带有空气预热器的废水蒸设备的制作方法

本发明属于废水处理装置
技术领域：
，特别是涉及一种带有空气预热器的废水蒸设备。
背景技术：
：水在工业上的用途很多，典型的工业应用有：生产用水、漂洗用水、洗涤和冷却用水。这意味着工业上会有大量的含有各种各样高浓度污染物的废水产生。绝大多数情况下，这些废水需要在内部系统中处理后，才能排放到公共排污系统或河流、湖泊及海洋中。一个经济的、对环境友好的废水处理系统应该是一个工厂或车间整体规划中不可或缺的部分。特别是火电厂中脱硫系统运行过程中产生的脱硫废水，该脱硫废水较特殊和复杂，腐蚀性较强，目前对脱硫废水的主要方法为：预处理、浓缩减量、固化处理等方法，其中固化处理方法中的烟道喷雾蒸发技术在投资成本、运行费用、占地面积等方面相对于其他方法具有很大的优势，但是随着国家产业调整，火电厂的排烟温度降至110℃以内，这会影响滴液雾化蒸发的效果，而且设备更容易受到腐蚀。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种利用多重加热方式保证废水滴液雾化及蒸发速度，蒸发设备内无挂灰、结垢和腐蚀的现象，实现废水零排放，投资及运行成本低的带有空气预热器的废水蒸设备。本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：带有空气预热器的废水蒸设备，包括废水蒸发装置，与废水蒸发装置连接的废水箱，废水蒸发装置入口分别连接废水箱和SCR脱硝装置的出口端，SCR脱硝装置入口端连接省煤器，出口端还连接有空气预热器，废水蒸发装置出口连接有液体收集器，液体收集器与电除尘装置连接，空气预热器分别与发水蒸发装置侧面的加温口和电除尘装置入口连接，本发明选用电厂排出的烟气作为热源还选取了空气预热器对烟气加热提高烟气温度，经过空气预热器加温后得到的高温气体由废水蒸发装置侧面的加温口进入，即废水蒸发装置顶部及侧面均通入烟气，且废水蒸发装置内的烟气温度由上至下依次提高使废水蒸发装置内部的温度提高，实现废水在废水蒸发装置内基本完成蒸发，废水中的盐分及其他无法蒸发物质形成固体颗粒与烟气混合经过液体收集器至电除尘装置完成脱除，在废水蒸发装置下部的出口处设置的液体收集器可防止废水蒸发装置内废水蒸发率没有达到100%，剩余的雾化废水滴经液体收集器冷凝收集，再将收集的废水输送至废水箱再次蒸发，实现废水100%蒸发，即废水零排放。作为优选，液体收集器的进气口与废水蒸发装置连接，液体收集器出气口与电除尘装置连接，液体收集器上下端面间隔交错设有冷凝板，冷凝板表面均设透气孔，冷凝板与液体收集器内腔高度比为0.7-0.8:1，为防止废水蒸发装置内的废水蒸发率没有到达100%，烟气中还存在部分雾化水滴，设置液体收集器对残留在烟气中的雾化水滴冷凝，间隔交错设置的冷凝板降低从废水蒸发装置流出的烟气流速，保证烟气中的废水滴100%被冷凝，使烟气在液体收集器内的停留时间延长并且利于废水滴在冷凝过程吸收经过烟气的热量，实现降低烟气热量的效果，使电厂的排烟温度达到规定温度，还通过设置冷凝板与液体收集器内腔高度及冷凝板表面的透气孔比保证烟气通过，防止气流堵塞及烟气中的固体颗粒残留在液体收集器内部，冷凝板仅用于凝结废水滴对水蒸气的凝结效果较差。