CN207936113U - 一种脱硫废水烟气蒸发处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脱硫废水烟气蒸发处理系统，包括空气预热器、蒸发室及烟气余热回收系统，其中，空气预热器及蒸发室并联于烟道，蒸发室上设置有用于向蒸发室内喷入脱硫废水的废水喷枪，烟气余热回收系统包括烟气余热冷却器及并联在烟气余热冷却器的出口端和进口端之间的第一、第二工质水支路，烟气余热冷却器设置于蒸发室的下游烟道内，第一工质水支路连接前置空气加热器，第二工质水支路与汽轮机回热系统的低压加热器管路相连接；上述系统能够保证空气预热器出口一、二次风温不降低，保证锅炉效率，缓解空气预热器的低温腐蚀和硫酸氢铵粘附堵塞问题，蒸发室中未完全蒸发的雾滴可利用下游烟道内的低温烟气继续蒸发，保证了脱硫废水蒸发效果。

Description

一种脱硫废水烟气蒸发处理系统

技术领域

本实用新型涉及烟气净化设备领域，特别涉及一种脱硫废水烟气蒸发处理系统。

背景技术

石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术，因其具有煤种适用范围广、脱硫效率高等一系列优点，已成为国内外烟气脱硫的主导技术。在湿法脱硫洗涤烟气过程中，烟气中的污染物及飞灰被洗涤进入石膏浆液中，其中含有的氯离子、重金属离子等有害物质也随之进入到烟气脱硫系统中，并在石膏处理工艺过程中，形成富含重金属和氯离子的脱硫废水。脱硫废水具有总量少，难以处理以及易于产生二次污染等问题。

目前，脱硫废水处理技术中的烟气喷雾蒸发技术由于工艺简单、投资成本低而越来越受到关注，烟气喷雾蒸发技术存在四种方式，一种为在空预器与除尘器之间的烟道喷入脱硫废水，这种方式会导致空预器出口烟温降低，存在烟气温度较低或烟道长度不足时无法迅速完全蒸干的问题，进而会在烟道壁、管撑和导流板上产生结垢甚至以液滴状态进入到除尘器；第二种方式为在脱硝装置与空预器之间的烟道直接喷入脱硫废水，这种方式会导致空预器入口烟温降低，存在降低一、二次风温，影响锅炉效率以及废水粘壁结垢的问题；第三种方式为在空预器前后的烟道各引出部分烟气到蒸发室内蒸发脱硫废水，虽然所需能耗有所降低，但烟温水平总体较低、需要的烟气量较大，同时还需要风机提供抽力，存在含尘颗粒磨损风机以及空预器后烟温较低时酸结露腐蚀管路和风机的问题；第四种为引空预器前旁路部分烟气到烟道或蒸发塔蒸发废水，会导致空预器入口烟气流量减少，空预器流速降低积灰增加，一、二次风温降低，影响锅炉效率，出口烟温降低冷端低温腐蚀和硫酸氢铵粘附堵塞加重的问题。

因此，如何改善烟气喷雾蒸发技术，以使其在高效蒸发脱硫废水的同时，不降低一、二次风温，不影响锅炉效率，冷端低温腐蚀和硫酸氢铵粘附堵塞问题不加重，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种脱硫废水烟气蒸发处理系统，以使其在高效蒸发脱硫废水的同时，不降低一、二次风温，不影响锅炉效率，冷端低温腐蚀和硫酸氢铵粘附堵塞问题不加重。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案：

一种脱硫废水烟气蒸发处理系统，包括空气预热器、蒸发室以及烟气余热回收系统，所述空气预热器以及所述蒸发室并联于烟道，所述蒸发室上设置有用于向蒸发室内喷入脱硫废水的废水喷枪，所述烟气余热回收系统包括烟气余热冷却器以及并联在所述烟气余热冷却器的出口端和进口端之间的第一工质水支路及第二工质水支路，所述烟气余热冷却器设置于所述空气预热器以及所述蒸发室的下游烟道内，所述第一工质水支路与用于对所述空气预热器的进风进行预热的前置空气加热器相连接，所述第二工质水支路与汽轮机回热系统的低压加热器管路相连接。

