申请日2018.12.28
公开(公告)日2019.03.19
IPC分类号C02F1/16; C02F103/18
摘要
本发明涉及一种火电厂全负荷脱硫废水烟道旁路蒸发系统和方法。所述系统包括通过主烟道依次连接的省煤器、SCR脱硝装置、空预器、除尘器、脱硫塔、旁路烟道A、旁路烟道B和调节池，其中：所述旁路烟道A分别与所述空预器之前以及所述除尘器之前的主烟道相通，所述旁路烟道A上设蒸发塔，所述蒸发塔底部设有排灰管道，所述蒸发塔内部顶端设有烟气导流系统和旋转雾化器，所述烟气导流系统与所述旁路烟道相通;所述旁路烟道B分别与所述省煤器之前的主烟道以及所述旁路烟道A相连。所述调节池分别与所述脱硫塔和旋转雾化器相连。本发明可根据机组负荷灵活调节进入蒸发塔烟气的流量和温度，实现脱硫废水全负荷的零排放。
权利要求书
1.一种火电厂全负荷脱硫废水烟道旁路蒸发系统，包括与主烟道依次连接的省煤器(1)、SCR脱硝装置(2)、空预器(3)、除尘器(4)和脱硫塔(5)，其特征在于，还包括旁路烟道A(6)、旁路烟道B(15)和调节池(11)，其中：
所述旁路烟道A(6)的入口连接所述SCR脱硝装置(2)和空预器(3)之间的主烟道，所述旁路烟道A(6)的出口连接所述空预器(3)和除尘器(4)之间的主烟道，所述旁路烟道A(6)上设有蒸发塔(8);所述蒸发塔(8)的内部顶端设有烟气导流系统(10)和旋转雾化器(9)，所述烟气导流系统(10)与所述旁路烟道A(6)相通，所述蒸发塔(8)的底部侧面设有烟气出口，所述烟气出口与所述旁路烟道A(6)相通;所述蒸发塔(8)的底部正下方连接排灰管道(14);
所述旁路烟道B(15)的入口连接所述省煤器(1)之前的主烟道，所述旁路烟道B(15)的出口连接所述旁路烟道A(6);
所述调节池(11)的入口通过脱硫废水管道(12)连接脱硫塔(5)，所述调节池(11)的出口通过脱硫废水管道(12)连接所述旋转雾化器(9)。
2.根据权利要求1所述的火电厂全负荷脱硫废水烟道旁路蒸发系统，其特征在于，所述旁路烟道A(6)的入口连接处上设有用于调节开度的旁路烟道挡板A(7)，所述旁路烟道B(15)的入口连接处设有用于调节开度的旁路烟道挡板B(16)。
3.根据权利要求2所述的火电厂全负荷脱硫废水烟道旁路蒸发系统，其特征在于，所述旁路烟道B(15)的出口与旁路烟道A(6)的连接点位于旁路烟道A(6)上旁路烟道挡板A(7)和烟气导流系统(10)之间。
4.基于火电厂全负荷脱硫废水烟道旁路蒸发系统实现全负荷脱硫废水烟道蒸发的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，脱硫塔(5)产生的脱硫废水经脱硫废水管道(12)进入调节池(11);
步骤2，所述调节池(11)出口的脱硫废水经脱硫废水管道(12)进入旋转雾化器9，经高速旋转雾化为粒径为20-80μm的废水液滴进入蒸发塔(8);
步骤3，当机组运行负荷在60%及60%以上时，打开和调节旁路烟道挡板A(7)，空预器(3)前主烟道内的部分高温烟气经旁路烟道A(6)进入烟气导流系统(10)，形成螺旋烟气流进入所述蒸发塔(8);
当机组运行负荷降低到60%以下时，同时打开旁路烟道挡板A(7)和旁路烟道挡板B(16)，使省煤器(1)之前的部分高温烟气经旁路烟道B(15)汇入旁路烟道A(6)，调节旁路烟道挡板A(7)和旁路烟道挡板B(16)的开度，使汇合后烟气的温度稳定在320℃以上;汇合后的烟气进入所述烟气导流系统(10)，形成螺旋烟气流进入所述蒸发塔(8);
步骤4，所述螺旋烟气流与所述废水液滴在所述蒸发塔(8)内充分混合换热，废水液滴被快速蒸发，产生的固体颗粒物一部分经所述蒸发塔(8)底部的排灰管道(14)排出，另一部分随烟气从所述蒸发塔(8)底端侧面的烟气出口排出，回到所述空预器(3)之后的主烟道，最终被所述除尘器(4)捕捉。
5.根据权利要求4所述的实现全负荷脱硫废水烟道蒸发的方法，其特征在于，机组运行负荷在60%及60%以上时，随着运行负荷的升高或脱硫废水流量的减小，减小旁路烟道挡板A(7)的开度，降低由空预器(3)前主烟道进入旁路烟道A(6)的烟气量，减小废水蒸发的热烟气消耗量;随着运行负荷的降低或脱硫废水流量的减小，增大旁路烟道挡板A(7)的开度，提高由空预器(3)前主烟道进入旁路烟道A(6)的烟气量，确保废水的完全蒸发。
说明书
一种火电厂全负荷脱硫废水烟道旁路蒸发系统和方法
技术领域