作为优选，废水蒸发装置包括壳体，壳体中部为圆柱形，上下两端为圆锥台状且锥度不同，壳体上端设有进风口，进风口下方设有位于壳体内部的烟气整流器，壳体上端还设有与烟气整流器连接的进水管，进水管末端连接有雾化喷嘴，雾化喷嘴位于烟气整流器下方，壳体中部的圆柱形内设有螺旋管道，壳体上下两侧面分别设有加温口，壳体底部设有出口，该废水蒸发装置在废水雾化喷射的同时通入烟气使烟气带动雾化的废水流动同时高温烟气可加速雾化的废水的蒸发速度及效果，并且设置螺旋管道延长烟气、雾化废水在废水蒸发装置内部的时间保证废水基本在废水蒸发装置内被蒸发完全，将雾化喷嘴设置在废水蒸发装置内有利于加快废水蒸发且保证废水在壳体内部分布均匀，雾化喷嘴选用二流体内混式雾化喷嘴，雾化离子为90微米左右，在雾化废水滴经进风口进入低温气体的时候同时空气预热器对经过SCR脱硝装置脱硝后的烟气进行加温，使原来低温气体的温度为110-170℃的烟气加温至250-450℃形成高温气体，废水蒸发装置顶部及侧面均通入烟气，且废水蒸发装置内的烟气温度由上至下依次提高使废水蒸发装置内部的温度提高，高温气体可提高螺旋管道内部的温度，加速雾化废水在螺旋管道内的蒸发效果保证废水蒸发装置的出口出的气体温度保持在120℃以上，高于酸的露点温度。作为优选，螺旋管道端部连接有摩擦板，摩擦板为漏斗状布置在壳体内，最大直径端与壳体内壁连接，最小直径端与螺旋管道入口端连接，摩擦板上配合连接有分流器，分流器上的转轴与烟气整流器底面连接，选用摩擦板改变含有雾化废水的气体的流动方向及气压大小，使烟气汇集至螺旋管道内，同时摩擦板与壳体上端的圆锥台形成截面类似菱形状结构，利于烟气向下流动及提高气压，利用气压推动螺旋管道及壳体内的固体颗粒物，避免固体颗粒物残留在壳体内，出现挂灰、结垢现象，还可防止挂灰弧结垢出现的腐蚀现象。作为优选，分流器包括转轴，转轴侧面环绕布置扇叶，扇叶末端通过均布的弹簧连接有集热板，集热板表面均布有环形的摩擦环，摩擦环与摩擦板滑动连接，利用进风口进入的烟气的气流带动扇叶转动改变进入的烟气气流使其形成螺旋气流，降低烟气的流速有效延长烟气在壳体内部的流速，在扇叶转动的同时使摩擦环与摩擦板进行摩擦产生摩擦热量，摩擦环及摩擦板的表面温度升高，利用高温状态的摩擦环和摩擦板对烟气进一步加温加速废水蒸发效果，在摩擦板与摩擦环进行摩擦的时候待会使螺旋管道产生微量震动促进固体颗粒在螺旋管道内的位移。作为优选，烟气整流器表面均设通气孔，通气孔之间设有通气槽，烟气整流器表面的通孔率在35%~45%之间，用于保证进风口上方进入的低温烟气均匀的进入壳体内部并达到减速的效果，有益于延长烟气在壳体内部的停留时间。作为优选，螺旋管道表面均设有矩形散气孔，散气孔中部设有两块相对的弧形板，弧形板间距为0.5-2mm。在螺旋管道表面开设截面为矩形状的散气孔使烟气气流在经过螺旋管道时部分烟气流出螺旋管道外直接与高温气体接触增加废水蒸发效果避免雾化废水对螺旋管道腐蚀，表面温度升高，利用高温状态的摩擦环和摩擦板对烟气进一步加温加速废水蒸发效果，在摩擦板与摩擦环进行摩擦的时候待会使螺旋管道产生微量震动促进固体颗粒在螺旋管道内的位移。在散气孔中部设置的弧形板在高温气体的作用下发生软化，增大弧形板的弯曲度及表面粗糙度，气流在经过弧形板时气流的冲击力及气压会使两块弧形板发生碰撞，经过散气孔的气流中的雾化废水与弧形板发生碰撞，在撞击时雾化废水的水滴大小被进一步缩小促使含盐成分的水雾化形成固体颗粒同时雾化水滴撞击弧形板中的固体杂质可直接被烟气的气流带走无需经过蒸发使水与固体杂质分离。