CN211004655U - 一种脱硫废水干燥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种脱硫废水干燥装置，包括高温烟气入口烟道、外侧烟道挡板门、内侧烟道挡板门、外侧烟道、内侧烟道、径向旋流叶片、废水给料口、雾化盘、干燥塔和轴向旋流叶片；所述高温烟气入口烟道与外侧烟道和内侧烟道相通，外侧烟道与外侧烟道挡板门相连，内侧烟道与内侧烟道挡板门相连；所述外侧烟道内部设有旋向和角度相同的径向旋流叶片，所述内侧烟道内部设有旋向和角度相同的轴向旋流叶片；所述废水给料口与废水雾化盘相连；所述雾化盘出口在干燥塔上部。本实用新型装置结构合理、集成度高、废水干燥充分、降低了腐蚀隐患，具有投资成本低、处理量宽、调节灵活、运行稳定、不需添加任何化学药品等优势。

Description

一种脱硫废水干燥装置

技术领域

本实用新型涉及火电厂脱硫废水处理技术领域，具体涉及一种脱硫废水干燥装置。

背景技术

目前，国内大多数火电厂的湿法脱硫废水处理系统采用传统三联箱工艺，但整体投运率很低。经传统处理系统处理后脱硫废水中Cl^-浓度较高，且无法除去。因含有高浓度的Cl^-，导致处理后的废水无法回收利用。出于环保要求和经济效益的考虑，采用深度处理的技术实现废水零排放是废水处理的必然趋势。目前，国内现有脱硫废水零排放技术有蒸发结晶、烟道直喷等，其中蒸发结晶技术的投资及运行费用较高，烟道直喷技术也存在一定的局限性，若脱硫废水排放量大，废水直接喷入烟道内，将会面临液滴不能完全蒸干，残余液滴直接进入烟道除尘系统，使主烟道烟气温度低于酸露点，对除尘器及下游设备等造成腐蚀和安全隐患。喷雾干燥方式是干燥脱硫废水的一种常用方式。它是将干燥介质(热空气或烟气等)通入干燥室内，并利用雾化喷枪将脱硫废水雾化为废水雾滴并喷入到干燥室内，在干燥室内，废水雾滴与干燥介质接触得以干燥形成盐粒。如申请号201811315095.0公开的方案，干燥室的高度为其直径的三倍以上，其蒸发距离长、直径小，容易存在脱硫废水雾滴冲击干燥室的内壁面造成壁面结垢以及干燥不充分的弊端。

实用新型内容

本实用新型提供了一种脱硫废水干燥装置，以解决现有脱硫废水处理系统存在的工艺流程长、投资成本大、运行维护成本高的问题，以及采用烟道蒸发技术时会造成烟道腐蚀、使用瘦高型干燥室装置体积大且易壁面结垢，从而引发安全隐患的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种脱硫废水干燥装置，包括高温烟气入口烟道、外侧烟道挡板门、内侧烟道挡板门、外侧烟道、内侧烟道、径向旋流叶片、废水给料口、雾化盘、干燥塔和轴向旋流叶片；所述高温烟气入口烟道与外侧烟道和内侧烟道相连通，外侧烟道与外侧烟道挡板门相连，内侧烟道与内侧烟道挡板门相连；所述外侧烟道内部设有旋向和角度相同的径向旋流叶片，所述内侧烟道内部设有旋向和角度相同的轴向旋流叶片；所述废水给料口与废水雾化盘相连；所述雾化盘出口在干燥塔上部。

为了使烟气流动更均匀，本实用新型在两个烟道内分别设置多个旋流叶片，所述径向旋流叶片围绕外侧烟道圆周阵列布置，圆周阵列角度为15°-30°；所述轴向旋流叶片围绕内侧烟道圆周阵列布置，圆周阵列角度为15°-30°，但是叶片数量过多会增大烟道阻力、增加烟道的重量，因此要根据实际情况选取叶片的数量；为了改变高温烟气旋流的强度和方向，所述径向旋流叶片与外侧烟道中烟气来流方向的夹角为15°-75°；所述轴向旋流叶片与内侧烟道轴线的夹角为15°-75°，旋流效果主要受叶片的角度的影响，角度越大旋流效果越好，但是角度越大、阻力越大，经试验此角度范围产生的旋流效果符合生产要求，两个方向旋流叶片的不同角度组合可以提供更多旋流调整选项。

