一种四角切圆型脱硫废水闪蒸装置及其安装结构的制作方法

本发明涉及一种四角切圆型脱硫废水闪蒸装置及其安装结构，属于燃煤发电厂脱硫废水零排技术领域。

背景技术：

当前燃煤发电在整个发电行业内占比超过了70％，绝大多数的燃煤电厂采用“石灰石-石膏湿法脱硫工艺”对烟气进行脱硫。在环保政策驱使下，湿法脱硫废水成为治理重点。然而，目前脱硫废水零排放技术流派多，且均处于试点、技术验证阶段，解决结垢堵塞、能耗高、成本高等难题是当下行业研究的焦点。

燃煤锅炉脱硫废水零排工艺中，常规技术路线包括把脱硫废水利用锅炉烟气的热量进行蒸发，脱硫废水喷入空气预热器出口主烟道内或喷入单独设置的空气预热器旁路烟道内；因喷入出口主烟道可能带来严重的烟道腐蚀风险，故一般选择新建旁路烟道蒸发脱硫废水，废水中污染物以干灰形式排出，盐分结晶颗粒进入除尘器或灰斗。

传统空气预热器旁路烟道脱硫废水闪蒸装置存在体积大、基建工作量大以及需维持较高旁路排烟温度才能保证不存在废水粘壁腐蚀等问题，因此，初始投资成本高以及运行成本高等问题限制了其进一步应用发展。

技术实现要素：

为了解决传统空气预热器旁路烟道脱硫废水闪蒸装置存在的问题，本发明提供一种四角切圆型脱硫废水闪蒸装置及其安装结构。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种四角切圆型脱硫废水闪蒸装置，包括闪蒸罐本体、进口旁路烟道和出口旁路烟道；闪蒸罐本体顶部沿周边设有四个进气口，闪蒸罐本体底部设有出气口；进口旁路烟道包括四个进口旁路烟道支路，四个进口旁路烟道支路分别与闪蒸罐本体上的四个进气口相接连通；每个进气口设有至少一个脱硫废水雾化枪，脱硫废水雾化枪的喷口位于进气口内、并指向闪蒸罐本体内，四个进口旁路烟道支路的烟气进气方向形成四角切圆结构，四个进气口上的脱硫废水雾化枪的喷射方向形成四角切圆结构；出口旁路烟道与闪蒸罐本体上的出气口相接连通。

上述的进气方向指烟气进入闪蒸罐本体内的方向；喷射方向指废水喷入闪蒸罐本体内的方向。

当将本申请四角切圆型脱硫废水闪蒸装置用于空气预热器旁路烟道脱硫废水闪蒸时的安装结构，包括空气预热器，空气预热器上设有进口主烟道和出口主烟道，四个进口旁路烟道支路的一端分别与闪蒸罐本体上的四个进气口相接连通、四个进口旁路烟道支路的另一端均与进口主烟道相接连通；出口旁路烟道的一端与闪蒸罐本体上的出气口相接连通、出口旁路烟道的另一端与出口主烟道相接连通。

安装时，优选，脱硫废水雾化枪是要从进口旁路烟道支路中伸出、并通过管道与脱硫废水源连通的，运行时，进口旁路烟道支路中的烟气和经脱硫废水雾化枪雾化后的脱硫废水同时从闪蒸罐本体上的四个进气口分别以四角切圆结构喷入闪蒸罐本体内，实现了旁路高温烟气与雾化脱硫废水的强化混合与传热。

申请人经研究发现，采用上述技术方案，旁路高温烟气与雾化脱硫废水强化混合，可以在较小空间、较短时间内实现对脱硫废水蒸干，同时保证出口旁路烟道中的排烟温度低于150℃以下也不存在脱硫废水粘壁腐蚀等问题，从而节约现场布置空间、节省初始投资以及降低运行能耗。

四个进口旁路烟道支路可以是由一个主进口旁路烟道分支形成的四个支路，分支前的主进口旁路烟道与进口主烟道相接连通，分支后的四个进口旁路烟道支路分别与闪蒸罐本体上的四个进气口相接连通；或者四个进口旁路烟道支路为独立的四个管路，也即每个进口旁路烟道支路的一端与闪蒸罐本体上的其中一个进气口相接连通、另一端与进口主烟道相接连通，这种方案是比较优选的方案，灵活性好，便于安装，也能更好的保证四个支路内烟气的均匀性。

为节约能耗，优选，基于空气预热器旁路烟道的四角切圆型脱硫废水闪蒸装置正常运行时，出口旁路烟道内的烟气温度低于130℃。更优选，出口旁路烟道内的烟气温度在105～130℃之间。

