一种基于半干法脱硫塔的废水烟气余热干燥系统及方法与流程

本发明属于脱硫废水零排放技术领域，涉及一种基于半干法脱硫塔的废水烟气余热干燥系统及方法。

背景技术：

由于脱硫废水中钙、镁等致垢性离子含量高，通常需采用大量药剂对其进行软化处理后，才能进行蒸发结晶操作，药剂费用和运行能耗高，因而近年来，通过抽取脱硝后、空预器前的高温烟气使得脱硫废水蒸发的旁路烟气蒸发干燥塔技术应用较多。但是该技术抽取空预器前的高温烟气会对机组锅炉效率和煤耗造成一定影响。为此，有研究者提出了利用空预器后烟气余热蒸发干燥脱硫废水的方案，该方案通过将脱硫废水喷入空预器与电除尘器前的烟道中并在烟气余热作用下实现蒸发干燥，其主要受限于烟道布置、长度等条件，较易发生脱硫废水蒸干不完全而沾附在烟道壁上的情况，从而给机组安全运行带来一定风险。

半干法脱硫工艺是利用喷雾干燥原理，将吸收剂浆液雾化喷入吸收塔，在吸收塔内，吸收剂在与烟气中的二氧化硫发上化学反应的同时,吸收烟气中的热量使吸收剂中的水分蒸发干燥,脱硫反应后的废渣以干态排出的一种脱硫方式。然而，一些电厂半干法脱硫塔由于自投运后运行效果不佳，电厂已弃用该套系统，原有的半干法脱硫塔仅作为烟道使用。然而，半干法脱硫塔塔体较高，直径适中，内部烟气流场较为平缓，可考虑基于原有半干法脱硫塔的烟道特点进行改造，设计出一套废水烟气余热干燥系统及方法，该系统及方法能够充分利用空预器后烟气余热实现脱硫废水的完全蒸干，且不会发生贴壁现象；该改造方案同时具有投资改造费用低、运行费用低的特点。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于半干法脱硫塔的废水烟气余热干燥系统及方法，该系统及方法基于半干法脱硫塔的特点，能够充分利用空预器后烟气余热实现脱硫废水的完全蒸干，不易发生贴壁现象，具有投资改造费用低、运行费用低的特点。

为达到上述目的，本发明所述的基于半干法脱硫塔的废水烟气余热干燥系统包括半干法脱硫塔、压缩空气母管及过滤后脱硫废水母管，其中，半干法脱硫塔包括半干法脱硫塔塔体以及设置于半干法脱硫塔塔体内的若干双流体雾化喷嘴，压缩空气母管与各双流体雾化喷嘴的压缩空气入口相连通，过滤后脱硫废水母管与各双流体雾化喷嘴的脱硫废水入口相连通，各双流体雾化喷嘴沿周向均匀分布，半干法脱硫塔塔体的底部设置有烟气入口，半干法脱硫塔塔体的顶部设置有烟气出口。

半干法脱硫塔塔体的烟气入口处设置有若干烟气进气口导流板。

还包括若干压缩空气支管，其中，一根压缩空气支管对应一个双流体雾化喷嘴，压缩空气母管经各压缩空气支管与对应双流体雾化喷嘴的压缩空气入口相连通。

还包括若干废水支管，其中一根废水支管对应一个双流体雾化喷嘴，过滤后脱硫废水母管经各废水支管与对应双流体雾化喷嘴的脱硫废水入口相连通。

双流体雾化喷嘴的出口正对烟气的来流方向。

双流体雾化喷嘴的数目为三个。

本发明所述的基于半干法脱硫塔的脱硫废水烟气余热干燥方法包括以下步骤：

过滤后脱硫废水母管输出的脱硫废水进入到双流体雾化喷嘴中；

压缩空气母管输出的压缩空气送入双流体雾化喷嘴中，双流体雾化喷嘴喷出的雾滴竖直向下喷入到半干法脱硫塔内，热烟气经烟气入口进入到半干法脱硫塔塔体内，并竖直向上的热烟气与竖直向下喷入的雾滴混合及传热传质，脱硫废水被蒸干，水分进入到烟气中，蒸干后残留的盐分与灰分结合后被烟气带入电除尘器中，并最终被捕集。

