CN110947349A - 一种用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置，旋转式喷雾头喷雾端朝下，并伸入干燥筒体之内，进液端与晶浆溶液连通，进气端与换热器一端连通，换热器另一端设有与之连通的空气吸入口；所述干燥筒体直立设置，其内壁自上而下设有螺旋导料槽，干燥筒体底部设有成品出料口；干燥筒体周围设有向中心发射微波的磁控管装置，干燥筒体中心部位设有与磁控管装置对应的直立的嵌套振动筛管，所述嵌套振动筛管件外圈为内夹透气膜的微波散射面，内圈为晶振元件，外圈和内圈之间留有空气夹层；嵌套振动筛管伸出干燥筒体之外，并连接风机，再通过排风管道向外排风，所述排风管道穿过换热器，通过所述换热器对空气吸入口吸入的空气进行加热。
Description
技术领域
本发明涉及一种脱硫废水零排放的干燥装置，尤其涉及一种用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置。
背景技术
石灰石/石灰-石膏脱硫是一种高效、可靠、稳定、安全、运行成本低的广泛应用的脱硫方法，长期以来是火电燃煤锅炉烟气脱硫的最主要的方法。但是，此法有较大的废水处理问题。采用脱硫产生的废水含有大量的氯离子、硫酸根、钙、镁等离子，废水水质复杂，主要含有悬浮物、硫酸盐、过饱和的亚硫酸盐、以及重金属等杂质,很多是国家环保标准中严格要求控制的第一类污染物，已成为燃煤电厂最难处理的废水，是实现燃煤电厂废水零排放的关键。
与脱硫废水零排放工艺相关的技术较多，主要包括预处理(除重金属、硬度等)、浓缩减量以及蒸发结晶等技术。对于蒸发结晶阶段，采用了各种方式的装置，得到晶浆溶液，一般是20％-40％含水量的饱和悬着液，常规思路是采用存机械式的离心脱水机+循环流化床干燥机，可以满足生产要求，但缺点是通过电能转换为热能在传递蒸发，能源利用率不高，而且运转设备过多，设备庞大、干燥费用高；后期出现借用SDA干法脱硫中的高速旋转雾化器通过烟气在塔内将废水完全蒸干的方式，减少了设备数量，缩减了一次性投资，但是由于使。对烟气需求量太大，干燥容积变大，容积传热系数较低，而且烟气中的粉尘会对晶浆成分造成二次污染，导致工业盐纯度降低。直接影响变卖，无法转化为合理的经济效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置，无需额外使用烟气或者蒸汽热源，采用空气循环传热，利用简化的旋转雾化技术与微波技术进行结合，在满足NaCL反射损耗系数的理论结果下(小于1/8波长)，并且通过声波晶振器和控制循环风量，使主要成分为NaCL的晶浆溶液完全干燥，能够取代常规离心脱水和表面干燥机以最终满足达到工业盐干盐二级标准，满足经济性和环保性。
本发明采取以下技术方案：
一种用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置，包括干燥筒体、换热器、旋转式喷雾头101；所述旋转式喷雾头101喷雾端朝下，并伸入干燥筒体之内，进液端与晶浆溶液连通，进气端与换热器一端连通，换热器另一端设有与之连通的空气吸入口；所述干燥筒体直立设置，其内壁自上而下设有螺旋导料槽102，干燥筒体底部设有成品出料口；干燥筒体周围设有向中心发射微波的磁控管装置106，干燥筒体中心部位设有与磁控管装置106对应的直立的嵌套振动筛管104，所述嵌套振动筛管104件外圈为内夹透气膜的微波散射面，内圈为晶振元件，外圈和内圈之间留有空气夹层；嵌套振动筛管104伸出干燥筒体之外，并连接风机，再通过排风管道向外排风，所述排风管道穿过换热器，通过所述换热器对空气吸入口吸入的空气进行加热。
优选的，所述换热器是管式换热器107；所述干燥筒体底部设有由流化板108围成的漏斗结构，漏斗结构底部设有成品出料口；所述流化板108上设有用于振动下料的空气炮105。
优选的，所述干燥筒体上，位于磁控管装置106覆盖区域上方和下方的区域，为微波抑制段。
优选的，干燥筒体侧壁按120°角度设置磁控管装置106，干燥筒体侧壁竖直方向分层设置超声波晶振器103。
