雾器设置在浓缩塔的顶部,空气从流化床底部进入,蒸干物料从流化床下方排出,脱硫废水从浓缩塔上部进入,增湿空气从浓缩塔顶部排出。
2.如权利要求1所述的一种脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统,其特征在于,喷雾干燥塔为一级干燥,流化床为塔外二级干燥,一级干燥结晶出盐的含水率为6%~10%,二级干燥蒸干物料的含水率为2%~6%。
3.如权利要求1所述的一种脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统,其特征在于,过滤器设置在脱硝系统后和喷雾干燥塔之间,过滤掉高温烟气中的灰分得净高温烟气,灰分过滤效率为80%~99%。
4.如权利要求1所述的一种脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统,其特征在于,所述的换热器为间壁式换热器,尾气降温幅度为20℃~30℃。
5.如权利要求1所述的一种脱硫废水零排放的两级节能蒸干系统,其特征在于,所述的浓缩塔为板式塔或鼓泡塔,塔的顶部设置有除雾器,除去热空气中的小雾滴,热空气从浓缩塔下部进入,经除雾器从顶部排出,脱硫废水从上部进入,从底部排出,热空气和脱硫废水塔内逆流接触,热空气降温增湿,脱硫废水升温浓缩,脱硫废水升温后的温度为50℃~90℃。
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