为了提高闪蒸效果，同时合理利用空间，闪蒸罐本体为立式结构。

为了提高脱硫废水闪蒸效果，闪蒸罐本体内的横截面为正方形。以降低脱硫废水粘壁的风险。

为了提高脱硫废水闪蒸效果，防止较大雾滴落入四角切圆中心位置导致蒸发速率变慢，本发明还包括中心流化烟道，中心流化烟道一端连通进口旁路烟道或者连通空气预热器的进口主烟道，中心流化烟道另一端从闪蒸罐本体底部伸入闪蒸罐本体内、并指向闪蒸罐本体内的上部。也即通过中心流化烟道从进口旁路烟道或者连通空气预热器的进口主烟道将高温烟气引入到闪蒸罐、并从闪蒸罐的底部进入自下而上吹扫，更好地确保蒸发速率。当中心流化烟道与进口旁路烟道连通时，可与四个进口旁路烟道支路中的任何一个或两个以上连通。

本申请上下、左右、顶部、底部等方位词，均指装置正常使用时的相对位置。

为了进一步提高闪蒸效果，优选，同一个进口旁路烟道支路中的烟气进气方向与脱硫废水雾化枪喷射方向一致。

为了方便调节和控制，每个进口旁路烟道支路上均设有旁路调平阀和旁路烟气流量计。

进一步，根据烟气流量计测量信号反馈自动调节旁路调平阀。力求四角进气流量相等、切圆中心位于闪蒸罐本体内的中心区域。具体的调节和控制参照现有技术。

为了提高脱硫废水闪蒸效果，脱硫废水雾化枪上游设有废水管道，脱硫废水雾化枪的尾部从对应的旁路烟道支路中伸出、并与废水管道连通，位于旁路烟道支路外的脱硫废水雾化枪上或废水管道上设有废水流量调节阀和废水流量计。

脱硫废水雾化枪对应的旁路烟道支路也即与脱硫废水雾化枪共用一个进气口的旁路烟道支路。

作为常识，上游到下游的方向，也即物料流动的方向，物料从上游流向下游。

进一步，根据废水流量计测量信号反馈自动调节废水流量调节阀。力求四角输入脱硫废水量相等、切圆中心位于上述四角切圆型脱硫废水闪蒸装置的中心区域。具体的调节和控制参照现有技术。

优选，为避免脱硫废水蒸干形成的高盐灰全部进入除尘器而影响飞灰的综合利用，优选，四角切圆型脱硫废水闪蒸装置还包括高盐灰斗和高盐灰仓，高盐灰仓的顶部设有进口、底部设有输送管路，高盐灰斗的一端与出口旁路烟道连通、另一端与高盐灰仓的进口连通；输送管路上设有输送泵。用于单独收集部分高盐灰，从而减少对电除尘飞灰品质的影响。

本发明未提及的技术均参照现有技术。

本发明四角切圆型脱硫废水闪蒸装置，以四角切圆方式将旁路高温烟气与雾化脱硫废水强化混合与传热，实现了在较小空间、较短时间内蒸干脱硫废水，避免了废水粘壁腐蚀等问题，具有投资省、运行费用低等显著优势，工程应用价值高。

附图说明

图1为本发明四角切圆型脱硫废水闪蒸装置安装结构示意图；

图2为图1中空气预热器烟道及四角切圆型脱硫废水闪蒸装置部分的俯视图；

图中：1为进口主烟道，2为出口主烟道，3为闪蒸罐本体，4为进口旁路烟道支路一，5为进口旁路烟道支路二，6为出口旁路烟道，7为压缩空气通路，8为脱硫废水通路，9为旁路烟气流量计，10为旁路调平阀，11为废水流量调节阀，12为废水流量计，13为脱硫废水雾化枪喷口，14为高盐灰斗，15为高盐灰仓，16为输送泵，17为输送管路，18为中心流化烟道。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

如图1-2所示，一种四角切圆型脱硫废水闪蒸装置，包括闪蒸罐本体、进口旁路烟道和出口旁路烟道；闪蒸罐本体顶部沿周边设有高度相同的四个进气口，闪蒸罐本体底部设有出气口；进口旁路烟道包括四个进口旁路烟道支路，四个进口旁路烟道支路分别与闪蒸罐本体上的四个进气口相接连通；每个进气口设有至少一个脱硫废水雾化枪，脱硫废水雾化枪的喷口位于进气口内、并指向闪蒸罐本体内，四个进口旁路烟道支路的烟气进气方向形成四角切圆结构，四个进气口上的脱硫废水雾化枪的喷射方向形成四角切圆结构；出口旁路烟道与闪蒸罐本体上的出气口相接连通。

上述的进气方向指烟气进入闪蒸罐本体内的方向；喷射方向指废水喷入闪蒸罐本体内的方向。

当将本申请四角切圆型脱硫废水闪蒸装置用于空气预热器旁路烟道脱硫废水闪蒸时的安装结构，包括空气预热器，空气预热器上设有进口主烟道和出口主烟道，四个进口旁路烟道支路的一端分别与闪蒸罐本体上的四个进气口相接连通、四个进口旁路烟道支路的另一端均与进口主烟道相接连通；出口旁路烟道的一端与闪蒸罐本体上的出气口相接连通、出口旁路烟道的另一端与出口主烟道相接连通。

