本實(shí)用新型屬于煙氣脫硫廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種脫硫廢水噴霧蒸發(fā)分離裝置，以及基于煙氣蒸發(fā)脫硫廢水的零排放系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)是目前火電廠應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硫技術(shù)。脫硫裝置運(yùn)行過(guò)程中定期排放大量廢水，即脫硫廢水。該廢水具有懸浮物濃度高、無(wú)機(jī)鹽及重金屬離子濃度高等特點(diǎn)，常采用中和、沉淀、絮凝及濃縮與澄清的傳統(tǒng)化學(xué)處理方法進(jìn)行處理，但處理后水中氯離子無(wú)法去除，難以進(jìn)入系統(tǒng)回用，同時(shí)該法還存在工藝流程長(zhǎng)、投資成本大、運(yùn)行維護(hù)成本高等諸多缺點(diǎn)。

隨著水資源短缺及環(huán)保壓力不斷加大，環(huán)保部門(mén)已要求燃煤機(jī)組逐步減排廢水，最終實(shí)現(xiàn)廢水零排放。采用化學(xué)加藥法處理廢水，已無(wú)法滿足燃煤鍋爐用戶經(jīng)濟(jì)效益和日益苛刻的環(huán)保要求。目前，國(guó)內(nèi)主流的脫硫廢水零排解決方案主要有兩種：蒸發(fā)結(jié)晶和煙道蒸發(fā)工藝，但蒸發(fā)結(jié)晶工藝設(shè)備造價(jià)和運(yùn)行成本高昂，噸廢水處理費(fèi)達(dá)數(shù)十元甚至上百元，致其無(wú)法推廣使用。煙道蒸發(fā)工藝?yán)每諝忸A(yù)熱器后的煙氣對(duì)霧化后脫硫廢水進(jìn)行蒸發(fā)干燥，蒸發(fā)形成的固體顆粒物被后續(xù)除塵器進(jìn)一步脫除，不失為廢水零排的一個(gè)好思路，但由于脫硫廢水在煙道內(nèi)的完全蒸發(fā)效果不能得到保證，可能給電除塵器和下游設(shè)備及煙道帶來(lái)腐蝕和安全隱患，致使國(guó)內(nèi)很多電廠對(duì)該技術(shù)的可行性和可靠性存在疑問(wèn)，實(shí)際工業(yè)應(yīng)用尚不多見(jiàn)。

煙道蒸發(fā)廢水零排工藝實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于能否保證廢水完全蒸發(fā)，因此，針對(duì)此問(wèn)題，提出了不在煙道內(nèi)而在煙道外設(shè)置獨(dú)立的蒸發(fā)干燥裝置的方法。例如，專利文獻(xiàn)1(中國(guó)專利ZL201520675408.9)中公開(kāi)了一種脫硫廢水預(yù)蒸發(fā)零排放處理裝置，包括除塵器、與除塵器相連的脫硫裝置以及基于煙氣換熱的加速旋流蒸發(fā)器。通過(guò)以旋流方式引入鍋爐空預(yù)器前高溫?zé)煔?300～400℃)到蒸發(fā)器，與脫硫裝置預(yù)處理后的霧化廢水在蒸發(fā)器內(nèi)形成螺旋氣流發(fā)生強(qiáng)烈熱質(zhì)交換，從而實(shí)現(xiàn)廢水在煙道外的完全蒸發(fā)。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，廢水完全蒸發(fā)的問(wèn)題可得到解決。但是，廢水在蒸發(fā)器內(nèi)蒸干后形成的結(jié)晶鹽顆粒重新進(jìn)入煙道并被除塵器搜集的方案，實(shí)質(zhì)上是污染物從廢水中轉(zhuǎn)移至飛灰中，雖然這部分結(jié)晶鹽顆粒質(zhì)量占電廠除塵器飛灰比例很小，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求的提高，對(duì)飛灰的綜合利用與處置存在一定的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。如何使這部分結(jié)晶鹽顆粒收集下來(lái)單獨(dú)處理是煙道廢水蒸發(fā)工藝必須考慮的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述煙道蒸發(fā)廢水零排工藝中產(chǎn)生的新問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)脫硫廢水中重金屬和結(jié)晶鹽等固體單獨(dú)分離的脫硫廢水噴霧蒸發(fā)分離裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案：