优选地，所述蒸发室包括取烟段以及蒸发段，所述蒸发段的管径大于所述取烟段的管径，所述废水喷枪设置于所述蒸发段并靠近所述取烟段。

优选地，所述取烟段设置有烟气调节挡板。

优选地，所述蒸发段内设置有均流装置，所述均流装置设置于所述烟气调节挡板与所述废水喷枪之间。

优选地，废水喷枪包括隔热套管以及可拆卸地设置于所述隔热套管内的喷枪本体，所述隔热套管对应所述喷枪本体的喷嘴处设置有喷孔。

优选地，所述喷枪本体的喷嘴为大流量两相流喷嘴，且雾滴粒径Dv_0.9满足100μm＜D_v0.9<300μm。

优选地，所述空气预热器以及所述蒸发室的下游烟道沿烟气流动方向依次包括二次蒸发段以及余热回收段，所述烟气余热冷却器设置于所述余热回收段。

优选地，所述蒸发室的入口与所述烟道连接于脱硝装置与所述空气预热器之间，所述蒸发室的出口与所述烟道连接于所述空气预热器与所述烟气余热冷却器之间，所述蒸发室的出口插入所述烟道中且不超过所述烟道的上四分之一高度。

优选地，所述第二工质水支路的取水段设置有调温结构，所述调温结构包括低温取水段以及高温取水段，所述低温取水段与所述高温取水段分别取水混合后接入所述烟气余热冷却器的进口端。

优选地，所述低温取水段以及所述高温取水段上均设置有调节阀。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种脱硫废水烟气蒸发处理系统，包括空气预热器、蒸发室以及烟气余热回收系统，其中，空气预热器以及蒸发室并联于烟道，蒸发室上设置有用于向蒸发室内喷入脱硫废水的废水喷枪，烟气余热回收系统包括烟气余热冷却器以及并联在烟气余热冷却器的出口端和进口端之间的第一工质水支路及第二工质水支路，烟气余热冷却器设置于空气预热器以及蒸发室的下游烟道内，第一工质水支路与用于对空气预热器的进风进行预热的前置空气加热器相连接，第二工质水支路与汽轮机回热系统的低压加热器管路相连接；

在应用中，从空气预热器前引烟气至蒸发室中，通过废水喷枪喷入脱硫废水，利用空气预热器前的高温烟气蒸发脱硫废水，位于空气预热器及蒸发室的下游烟道内的烟气余热冷却器回收烟气中的余热，一部分余热用于前置空气加热器，以提高空气预热器的进口风温，弥补空气预热器前旁路部分烟气用于蒸发脱硫废水导致的空气预热器吸热量的减少，保证空气预热器出口一、二次风温不降低，保证锅炉效率，同时空气预热器的冷端综合温度提高，空气预热器的低温腐蚀和硫酸氢铵粘附堵塞问题得到缓解，蒸发室中未完全蒸发的雾滴可利用下游烟道内的低温烟气继续蒸发，使得在保证脱硫废水蒸发效果的同时，蒸发室不用做得很高很大，有利于现场设备布置；另一部分余热用于汽轮机回热系统，用以加热凝结水，排挤汽轮机抽汽，提高机组总体能效，降低供电煤耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的脱硫废水烟气蒸发处理系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的脱硫废水烟气蒸发处理系统的废水喷枪的结构示意图。

图1和图2中；

1为空气预热器；2为蒸发室；3为废水喷枪；31为隔热套管；32为喷枪本体；33为喷嘴；4为均流装置；5为烟气调节挡板；6为脱硝装置；7为前置空气加热器；8为烟气余热冷却器；9为下游烟道；91为二次蒸发段；92为余热回收段；10为调温结构；101为低温取水段；102为高温取水段；11、12、13、14、15、16为低压加热器；17为电除尘器。

具体实施方式

本实用新型的目的在于提供一种脱硫废水烟气蒸发处理系统，该脱硫废水烟气蒸发处理系统的结构设计可以使其在高效蒸发脱硫废水的同时，不降低一、二次风温，不影响锅炉效率，冷端低温腐蚀和硫酸氢铵粘附堵塞问题不加重。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的脱硫废水烟气蒸发处理系统的结构示意图。

