申请日2016.09.22
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C02F1/12; F23J15/02; C02F103/18
摘要
本实用新型涉及烟气脱硫废水处理技术领域，具体涉及一种脱硫废水喷雾蒸发分离装置及零排放系统。所述脱硫废水喷雾蒸发分离装置，包括旋流蒸发器和气固分离器;所述旋流蒸发器包括蒸发器筒体，所述蒸发器筒体的上部设置有烟气入口，且所述烟气入口以侧面切向方式与蒸发器筒体连接，所述蒸发器筒体内设置有雾化喷嘴;所述蒸发器筒体的下部设置有烟气出口;所述蒸发器筒体的底部设置有蒸发器集尘口。本实用新型能够实现废水的完全蒸发，实现了废水中重金属和结晶盐等固体的单独分离，同时未对原有除尘系统所收集粉煤灰的综合处置带来影响，便于后续电厂固废的分类处置。
权利要求书
1.脱硫废水喷雾蒸发分离装置，其特征在于，包括：
旋流蒸发器，所述旋流蒸发器包括蒸发器筒体(2)，所述蒸发器筒体(2)的上部设置有烟气入口(1)，且所述烟气入口(1)以侧面切向方式与所述蒸发器筒体(2)连接，所述蒸发器筒体(2)内靠近所述烟气入口(1)处设置有将脱硫废水雾化的雾化喷嘴(3);所述蒸发器筒体(2)的下部设置有烟气出口(4);所述蒸发器筒体(2)的底部设置有蒸发器集尘口(5);
气固分离器(6)，所述气固分离器(6)的入口与所述旋流蒸发器的烟气出口(4)相连接，所述气固分离器(6)的气体出口与除尘器(13)入口前的烟道相连接。
2.如权利要求1所述的脱硫废水喷雾蒸发分离装置，其特征在于：所述气固分离器(6)采用旋风分离器，所述气固分离器与所述旋流蒸发器联合构成两级旋风除尘结构。
3.如权利要求1所述的脱硫废水喷雾蒸发分离装置，其特征在于：所述蒸发器集尘口(5)的周侧布置有机械振打器(7)和伴热装置(8)。
4.如权利要求1所述的脱硫废水喷雾蒸发分离装置，其特征在于：所述蒸发器集尘口(5)的直径小于蒸发器筒体(2)的直径，所述蒸发器集尘口(5)与蒸发器筒体(2)之间具有锥形渐变过渡段。
5.如权利要求1所述的脱硫废水喷雾蒸发分离装置，其特征在于：所述蒸发器筒体(2)的内侧设置有保护板(9)。
6.如权利要求1所述的脱硫废水喷雾蒸发分离装置，其特征在于：所述雾化喷嘴(3)设置有1个或1个以上，所述雾化喷嘴(3)的喷射角度不大于90度。
7.脱硫废水零排放系统，包括燃烧燃料的锅炉(10)、从锅炉烟气中除去氮氧化物的脱硝装置(11)、对燃料燃烧所需空气进行加热的空气预热器(12)、收集烟气中飞灰的除尘器(13)、从锅炉烟气中除去硫化物的脱硫装置(14)、用于排放净化后烟气的烟囱(15)、贮存已脱除石膏的脱硫废水箱(16)、泵送废水的废水泵(17);其特征在于：所述脱硝装置(11)与除尘器(13)之间设置有如权利要求1至6任一项所述的脱硫废水喷雾蒸发分离装置，所述脱硫废水喷雾蒸发分离装置的底部设置有集尘斗(19)。
说明书
脱硫废水喷雾蒸发分离装置及零排放系统
技术领域
本实用新型属于烟气脱硫废水处理领域，具体涉及一种脱硫废水喷雾蒸发分离装置，以及基于烟气蒸发脱硫废水的零排放系统。
背景技术
石灰石-石膏湿法脱硫技术是目前火电厂应用最广泛的烟气脱硫技术。脱硫装置运行过程中定期排放大量废水，即脱硫废水。该废水具有悬浮物浓度高、无机盐及重金属离子浓度高等特点，常采用中和、沉淀、絮凝及浓缩与澄清的传统化学处理方法进行处理，但处理后水中氯离子无法去除，难以进入系统回用，同时该法还存在工艺流程长、投资成本大、运行维护成本高等诸多缺点。
