申请日2018.07.19
公开(公告)日2018.11.23
IPC分类号C02F1/12; C02F1/16; C02F103/18
摘要
本发明公开了一种用于烟气余热处理脱硫废水的干燥塔，包括脱硫废水进口、低温烟气进口、干燥塔本体、低温烟气出口、除雾装置、浓缩脱硫废水循环水喷淋装置、防涡板、浓缩脱硫废水排放口、环形烟道及烟气分流进口，干燥塔本体一侧固定安装有低温烟气进口，脱硫废水进口安装于干燥塔本体安装低温烟气进口下方，低温烟气出口固定安装于干燥塔本体顶端，低温烟气进口的水平周圈安装有环形烟道，干燥塔本体与环形烟道连接处均匀开有若干烟气分流进口，低温烟气出口内部固定安装有除雾装置，该发明结构合理，达到以废治废及脱硫废水零排放的目的，具有出投资省、运行费用低、不需添加任何化学药品等优势。
权利要求书
1.一种用于烟气余热处理脱硫废水的干燥塔，其特征在于：包括脱硫废水进口(1)、低温烟气进口(2)、干燥塔本体(3)、低温烟气出口(4)、除雾装置(5)、浓缩脱硫废水循环水喷淋装置(6)、防涡板(7)、浓缩脱硫废水排放口(8)、环形烟道(9)及烟气分流进口(10)，所述干燥塔本体(3)一侧固定安装有低温烟气进口(2)，所述脱硫废水进口(1)安装于干燥塔本体(3)安装低温烟气进口(2)下方，所述低温烟气出口(4)固定安装于干燥塔本体(3)顶端，所述低温烟气进口的水平周圈安装有环形烟道(9)，干燥塔本体与环形烟道连接处均匀开有若干烟气分流进口(10)，所述低温烟气出口(4)内部固定安装有除雾装置(5)，所述除雾装置(5)优选但不限于采用折板除雾结构，所述浓缩脱硫废水循环水喷淋装置(6)固定安装于干燥塔本体(3)内部，所述干燥塔本体(3)底部固定安装有浓缩脱硫废水排放口(8)，所述防涡板(7)固定安装于干燥塔本体(3)内部底端。
2.根据权利要求1所述的一种用于烟气余热处理脱硫废水的干燥塔，其特征在于：所述干燥塔本体(3)为立式圆柱形容器，所述干燥塔本体(3)底部为锥形结构，所述干燥塔本体(3)下端设有脱硫废水进口(1)，脱硫废水进口(1)与干燥塔本体(3)切线连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于烟气余热处理脱硫废水的干燥塔，其特征在于：所述低温烟气进口(2)采用“环形联通分布管+分流口的”结构，优选100℃~130℃之间的低温烟气进行换热，所述环形烟道(9)内设计烟气流速为20m/s~75m/s， 所述烟气分流进口(10)处设计烟气流速为8m/s ~40 m/s，所述低温烟气进口(2)的烟气进量与脱硫废水进口(1)的物料进量的比值设计定在35:1~60:1之间，烟气在脱硫塔内平均流速设计值为1.5~8m/s之间。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于烟气余热处理脱硫废水的干燥塔，其特征在于：所述干燥塔本体(3)内低温烟气与循环脱硫废水设计换热时间为0.5~5s之间。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于烟气余热处理脱硫废水的干燥塔，其特征在于：所述浓缩脱硫废水循环水喷淋装置(6)包括主管(61)、支管(62)及喷嘴(63)，所述主管(61)一侧固定连接有若干个支管(62)，所述支管(62)均设置于干燥塔本体(3)内，所述支管(62)下表面开有若干个小孔，所述喷嘴(63)固定安装于小孔处。