作为优选，弧形板与散气孔形成的空间面积与散气孔空间面积的比值为0.33-0.45:1，根据公式，其中为螺旋管道强度，P为孔隙率，rm为孔面积，K为气压强度，优选了弧形板与散气孔形成的空间面积与散气孔空间面积的比值，实现散气孔外侧的空气密度降低形成低压区促使螺旋管道内密度相对较高的空气向外流动，并且保证经过散气孔的气流中的雾化废水与弧形板发生碰撞，在撞击时雾化废水的水滴大小被进一步缩小促使含盐成分的水雾化形成固体颗粒同时雾化水滴撞击弧形板中的固体杂质可直接被烟气的气流带走无需经过蒸发使水与固体杂质分离。作为优选，壳体侧面还设有泄压孔，避免壳体内部气压过高出现意外情况，通过泄压孔定期对壳体内部进行泄压。与现有技术相比，本发明的有益效果为：利用废水蒸发装置和液体收集器实现废水100%蒸发，即废水零排放，并将废水中的盐成分通过蒸发形成固体颗粒由电除尘装置除去；废水蒸发装置内的烟气温度由上至下依次提高使废水蒸发装置内部的温度提高，加速雾化废水在螺旋管道内的蒸发效果保证废水蒸发装置的出口出的气体温度保持在120℃以上；利用气压推动螺旋管道及壳体内的固体颗粒物，避免固体颗粒物残留在壳体内，出现挂灰、结垢现象，还可防止挂灰弧结垢出现的腐蚀现象。附图说明图1为本发明带有空气预热器的发水蒸设备的示意图；图2为本发明液体收集器的内部示意图；图3为废水蒸发装置的示意图；图4为分流器的示意图；图5为烟气整流器的示意图；图6为螺旋管道上散气孔局部示意图。附图标记说明：1.进水管；2.摩擦板；3.烟气整流器；4.分流器；401.扇叶；402.转轴；403.弹簧；404.摩擦环；405.集热板；5.液体收集器；501.进气口；502.冷凝板；503.出气口；6.进风口；7.雾化喷嘴；8.加温口；9.螺旋管道；901.散气孔；902.弧形板；10.废水蒸发装置；11.壳体；12.出口；13.电除尘装置；14.高温气体；15.空气预热器；16.省煤器；17.SCR脱硝装置；18.低温气体；19.废水箱；20.泄压孔。具体实施方式以下结合实施例和附图对本发明作进一步详细描述：实施例1：如图1、3所示，带有空气预热器的废水蒸设备，包括废水蒸发装置10，与废水蒸发装置10连接的废水箱19，废水蒸发装置10入口分别连接废水箱19和SCR脱硝装置17的出口端，SCR脱硝装置17入口端连接省煤器16，出口端还连接有空气预热器15，废水蒸发装置10出口12连接有液体收集器5，液体收集器5与电除尘装置13连接，空气预热器15分别与发水蒸发装置10侧面的加温口8和电除尘装置13入口连接，本发明选用电厂排出的烟气作为热源还选取了空气预热器对烟气加热提高烟气温度，经过空气预热器15加温后得到的高温气体14由废水蒸发装置10侧面的加温口8进入，即废水蒸发装置10顶部及侧面均通入烟气，且废水蒸发装置10内的烟气温度由上至下依次提高使废水蒸发装置10内部的温度提高，实现废水在废水蒸发装置10内基本完成蒸发，废水中的盐分及其他无法蒸发物质形成固体颗粒与烟气混合经过液体收集器5至电除尘装置13完成脱除，在废水蒸发装置10下部的出口12处设置的液体收集器5可防止废水蒸发装置10内废水蒸发率没有达到100%，剩余的雾化废水滴经液体收集器5冷凝收集，再将收集的废水输送至废水箱19再次蒸发，实现废水100%蒸发，即废水零排放。