安装时，脱硫废水雾化枪是要从进口旁路烟道支路中伸出、并通过管道与脱硫废水源连通的，运行时，进口旁路烟道支路中的烟气和经脱硫废水雾化枪雾化后的脱硫废水同时从闪蒸罐本体上的四个进气口分别以四角切圆结构喷入闪蒸罐本体内，实现了旁路高温烟气与雾化脱硫废水的强化混合与传热。

申请人经实践证明，采用上述技术方案，旁路高温烟气与雾化脱硫废水强化混合与传热，可以在较小空间、较短时间内实现对脱硫废水蒸干，同时保证出口旁路烟道中的排烟温度低于150℃以下也不存在脱硫废水粘壁腐蚀等问题，从而节约现场布置空间、节省初始投资以及降低运行能耗。

四个进口旁路烟道支路可以是由一个主进口旁路烟道分支形成的四个支路，分支前的主进口旁路烟道与进口主烟道相接连通，分支后的四个进口旁路烟道支路分别与闪蒸罐本体上的四个进气口相接连通；或者四个进口旁路烟道支路为独立的四个管路，也即每个进口旁路烟道支路的一端与闪蒸罐本体上的其中一个进气口相接连通、另一端与进口主烟道相接连通，这种方案是比较优选的方案，灵活性好，便于安装，也能更好的保证四个支路内烟气的均匀性。

实施例2

与实施例1基本相同，所不同的是：为节约能耗，四角切圆型脱硫废水闪蒸装置正常运行时，出口旁路烟道内的烟气温度在105～120℃之间。经长期实践运行，没有出现脱硫废水粘壁腐蚀等问题。

实施例3

与实施例1基本相同，所不同的是：为了提高闪蒸效果，同时合理利用空间，闪蒸罐本体为立式结构。为了提高脱硫废水闪蒸效果，闪蒸罐本体内的横截面为正方形。以降低脱硫废水粘壁的风险。

实施例4

与实施例3基本相同，所不同的是：为了进一步提高闪蒸效果，同一个进口旁路烟道支路中的烟气进气方向与脱硫废水雾化枪喷射方向一致。

实施例5

与实施例4基本相同，所不同的是：

为了方便调节和控制，每个进口旁路烟道支路上均设有旁路调平阀和旁路烟气流量计，根据烟气流量计测量信号反馈自动调节旁路调平阀。力求四角进气流量相等、切圆中心位于闪蒸罐本体内的中心区域。具体的调节和控制参照现有技术。

为了提高脱硫废水闪蒸效果，脱硫废水雾化枪上游设有废水管道，脱硫废水雾化枪的尾部从对应的旁路烟道支路中伸出、并与废水管道连通，要做好脱硫废水雾化枪与旁路烟道支路交界处的密封，避免泄漏，位于旁路烟道支路外的脱硫废水雾化枪上或废水管道上设有废水流量调节阀和废水流量计，根据废水流量计测量信号反馈自动调节废水流量调节阀。力求四角输入脱硫废水量相等、切圆中心位于上述四角切圆型脱硫废水闪蒸装置的中心区域。具体的调节和控制参照现有技术。

实施例6

与实施例5基本相同，所不同的是：为避免脱硫废水蒸干形成的高盐灰全部进入除尘器而影响飞灰的综合利用，四角切圆型脱硫废水闪蒸装置还包括高盐灰斗和高盐灰仓，高盐灰仓的顶部设有进口、底部设有输送管路，高盐灰斗的一端与出口旁路烟道连通、另一端与高盐灰仓的进口连通；输送管路上设有输送泵。用于单独收集部分高盐灰，从而减少对电除尘飞灰品质的影响。

实施例7

与实施例1基本相同，所不同的是：为了提高脱硫废水闪蒸效果，防止较大雾滴落入四角切圆中心位置导致蒸发速率变慢，本发明还包括中心流化烟道，中心流化烟道一端连通进口旁路烟道或者连通空气预热器的进口主烟道，中心流化烟道另一端从闪蒸罐本体底部伸入闪蒸罐本体内、并指向闪蒸罐本体内的上部。当中心流化烟道与进口旁路烟道连通时，可与四个进口旁路烟道支路中的任何一个或两个以上连通。经实践验证，中心流化烟道无论是与空气预热器的进口主烟道连通，还是与四个进口旁路烟道支路中的任何一个或两个以上连通，都能达到预期的闪蒸效果。

上述各例的四角切圆型脱硫废水闪蒸装置，以四角切圆方式将旁路高温烟气与雾化脱硫废水强化混合与传热，实现了在较小空间、较短时间内蒸干脱硫废水。对于一台600mw燃煤机组，建立一个尺寸为4×4×4m的四角切圆型脱硫废水闪蒸装置，旁路约满负荷烟气流量的10％，每小时可处理15～18吨脱硫废水。经长期实践运行，没有出现脱硫废水粘壁腐蚀等问题，具有投资省、运行费用低等显著优势，工程应用价值高。