脫硫廢水噴霧蒸發(fā)分離裝置，包括：

旋流蒸發(fā)器，所述旋流蒸發(fā)器包括蒸發(fā)器筒體，所述蒸發(fā)器筒體的上部設(shè)置有煙氣入口且所述煙氣入口以側(cè)面切向方式與蒸發(fā)器筒體連接，所述蒸發(fā)器筒體內(nèi)靠近所述煙氣入口處設(shè)置有將脫硫廢水霧化的霧化噴嘴；所述蒸發(fā)器筒體的下部設(shè)置有煙氣出口；所述蒸發(fā)器筒體的底部設(shè)置有蒸發(fā)器集塵口；

氣固分離器，所述氣固分離器的入口與所述旋流蒸發(fā)器的煙氣出口相連接，所述氣固分離器的氣體出口與除塵器入口前的煙道相連接。

作為優(yōu)選，所述氣固分離器采用旋風(fēng)分離器，所述氣固分離器與所述旋流蒸發(fā)器聯(lián)合構(gòu)成兩級(jí)旋風(fēng)除塵結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，所述蒸發(fā)器集塵口的周側(cè)布置有機(jī)械振打器和伴熱裝置，利于減少結(jié)晶產(chǎn)物在蒸發(fā)器內(nèi)部的黏附、板結(jié)和沉積，能夠避免蒸發(fā)器堵塞問(wèn)題。

作為優(yōu)選，所述蒸發(fā)器集塵口的直徑小于蒸發(fā)器筒體的直徑，所述蒸發(fā)器集塵口與蒸發(fā)器筒體之間具有錐形漸變過(guò)渡段，錐形段表面與水平面的傾角最好為60°。

作為優(yōu)選，所述蒸發(fā)器筒體的內(nèi)側(cè)設(shè)置有保護(hù)板，可以避免高溫?zé)煔鈱?duì)筒體的沖擊，利于延長(zhǎng)使用壽命。

作為優(yōu)選，所述霧化噴嘴設(shè)置有1個(gè)或1個(gè)以上，所述霧化噴嘴的噴射角度不大于90度，注意多個(gè)霧化噴嘴布置時(shí)在同一噴霧界面上要保證霧化均勻。

本實(shí)用新型還提供了一種脫硫廢水零排放系統(tǒng)，包括燃燒燃料的鍋爐、從鍋爐煙氣中除去氮氧化物的脫硝裝置、對(duì)燃料燃燒所需空氣進(jìn)行加熱的空氣預(yù)熱器、收集煙氣中飛灰的除塵器、從鍋爐煙氣中除去硫化物的脫硫裝置、用于排放凈化后煙氣的煙囪、貯存已脫除石膏的脫硫廢水箱、泵送廢水的廢水泵；所述脫硝裝置與除塵器之間設(shè)置有以上所述的脫硫廢水噴霧蒸發(fā)分離裝置，所述脫硫廢水噴霧蒸發(fā)分離裝置的底部設(shè)置有集塵斗。

由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有至少以下有益效果：

(1)通過(guò)以旋流方式引入鍋爐尾部余熱煙氣到蒸發(fā)器，與脫硫裝置預(yù)處理后的霧化廢水在蒸發(fā)器內(nèi)形成螺旋氣流發(fā)生強(qiáng)烈熱質(zhì)交換，實(shí)現(xiàn)廢水的完全蒸發(fā)。

(2)通過(guò)采用錐段布置和加裝機(jī)械振打、伴熱裝置，減少了結(jié)晶產(chǎn)物在蒸發(fā)器內(nèi)部的黏附、板結(jié)和沉積，避免了蒸發(fā)器堵塞。

(3)通過(guò)蒸發(fā)器集塵口和下游氣固分離器聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中重金屬和結(jié)晶鹽等固體的單獨(dú)分離，未增加系統(tǒng)固有除塵裝置的負(fù)荷，同時(shí)未對(duì)原有除塵系統(tǒng)所收集粉煤灰的綜合處置帶來(lái)影響，便于后續(xù)電廠固廢的分類(lèi)處置。