实施例2：如图2所示，本实施例在实施例1的基础上进一步优化方案为：液体收集器5的进气口501与废水蒸发装置10连接，液体收集器5出气口503与电除尘装置13连接，液体收集器5上下端面间隔交错设有冷凝板502，冷凝板502表面均设透气孔，冷凝板502与液体收集器5内腔高度比优选为0.8:1，为防止废水蒸发装置10内的废水蒸发率没有到达100%，烟气中还存在部分雾化水滴，设置液体收集器5对残留在烟气中的雾化水滴冷凝，间隔交错设置的冷凝板502降低从废水蒸发装置10流出的烟气流速，保证烟气中的废水滴100%被冷凝，使烟气在液体收集器5内的停留时间延长并且利于废水滴在冷凝过程吸收经过烟气的热量，实现降低烟气热量的效果，使电厂的排烟温度达到规定温度，还通过设置冷凝板502与液体收集器5内腔高度及冷凝板502表面的透气孔比保证烟气通过，防止气流堵塞及烟气中的固体颗粒残留在液体收集器5内部，冷凝板502仅用于凝结废水滴对水蒸气的凝结效果较差。实施例3：如图3所示，本实施例在实施例1的基础上，进一步优化方案为：废水蒸发装置10包括壳体11，壳体11中部为圆柱形，上下两端为圆锥台状且锥度不同，壳体11上端设有进风口6，进风口6下方设有位于壳体11内部的烟气整流器3，壳体11上端还设有与烟气整流器3连接的进水管1，进水管1末端连接有雾化喷嘴7，雾化喷嘴7位于烟气整流器3下方，壳体11中部的圆柱形内设有螺旋管道9，壳体11上下两侧面分别设有加温口8，壳体11底部设有出口12，该废水蒸发装置10在废水雾化喷射的同时通入烟气使烟气带动雾化的废水流动同时高温烟气可加速雾化的废水的蒸发速度及效果，并且设置螺旋管道9延长烟气、雾化废水在废水蒸发装置10内部的时间保证废水基本在废水蒸发装置10内被蒸发完全，将雾化喷嘴7设置在废水蒸发装置10内有利于加快废水蒸发且保证废水在壳体11内部分布均匀，雾化喷嘴7选用二流体内混式雾化喷嘴，雾化离子为90微米左右，在雾化废水滴经进风口6进入低温气体18的时候同时空气预热器15对经过SCR脱硝装置脱硝后的烟气进行加温，使原来低温气体的温度为110-170℃的烟气加温至250-450℃形成高温气体14，废水蒸发装置10顶部及侧面均通入烟气，且废水蒸发装置10内的烟气温度由上至下依次提高使废水蒸发装置10内部的温度提高，高温气体14可提高螺旋管道9内部的温度，加速雾化废水在螺旋管道9内的蒸发效果保证废水蒸发装置10的出口12出的气体温度保持在120℃以上，高于酸的露点温度。螺旋管道9端部连接有摩擦板2，摩擦板2为漏斗状布置在壳体11内，最大直径端与壳体11内壁连接，最小直径端与螺旋管道9入口端连接，摩擦板2上配合连接有分流器4，分流器4上的转轴402与烟气整流器3底面连接，选用摩擦板2改变含有雾化废水的气体的流动方向及气压大小，使烟气汇集至螺旋管道9内，同时摩擦板2与壳体11上端的圆锥台形成截面类似菱形状结构，利于烟气向下流动及提高气压，利用气压推动螺旋管道9及壳体11内的固体颗粒物，避免固体颗粒物残留在壳体11内，出现挂灰、结垢现象，还可防止挂灰弧结垢出现的腐蚀现象。分流器4包括转轴402，转轴402侧面环绕布置扇叶401，扇叶401末端通过均布的弹簧403连接有集热板405，集热板405表面均布有环形的摩擦环404，摩擦环404与摩擦板2滑动连接，利用进风口6进入的烟气的气流带动扇叶401转动改变进入的烟气气流使其形成螺旋气流，降低烟气的流速有效延长烟气在壳体11内部的流速，在扇叶401转动的同时使摩擦环404与摩擦板2进行摩擦产生摩擦热量，摩擦环404及摩擦板2的表面温度升高，利用高温状态的摩擦环404和摩擦板2对烟气进一步加温加速废水蒸发效果，在摩擦板2与摩擦环404进行摩擦的时候待会使螺旋管道9产生微量震动促进固体颗粒在螺旋管道9内的位移。