本实用新型所述烟道的出口设有烟道扩口，烟道扩口的角度为15°-60°，可通过调整扩口角度的大小来调整低压回流区的大小。

所述烟道扩口包括内侧烟道扩口和外侧烟道扩口，扩口长度为对应烟道直径的0.2倍-0.6倍，两烟道扩口的出口平齐，增加扩口长度在一定范围内可以增大低压回流区的范围，有助于高温烟气和废水的混合蒸发。

本实用新型所述雾化盘侧面开有雾化孔，雾化孔采用圆周阵列布置，圆周阵列角度为15°-60°，使废水雾化更充分，液滴均匀，利于与烟气接触后蒸干。

为了调整两个烟道的烟气进入量，所述外侧烟道挡板门和内侧烟道挡板门为双百叶挡板门，双百叶挡板门与烟道焊接或采用法兰连接；叶片与挡板门框架以转轴连接，转轴由连杆机构连接，使叶片同步开启或关闭，两个烟道不同的进气量形成的低压回流区面积不同，以适应不同废水量；采用双百叶挡板门能起到良好的密封关闭作用。

采用上述装置的脱硫废水干燥方法，步骤如下：

S1从脱硝出口抽取的高温烟气进入高温烟气入口烟道，之后分别进入外侧烟道和内侧烟道，通过外侧烟道挡板门和内侧烟道挡板门后，分别经过在外侧烟道中的径向旋流叶片和在内侧烟道中的轴向旋流叶片，在烟气出口喷出为旋转的烟气，同时形成低压回流区；

S2脱硫废水经废水给料口进入到雾化盘，雾化盘经高速旋转电机带动旋转，脱硫废水喷出后在雾化盘边缘破裂分散为雾化小液滴；内侧烟道5和高速旋转电机6之间被保温层7隔开，防止长期的高温烟气损坏高速旋转电机6；

S3废水雾化小液滴与旋转的烟气在低压回流区中混合，进行传热，旋转的烟气与废水雾化小液滴充分接触，使得液滴被蒸干；

S4雾化小液滴蒸干后，水蒸气随烟气从干燥塔下部的烟气出口离开干燥塔；被蒸干的固体物质，部分落入干燥塔底部的灰斗中，从排灰口收集处理。

为了在烟道出口处实现低压回流区，在S1步骤中，通过调节外侧烟道挡板门和内侧烟道挡板门的开度大小控制进入外侧烟道和内侧烟道的烟气量，进而调整低压回流区的面积；所述径向旋流叶片旋转速度大于所述轴向旋流叶片旋转速度。

由于脱硫废水需要处理的量不恒定，在S3步骤中，当废水量较大时，调大回流区的面积；废水量较小时，调小回流区的面积。

为了防止液滴沾到干燥塔壁面，在S3步骤中，通过调整外侧烟道挡板门和径向旋流叶片的角度来改变低压回流区的面积。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的一种脱硫废水干燥装置，解决了现有脱硫废水处理系统存在的工艺流程长、投资成本大、运行维护成本高的问题，以及采用烟道蒸发技术时会造成烟道腐蚀、使用瘦高型干燥室装置体积大且易壁面结垢，从而引发安全隐患的技术问题。

使用本实用新型的干燥装置，高温烟气经内、外两个烟道后以一定的速度和和较高的旋转速度进入干燥塔，由于烟气的高速运动在烟气出口区形成低压区；同时由于烟气旋流的作用，在烟气出口区又形成回流区；由于低压回流区的存在，可以提高烟气在回流区的停留时间，缩短反应距离，进而使废水液滴充分与烟气接触进行换热并使之蒸干，有效的减小了干燥塔的干燥高度，废水蒸发速率快，无液滴残留，不存在烟道腐蚀问题，具有较高的推广应用价值。