随着水资源短缺及环保压力不断加大，环保部门已要求燃煤机组逐步减排废水，最终实现废水零排放。采用化学加药法处理废水，已无法满足燃煤锅炉用户经济效益和日益苛刻的环保要求。目前，国内主流的脱硫废水零排解决方案主要有两种：蒸发结晶和烟道蒸发工艺，但蒸发结晶工艺设备造价和运行成本高昂，吨废水处理费达数十元甚至上百元，致其无法推广使用。烟道蒸发工艺利用空气预热器后的烟气对雾化后脱硫废水进行蒸发干燥，蒸发形成的固体颗粒物被后续除尘器进一步脱除，不失为废水零排的一个好思路，但由于脱硫废水在烟道内的完全蒸发效果不能得到保证，可能给电除尘器和下游设备及烟道带来腐蚀和安全隐患，致使国内很多电厂对该技术的可行性和可靠性存在疑问，实际工业应用尚不多见。
烟道蒸发废水零排工艺实现的关键在于能否保证废水完全蒸发，因此，针对此问题，提出了不在烟道内而在烟道外设置独立的蒸发干燥装置的方法。例如，专利文献1(中国专利ZL201520675408.9)中公开了一种脱硫废水预蒸发零排放处理装置，包括除尘器、与除尘器相连的脱硫装置以及基于烟气换热的加速旋流蒸发器。通过以旋流方式引入锅炉空预器前高温烟气(300～400℃)到蒸发器，与脱硫装置预处理后的雾化废水在蒸发器内形成螺旋气流发生强烈热质交换，从而实现废水在烟道外的完全蒸发。根据专利文献1，废水完全蒸发的问题可得到解决。但是，废水在蒸发器内蒸干后形成的结晶盐颗粒重新进入烟道并被除尘器搜集的方案，实质上是污染物从废水中转移至飞灰中，虽然这部分结晶盐颗粒质量占电厂除尘器飞灰比例很小，但从长远来看，随着国家对环保要求的提高，对飞灰的综合利用与处置存在一定的环保风险。如何使这部分结晶盐颗粒收集下来单独处理是烟道废水蒸发工艺必须考虑的问题。
实用新型内容
为了解决上述烟道蒸发废水零排工艺中产生的新问题，本实用新型的目的在于提供一种能够实现对脱硫废水中重金属和结晶盐等固体单独分离的脱硫废水喷雾蒸发分离装置。
为实现上述技术目的，本实用新型采用以下的技术方案：
脱硫废水喷雾蒸发分离装置，包括：
旋流蒸发器，所述旋流蒸发器包括蒸发器筒体，所述蒸发器筒体的上部设置有烟气入口且所述烟气入口以侧面切向方式与蒸发器筒体连接，所述蒸发器筒体内靠近所述烟气入口处设置有将脱硫废水雾化的雾化喷嘴;所述蒸发器筒体的下部设置有烟气出口;所述蒸发器筒体的底部设置有蒸发器集尘口;
气固分离器，所述气固分离器的入口与所述旋流蒸发器的烟气出口相连接，所述气固分离器的气体出口与除尘器入口前的烟道相连接。
作为优选，所述气固分离器采用旋风分离器，所述气固分离器与所述旋流蒸发器联合构成两级旋风除尘结构。
作为优选，所述蒸发器集尘口的周侧布置有机械振打器和伴热装置，利于减少结晶产物在蒸发器内部的黏附、板结和沉积，能够避免蒸发器堵塞问题。
作为优选，所述蒸发器集尘口的直径小于蒸发器筒体的直径，所述蒸发器集尘口与蒸发器筒体之间具有锥形渐变过渡段，锥形段表面与水平面的倾角最好为60°。
作为优选，所述蒸发器筒体的内侧设置有保护板，可以避免高温烟气对筒体的冲击，利于延长使用寿命。
作为优选，所述雾化喷嘴设置有1个或1个以上，所述雾化喷嘴的喷射角度不大于90度，注意多个雾化喷嘴布置时在同一喷雾界面上要保证雾化均匀。
本实用新型还提供了一种脱硫废水零排放系统，包括燃烧燃料的锅炉、从锅炉烟气中除去氮氧化物的脱硝装置、对燃料燃烧所需空气进行加热的空气预热器、收集烟气中飞灰的除尘器、从锅炉烟气中除去硫化物的脱硫装置、用于排放净化后烟气的烟囱、贮存已脱除石膏的脱硫废水箱、泵送废水的废水泵;所述脱硝装置与除尘器之间设置有以上所述的脱硫废水喷雾蒸发分离装置，所述脱硫废水喷雾蒸发分离装置的底部设置有集尘斗。
由于采用上述技术方案，本实用新型具有至少以下有益效果：
(1)通过以旋流方式引入锅炉尾部余热烟气到蒸发器，与脱硫装置预处理后的雾化废水在蒸发器内形成螺旋气流发生强烈热质交换，实现废水的完全蒸发。
(2)通过采用锥段布置和加装机械振打、伴热装置，减少了结晶产物在蒸发器内部的黏附、板结和沉积，避免了蒸发器堵塞。
(3)通过蒸发器集尘口和下游气固分离器联合，实现对废水中重金属和结晶盐等固体的单独分离，未增加系统固有除尘装置的负荷，同时未对原有除尘系统所收集粉煤灰的综合处置带来影响，便于后续电厂固废的分类处置。