双流体雾化喷嘴的雾化角均为60°。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的基于半干法脱硫塔的废水烟气余热干燥系统及方法在具体操作时，脱硫废水及压缩空气进入到双流体雾化喷嘴中，双流体雾化喷嘴喷出的雾滴竖直向下喷入到半干法脱硫塔内，热烟气经烟气入口进入到半干法脱硫塔内，并竖直向上的热烟气与竖直向下喷入的雾滴混合及传热传质，脱硫废水被蒸干，水分进入到烟气中，蒸干后残留的盐分与灰分结合后被烟气带入电除尘器中，并最终被捕集，以充分利用空预器后烟气余热实现脱硫废水的完全蒸干，另外，本发明利用原有的半法脱硫塔，大大节省了基建投资费用；利用空预器出口后低品位烟气余热实现废水蒸干，也大大降低了运行费用；同时，由于原有半干法脱硫塔的烟道直长，经导流板均布气流后，塔内烟气流场稳定，不易发生“贴壁”现象。

进一步，各双流体雾化喷嘴沿周向均匀分布，使得雾滴与烟气的接触面积更大、混合程度更剧烈，不仅大大加快了雾滴蒸发速率，也利于喷雾蒸发后的烟气温度分布更为均匀；避免了单喷嘴布置时烟气中心区域严重偏低的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中各双流体雾化喷嘴7的分布图。

其中，1为压缩空气母管、2为压缩空气支管、3为过滤后脱硫废水母管、4为废水支管、5为半干法脱硫塔、6为烟气进气口导流板、7为双流体雾化喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1及图2，本发明所述的基于半干法脱硫塔的废水烟气余热干燥系统包括半干法脱硫塔5、压缩空气母管1及过滤后脱硫废水母管3，其中，半干法脱硫塔5包括半干法脱硫塔5塔体以及设置于半干法脱硫塔5塔体内的若干双流体雾化喷嘴7，压缩空气母管1与各双流体雾化喷嘴7的压缩空气入口相连通，过滤后脱硫废水母管3与各双流体雾化喷嘴7的脱硫废水入口相连通，各双流体雾化喷嘴7沿周向均匀分布，半干法脱硫塔5塔体的底部设置有烟气入口，半干法脱硫塔5塔体的顶部设置有烟气出口，半干法脱硫塔5塔体的烟气入口处设置有若干烟气进气口导流板6。

本发明还包括若干压缩空气支管2及若干废水支管4，其中，一根压缩空气支管2对应一个双流体雾化喷嘴7，压缩空气母管1经各压缩空气支管2与对应双流体雾化喷嘴7的压缩空气入口相连通；一根废水支管4对应一个双流体雾化喷嘴7，过滤后脱硫废水母管3经各废水支管4与对应双流体雾化喷嘴7的脱硫废水入口相连通。

双流体雾化喷嘴7的出口正对烟气的来流方向；双流体雾化喷嘴7的数目为三个。

半干法脱硫塔5的净高度大于15m；烟气经烟气进气口导流板6均布后，均匀、竖直地向上流动，流速为3-5m/s；

双流体雾化喷嘴7的雾化角均为60°，喷射方向竖直向下，喷出的雾滴与向上运行的烟气呈逆流接触方式，雾滴粒径约为30-60μm；双流体雾化喷嘴7均布置在同一高度且沿周向120°均布；雾化区域外侧距半干法脱硫塔5塔壁的距离大于0.5m；压缩空气的压力为0.5mpa,废水支路中废水的压力约为0.3mpa。

本发明所述的基于半干法脱硫塔的脱硫废水烟气余热干燥方法包括以下步骤：

1)从过滤后脱硫废水母管3输出的脱硫废水经各废水支管4后进入到双流体雾化喷嘴7中，其中，废水支管4中废水的压力控制为0.3mpa；特别地，脱硫废水中的悬浮物浓度不宜高于70mg/l，且悬浮颗粒最大粒径不超过100μm；

2)从压缩空气母管1输出的压缩空气经压缩空气支管2后送入双流体雾化喷嘴7中，双流体雾化喷嘴7喷出粒径约30-50μm的雾滴竖直向下喷入到半干法脱硫塔5塔体内，热烟气经烟气入口进入到半干法脱硫塔5塔体内，并竖直向上的热烟气与竖直向下喷入的雾滴混合及传热传质，其中，0.5-3s的时间脱硫废水被蒸干，水分进入到烟气中，蒸干后残留的盐分与灰分结合后被烟气带入电除尘器中，并最终被捕集。

本发明通过采用三个双流体雾化喷嘴7沿塔周120°均布、雾滴和烟气逆流接触的方式，使得雾滴与烟气的接触面积更大、混合程度更剧烈，大大加快了雾滴蒸发速率，也利于喷雾蒸发后的烟气温度分布更为均匀；避免了单喷嘴布置时烟气中心区域严重偏低的问题；同时，通过基于原半干法脱硫塔5，大大节省基建投资费用的同时，通过设置导流板使得塔内烟气流场稳定，不易发生“贴壁”现象。