一种脱硫废水零排放烟道蒸发并协同脱除SO3/HCl的装置及方法

本发明涉及燃煤机组脱硫废水零排放领域，尤其涉及一种脱硫废水零排放烟道蒸发并协同脱除so3/hcl的装置及方法。

背景技术：

随着我国经济水平的提高，工业、生活用电需求越来越大，当前国内主要以火力发电为主，煤炭消耗量增加，导致我国大气污染呈现出加速恶化的趋势。为了达到《火电厂大气污染物排放标准》(gb13223-2011)，石灰石-石膏法脱硫工艺已成为燃煤电厂的标准配置。但是该工艺在运行过程中，会产生含有各种杂质的脱硫废水。

由于腐蚀性强、浊度高、重金属含量超标、含盐量高和水质波动大、水量不稳定的特点，脱硫废水处理难度较大。目前为止，较为成熟的工艺化学沉淀法虽然能够有效的去除金属离子，但是出水仍旧含有大量氯离子，因此脱硫废水零排放技术应运而生，如蒸发结晶技术、主烟道蒸发技术和旋转雾化干燥技术等。上述各方法对脱硫废水处理都存在一定缺陷，如传统的蒸发结晶技术建设投资和运行费用较高。烟道蒸发技术是将废水喷入空气预热器与除尘器之间的烟道，利用热烟气将废水完全蒸发，废水中的污染物转化为结晶物或盐类等固体，但是由于低温改造，空气预热器与电除尘器之间的烟道距离较小，若脱硫废水全部由主烟道蒸发,可能达不到完全蒸发的目的；而脱硫废水旋转雾化干燥塔则是抽取scr脱硝反应器与空气预热器之间的一股热烟气，通过旋转雾化干燥塔进行废水蒸发，若脱硫废水全部由旋转雾化干燥塔蒸发，则可能会对锅炉造成过多负荷。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明针对现有脱硫废水旋转雾化干燥装置进行改造，提供了一种脱硫废水零排放烟道蒸发并协同脱除so3/hcl的装置及方法。

为了达到上述目的，本发明解决采取的具体技术方案如下：

一种脱硫废水零排放烟道蒸发并协同脱除so3/hcl的装置，包括依次与主烟道连接的scr脱硝反应器、空气预热器、除尘器、脱硫塔，还包括旋转雾化干燥塔、三联箱、搅拌池、废水提升泵、高位给料箱、喷射装置和盐分回收处理系统，其中：

所述旋转雾化干燥塔的一端通过第一旁路烟道与所述scr脱硝反应器和空气预热器之间的主烟道连通，另一端通过第二旁路烟道与所述空气预热器和除尘器之间的主烟道连通；所述盐分回收处理系统与所述旋转雾化干燥塔的底部出料口连接；

所述三联箱的入口端与所述脱硫塔连接，所述三联箱的出口端设置一个三通；所述三通的第一端口与所述三联箱的出口端连接；所述三通的第二端口通过所述废水提升泵与所述高位给料箱连接，所述高位给料箱与所述旋转雾化干燥塔连接；所述三通的第三端口与所述搅拌池连接，所述搅拌池通过所述废水提升泵与所述喷射装置连接，所述喷射装置设置在所述空气预热器和除尘器之间的主烟道主烟道内。

进一步，所述喷射装置为双流体雾化喷嘴。

进一步，所述旋转雾化干燥塔包括：干燥塔主体、旋转雾化器和烟气分布器；所述旋转雾化器与所述高位给料箱相连，所述烟气分布器与所述第一旁路烟道相连。

进一步，所述喷射装置和所述第二旁路烟道与所述主烟道接口处的距离为1米到2米，且在远离所述空气预热器的方向。

一种脱硫废水零排放烟道蒸发并协同脱除so3/hcl的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，湿法脱硫过程中产生的脱硫废水先经过所述三联箱加入石灰浆调质至弱碱性，调质后的脱硫废水ph值为9到10；

步骤2，在所述三联箱的出口端，一部分调质后的脱硫废水通过所述三通的第二端口由所述废水提升泵输送至所述高位给料箱，自流进入所述旋转雾化干燥塔，并与所述scr脱硝反应器与所述空气预热器之间抽取的热烟气充分接触，废水迅速蒸干，水分蒸发进入烟气中，由第二旁路烟道排入主烟道，蒸发析出的大部分无机盐分落入所述旋转雾化干燥塔底部出料口输送至所述盐分回收处理系统；

步骤3，其余调质后的脱硫废水则通过所述三通的第三端口进入所述搅拌池，在其中添加碱性吸收剂，然后经所述废水提升泵输送至所述喷射装置，喷入所述主烟道中蒸发，废水蒸发过程中碱性吸收剂与烟气中hcl和so3发生反应捕集，并与所述第二旁路烟道排出的烟气一起进入所述除尘器，由所述除尘器捕集废水蒸发析出的无机盐细颗粒。

进一步，通过所述三通的第二端口输送至所述旋转雾化干燥塔的脱硫废水量为废水总量的1/2～2/3；通过所述三通的第三端口经过所述喷射装置输送至所述主烟道的脱硫废水量为废水总量的1/3～1/2。