本实用新型的干燥装置通过调整挡板门和旋流叶片的角度，增强或减弱外侧烟道中烟气流速及旋转的速度，即可扩大或缩小低压回流区的面积，同时在雾化器上增设雾化孔增加废水雾化程度，降低了烟气温度对废水蒸发的影响，也防止雾化后的液滴从雾化盘飞出而沾到干燥塔壁面；内、外两个烟道调整烟气量配合径向、轴向旋流叶片调整旋流强度提升废水液滴蒸发效率，整个装置减少了温度传感器、各类电动阀门、防涡板等辅助装置，结构简单合理，设备集成度高，工艺简单、操作方便，运行可靠，降低了投资和运行成本。

附图说明

图1为本实用新型脱硫废水干燥装置结构示意图；

图2为本实用新型中轴向旋流叶片结构示意图；

图3为本实用新型中径向旋流叶片结构示意图；

图4为本实用新型中雾化盘结构示意图；

图5为本实用新型中双百叶挡板门结构示意图。

附图标记：

1-高温烟气入口，2-外侧烟道挡板门，3-内侧烟道挡板门，4-外侧烟道，5-内侧烟道，6-高速旋转电机，7-保温层，8-径向旋流叶片隔板，9-径向旋流叶片，10-废水给料口，11-雾化盘，12-烟气出口，13-输灰口，14-干燥塔，15-低压回流区，16-旋转的烟气，17-雾化小液滴，18-烟道扩口，19-轴向旋流叶片，20-轴向旋流叶片外筒，21-轴向旋流叶片内筒，22-雾化孔，23-双百叶挡板门，24-挡板门框架，25-叶片，26-连杆机构，27-转轴，A-烟气入口，B-烟气出口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。

本实用新型的实施例1：如图1-4所示，一种脱硫废水干燥装置，包括高温烟气入口烟道1、外侧烟道挡板门2、内侧烟道挡板门3、外侧烟道4、内侧烟道5、径向旋流叶片9、废水给料口10、雾化盘11、干燥塔14和轴向旋流叶片19；所述高温烟气入口烟道1与外侧烟道4和内侧烟道5相连通，外侧烟道4与外侧烟道挡板门2相连，内侧烟道5与内侧烟道挡板门3相连；所述外侧烟道4内部设有旋向和角度相同的径向旋流叶片9，所述内侧烟道5内部设有旋向和角度相同的轴向旋流叶片19；为了使烟气流动更均匀，在两个烟道内分别设置多个旋流叶片，所述径向旋流叶片9围绕外侧烟道4圆周阵列布置，圆周阵列角度为15°；所述轴向旋流叶片19围绕内侧烟道5圆周阵列布置，圆周阵列角度为30°；为了改变高温烟气旋流的强度和方向，所述径向旋流叶片9与外侧烟道4中烟气来流方向的夹角为15°；所述轴向旋流叶片19与内侧烟道5轴线的夹角为75°，两个方向旋流叶片不同角度组合可以提供更多旋流调整选项；所述烟道出口设有烟道扩口18，烟道扩口的角度为15°；所述烟道扩口18包括内侧烟道5扩口和外侧烟道4扩口，内侧烟道5扩口长度为对应烟道直径的0.2倍，外侧烟道4扩口长度为对应烟道直径的0.6倍，两烟道扩口的出口平齐；所述废水给料口10与废水雾化盘11相连；所述雾化盘11出口在干燥塔14上部；为了使废水雾化更充分，利于废水蒸干，所述雾化盘11侧面开有雾化孔22，雾化孔22采用圆周阵列布置，圆周阵列角度为15°；所述外侧烟道挡板门2和内侧烟道挡板门3为双百叶挡板门23，双百叶挡板门23与烟道焊接或采用法兰连接；叶片25与挡板门框架24以转轴27连接，转轴27由连杆机构26连接，使叶片25同步开启或关闭，调节外侧烟道挡板门2和内侧烟道挡板门3叶片的开度，以调整内外侧烟道高温烟气的进量。