本实用新型实施例提供的一种脱硫废水烟气蒸发处理系统，包括空气预热器1、蒸发室2以及烟气余热回收系统。

其中，空气预热器1以及蒸发室2并联于烟道，蒸发室2上设置有用于向蒸发室2内喷入脱硫废水的废水喷枪3，喷入蒸发室2的脱硫废水来自于脱硫工艺系统产生的经过一定处理的排放废水，既可以是仅经过三联箱处理工艺的废水原水，也可以是经过膜浓缩或蒸发浓缩后的高盐废水，还可以是经过软化等化学处理的废水，烟气余热回收系统包括烟气余热冷却器8以及并联在烟气余热冷却器8的出口端和进口端之间的第一工质水支路及第二工质水支路，烟气余热冷却器8设置于空气预热器1以及蒸发室2的下游烟道9内，第一工质水支路与前置空气加热器7相连接，该前置空气加热器7用于对空气预热器1的进风进行预热，即对空气预热器1冷端的一、二次风进行预热，第二工质水支路与汽轮机回热系统的低压加热器管路相连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的脱硫废水烟气蒸发处理系统，在应用中，从空气预热器1前引高温烟气至蒸发室2中，其中，高温烟气的温度一般为300℃～400℃，然后通过废水喷枪3喷入脱硫废水，利用空气预热器1前的高温烟气蒸发脱硫废水，位于空气预热器1及蒸发室2的下游烟道9内的烟气余热冷却器8回收烟气中的余热，一部分余热用于前置空气加热器7，以提高空气预热器1的进口风温，弥补空气预热器1前旁路部分烟气用于蒸发脱硫废水导致的空气预热器1吸热量的减少，保证空气预热器1出口一、二次风温不降低，保证锅炉效率，同时空气预热器1的冷端综合温度提高，空气预热器1的低温腐蚀和硫酸氢铵粘附堵塞问题得到缓解，蒸发室2中未完全蒸发的雾滴可利用下游烟道9内的低温烟气继续蒸发，使得在保证脱硫废水蒸发效果的同时，蒸发室2不用做得很高很大，有利于现场设备空间布置；另一部分余热用于汽轮机回热系统，用以加热凝结水，排挤汽轮机抽汽，提高机组总体能效，降低供电煤耗。

为增加烟气在蒸发室2内的停留时间，延长雾滴蒸发时间，在本实用新型实施例中，如图1所示，蒸发室2包括取烟段以及蒸发段，蒸发段的管径大于取烟段的管径，即蒸发室2形成扩口结构，以降低烟气在蒸发室2内的流速，废水喷枪3设置于蒸发段并靠近取烟段，这样，高温烟气可在蒸发段位于废水喷枪3下的大部分内腔中与雾滴充分接触，提高蒸发效果。

进一步优化上述技术方案，在本实用新型实施例中，为实现蒸发室2内烟气流量的调节，适应废水喷入量的变化，在本实用新型实施例中，取烟段设置有烟气调节挡板5，在应用时，可通过该烟气调节挡板5实现蒸发室2中烟气流量的控制，以适应废水喷入量的变化。

更进一步地，为使烟气能够更好地与雾滴接触，使蒸发效果更加均匀，在本实用新型实施例中，蒸发段内设置有均流装置4，均流装置4设置于烟气调节挡板5与废水喷枪3之间，该均流装置4可以为孔板或格栅或上述两侧结合使用，比如层叠在一起使用。