6.根据权利要求1或5所述的一种用于烟气余热处理脱硫废水的干燥塔，其特征在于：所述浓缩脱硫废水循环水喷淋装置(6)设置2~10层喷淋层,所述喷嘴(63)优选但不限于采用偏心喷嘴和螺旋喷嘴，所述浓缩脱硫废水循环水喷淋装置(6)单层喷淋喷嘴(63)下方1m处设计喷淋覆盖率为140%~280%，每只所述喷嘴(63)设计的供给压力为2~10bar，所述低温烟气出口(4)处设计烟气流速为7m/s~15m/s。
7.根据权利要求1所述的一种用于烟气余热处理脱硫废水的干燥塔，其特征在于：所述除雾装置(5)置于干燥塔本体(3)内。
8.根据权利要求1所述的一种用于烟气余热处理脱硫废水的干燥塔，其特征在于：所述干燥塔本体(3)内部优选但不限于采用衬玻璃鳞片的方法进行防腐处理。
9.实现权利要求1所述的一种用于烟气余热处理脱硫废水的干燥塔，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：
步骤一: 脱硫废水进入浓缩塔下部与之前浓缩后的脱硫废水混合;
步骤二：混合后脱硫废水经浓缩废水出口排出;
步骤三：澄清后浓缩废水由循环水喷淋装置雾化进入浓缩塔;
步骤四：抽取空气预热器之后及脱硫塔之前的低温烟气，利用烟气风机进入浓缩塔与浓缩脱硫废水换热蒸发;
步骤五：含蒸发水份的烟气经除雾装置，除去烟气中夹带的水雾;
步骤六：蒸发后烟气返回经烟气出口排出浓缩塔;
步骤七：未蒸发完全的浓缩脱硫废水，落入浓缩塔底部与新进脱硫废水混合。
说明书
一种用于烟气余热处理脱硫废水的干燥塔
技术领域
本发明涉及干燥塔技术领域，具体为一种用于烟气余热处理脱硫废水的干燥塔。
背景技术
目前国内火电厂，由于燃煤的原因，其锅炉烟气中通常含有一定量的SO2，SO3。目前国内主要采用的脱硫方法为石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺。该工艺在运行过程中，烟气中的HCL、颗粒物、重金属等不断在脱硫浆液中富集，富集到一定程度会引起脱硫效率降低、设备腐蚀加速等多种问题，因此必须排出一定量的废水以控制脱硫浆液中各种杂质的浓度。这部分废水即为脱硫废水。
对脱硫废水零排放的方法中，通常采用干燥塔对其进行干燥，主要的干燥工艺使采用脱硝后，进空气预热之前的烟气进行蒸发，所以现行的干燥塔均为基于高温烟气下对脱硫废水进行高温、单次的蒸发干燥来进行设计制造的。
而对于采用低温烟气余热进行蒸发干燥的工艺中，现行的基于高温烟气蒸发的干燥塔并不适用。
所谓低温烟气是指，锅炉烟气在经过空预器后，进入脱硫塔之前的烟气。此段烟气通常不会再作任何利用，属于理论上的废烟气。而此时烟气依然有一百多度的温度，且含水率较低。适合用来加热干燥脱硫废水。
为配合低温烟气余热进行蒸发干燥的工艺，开发出一套适合低温烟气的蒸发的干燥塔十分必要。
发明内容
利用低温烟气与脱硫废水之间温差较低，换热速率较为平缓的特点，在该工艺发明中我们采用循环蒸发的方法，对脱硫废水进行蒸发，最终达到废水零排放的效果。
