一种含盐废水干燥装置及含盐废水零排放系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种含盐废水干燥装置及含盐废水零排放系统，属于环保技术领域。


背景技术：

2.一些工业生产工艺中会排放出含盐的工业废水，如火力发电厂的脱硫废水，其含盐量为数万mg/l甚至数十万mg/l，这些含盐废水排放到自然水体中会污染水环境。为防治环境污染，需要将废水中的盐分分离出来，实现含盐废水零排放。现有的工艺路线有化学法和热法等几种，其中热法通常是将含盐废水雾化为细小液滴后喷入到热烟气或者热风中，用热烟气或者热风的热量将液滴干燥为水蒸汽和固体颗粒。但这些方法中，液滴与热烟气或者热风换热为气液两相换热，换热系数比较低。而且对于雾化液滴，如果液滴直径较大，则干燥需要时间长、设备体积大；而雾化液滴过小则在喷嘴处易结垢，堵塞喷嘴，使得设备故障率高、可靠性性低，检修维护工作量大。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在提供一种能够高效干燥含盐废水的干燥装置及其零排放系统，利用喷动床换热系数高和停留时间长的特点，通过环形布液和立体布风等技术方案，实现含盐废水快速干燥的同时，又避免了床料粘结团聚及“失流化”等问题。
4.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
5.一种含盐废水干燥装置，包括喷动床体、设置在所述喷动床体底部的立体布风装置，以及设置在所述喷动床体下部的布液管；所述喷动床体下部为从上往下的渐缩式锥形床区，所述布液管呈环绕式设置在所述锥形床区的上部，且靠近壁面设置；所述布液管上设置有若干喷液孔，所述喷液孔朝下和/或斜下开设；所述立体布风装置包括底部布风板和设置在所述底部布风板底部的干燥风室，以及环绕在底部布风板四周的周侧布风板及其外部的环形风箱；所述周侧布风板倾斜式设置，且所述周侧布风板设置在所述锥形床区壁面下部；所述周侧布风板上开设有若干侧布风孔，所述侧布风孔开孔角倾斜向下。
6.可选的，依据本实用新型一个实施例，前述技术方案中，所述锥形床区壁面与水平面的倾斜角为65
°
~85
°
；所述周侧布风板与水平面的倾斜角为65
°
~85
°
。
7.可选的，依据本实用新型一个实施例，前述技术方案中，所述底部布风板包括由里到外设置的高密度孔区和低密度孔区，高密度孔区指底部布风板上开孔率为10%~20%的布风孔区域，低密度孔区指底部布风板上开孔率为5%~10%的布风孔区域，所述高密度孔区的面积占底部布风板总面积的8%~20%，且所述高密度孔区开孔率是低密度孔区开孔率的2倍以上。
8.可选的，依据本实用新型一个实施例，前述技术方案中，所述周侧布风板沿高度设置有两层以上且每层均有若干个侧布风孔。
9.可选的，依据本实用新型一个实施例，前述技术方案中，所述侧布风孔的倾斜角为
30
°
~40
°
。
10.可选的，依据本实用新型一个实施例，前述技术方案中，所述锥形床区内还包括惰性床料，所述侧布风孔按照风速为惰性床料粒子终端速度的0.4~0.6倍设置。
11.一种含盐废水零排放系统，包括前述干燥装置，以及废水循环装置，所述废水循环装置包括废水循环水箱、废水循环泵和废水循环主管，所述废水循环水箱通过废水循环主管与所述布液管相连，形成循环连接；所述废水循环水箱还设有废水进水管。
12.本实用新型的优点及突出性效果包括：
13.1）采用气液固三相接触换热，其换热系数远高于常规的气液两相接触换热，换热效率高，换热效果好，使液滴在干燥器内彻底蒸发。
14.2）采用立体布风装置，通过在底部布风板上分区布置高密度布风孔和低密度布风孔的方式，并辅以周侧布风板设置倾斜向下的侧布风孔，能够消除拐角处的流化死区，强化了床料粒子的宏观内循环，避免了由于流速低导致的粘结成块现象。
15.3）通过采用环绕式布液管多点布液的方式，在环隙区均匀布液，有效避免了局部含盐废水过多导致的粘结成块现象。