附圖說(shuō)明

以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中：

圖1是脫硫廢水零排放系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)施例中脫硫廢水噴霧蒸發(fā)分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中A-A向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-煙氣入口；2-蒸發(fā)器筒體；3-霧化噴嘴；4-煙氣出口；5-蒸發(fā)器集塵口；6-氣固分離器；7-機(jī)械振打器；8-伴熱裝置；9-保護(hù)板；10-鍋爐；11-脫硝裝置；12-空氣預(yù)熱器；13-除塵器；14-脫硫裝置；15-煙囪；16-脫硫廢水箱；17-廢水泵；18-脫硫廢水噴霧蒸發(fā)分離裝置；19-集塵斗。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。在下面的詳細(xì)描述中，只通過(guò)說(shuō)明的方式描述了本實(shí)用新型的某些示范性實(shí)施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對(duì)所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說(shuō)明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

如圖1至圖3所示，本脫硫廢水零排放系統(tǒng)以鍋爐高溫?zé)煔獾挠酂釋?duì)煙氣脫硫產(chǎn)生的廢水進(jìn)行蒸發(fā)干燥，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放，包括燃燒燃料的鍋爐10、從鍋爐煙氣中除去氮氧化物的脫硝裝置11、對(duì)燃料燃燒所需空氣進(jìn)行加熱的空氣預(yù)熱器12、收集煙氣中飛灰的除塵器13、從鍋爐煙氣中除去硫化物的脫硫裝置14、用于排放凈化后煙氣的煙囪15、貯存已脫除石膏的脫硫廢水箱16、泵送廢水的廢水泵17；所述脫硝裝置與除塵器之間設(shè)置有脫硫廢水噴霧蒸發(fā)分離裝置18，所述脫硫廢水噴霧蒸發(fā)分離裝置18的底部設(shè)置有集塵斗19，通過(guò)集塵斗19對(duì)蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)物進(jìn)行收集。

參考圖2和圖3，脫硫廢水噴霧蒸發(fā)分離裝置，包括：

旋流蒸發(fā)器，所述旋流蒸發(fā)器包括蒸發(fā)器筒體2，所述蒸發(fā)器筒體2的上部設(shè)置有煙氣入口1且所述煙氣入口1以側(cè)面切向方式與蒸發(fā)器筒體2連接，所述蒸發(fā)器筒體2的內(nèi)側(cè)設(shè)置有保護(hù)板9，可以避免高溫?zé)煔鈱?duì)筒體的沖擊；所述蒸發(fā)器筒體2內(nèi)靠近所述煙氣入口1處設(shè)置有將脫硫廢水霧化的霧化噴嘴3；所述蒸發(fā)器筒體2的下部設(shè)置有煙氣出口4；所述蒸發(fā)器筒體2的底部設(shè)置有蒸發(fā)器集塵口5；所述蒸發(fā)器集塵口5的周側(cè)布置有機(jī)械振打器7和伴熱裝置8，利于減少結(jié)晶產(chǎn)物在蒸發(fā)器內(nèi)部的黏附、板結(jié)和沉積，能夠避免蒸發(fā)器堵塞問(wèn)題；所述機(jī)械振打器7和伴熱裝置8可以采用現(xiàn)有技術(shù)中公知常用結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)功能，在此不再詳述；

氣固分離器6，所述氣固分離器6的入口與所述旋流蒸發(fā)器的煙氣出口4相連接，所述氣固分離器6的氣體出口與除塵器13入口前的煙道相連接；本實(shí)施例中，所述氣固分離器6采用旋風(fēng)分離器，所述氣固分離器6與所述旋流蒸發(fā)器聯(lián)合構(gòu)成兩級(jí)旋風(fēng)除塵結(jié)構(gòu)，利于實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中重金屬和結(jié)晶鹽等固體的單獨(dú)分離。