烟气整流器3表面均设通气孔，通气孔之间设有通气槽，烟气整流器3表面的通孔率在35%~45%之间，用于保证进风口6上方进入的低温烟气18均匀的进入壳体11内部并达到减速的效果，有益于延长低温烟气18在壳体11内部的停留时间。螺旋管道9表面均设有矩形散气孔901，散气孔901中部设有两块相对的弧形板902，弧形板902间距优选为0.57mm。在螺旋管道9表面开设截面为矩形状的散气孔901使烟气气流在经过螺旋管道9时部分烟气流出螺旋管道9外直接与高温气体14接触增加废水蒸发效果避免雾化废水对螺旋管道腐蚀，并使散气孔901外侧的空气密度降低形成低压区促使螺旋管道9内密度相对较高的空气向外流动，可有效防止固体颗粒及固体物在螺旋管道9内残留造成堵塞或对螺旋管道9造成腐蚀，在散气孔中部设置的弧形板902在高温气体14的作用下发生软化，增大弧形板902的弯曲度及表面粗糙度，气流在经过弧形板902时气流的冲击力及气压会使两块弧形板902发生碰撞，经过散气孔901的气流中的雾化废水与弧形板902发生碰撞，在撞击时雾化废水的水滴大小被进一步缩小促使含盐成分的水雾化形成固体颗粒同时雾化水滴撞击弧形板902中的固体杂质可直接被烟气的气流带走无需经过蒸发使水与固体杂质分离。本发明的弧形板902由以下成分及重量份组成：钛镍合金17份、铜锌合金8份、二氧化硅30份、硅烷耦合剂22份、石英砂35份、φ为0.1mm的金刚石10份，氟化钠35份、碳酸钙40份,石墨粉3份、三氯乙烯50份、亚甲基二萘磺酸钠40份、环戊醇28份、水玻璃15份、烷基酚聚氧乙烯醚34份，该弧形板902的制备方法如下：按重量份计，将钛镍合金、铜锌合金熔融形成金属水，备用，将二氧化硅、硅烷耦合剂、石英砂、φ为0.1mm的金刚石，氟化钠、碳酸钙、石墨粉、三氯乙烯、亚甲基二萘磺酸钠、环戊醇、水玻璃在60℃条件下混合均匀，加温至80℃持续30min后与金属水、混合物0.04重量份一起倒入模具中，得弧形板902，其中混合物由L-脯氨酸甲酯盐酸盐和D-脯氨酸甲酯盐酸盐，两者质量比为57:3，在弧形板902制备过程中通过加入混合物避免制备的弧形板内出现碳迁移的情况，提高弧形板902的机械强度和表面光滑性赋予弧形板优异的防粘效果并且制备的弧形板902的耐盐雾效果极好，经测试弧形板902的耐盐雾时间在543h以上，耐酸性可达到350h以上，耐碱性达到330h以上。弧形板902与散气孔901形成的空间面积与散气孔901空间面积的比值为0.33-0.45:1，根据公式，其中为螺旋管道强度，P为孔隙率，rm为孔面积，K为气压强度，优选了弧形板902与散气孔901形成的空间面积与散气孔901空间面积的比值0.35:1，实现散气孔901外侧的空气密度降低形成低压区促使螺旋管道9内密度相对较高的空气向外流动，并且保证经过散气孔901的气流中的雾化废水与弧形板902发生碰撞，在撞击时雾化废水的水滴大小被进一步缩小促使含盐成分的水雾化形成固体颗粒同时雾化水滴撞击弧形板902中的固体杂质可直接被烟气的气流带走无需经过蒸发使水与固体杂质分离。壳体11侧面还设有泄压孔20，避免壳体11内部气压过高出现意外情况，通过泄压孔20定期对壳体11内部进行泄压。