附图说明
16.图1为本实用新型所涉及的一种含盐废水干燥装置示意图。
17.图2为本实用新型所涉及的其中一种实施方式的底部布风板示意图。
18.图3为本实用新型所涉及的周侧布风板结构示意图。
19.图4为本实用新型所涉及的布液管设置示意图：a)圆形环绕；b）圆形均分环绕；b)矩形均分环绕。
20.图5为本实用新型所涉及的含盐废水干燥系统示意图。
21.图中：1－喷动床体；2－立体布风装置；3－布液管；4－惰性床料；5－排放管；6－分离器；7－废水循环水箱；8－废水循环主管；9－废水循环泵；10－废水旁路管；11－废水循环主阀；12－旁路阀；201－底部布风板；202－周侧布风板；203－侧布风孔；204－干燥风室；205－环形风箱。
具体实施方式
22.下面将结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。
23.本技术文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
24.含盐废水包括湿法脱硫废水、循环冷却水浓缩废水、化学车间处理后的酸碱中和废水，废水中盐分含量为几万mg/l至几十万mg/l，且在干燥过程中盐分只会结晶析出，其化学成分并不会受热分解。惰性床料选用在运行工况的温度和压力下不与含盐废水中的任何成分发生化学反应，且自身也不发生分解或变质等反应的固体颗粒物。
25.如图1所示，一种含盐废水干燥装置，包括喷动床体1、立体布风装置2、布液管3和惰性床料4。喷动床体1包括锥形床区和柱形床区，锥形床区设置在下部，且为从上往下的渐
缩式设置，底部截面积最小。柱形床区的横截面为圆形、方形或长方形。喷动床体顶部或上部靠近顶部的侧面设置有排气管，能够与分离器6或直接与除尘系统（如用在火电厂时，可以直接利用火电厂原有除尘系统）相连。锥形床区壁面与水平面的倾斜角β为65
°
~85
°
。对于横截面为圆形的床体，倾斜角为锥形台母线与水平面的夹角。锥形床区壁面紧贴底部布风板设置有床料排口，床料排口斜向下15
°
~30
°
，床料排口连接有排放管5，以利于惰性床料粒子排出。
26.锥形床区的底部设置立体布风装置2。立体布风装置2包括底部布风板201和设置在底部布风板底部的干燥风室204，以及环绕在底部布风板四周的周侧布风板202及其外部的环形风箱205。周侧布风板202倾斜式布置，设置在锥形床区壁面下部，靠近底部设置。周侧布风板202与水平面的倾斜角α为65
°
~85
°
。
27.底部布风板上开设有若干布风孔，开孔率为5%~20%。干燥风（通常为>250℃的热风）从干燥风室通过布风孔进入喷动床体底部。底部布风板201包括由里到外设置的高密度孔区和低密度孔区，高密度孔区指布风板上开孔率为10%~20%的区域，低密度孔区指布风板上开孔率为5%~10%的区域，且高密度孔区开孔率是低密度孔区开孔率的2倍及2倍以上。高密度孔区的面积占底部布风板总面积的8%~20%。使高密度孔区上部空间的空塔流速达到床料粒子终端速度的1.2~1.5倍，进而在床内形成上行区和下行区构成宏观内循环。实际上，正是通过高密度孔区和低密度孔区的分布式设置，干燥风在高密度孔区上部空间形成高速气流区（亦即喷动区），而在低密度孔区上部空间形成低速气流区，从而形成了中心喷动区四周环隙区的内循环流动状态。其中一种实施方式如图2所示。对于矩形底部布风板，也可以采用类似实施方式（包括圆形、椭圆形、类矩形，使得内外分别形成喷动区和环隙区），对此，本领域一般技术人员均能够理解和想象，在此不再详述。
28.如图3所示，周侧布风板上开设有若干侧布风孔。通常而言，可以直接利用布风板的厚度，直接在周侧布风板上开设开孔角倾斜向下侧布风孔。必要情况下，还可以通过布风管形式强化倾斜布风。侧布风孔的倾斜角θ为30
°
~40
°