由于废水喷枪3在使用时伸入蒸发室2中如果与高温烟气直接接触，脱硫废水中的钙、镁离子容易在喷枪内和喷嘴处结垢，堵塞喷枪，影响废水喷出，为避免上述问题，在本实用新型实施例中，请参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的脱硫废水烟气蒸发处理系统的废水喷枪3的结构示意图，废水喷枪3包括隔热套管31以及可拆卸地设置于隔热套管31内的喷枪本体32，对应喷枪本体32的喷嘴33处设置有喷孔，在使用时，隔热套管31一方面保护喷枪本体32免于磨损及腐蚀，另一方面，隔热套筒与喷枪本体32间的空腔与大气联通，在蒸发室内负压的作用下引入冷空气，这样就避免了喷枪本体32与高温烟气直接接触，起到隔热的作用，再加上喷枪本体32内部双层结构及雾化用空气层的隔热作用，喷枪本体32内的脱硫废水基本不会受到高温烟气的影响而升温，从而避免脱硫废水中的钙、镁离子在喷枪本体32中结垢，保证了喷枪本体32的使用功能。而由于隔热套筒与喷枪本体32间的空腔引入了冷空气，使得喷嘴33喷入气液两相流产生的负压不会卷吸高温烟气，因此，喷嘴33也不会产生结垢。除此之外，本结构还可将喷枪本体32从隔热套筒中取出，以在不停机的状态下进行检修。

上述的隔热套管31可采用多种材质进行制作，具体地，在本实用新型实施例中，隔热套管31为陶瓷材质。

进一步优化上述技术方案，在本实用新型实施例中，喷枪本体32的喷嘴33为大流量两相流喷嘴，优选在蒸发室2的截面中心喷入脱硫废水，且雾化角度需要满足喷雾液滴不直接冲刷蒸发室2壁面的要求，喷出的脱硫废水的雾滴粒径Dv_0.9满足100μm＜D_v0.9<300μm，在实际应用中，上述雾滴在蒸发室2内可不完全蒸发，只需要保证未完全蒸发的雾滴在进入空气预热器1的下游烟道9时粒径小于50μm，然后利用下游烟道9内的低温烟气进行二次蒸发，这样，整个蒸发过程分两次进行，一次蒸发发生在蒸发室2内，二次蒸发发生在下游烟道9内，既利用了空气预热器1前的高温烟气热能，又利用了空气预热器1后的低温烟气热能，起到了更好的节能效果，也使得蒸发室2不用做得很高很大。

脱硫废水在经过上述的两次蒸发后，形成气态水，蒸发结晶产生的盐粒与烟气混合最终与烟气中的飞灰一起被电除尘器17收集离开机组，实现脱硫废水的最终零排放。

相匹配的，为保证剩余的雾滴能够在下游烟道9内得到充分的蒸发，避免雾滴进入烟气余热冷却器8，在本实用新型实施例中，空气预热器1以及蒸发室2的下游烟道9沿烟气流动方向依次包括二次蒸发段91以及余热回收段92，烟气余热冷却器8设置于余热回收段92，通过设置二次蒸发段91为雾滴的低温蒸发预留足够的空间。

为使蒸发室2的出口烟气能够更好地与空气预热器1的冷端烟气混合，在本实用新型实施例中，蒸发室2的入口与烟道连接于脱硝装置6与空气预热器1之间，蒸发室2的出口与烟道连接于空气预热器1与烟气余热冷却器8之间，蒸发室2的出口插入烟道中且不超过烟道的上四分之一高度，即将蒸发室2的出口伸入烟道中一段距离，该段距离最好不要超过烟道口径的四分之一高度。

由于烟气在经过烟气余热冷却器8时，若烟气余热冷却器8入口水温过低，容易导致烟气余热冷却器8管壁上产生低温腐蚀(由于硫酸蒸汽结露)，因此，烟气余热冷却器8进口水温应达到70℃以上，但是在实际应用过程中，汽轮机回热系统的低压加热器管路取水点水温往往不能满足要求，要么太低，不符合要求，要么太高，影响余热回收，以图1所示某机组汽轮机回热系统为例，该系统的低压部分包括加热器11、加热器12、加热器13、加热器14、加热器15以及加热器16，凝结水从加热器11向加热器16方向流动，温度逐渐升高，当凝结水在低压加热器13的进口处水温为50℃左右，在低压加热器13的出口处水温为90℃左右，若将低压加热器13的进口处的凝结水引向烟气余热冷却器8，则温度太低，若将低压加热器13的出口处的凝结水引向烟气余热冷却器8，则温度太高。