本发明涉及一种火电厂全负荷脱硫废水烟道旁路蒸发系统和方法，该系统利用高温烟气余热蒸发脱硫废水，可根据机组负荷灵活调节烟气的流量和温度，实现废水的零排放，属于火力发电节能减排领域。
背景技术
火力发电厂的烟气脱硫系统会在运行过程中产生脱硫废水，这种废水悬浮物和盐含量极高，重金属含量也往往高于国家排放标准，若直接排放会对受纳水体造成严重污染。近年来，国家对工业废水排放的管控正在日趋严格，脱硫废水的零排放受到了业内的高度重视。在诸多零排放技术中，高温烟道旁路蒸发技术工艺流程简单，投资和运行成本低，成为了实现火电厂脱硫废水零排放的主要技术之一。该技术设置与空预器并联的蒸发塔，从空预器前的主烟道引高温烟气进入塔体，将废水引入塔顶的旋转雾化器，采用高速旋转的方式将废水雾化为微小液滴，利用烟气携带的余热将废水蒸发，产生的固体物质最终随烟气回到主烟道被除尘器捕捉。机组在正常负荷下，空预器前的烟气温度可高达320℃以上，只需抽取少量烟气就可使废水在蒸发塔内迅速蒸干。然而，当机组负荷较低时，空预器前的烟气温度会降到250-300℃，在蒸发过程中，部分水分会被析出的盐壳包裹，难以在塔内蒸干，会对后续设备的正常运行带来不小的风险。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种火电厂全负荷脱硫废水烟道旁路蒸发系统和方法，该系统利用高温烟气余热蒸发脱硫废水，可灵活调节烟气的流量和温度，实现废水的零排放。
为了达到上述目的，本发明采用的具体技术方案是：
一种火电厂全负荷脱硫废水烟道旁路蒸发系统，包括与主烟道依次连接的省煤器、SCR脱硝装置、空预器和除尘器和脱硫塔，还包括旁路烟道A、旁路烟道B和调节池，其中：
所述旁路烟道A的入口连接所述SCR脱硝装置和空预器之间的主烟道，所述旁路烟道A的出口连接所述空预器和除尘器之间的主烟道，所述旁路烟道A上设有蒸发塔;所述蒸发塔的内部顶端设有烟气导流系统和旋转雾化器，所述烟气导流系统与所述旁路烟道A相通，所述蒸发塔的底部侧面设有烟气出口，所述烟气出口与所述旁路烟道A相通;所述蒸发塔的底部正下方连接排灰管道;
所述旁路烟道B的入口连接所述省煤器之前的主烟道，所述旁路烟道B的出口连接所述旁路烟道A;
所述调节池的入口通过脱硫废水管道连接脱硫塔，所述调节池的出口通过脱硫废水管道连接所述旋转雾化器。
进一步的，所述旁路烟道A的入口连接处上设有用于调节开度的旁路烟道挡板A，所述旁路烟道B的入口连接处设有用于调节开度的旁路烟道挡板B。
进一步的，所述旁路烟道B的出口与旁路烟道A的连接点位于旁路烟道A上旁路烟道挡板A和烟气导流系统之间。
基于火电厂全负荷脱硫废水烟道旁路蒸发系统实现全负荷脱硫废水烟道蒸发的方法，包括以下步骤：
步骤1，脱硫塔产生的脱硫废水经脱硫废水管道进入调节池;
步骤2，所述调节池出口的脱硫废水经脱硫废水管道进入旋转雾化器，经高速旋转雾化为粒径为20-80μm的废水液滴进入蒸发塔;
步骤3，当机组负荷在60%THA及60%THA以上时，打开和调节旁路烟道挡板A，空预器前主烟道内的部分高温烟气经旁路烟道A进入烟气导流系统，形成螺旋烟气流进入所述蒸发塔;
当机组运行负荷降低到60%THA以下时，同时打开旁路烟道挡板A和旁路烟道挡板B，使省煤器之前的部分高温烟气经旁路烟道B汇入旁路烟道A;由于所述省煤器之前的高温烟气温度在350℃以上，调节旁路烟道挡板A和旁路烟道挡板B的开度，使汇合后烟气的温度稳定在320℃以上;汇合后的烟气进入所述烟气导流系统，形成螺旋烟气流进入所述蒸发塔;
步骤4，所述螺旋烟气流与所述废水液滴在所述蒸发塔内充分混合换热，废水液滴被快速蒸发，产生的固体颗粒物一部分经所述蒸发塔底部的排灰管道排出，另一部分随烟气从所述蒸发塔底端侧面的烟气出口排出，回到所述空预器之后的主烟道，最终被所述除尘器捕捉。
进一步的，机组运行负荷在60%及60%以上时，随着运行负荷的升高或脱硫废水流量的减小，减小旁路烟道挡板A的开度，降低由空预器前主烟道进入旁路烟道A的烟气量，减小废水蒸发的热烟气消耗量;随着运行负荷的降低或脱硫废水流量的减小，增大旁路烟道挡板A的开度，提高由空预器前主烟道进入旁路烟道A的烟气量，确保废水的完全蒸发。
本发明的有益效果为：
1.本发明可根据机组负荷灵活调节进入蒸发塔的烟气流量和温度，实现脱硫废水全负荷的零排放。
2.本发明工艺流程简单，不需对废水进行软化和浓缩，可有效利用烟气余热实现脱硫废水的零排放。