实施例2：如图1所示，一种脱硫废水干燥装置，包括高温烟气入口烟道1、外侧烟道挡板门2、内侧烟道挡板门3、外侧烟道4、内侧烟道5、径向旋流叶片9、废水给料口10、雾化盘11、干燥塔14和轴向旋流叶片19；高温烟气入口烟道1与外侧烟道4和内侧烟道5相连通，外侧烟道4内部有外侧烟道挡板门2及旋向和角度相同的径向旋流叶片9，内侧烟道5内部有内侧烟道挡板门3及旋向和角度相同的轴向旋流叶片19；废水给料口10与废水雾化盘11相连；雾化盘11出口在干燥塔14上部。

实施例3：一种脱硫废水干燥装置，包括高温烟气入口烟道1、外侧烟道挡板门2、内侧烟道挡板门3、外侧烟道4、内侧烟道5、径向旋流叶片9、废水给料口10、雾化盘11、干燥塔14和轴向旋流叶片19；所述高温烟气入口烟道1与外侧烟道4和内侧烟道5相连通，外侧烟道4与外侧烟道挡板门2相连，内侧烟道5与内侧烟道挡板门3相连；所述外侧烟道4内部设有旋向和角度相同的径向旋流叶片9，所述内侧烟道5内部设有旋向和角度相同的轴向旋流叶片19；为了使烟气流动更均匀，在两个烟道内分别设置多个旋流叶片，所述径向旋流叶片9围绕外侧烟道4圆周阵列布置，圆周阵列角度为20°；所述轴向旋流叶片19围绕内侧烟道5圆周阵列布置，圆周阵列角度为15°；为了改变高温烟气旋流的强度和方向，所述径向旋流叶片9与外侧烟道4中烟气来流方向的夹角为75°；所述轴向旋流叶片19与内侧烟道5轴线的夹角为15°，两个方向旋流叶片不同角度组合可以提供更多旋流调整选项；所述烟道出口设有烟道扩口18，烟道扩口的角度为60°；所述烟道扩口18包括内侧烟道5扩口和外侧烟道4扩口，内侧烟道5扩口长度为对应烟道直径的0.6倍，外侧烟道4扩口长度为对应烟道直径的0.2倍，两烟道扩口的出口平齐；所述废水给料口10与废水雾化盘11相连；所述雾化盘11出口在干燥塔14上部；为了使废水雾化更充分，利于废水蒸干，所述雾化盘11侧面开有雾化孔22，雾化孔22采用圆周阵列布置，圆周阵列角度为60°；所述外侧烟道挡板门2和内侧烟道挡板门3为双百叶挡板门23，双百叶挡板门23与烟道焊接或采用法兰连接；叶片25与挡板门框架24以转轴27连接，转轴27由连杆机构26连接，使叶片25同步开启或关闭，调节外侧烟道挡板门2和内侧烟道挡板门3叶片的开度，以调整内外侧烟道高温烟气的进量。

实施例4：如图1-3所示，一种脱硫废水干燥装置，包括高温烟气入口烟道1、外侧烟道挡板门2、内侧烟道挡板门3、外侧烟道4、内侧烟道5、径向旋流叶片9、废水给料口10、雾化盘11、干燥塔14和轴向旋流叶片19；所述高温烟气入口烟道1与外侧烟道4和内侧烟道5相连通，外侧烟道4与外侧烟道挡板门2相连，内侧烟道5与内侧烟道挡板门3相连；所述外侧烟道4内部设有旋向和角度相同的径向旋流叶片9，所述内侧烟道5内部设有旋向和角度相同的轴向旋流叶片19；所述废水给料口10与废水雾化盘11相连；所述雾化盘11出口在干燥塔14上部；调节外侧烟道挡板门2和内侧烟道挡板门3叶片的开度，以调整内外侧烟道高温烟气的进量；为了使烟气流动更均匀，本实用新型在两个烟道内分别设置多个旋流叶片，所述径向旋流叶片9围绕外侧烟道4圆周阵列布置，圆周阵列角度为30°；所述轴向旋流叶片19围绕内侧烟道5圆周阵列布置，圆周阵列角度为20°；为了改变高温烟气旋流的强度和方向，所述径向旋流叶片9与外侧烟道4中烟气来流方向的夹角为45°；所述轴向旋流叶片19与内侧烟道5轴线的夹角为45°，两个方向旋流叶片不同角度组合可以提供更多旋流调整选项；所述烟道出口设有烟道扩口18，烟道扩口的角度为40°；所述烟道扩口18包括内侧烟道5扩口和外侧烟道4扩口，内侧烟道5扩口长度为对应烟道直径的0.4倍，外侧烟道4扩口长度为对应烟道直径的0.5倍，两烟道扩口的出口平齐。