优选的，嵌套振动筛管104为嵌套结构，外圈做微波散射面，内夹膜高分子透气膜，内圈设置晶振元件，中间夹层留给空气通道，振动筛底部连接主风机，排出管经过管式换热器至高空排放；换热器下部有整套装置的空气吸入口，预热空气进过管式换热器进入高速旋转喷雾头；整套装置使用PLC控制一体化全自动运行。
优选的，高速旋转喷雾头的转速为15000转/分-20000转/分，通过高速离心旋转使浆液雾化，并实现初步固液分离，固体被以切线方向甩出到塔壁进入到螺旋导料槽里产生螺旋式下落运动。
优选的，螺旋导料槽102贯穿整个干燥筒体直段，加长料物筒内停留时间。
进一步的，所述超声波晶振器103；按照设定的程序要去进行振动吹扫，产生振动波，控制物料停留时间。
优选的，漏斗结构底部装有辊式破碎机109，并带有称重输出功能。
本发明的有益效果在于：
1)提供了一用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置，无需其他传热媒介，结构简单可靠。
2)设备采用的是微波辐射传能，是介质整体加热，干燥过程均匀彻底，没有热惯性，速度快，效率高，干燥周期大大缩短，能耗降低。
3)控制简单：由于微波功率可快速调整及无惯性的特点，结合PLC自动控制系统及时控制，便于工艺参数的调整和确定。
4)转动设备少，主要元器件都是可替换成熟电子备件，事故概率小且维护简便，故生产能力大，产品质量稳定；
5)没有噪音，没有毒害气体和液体排放，属于环保干燥技术。
6)主风机入口连接在嵌套振动筛管尾端，振动筛为嵌套结构，设置高分子透气膜(PTFE腹膜)，允许热的湿气通过，干燥筒体中热湿气被抽走经过管式换热器至高空排放，高空排放也会产生自拔力，减少风机能耗，普通空气经过管式换热器初步加热进入旋转雾化喷头。
7)风机抽风量管口大于旋转喷雾头空气进口，将导致干燥筒体产生微真空负压，水的沸点变低，会进一步加速干燥；
8)晶浆溶液的入口所配置的高速旋转喷雾头，当料液被送到高速旋转的盘上时，由于旋转表面上伸展为薄膜，并以不断增长的速度向盘的边缘运动，离开盘边缘时，就使液体雾化。喷雾的不均匀性，随盘的转速增加而减小，当盘的圆周速度为60m/s时，得到的雾滴很均匀。经过热空气混合，固液初步分离；
9)固体被以切线方向甩出到塔壁进入到螺旋导料槽里产生螺旋式下落运动。螺旋导料槽贯穿整个干燥筒体直段，加长料物塔内停留时间，塔壁的磁控管装置，产生微波，通过嵌套振动筛管的微波散射面，对整个直管段进行加热，加热PLC控制，参数可调整。
10)筒体外壁沿螺旋导料槽分层设置超声波晶振器。按照设定的程序要去进行振动吹扫，产生8MHZ振动波，合理控制物料停留时间。
11)嵌套振动筛管，设置高分子透气膜，允许湿气通过，嵌套振动筛管连接主风机，抽出微波加热的高水分湿气。同时设置晶振元件及空气通道，配合空气炮，产生高频振动，使晶体物料颗粒脱离附着面，更好的引导物料干燥下落。
12)干燥筒体锥形底部，设置流化板，通过压缩空气炮，进行振打防止挂壁堵料。底部装有辊式破碎机，并带有称重输出功能。
13)本装置针对脱硫废水零排放处理工艺，按照NaCL晶浆溶液设计，选用高速旋转喷雾头，采用8MHZ声波晶振器，并使用2.4Ghz微波，能有效干燥氯化纳盐，满足达到工业盐干盐二级标准。起到废水零排放的功能，经济效益明显。
附图说明
图1是本发明用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置的结构示意图。
图2是旋转喷雾头的示意图。
图3是干燥筒体的俯视图。
图4是嵌套振动筛管的结构示意图。