。且侧布风孔按照风速为惰性床料粒子终端速度的0.4~0.6倍设置，从而消除锥段的流化死区，同时产生横向的推动力，强化宏观的内循环，避免出现在拐角处床料粒子粘结成块造成的失流化现象。干燥风室与环形风箱之间设有连通管或连通口使得二者相通，或二者独立供风。在实施过程中，通常可以通过三种实施方式来布设立体布风装置：1）底部布风板和周侧布风板一体式设置；2）底部布风板和周侧布风板各自独立设置，且周侧布风板和锥形床区也各自独立，此时周侧布风板倾斜角和锥形床区倾斜角也独立在其范围内设置；3）锥形床区靠近底部的壁面作为周侧布风板，直接在其上开设侧布风孔，此时周侧布风板与锥形床区的倾斜角一致。
29.含盐废水在干燥结晶的过程中，如果床料粒子流速低则会造成盐分和床料粒子粘结成块，在床体空间的拐角位置发生失流化。采用侧壁+底部的立体布风结构，能够强化拐角处床料粒子的流动，防止拐角区出现失流化，加强床料粒子内循环，有效降低床料粒子粘结成块的风险。
30.布液管3设置在锥形床区的上部，优选的，靠近锥形床区顶部设置。图4显示了布液管设置的其中几种实施方式，布液管3环绕着设置在喷动床体1内（如图4a所示），且通常设置在锥形床区内，且靠近壁面设置。优选的，为了尽可能的达到布液均匀，布液管3呈两段式对称环绕式布置，根据锥形床区的横截面设置方式，采用圆形环绕（图4b）或矩形环绕（图
4c）乃至多边形环绕。且根据规模情况，也可以采用三至四段式均匀布置。同时，布液管3上均布式设置有若干喷液孔，以形成均匀布液。喷液孔倾斜向下使得含盐废水喷向惰性床料粒子的下降区而非上升区，亦即喷向环隙区。
31.喷动区气流流速高，动能大，携带着惰性床料粒子一起向上运动，超过周围环隙区惰性床料粒子的高度，进入到或接近柱形床区底部。由于锥形床区的横截面是下面小上面大的结构，随着横截面积增加，气体流速下降，降低到一定程度时，喷动区的气流速度无法再携带惰性床料粒子向上运动，惰性床料粒子纷纷向两侧环隙区降落。而环隙区的气流速度低于惰性床料粒子的终端速度，无法携带惰性床料粒子颗粒向上运动，只能吹动惰性床料粒子颗粒滚动和平移，如此，环隙区的惰性床料粒子在环隙区的空间内发生剧烈的相互碰撞与摩擦，进行传热传质，并且随着喷动区的惰性床料粒子减少，在压力和侧向风的双重作用下输送到喷动区。这样，就形成了惰性床料粒子在锥形床区空间内的循环运动：在喷动区内被高速气流携带上升，如“喷泉”一样喷出液面，然后向四周落下，落入环隙区，在环隙区内缓慢下落，与周围的惰性床料粒子发生剧烈的碰撞与摩擦，传热传质，然后被吹到中间喷动区进行新一轮循环。惰性床料粒子只能在锥形床区内循环运动，锥形床区出口截面处的气流速度不足以携带惰性床料粒子向上运动。而上部柱形床区的设置还使得上行气体中可能携带的微小液滴进一步被干燥。
32.如图5所示，一种含盐废水零排放，包括如图1所示的干燥装置，以及废水循环装置。废水循环装置包括废水循环水箱7、废水循环泵9和废水循环主管8。废水循环水箱7通过废水循环主管8与布液管3相连，形成循环连接。废水循环主管8上设置有废水旁路管10，使得在干燥装置启动过程或停运检修过程时，含盐废水能够被短路，此时，废水循环主管8和废水旁路管10分别设有废水循环主阀11和旁路阀12，且废水循环主阀11靠近干燥装置一端管路设置。废水循环主阀还可以包括循环废水进口阀和出口阀等。废水循环水箱还设有废水进水管，待干燥的含盐废水通过废水进水管进入到废水循环水箱中。干燥装置可以设置多套，并联式与废水循环水箱相连，此时每一套干燥装置对应设置一支干路，且每一支干路均设置有控制阀门。对此，本领域一般技术人员均可以理解和想象，在此不再详述。
33.含盐废水在干燥装置中干燥，盐分以固体方式析出，经床料粒子之间的摩擦与碰撞，破碎为几微米至几十微米的细小颗粒，随热风乏气一起被吹出，在后续的分离或除尘装置（如分离器6）中实现气固分离，从而实现含盐废水零排放。
34.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。