实施例5：如图1和4所示，一种脱硫废水干燥装置，包括高温烟气入口烟道1、外侧烟道挡板门2、内侧烟道挡板门3、外侧烟道4、内侧烟道5、径向旋流叶片9、废水给料口10、雾化盘11、干燥塔14和轴向旋流叶片19；所述高温烟气入口烟道1与外侧烟道4和内侧烟道5相连通，外侧烟道4与外侧烟道挡板门2相连，内侧烟道5与内侧烟道挡板门3相连；所述外侧烟道4内部设有旋向和角度相同的径向旋流叶片9，所述内侧烟道5内部设有旋向和角度相同的轴向旋流叶片19；所述废水给料口10与废水雾化盘11相连；所述雾化盘11出口在干燥塔14上部；为了使废水雾化更充分，利于废水蒸干，所述雾化盘11侧面开有雾化孔22，雾化孔22采用圆周阵列布置，圆周阵列角度为20°；所述外侧烟道挡板门2和内侧烟道挡板门3为双百叶挡板门23，双百叶挡板门23与烟道焊接或采用法兰连接；叶片25与挡板门框架24以转轴27连接，转轴27由连杆机构26连接，使叶片25同步开启或关闭，调节外侧烟道挡板门2和内侧烟道挡板门3叶片的开度，以调整内外侧烟道高温烟气的进量。

以实施例1为例说明本实用新型的工作原理：

如图1-4所示，高温烟气进入所述高温烟气入口烟道1经过外侧烟道4和内侧烟道5进入干燥装置内部；外侧烟道4内部有外侧烟道挡板门2及旋向和角度相同的径向旋流叶片9，内侧烟道5内部有内侧烟道挡板门3及旋向和角度相同的轴向旋流叶片19；外侧烟道挡板门2和内侧烟道挡板门3为双百叶挡板门23，双百叶挡板门23与烟道焊接或采用法兰连接；叶片25与挡板门框架24以转轴27连接，转轴27由连杆机构26连接，使叶片25同步开启或关闭，调节外侧烟道挡板门2和内侧烟道挡板门3叶片的开度，可以调整内外侧烟道高温烟气的进量；为了使烟气流动更均匀，在两个烟道内分别设置多个旋流叶片，但是叶片数量过多会增大烟道阻力、增加烟道的重量，因此要根据实际情况选取叶片的数量；为了改变高温烟气旋流的强度和方向，径向旋流叶片9与外侧烟道4中烟气来流方向的夹角可以调节；轴向旋流叶片19与内侧烟道5轴线的夹角可以调节，旋流效果主要受叶片的角度影响，角度越大旋流效果越好，但是角度越大、阻力越大，因此要根据实际情况选择叶片的角度；内侧烟道5和外侧烟道4的出口设有烟道扩口18，烟道扩口18的扩口角度可调整，通过调整扩口的角度大小来调整低压回流区的大小，烟道扩口18包括内侧烟道5扩口和外侧烟道4扩口，扩口长度为对应烟道直径的0.2倍-0.6倍，两烟道扩口的出口平齐，增加扩口长度在一定范围内可以增大低压回流区的范围，有助于高温烟气和废水的混合蒸发；烟气经过内、外两个烟道的旋流作用，使出口烟气具有较大的旋转作用，同时在出口处烟气的流速相对较高，因此在烟气出口喷出为旋转的烟气16，同时形成低压回流区15。总烟气量不变时，调大外侧烟道挡板门2、调小内侧烟道挡板门3或不调时，可扩大低压回流区15面积；调小外侧烟道挡板门2、调大内侧烟道挡板门3或不调时，可缩小低压回流区15面积。

