1、濕法脫硫廢水液柱蒸發(fā)特性 提出了一種利用煙氣余熱基于液柱蒸發(fā)濃縮脫硫廢水的新型工藝，旨在降低脫硫廢水零排放的本錢。利用液柱蒸發(fā)試驗臺，研究了不同工藝參數(shù)下脫硫廢水的液柱蒸發(fā)特性，得到了出口煙氣濕飽和的邊界條件。研究結(jié)果說明：在試驗參數(shù)范圍內(nèi)，煙氣裹挾速率、蒸發(fā)速率、壓力損失范圍分別為1.553.17kg/h、8.8545.73kg/h、9160Pa，出口煙氣濕度、出口煙氣溫度、SO2去除率范圍分別為28.6%rh99.6%rh、42.565.7、4.1%61.0%。出口煙氣中鹽離子濃度的增加為煙氣裹挾廢水所致，蒸發(fā)過程中鹽類不會遷移到煙氣中。噴嘴直徑為2.5mm時，出口煙氣均呈濕飽和態(tài);噴嘴直

2、徑為5mm時，蒸發(fā)塔內(nèi)煙氣流速大于5.0m/s時，出口煙氣呈濕飽和態(tài);噴嘴直徑為10.6mm時，出口煙氣均呈不飽和態(tài)。本實驗的實施對于電廠的余熱利用和廢水零排放工程提供了參考和借鑒意義。在燃煤發(fā)電廠中，石灰石-石膏濕法煙氣脫硫(WFGD)工藝作為其重要組成局部，因其極高的脫硫效率【1】被廣泛采用，市場占有率高達90%以上，其用水量約占整個燃煤機組的50%以上【2】。同時，燃煤電廠不僅是水資源消耗大戶，也是排水大戶。作為水耗50%以上的脫硫工藝，脫硫廢水排水量顯著，占燃煤電廠總體排水量的10%15%。燃煤電廠廢水零排放已成為主流趨勢，脫硫廢水的固化工藝包括機械蒸汽再壓縮(MVR)及高溫?zé)煔鈬婌F蒸

3、發(fā)，其投資及運行本錢均與廢水處理量直接相關(guān)。另一方面，燃煤電廠煙氣余熱尚未得到充分利用，假設(shè)能利用煙氣余熱實現(xiàn)脫硫廢水濃縮，將顯著降低脫硫廢水零排放的本錢【3】。脫硫廢水MVR蒸發(fā)結(jié)晶工藝在國內(nèi)外已經(jīng)得到了廣泛研究及實際應(yīng)用，應(yīng)用中經(jīng)混凝沉淀、水質(zhì)軟化等預(yù)處理后的出水進入蒸發(fā)器濃縮結(jié)晶【7】，是利用蒸發(fā)器中產(chǎn)生的二次蒸汽，經(jīng)壓縮機壓縮，壓力、溫度升高的蒸汽可用于待蒸發(fā)料液的加熱，蒸汽本身那么冷凝成水。蒸汽潛熱得到充分利用，同時回用冷凝水【4】，水中鹽分實現(xiàn)固化回收。該技術(shù)成熟可靠，但是投資費用及處理本錢高，一般與廢水濃縮工藝結(jié)合應(yīng)用，同時MVR蒸發(fā)系統(tǒng)對水質(zhì)要求較高。脫硫廢水因其高含鹽量、高腐

4、蝕性、含易結(jié)垢物質(zhì)，不能滿足蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)對進水水質(zhì)的要求，需要增加強化軟化預(yù)處理系統(tǒng)，預(yù)處理費用高。目前，燃煤電廠濕法煙氣脫硫廢水的處理工藝中，利用高溫?zé)煔鈬婌F蒸發(fā)脫硫廢水逐漸受到關(guān)注，即將噴霧蒸發(fā)技術(shù)用于濕法煙氣脫硫廢水的深度處理，在鍋爐尾部煙道區(qū)域設(shè)置霧化噴嘴，將脫硫廢水泵送到霧化噴嘴內(nèi)，噴入并分散到高溫?zé)煔猸h(huán)境中，吸收煙氣熱量后，廢水霧化液滴蒸發(fā)為水蒸氣并隨煙氣一起排放，原廢水中的鹽類和固體物那么懸浮在煙氣中并進入到電除塵器被電極捕捉，最后隨飛灰一起外排。目前經(jīng)過國內(nèi)外大學(xué)者的理論、試驗研究及可行性分析，認為利用煙氣余熱蒸發(fā)處理廢水技術(shù)可以實現(xiàn)低本錢的電廠廢水零排放，廢水蒸發(fā)后所析出的金

5、屬鹽、懸浮物等物質(zhì)隨煙氣進入后面的除塵系統(tǒng)中被脫除，對飛灰利用影響較小。但是煙氣噴霧蒸發(fā)過程中，高溫?zé)煔獾奶崛p失了局部鍋爐效率，增加了電廠的煤耗，提取高溫?zé)煔獾牧咳Q于噴入的廢水量。假設(shè)能降低脫硫廢水的處理量，減少高溫?zé)煔獾囊隽浚瑢⒛茱@著加快脫硫廢水煙氣噴霧蒸發(fā)技術(shù)的推廣應(yīng)用。因此，無論是MVR技術(shù)還是高溫?zé)煔鈬婌F蒸發(fā)技術(shù)，其投資及運行本錢均與廢水處理量直接相關(guān)，實現(xiàn)廢水的濃縮是十分必要的。目前的主流濃縮技術(shù)是反滲透膜技術(shù)，反滲透膜的運行對廢水的水質(zhì)要求較高。脫硫廢水中鈣鎂離子含量高，需通過絮凝沉淀、pH調(diào)節(jié)、離子交換樹脂等工藝實現(xiàn)廢水的除硬，其預(yù)處理費用非常高。因此，本文提出一種利用煙氣

6、余熱基于液柱蒸發(fā)的脫硫廢水濃縮技術(shù)(簡稱液柱蒸發(fā))，建立脫硫廢水液柱蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，即利用低品位煙氣作熱源，在煙氣脫硫系統(tǒng)前增加蒸發(fā)塔，采取液柱蒸發(fā)的方式，對燃煤電廠脫硫廢水進行液柱蒸發(fā)處理。本工藝中脫硫廢水與煙氣直接接觸換熱，不存在換熱面結(jié)垢等問題，無需預(yù)處理，克服了噴霧蒸發(fā)中噴嘴易堵塞、壁面積灰等問題;脫硫廢水在煙氣余熱下蒸發(fā)，可以大大降低廢水的處理量，節(jié)約本錢;煙氣吸收局部水分后進入脫硫系統(tǒng)，機組可以降低脫硫用水補水量;進入脫硫系統(tǒng)的煙氣溫度降低，可以提高脫硫效率;設(shè)計煙氣與水柱垂直接觸，可降低壓力損失;對SO2有一定的去除率;液柱蒸發(fā)形式防止了鹽類隨煙氣蒸發(fā)進入后續(xù)系統(tǒng)。本工藝投資及運行本錢較低，僅需在原煙道增加一個蒸發(fā)塔，或通過改造原煙道實現(xiàn)液柱噴淋，運行本錢僅為泵的耗電。本文利用液柱蒸發(fā)試驗系統(tǒng)進行試驗研究，研究了不同進口煙氣溫度、蒸發(fā)塔煙氣流速、液柱噴嘴直徑下脫硫廢水的液柱蒸發(fā)特性，考察