为解决上述问题，在本实用新型实施例中，第二支路的取水段设置有调温结构10，调温结构10包括低温取水段101以及高温取水段102，其中，低温取水段101连接于低压加热器13的进口，高温取水段102连接于低压加热器13的出口，低温取水段101与高温取水段102分别取水汇合后接入烟气余热冷却器8的进口端，这样，通过在加热器13的前后端分别取水混合调温以使其满足烟气余热冷却器8的设计入口温度，其取水量则根据前置空气加热器7的出口风温和空气预热器1的出口烟温灵活调节，并保持烟气余热冷却器8最终出口烟气温度在90℃～100℃。

进一步优化上述技术方案，在本实用新型实施例中，低温取水段101以及高温取水段102上均设置有调节阀。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种脱硫废水烟气蒸发处理系统，其特征在于，包括空气预热器(1)、蒸发室(2)以及烟气余热回收系统，所述空气预热器(1)以及所述蒸发室(2)并联于烟道，所述蒸发室(2)上设置有用于向蒸发室(2)内喷入脱硫废水的废水喷枪(3)，所述烟气余热回收系统包括烟气余热冷却器(8)以及并联在所述烟气余热冷却器(8)的出口端和进口端之间的第一工质水支路及第二工质水支路，所述烟气余热冷却器(8)设置于所述空气预热器(1)以及所述蒸发室(2)的下游烟道(9)内，所述第一工质水支路与对所述空气预热器(1)的进风进行预热的前置空气加热器(7)相连接，所述第二工质水支路与汽轮机回热系统的低压加热器管路相连接。

2.根据权利要求1所述的脱硫废水烟气蒸发处理系统，其特征在于，所述蒸发室(2)包括取烟段以及蒸发段，所述蒸发段的管径大于所述取烟段的管径，所述废水喷枪(3)设置于所述蒸发段并靠近所述取烟段。

3.根据权利要求2所述的脱硫废水烟气蒸发处理系统，其特征在于，所述取烟段设置有烟气调节挡板(5)。

4.根据权利要求3所述的脱硫废水烟气蒸发处理系统，其特征在于，所述蒸发段内设置有均流装置(4)，所述均流装置(4)设置于所述烟气调节挡板(5)与所述废水喷枪(3)之间。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的脱硫废水烟气蒸发处理系统，其特征在于，废水喷枪(3)包括隔热套管(31)以及可拆卸地设置于所述隔热套管(31)内的喷枪本体(32)，所述隔热套管(31)对应所述喷枪本体(32)的喷嘴(33)处设置有喷孔。

6.根据权利要求5所述的脱硫废水烟气蒸发处理系统，其特征在于，所述喷枪本体(32)的喷嘴(33)为大流量两相流喷嘴，且雾滴粒径Dv_0.9满足100μm＜D_v0.9<300μm。

7.根据权利要求6所述的脱硫废水烟气蒸发处理系统，其特征在于，所述空气预热器(1)以及所述蒸发室(2)的下游烟道(9)沿烟气流动方向依次包括二次蒸发段(91)以及余热回收段(92)，所述烟气余热冷却器(8)设置于所述余热回收段(92)。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的脱硫废水烟气蒸发处理系统，其特征在于，所述蒸发室(2)的入口与所述烟道连接于脱硝装置(6)与所述空气预热器(1)之间，所述蒸发室(2)的出口与所述烟道连接于所述空气预热器(1)与所述烟气余热冷却器(8)之间，所述蒸发室(2)的出口插入所述烟道中且不超过所述烟道的上四分之一高度。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的脱硫废水烟气蒸发处理系统，其特征在于，所述第二工质水支路的取水段设置有调温结构(10)，所述调温结构(10)包括低温取水段(101)以及高温取水段(102)，所述低温取水段(101)与所述高温取水段(102)分别取水混合后接入所述烟气余热冷却器(8)的进口端。

10.根据权利要求1-4任意一项所述的脱硫废水烟气蒸发处理系统，其特征在于，所述低温取水段(101)以及所述高温取水段(102)上均设置有调节阀。