图中，101.旋转喷雾头，102.螺旋导料槽，103.超声波晶振器，104.嵌套振动筛管，105.空气炮，106.磁控管装置，107.管式换热器，108.流化板，109.辊式破碎机；104A.晶振元件，104B.高分子透气膜，104C.微波散射面，104D.空气夹层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1-图4，一用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置，包括干燥筒体、管式换热器两部分。干燥筒体顶部设置高速旋转喷雾头101，直管段设置螺旋导料槽102，中心内设置嵌套振动筛管104，外壁根据螺旋导料槽分层设置超声波晶振器。同时圆周按照120°方向设置磁控管装置，产生微波进行干燥。嵌套式振动筛管设置有高分子透气膜，微波干燥产生的高温湿气穿过振动筛管，由主风机抽离干燥筒体，进入管式换热器，并至高空排放。
在此实施例中，参见图1，NaCl晶浆溶液在干燥筒体顶部通过高速旋转喷雾头101进入容器；而Nacl成品盐连续地从锥形底部的出口卸出，锥形底部，设置流化板108，通过压缩空气炮105，进行振打防止挂壁堵料。底部装有辊式破碎机109，并带有称重输出功能。。
参见图1，主风机出口排空管道进管式换热器107，对高速旋转喷雾头101所用空气进行初步加热。
参见图2，NaCl晶浆溶液与初加热空气进过高速旋转喷雾头101进入容器内部。在干燥筒体直上部微波抑制段，固液初步分离。
参见图1和2，液体被雾化，经过与热空气的混合，固体被以切线方向甩出到塔壁进入到螺旋导料槽102里产生螺旋式下落运动。
参见图1，螺旋导料槽102贯穿整个干燥筒体直段，加长料物塔内停留时间。
在此实施例中，参见图1和图3，塔壁的磁控管装置106，产生微波，通过嵌套振动筛管104的微波散射面，对整个直管段进行加热。
参见图1，筒体外壁沿螺旋导料槽102分层设置超声波晶振器103。按照设定的程序要去进行振动吹扫，产生8MHZ振动波，合理控制物料停留时间。
在此实施例中，参见图1和图2，嵌套振动筛管104，为嵌套结构，设置高分子透气膜，允许湿气通过，嵌套振动筛管连接主风机，抽出微波加热的高水分湿气；同时同时设置晶振元件及空气通道，配合空气炮105，产生高频振动，使晶体物料颗粒脱离附着面，更好的引导物料干燥下落。
具体工作时，主风机不断的将干燥筒体内的热湿气抽出，经过管式换热器排放至高空，而新的空气经过管式换热器初步加热进入到干燥筒体的高速旋转喷雾头中，NaCl晶浆溶液与初加热空气进过高速旋转喷雾头混合进入干燥筒体内部，在微波抑制段中初步雾化，固体分离，固体被以切线方向甩出到塔壁进入到螺旋导料槽里产生螺旋式下落运动。同时整个过程，在分布式磁控管产生的微波辐射作用下干燥加热，另外通过超声波晶振器控制合适的停留时间与吹堵；热的湿气通过嵌套振动筛管的高分子膜被主风机抽走进入管式换热器排放，而干燥物料被留在干燥筒体。在空气炮和晶振作用下，旋螺至干燥筒体锥段，通过辊式破碎机，避免板结，下至出料口。
其中：
高速旋转喷雾头101：如图1干燥不同性质的晶浆溶液，适用性较强调整。要求产生粗大颗粒时，一般采用离心压力式喷嘴，要求产生细的颗粒时，则常用旋转式雾化器，材质采用耐磨材质如2205合金钢。
螺旋导料槽102：如图1，螺旋导料槽贯穿整个干燥筒体直段，加长料物塔内停留时间。采用耐磨材质，可以是陶瓷镀层不锈钢片。
超声波晶振器103：如图1，筒体外壁沿螺旋导料槽分层设置超声波晶振器。产生8MHZ振动波，通过声波振动使Nacl晶体具有流动性，合理控制物料停留时间，统一纳入PLC程序控制，参数可以修改调整。
嵌套振动筛管104：如图4，该装置为嵌套结构，设置高分子透气膜，允许湿气通过，嵌套振动筛管连接主风机，抽出微波加热的高水分湿气；同时设置晶振元件及空气通道，配合空气炮，产生高频振动，使晶体物料颗粒脱离附着面，更好的引导物料干燥下落。
空气炮105：如图1，该装置以突然喷出的压缩气体的强烈气流，超过一马赫(音速)的速度直接冲入贮存散体物料的闭塞故障区，这种突然释放的膨胀冲击波，克服物料静摩擦，使容器内的物料又一次恢复流动。
磁控管装置106：是一种用来产生微波能的电真空器件，该装置管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的，磁控管的特点是功率大、效率高、工作电压低、尺寸小、重量轻、成本低。满足本发明分布式使用特点。