进一步，所述碱性吸收剂为naoh、ca(oh)2、na2co3、nahco3其中的一种或两种，所述碱性吸收剂与烟气中so3+hcl总量的摩尔比为2：1。

进一步，进入所述旋转喷雾干燥塔的进口烟气温度为280-350℃，烟气抽取量为主烟气量的1％～3％。

进一步，喷入所述旋转雾化干燥塔的脱硫废水平均粒径小于60μm，在所述旋转雾化干燥塔中的停留时间不小于20s。

进一步，喷入所述主烟道的脱硫废水平均粒径小于50μm，在所述除尘器入口主烟道中的停留时间不小于0.75s。

本发明的有益效果是：

1.本发明结构简单、操作方便，在原有的脱硫废水旋转雾化干燥塔的基础上结合主烟道蒸发技术，解决了低负荷下单纯采用主烟道蒸发技术难以完全处理脱硫废水的缺陷，有效降低对锅炉热效率的影响。

2.本发明中大部分脱硫废水利用旋转喷雾干燥塔进行蒸发，利用空气预热器前的热烟气热量，不需额外的蒸汽，是一种低能耗的技术；只需抽取少量的热烟气，对锅炉原系统影响小，且达到回收干燥塔底渣中盐分的目的。

3.本发明中一部分脱硫废水经由三联箱调质后在搅拌池中加入碱性吸收剂吸收hcl和so3，碱性脱硫废水在蒸发过程中吸收hcl和so3，减少后续湿法脱硫系统中脱硫废水中的生成量。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、scr脱硝反应器，2、空气预热器，3、旋转喷雾干燥塔，4、除尘器，5、脱硫塔，6、三联箱，7、搅拌池，8、废水提升泵，9、高位给料箱，10、喷射装置，11、盐分回收处理系统，12、主烟道，13、第一旁路烟道，14、第二旁路烟道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“中心”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供一种基于烟气余热蒸发的脱硫废水零排放并协同脱除so3/hcl装置，包括依次与主烟道12连接的scr脱硝反应器1、空气预热器2、除尘器4、脱硫塔5，其特征在于：还包括旋转雾化干燥塔3、三联箱6、搅拌池7、废水提升泵8、高位给料箱9、双流体雾化喷嘴10和盐分回收处理系统11，其中：

所述旋转雾化干燥塔3包括：干燥塔主体、旋转雾化器和烟气分布器；所述旋转雾化器与所述高位给料箱9相连，所述烟气分布器与所述第一旁路烟道13相连；所述旋转雾化干燥塔3的一端通过第一旁路烟道13与所述scr脱硝反应器1和空气预热器2之间的主烟道12连通，另一端通过第二旁路烟道14与所述空气预热器2和除尘器4之间的主烟道12连通；所述盐分回收处理系统11与所述旋转雾化干燥塔3的底部出料口连接；

所述三联箱6的入口端与所述脱硫塔5连接，所述三联箱6的出口端设置一个三通；所述三通的第一端口与所述三联箱6的出口端连接；所述三通的第二端口通过所述废水提升泵8与所述高位给料箱9连接，所述高位给料箱9与所述旋转雾化干燥塔3连接；所述三通的第三端口与所述搅拌池7连接，所述搅拌池7通过所述废水提升泵8与所述双流体雾化喷嘴连接，所述双流体雾化喷嘴设置在所述空气预热器2和除尘器4之间的主烟道12内；

所述双流体雾化喷嘴和所述第二旁路烟道14与所述主烟道12接口处的距离为1米到2米，且在远离所述空气预热器2的方向。

本发明还提供一种基于烟气余热蒸发的脱硫废水零排放并协同脱除so3/hcl的方法，包括以下步骤：

步骤1，湿法脱硫过程中产生的脱硫废水先经过所述三联箱6加入石灰浆调质至弱碱性，调质后的脱硫废水ph值为9到10；

步骤2，在所述三联箱6的出口端，一部分调质后的脱硫废水通过所述三通的第二端口由所述废水提升泵8输送至所述高位给料箱9，自流进入所述旋转雾化干燥塔3，并与所述scr脱硝反应器1与所述空气预热器2之间抽取的热烟气充分接触，废水迅速蒸干，水分蒸发进入烟气中，由第二旁路烟道14排入主烟道，蒸发析出的大部分无机盐分落入所述旋转雾化干燥塔3底部出料口输送至所述盐分回收处理系统11；

步骤3，其余调质后的脱硫废水则通过所述三通的第三端口进入所述搅拌池7，在其中添加碱性吸收剂，然后经所述废水提升泵8输送至所述双流体雾化喷嘴，喷入所述主烟道12中蒸发，废水蒸发过程中碱性吸收剂与烟气中hcl和so3发生反应捕集，并与所述第二旁路烟道14排出的烟气一起进入所述除尘器4，由所述除尘器4捕集废水蒸发析出的无机盐细颗粒。

在一个更优选的实施例中，所述三通上安装一个流量调节阀，使通过所述三通的第二端口输送至所述旋转雾化干燥塔3的脱硫废水量为废水总量的1/2～2/3；通过所述三通的第三端口经过所述喷射装置10输送至所述主烟道12的脱硫废水量为废水总量的1/3～1/2，两个端口排出脱硫废水的比例依据锅炉负荷实时调节。当锅炉负荷高时，适当提高所述主烟道12脱硫废水蒸发处理量，即通过流量调节阀使经所述三通的第三端口排出的废水量最高到达脱硫废水总量的1/2。

在一个更优选的实施例中，所述碱性吸收剂为naoh、ca(oh)2、na2co3、nahco3其中的一种或两种，所述碱性吸收剂与烟气中so3+hcl总量的摩尔比为2：1。

在一个更优选的实施例中，喷入所述旋转雾化干燥塔3的脱硫废水平均粒径小于60μm，在所述旋转雾化干燥塔3中的停留时间不小于20s。

在一个更优选的实施例中，喷入所述主烟道12的脱硫废水平均粒径小于50μm，在所述除尘器4入口主烟道12中的停留时间不小于0.75s。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。