基于以上利用烟气余热蒸发脱硫废水的方法，本发明提供了一种用于烟气余热处理脱硫废水的干燥塔，该设备利用锅炉烟气余热的热量蒸发脱硫废水，达到以废治废及脱硫废水零排放的目的，具有出投资省、运行费用低、不需添加任何化学药品、不会堵塞烟道等优势，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于烟气余热处理脱硫废水的干燥塔，包括脱硫废水进口、低温烟气进口、干燥塔本体、低温烟气出口、除雾装置、浓缩脱硫废水循环水喷淋装置、防涡板、浓缩脱硫废水排放口、环形烟道及烟气分流进口，所述干燥塔本体一侧固定安装有低温烟气进口，所述脱硫废水进口安装于干燥塔本体安装低温烟气进口下方，所述低温烟气出口固定安装于干燥塔本体顶端，所述低温烟气进口的水平周圈安装有环形烟道，干燥塔本体与环形烟道连接处均匀开有若干烟气分流进口，所述低温烟气出口内部固定安装有除雾装置，所述除雾装置优选但不限于采用折板除雾结构，所述浓缩脱硫废水循环水喷淋装置固定安装于干燥塔本体内部，所述干燥塔本体底部固定安装有浓缩脱硫废水排放口，所述防涡板固定安装于干燥塔本体内部底端。
优选的，所述低温烟气进口采用“环形联通分布管+分流口的”结构，优选100℃~130℃之间的低温烟气进行换热，所述环形烟道内设计烟气流速为20m/s~75m/s， 所述烟气分流进口处设计烟气流速为8m/s ~40 m/s，所述低温烟气进口的烟气进量与脱硫废水进口的物料进量的比值设计定在35:1~60:1之间，烟气在脱硫塔内平均流速设计值为1.5~8m/s之间。
优选的，所述干燥塔本体内低温烟气与循环脱硫废水设计换热时间为0.5~5s之间。
优选的，所述浓缩脱硫废水循环水喷淋装置包括主管、支管及喷嘴，所述主管一侧固定连接有若干个支管，所述支管均设置于干燥塔本体内，所述支管下表面开有若干个小孔，所述喷嘴固定安装于小孔处。
优选的，所述浓缩脱硫废水循环水喷淋装置设置2~10层喷淋层,所述喷嘴优选但不限于采用偏心喷嘴和螺旋喷嘴，所述浓缩脱硫废水循环水喷淋装置单层喷淋喷嘴下方1m处设计喷淋覆盖率为140%~280%，每只所述喷嘴设计的供给压力为2~10bar，所述低温烟气出口处设计烟气流速为7m/s~15m/s。
优选的，所述除雾装置置于干燥塔本体内。
优选的，所述干燥塔本体内部优选但不限于采用衬玻璃鳞片的方法进行防腐处理。
优选的，其使用方法包括以下步骤：
步骤一: 脱硫废水进入浓缩塔下部与之前浓缩后的脱硫废水混合;
步骤二：混合后脱硫废水经浓缩废水出口排出;
步骤三：澄清后浓缩废水由循环水喷淋装置雾化进入浓缩塔;
步骤四：抽取空气预热器之后及脱硫塔之前的低温烟气，利用烟气风机进入浓缩塔与浓缩脱硫废水换热蒸发;
步骤五：含蒸发水份的烟气经除雾装置，除去烟气中夹带的水雾;
步骤六：蒸发后烟气返回经烟气出口排出浓缩塔;
步骤七：未蒸发完全的浓缩脱硫废水，落入浓缩塔底部与新进脱硫废水混合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)干燥塔本体为立式圆柱形容器，具有在废水喷淋雾化过程中腔室内无死角，制作简便，用料节省的特点。
(2)浓缩塔底盖为锥形结构，有利于浓缩废水排出，有效防止浓缩脱硫废水在底部局部。
(3)干燥塔本体下端设有脱硫废水进口，脱硫废水进口与干燥塔本体切线连接。
(4)脱硫废水不需经任何预处理，直接进入干燥塔。
(5)采用“环形联通分布管+分流口的”低温烟气进口结构。
(6)优选100℃~130℃之间的低温烟气进行换热，为理论上的工业废热回收利用，不消耗额外能源。
(7)废水循环喷淋装置，设置2~10层喷淋层，增大与烟气接触的面积，实现接触充分，蒸发浓缩迅速。
(8)除雾装置置于干燥塔内，减少设备额外占用空间。
(9)设备结构简单，日常维护保养简单方便;。
(10)所涉及处理设备均为常压运行，安全稳定。
(11)烟气与浓缩废水间相互逆流，进行充分换热，可以带走尽量多的水份。