实施例4：本发明的带有空气预热器的废水蒸发设备，实际使用时：电厂中经过SCR脱硝装置脱硝后的烟气流通至空气预热器15处，在流通的过程中一部分的低温气体18通过管道直接输送至废水蒸发装置10上部，并且废水箱19内的废水同时由进水管1进入废水蒸发装置10内由雾化喷嘴7将废水转化为雾化离子90微米的废水滴，进风口6进入的低温气体18经烟气整流器3将气流分布均并带动雾化后的废水向螺旋管道9移动同时使分流器4上的扇叶401发生转动使经过的气体呈螺旋状气流并且摩擦板2和摩擦环404表面温度升高，利用高温状态的摩擦环404和摩擦板2对烟气进一步加温加速废水蒸发效果，在摩擦板2与摩擦环404进行摩擦的时候待会使螺旋管道9产生微量震动促进固体颗粒在螺旋管道9内的位移，烟气在螺旋管道9内流动，在此之前空气预热器15将加温后的气体由壳体11侧面的加温口8输入高温气体14，通过高温气体14增加废水的蒸发效果避免雾化废水对螺旋管道9腐蚀，表面温度升高，利用高温状态的摩擦环404和摩擦板2对烟气进一步加温加速废水蒸发效果，在摩擦板2与摩擦环404进行摩擦的时候待会使螺旋管道9产生微量震动促进固体颗粒在螺旋管道9内的位移，高温气体14还使弧形板902发生软化增大弧形板902的弯曲度及表面粗糙度，气流在经过弧形板902时气流的冲击力及气压会使两块弧形板902发生碰撞，经过散气孔901的气流中的雾化废水与弧形板902发生碰撞，在撞击时雾化废水的水滴大小被进一步缩小促使含盐成分的水雾化形成固体颗粒同时雾化水滴撞击弧形板902中的固体杂质可直接被烟气的气流带走无需经过蒸发使水与固体杂质分离，气体经过出口12时，气体中的雾化废水滴含量极低，气体将废水蒸发后的盐形成的固体颗粒及废水中的杂质带出经过液体收集器5，液体收集器5对残留在烟气中的水蒸气冷凝，间隔交错设置的冷凝板502降低从废水蒸发装置10流出的烟气流速，保证烟气中的废水滴100%被冷凝，使烟气在液体收集器5内的停留时间延长并且利于废水滴在冷凝过程吸收经过烟气的热量，实现降低烟气热量的效果，使电厂的排烟温度达到规定温度，还通过设置冷凝板502与液体收集器5内腔高度及冷凝板502表面的透气孔比保证烟气通过，防止气流堵塞及烟气中的固体颗粒残留在液体收集器5内部，冷凝板502仅用于凝结废水滴对水蒸气的凝结效果较差，雾化废水滴经液体收集器5冷凝收集，再将收集的废水输送至废水箱19再次蒸发，烟气到达至电除尘装置13后出去固体物实现废水零排放。实施例5：在实际生产过程中经过分析，本发明的设备相比与其他废水蒸发装置经济效果更好，运行成本更低，分析情况如下：方法或装置一次性投资每吨水的处理费用装置管理结论化学沉淀法60万3.95元需专人管理处理成本高，存在二次污染风险机械雾化蒸发150万2.43元需专人管理一次性投机成本高本发明的设备25万0.43元无需专人管理投资及运行成本低，无需管理节约人工成本上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细描述。应理解，上述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明叙述的内容之后，本领域技术人员可对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。当前第1页1 2 3