脱硫废水经废水给料口10进入废水雾化盘11，经高速旋转的雾化盘11喷出后，被伸展为薄膜或被拉成细丝，在雾化盘11边缘破裂分散为雾化小液滴17。雾化小液滴17与旋转的高温烟气16进行传热，由于有低压回流区15，可以提高高温烟气16在低压回流区15的停留时间，进而可与废水雾化小液滴17充分接触并使之蒸干。如果雾化小液滴17喷出后沾到干燥塔14壁面，可通过适当调大外侧烟道4的外侧烟道挡板门2和径向旋流叶片9的角度，增强外侧烟道4中烟气流速及旋转的速度，进而扩大低压回流区15的面积，使雾化小液滴17处于回流区内。

雾化小液滴17蒸干后，水蒸气随烟气从干燥塔14下部的烟气出口12离开干燥塔，进入到电除尘器前的入口烟道，雾化小液滴17中的固体物质被蒸干变成飞灰和杂盐，部分固体杂质被烟气携带走，其余部分落入干燥塔14底部的灰斗中，定期从排灰口13收集处理。

通过本实用新型装置进行脱硫废水干燥，有效地提高了高温烟气在低压回流区15的停留时间，缩短了烟气和液滴换热距离，进而使废水雾化小液滴17充分与烟气接触换热并蒸干，有效的减小了干燥塔14的干燥高度。

Claims (6)

1.一种脱硫废水干燥装置，其特征在于，包括高温烟气入口烟道(1)、外侧烟道挡板门(2)、内侧烟道挡板门(3)、外侧烟道(4)、内侧烟道(5)、径向旋流叶片(9)、废水给料口(10)、雾化盘(11)、干燥塔(14)和轴向旋流叶片(19)；所述高温烟气入口烟道(1)与外侧烟道(4)和内侧烟道(5)相连通，外侧烟道(4)与外侧烟道挡板门(2)相连，内侧烟道(5)与内侧烟道挡板门(3)相连；所述外侧烟道(4)内部设有旋向和角度相同的径向旋流叶片(9)，所述内侧烟道(5)内部设有旋向和角度相同的轴向旋流叶片(19)；所述废水给料口(10)与废水雾化盘(11)相连；所述雾化盘(11)出口在干燥塔(14)上部。

2.根据权利要求1所述的脱硫废水干燥装置，其特征在于：所述径向旋流叶片(9)围绕外侧烟道(4)圆周阵列布置，圆周阵列角度为15°-30°；所述轴向旋流叶片(19)围绕内侧烟道(5)圆周阵列布置，圆周阵列角度为15°-30°；所述径向旋流叶片(9)与外侧烟道(4)中烟气来流方向的夹角为15°-75°；所述轴向旋流叶片(19)与内侧烟道(5)轴线的夹角为15°-75°。

3.根据权利要求1所述的脱硫废水干燥装置，其特征在于：所述内侧烟道(5)和外侧烟道(4)的出口设有烟道扩口(18)，烟道扩口的角度为15°-60°。

4.根据权利要求3所述的脱硫废水干燥装置，其特征在于：所述烟道扩口(18)包括内侧烟道(5)扩口和外侧烟道(4)扩口，扩口长度为对应烟道直径的0.2倍-0.6倍，两烟道扩口的出口平齐。

5.根据权利要求1所述的脱硫废水干燥装置，其特征在于：所述雾化盘(11)侧面开有雾化孔(22)，雾化孔(22)采用圆周阵列布置，圆周阵列角度为15°-60°。

6.根据权利要求1所述的脱硫废水干燥装置，其特征在于：所述外侧烟道挡板门(2)和内侧烟道挡板门(3)为双百叶挡板门(23)，双百叶挡板门(23)与烟道焊接或采用法兰连接；叶片(25)与挡板门框架(24)以转轴(27)连接，转轴(27)由连杆机构(26)连接。

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