[實用新型]一種旋流霧化脫硫廢水凝并除塵自適應處理裝置

有效

• 申請號: 201720591385.2
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN207210002U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 劉定平;黃俊欽;周俊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣東埃森環保科技有限公司
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C02F1/38;B01D50/00;C02F103/18
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 蔡克永

技術領域

本實用新型涉及火電廠煙氣脫硫除塵領域，尤其涉及一種旋流霧化脫硫廢水凝并除塵自適應處理裝置。

背景技術

近年來，隨著經濟社會的快速發展，我國火電裝機容量不斷增長，但伴隨而來的污染物的排放總量的增加對生態環境帶來了巨大的壓力，因此煙氣脫硫處理技術逐漸受到關注。當前，石灰石-石膏濕法脫硫技術因具有適用性強、脫硫效率高、吸收劑利用率高、設備運轉率高、脫硫劑石灰石來源豐富廉價易得等優點，成為應用最廣泛、技術最成熟的脫硫工藝。

然而，這種工藝所產生的脫硫廢水的pH為4～6，并且含有大量的懸浮物(石膏顆粒、二氧化硅、鋁和鐵的氫氧化物)、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽、氟化物和微量的重金屬。這其中很多是國家環保標準中要求控制的第一類污染物，采用常用的中和、絮凝、沉淀等化學方法處理后也無法達到排放指標。由于水質的特殊性，脫硫廢水處理難度較大，處理不達標將造成嚴重的水污染。

目前，脫硫廢水的處理難點主要有以下幾點：

1、水質、水量受燃煤、脫硫系統補水及脫硫運行工況影響大，水質波動范圍很大；

2、懸浮物濃度高，細顆粒物比例大，易造成膜過濾裝置污堵；

3、硅、鎂等濃度高，硫酸鈣過飽和度高，結垢傾向強，膜系統結垢清洗恢復難；

4、有機物濃度高時，顯著影響膜系統運行性能，造成膜污堵。

因此，對火電廠脫硫廢水處理工藝的創新性研究是行業的熱點。除了傳統的加藥、沉淀、壓濾外，也有采用分子膜過濾等工藝，但這些工藝不僅處理成本高，而且很難實現零排放。

當前，在脫硫廢水的零排放處理工藝領域，主要有兩類工藝路線：蒸發結晶法和鍋爐煙道處理法。

蒸發結晶法是將脫硫廢水引入專門的蒸發器中，通過蒸汽或電加熱器加熱至沸騰，使得廢水中的水分逐漸蒸發成氣相，所分離的氣相水經冷卻后重新凝結成液相，得到重復利用；廢水中的懸浮物和可溶性物質隨著濃縮倍數的增大而被截留在蒸殘液中，最終以晶體形式析出。蒸發結晶法因其傳熱系數高、操作彈性大、進水預處理簡單等優點，被廣泛應用于化工、醫藥、海水淡化以及廢水處理等領域中。但蒸發結晶法所具有的能耗高、設備易結垢和投資大等缺點是制約其應用的重要因素。

而鍋爐煙道處理法是在煙道內噴霧蒸發處理脫硫廢水的一種方法。即通過一定的噴射方式，將脫硫廢水霧化后噴入電除塵器之前的鍋爐尾部煙道內，使得霧化后的廢水液滴在高溫煙氣的加熱下迅速蒸發氣化，而其中的懸浮物與可溶性物質則形成細小的固體顆粒，在煙氣流的夾帶作用下一同進入電除塵器被電極捕捉，成為灰分排除，實現脫硫的廢水近零排放處理。

與傳統的蒸發結晶法相比，煙道處理法所需要的設備簡單，無需添加額外的化學藥劑，能夠有效解決當前廢水處理系統所存在的設備數量較多、投資金額巨大、運行成本高昂和檢修維護的工作量較大等缺點；與此同時，系統的運行操作流程簡單，脫硫廢水中的污染物均成為灰分排除，因而不存在污泥的后續處理問題；與此同時，合理利用了鍋爐余熱，達到環保節能的目的。

目前，已經有大量的煙道處理法的專利技術，但其實際應用中成功案例的報道較少。主要原因是脫硫廢水進入煙道后，引起煙氣溫度降低。由于鍋爐負荷不斷變化，鍋爐煙氣量及溫度也不斷發生變化，脫硫廢水噴入可能帶來噴入點煙氣溫度過低，一方面降至酸露點，引起煙道大量腐蝕；另一方面由于噴嘴的霧化性能差和布置方式不合理，導致煙道大量積灰結垢、沖刷，引起煙道堵塞。例如中國發明專利申請(申請公布號：CN101844819A，申請公布日：2010-9-29)公開了一種火電廠濕法煙氣脫硫廢水煙道噴霧處理方法。該方法在空氣預熱器后的煙道內布置了雙流體噴嘴，并將脫硫廢水泵入噴嘴中霧化后蒸發，與煙氣一同排放。由于噴嘴布置方式不合理，廢水難以實現與煙氣的充分接觸、換熱，因而可能導致霧化液滴無法在短時間內完全蒸發，造成煙道腐蝕、沖刷；另一方面，該方法沒有對霧化廢水流量進行有效控制，采取的是固定霧化量，當機組運行工況變化時不能對處理后的煙氣溫度實現有效控制，可能會帶來低溫腐蝕的相關問題。

針對上述問題，發明者通過反復試驗，發現脫硫廢水噴入點的溫度及其變化值、噴入后多相流體的流場是制約脫硫廢水處理的關鍵。因此，本實用新型采用發明者發明的高效旋流霧化器通過旋流布置技術，設計出一套與機組負荷相適應的廢水處理裝置及方法，可以有效的實現脫硫廢水霧化、蒸發、凝并，解決了煙道蒸發發中結垢、腐蝕及堵塞問題。

發明內容