本實(shí)施例中，所述蒸發(fā)器集塵口5的直徑小于蒸發(fā)器筒體2的直徑，所述蒸發(fā)器集塵口5與蒸發(fā)器筒體2之間具有錐形漸變過(guò)渡段，錐形段表面與水平面的傾角最好設(shè)置為60°，利于結(jié)晶物的振落與收集。

參考圖1和圖2，本脫硫廢水零排放系統(tǒng)的工作原理如下：從鍋爐10尾部的脫硝裝置11和空氣預(yù)熱器12之間引出部分300～400℃的高溫?zé)煔庾鳛槊摿驈U水汽化熱源，從側(cè)面切向引入蒸發(fā)器筒體2，在蒸發(fā)器筒體2內(nèi)部形成螺旋下降氣流，經(jīng)石膏脫除的廢水所含懸浮物含量相對(duì)較低，由廢水泵17泵送至旋流蒸發(fā)器頂部靠近煙氣入口1位置，經(jīng)霧化噴嘴3霧化成細(xì)小液滴，與螺旋下降氣流接觸，在熱煙氣旋流帶動(dòng)下，脫硫廢水霧滴和熱煙氣強(qiáng)烈混合，伴隨廢水的蒸發(fā)，廢水中的微細(xì)顆粒、離子、重金屬元素等與煙氣中的煙塵共同形成結(jié)晶。蒸發(fā)后的結(jié)晶產(chǎn)物一部分在蒸發(fā)器內(nèi)部氣固混合過(guò)程中聚結(jié)長(zhǎng)大，由蒸發(fā)器集塵口5排出(集塵口配機(jī)械振打器7和伴熱裝置8，防止結(jié)晶產(chǎn)物在蒸發(fā)器集塵口形成黏附、板結(jié)和沉積)，另一部分進(jìn)入下游的旋風(fēng)分離器，由于旋風(fēng)分離器與蒸發(fā)器筒體均采用螺旋旋流方式，兩部分聯(lián)合形成雙效旋風(fēng)除塵結(jié)構(gòu)，極大地提高了對(duì)結(jié)晶產(chǎn)物的捕集效率，被二次捕集的結(jié)晶產(chǎn)物由旋風(fēng)分離器下部排出，和蒸發(fā)器筒體排出的結(jié)晶產(chǎn)物一起被集塵斗19收集。除去結(jié)晶物的煙氣從旋風(fēng)分離器上部排出，并進(jìn)入距除塵器13入口前的一段煙道內(nèi)，至流場(chǎng)均勻后進(jìn)入除塵器13收塵。由于采用了帶氣固分離裝置的廢水零排放系統(tǒng)，本脫硫廢水零排放系統(tǒng)分別在噴霧蒸發(fā)分離裝置內(nèi)部和系統(tǒng)原有除塵器內(nèi)實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢水中重金屬、結(jié)晶鹽固體與煙氣粉煤灰的單獨(dú)分離，沒(méi)有增加系統(tǒng)固有除塵器13的負(fù)荷，同時(shí)沒(méi)有對(duì)原有除塵系統(tǒng)所收集粉煤灰的綜合處置帶來(lái)影響，有利于后續(xù)電廠在環(huán)保嚴(yán)格條件下對(duì)固體廢棄物進(jìn)行分類(lèi)處置。由于結(jié)晶物并未與飛灰一同處置，也避免了飛灰堆場(chǎng)時(shí)可能造成的結(jié)晶物二次溶解及滲漏至地下水的風(fēng)險(xiǎn)，從而真正實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放。

為保證廢水和煙氣在蒸發(fā)器筒體2內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速混合，入口煙氣速度宜控制在15m/s左右。

為減少結(jié)晶物在蒸發(fā)器集塵口5處形成黏附、板結(jié)和沉積，可增加蒸發(fā)器內(nèi)部材質(zhì)的加工精度，宜對(duì)蒸發(fā)器內(nèi)壁進(jìn)行拋光處理或內(nèi)壁采用疏水性材料。

另外，為減少蒸發(fā)過(guò)程中熱量的損失，蒸發(fā)器筒體2上部最好設(shè)置保溫層。

以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。