管式换热器107：典型的间壁式换热器，由于本方案采用热湿气与洁净空气换热，不涉及含尘烟气，材料采用全不锈钢制作，高效节能，该换热器传热系数为6000-8000W/m2.0C，维护费用低，易操作，清垢周期长，清洗方便。
流化板108：水平面倾斜3°～4°的带孔通风底板──流化板。用两层流化板时，下层的倾斜方向与上层相反。两层流化板的下方均留有空间作为气流分配室，两层之间设有隔板，隔板两端分别留有通气和物料通道。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置，其特征在于：
包括干燥筒体、换热器、旋转式喷雾头(101)；
所述旋转式喷雾头(101)喷雾端朝下，并伸入干燥筒体之内，进液端与晶浆溶液连通，进气端与换热器一端连通，换热器另一端设有与之连通的空气吸入口；
所述干燥筒体直立设置，其内壁自上而下设有螺旋导料槽(102)，干燥筒体底部设有成品出料口；干燥筒体周围设有向中心发射微波的磁控管装置(106)，干燥筒体中心部位设有与磁控管装置(106)对应的直立的嵌套振动筛管(104)，所述嵌套振动筛管(104)件外圈为内夹透气膜的微波散射面，内圈为晶振元件，外圈和内圈之间留有空气夹层；
嵌套振动筛管(104)伸出干燥筒体之外，并连接风机，再通过排风管道向外排风，所述排风管道穿过换热器，通过所述换热器对空气吸入口吸入的空气进行加热。
2.如权利要求1所述的用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置，其特征在于：所述换热器是管式换热器(107)；所述干燥筒体底部设有由流化板(108)围成的漏斗结构，漏斗结构底部设有成品出料口；所述流化板(108)上设有用于振动下料的空气炮(105)。
3.如权利要求1所述的用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置，其特征在于：所述干燥筒体上，位于磁控管装置(106)覆盖区域上方和下方的区域，为微波抑制段。
4.如权利要求1所述的用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置，其特征在于：干燥筒体侧壁按120°角度设置磁控管装置(106)，干燥筒体侧壁竖直方向分层设置超声波晶振器(103)。
5.如权利要求1所述的用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置，其特征在于：
嵌套振动筛管(104)为嵌套结构，外圈做微波散射面，内夹膜高分子透气膜，内圈设置晶振元件，中间夹层留给空气通道，振动筛底部连接主风机，排出管经过管式换热器至高空排放；
换热器下部有整套装置的空气吸入口，预热空气进过管式换热器进入高速旋转喷雾头；
整套装置使用PLC控制一体化全自动运行。
6.如权利要求1所述的用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置，其特征在于：高速旋转喷雾头的转速为15000转/分-20000转/分，通过高速离心旋转使浆液雾化，并实现初步固液分离，固体被以切线方向甩出到塔壁进入到螺旋导料槽里产生螺旋式下落运动。
7.如权利要求1所述的用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置，其特征在于：螺旋导料槽(102)贯穿整个干燥筒体直段，加长料物筒内停留时间。
8.如权利要求4所述的用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置，其特征在于：所述超声波晶振器(103)；按照设定的程序要去进行振动吹扫，产生振动波，控制物料停留时间。
9.如权利要求1所述的用于脱硫废水零排放的微波晶振干燥装置，其特征在于：漏斗结构底部装有辊式破碎机(109)，并带有称重输出功能。
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