公布日：2022.05.13
申请日：2022.01.27
分类号：C02F1/04(2006.01)I;C02F1/16(2006.01)I;C02F5/00(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放系统及工艺，包括：塔体自下往上依次设置浓浆循环池、热烟气进口、浓浆喷淋层、分隔板和稀浆喷淋层；分隔板上设置有若干个升气帽；浓浆循环池通过循环泵与浓浆喷淋层连接；热烟气进口与热烟气源连接，热烟气入口设置有急冷喷淋装置，急冷喷淋装置与废水稀浆系统连接。采用该种设置方式可以有效防止硫酸钙晶体的析出引发堵塞，进而保障除雾器乃至整个蒸发浓缩系统的安全稳定运行。
权利要求书
1.一种基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放系统，其特征在于：包括塔体和热烟气源，其中，塔体自下往上依次设置浓浆循环池、热烟气进口、浓浆喷淋层、分隔板和稀浆喷淋层；所述分隔板为倾斜布置，所述分隔板覆盖塔体的整个截面；分隔板上设置有若干个升气帽；所述升气帽包括烟气通道壳体、导流帽和帽沿，其中，烟气通道壳体上均匀开设升气孔，所述导流帽为锥形，并覆盖升气孔，帽沿设置在导流帽的末端，竖向设置；浓浆循环池通过循环泵与浓浆喷淋层连接；热烟气进口与热烟气源连接，热烟气入口设置有急冷喷淋装置，急冷喷淋装置与废水稀浆系统连接。
2.根据权利要求1所述的基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放系统，其特征在于：所述急冷喷淋装置包括竖向喷淋层、左向喷淋层和右向喷淋层，竖向喷淋层的喷淋范围覆盖烟气流道的宽度方向，其设置于热烟气进口的顶部，左向和右向喷淋层的喷淋范围均覆盖烟气流道的高度方向，分别设置于热烟气进口的两侧；或，所述急冷喷淋装置包括多层竖向喷淋层，多层竖向喷淋层在烟气流道的高度方向均匀分布，且每层竖向喷淋层的喷淋范围均覆盖烟气流道的宽度方向。
3.根据权利要求1所述的基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放系统，其特征在于：稀浆喷淋层与脱硫废水稀浆源连接；还包括稀浆外循环管路，其进口与分隔板的最低处连接，其出口与稀浆喷淋层连接；所述稀浆外循环管路上设置有稀浆循环箱和稀浆循环泵，稀浆循环箱的安装位置低于分隔板的最低处，稀浆循环泵设置于稀浆循环箱的下游；所述稀浆外循环管路与所述急冷喷淋装置连接。
4.根据权利要求3所述的基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放系统，其特征在于：导流帽为棱锥或圆锥形。
5.根据权利要求1所述的基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放系统，其特征在于：包括烟气进口与浓浆喷淋层之间的垂直距离、浓浆喷淋层与分隔层之间的垂直距离以及分隔层与稀浆喷淋层之间的垂直距离均不小于2.0m。
6.根据权利要求1所述的基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放系统，其特征在于：还包括液固分离装置，其与浓浆循环池连接。
7.一种基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放工艺，其特征在于：包括如下步骤：热烟气在蒸发浓缩塔入口处，受到废水稀浆的急冷降温后，进入喷淋浓缩塔内，对喷淋下来的脱硫浓浆循环液进行蒸发浓缩；初步降温后热烟气与喷淋的浓浆循环液逆流换热、传质，使循环液持续蒸发浓缩，变成高浓度浆液；流经浓浆喷淋区的烟气流经升气帽进入稀浆喷淋区进行烟气降温和固体颗粒物的捕获；
还包括倾斜布置的分隔板，所述分隔板覆盖塔体的整个截面；分隔板上设置有若干个升气帽；所述升气帽包括烟气通道壳体、导流帽和帽沿，其中，烟气通道壳体上均匀开设升气孔，所述导流帽为锥形，并覆盖升气孔，帽沿设置在导流帽的末端，竖向设置。
8.根据权利要求7所述的基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放工艺，其特征在于：热烟气在蒸发浓缩塔入口处的流速为8-20m/s。
9.根据权利要求8所述的基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放工艺，其特征在于：入口处的液气比为1-3L/Nm3；经过初始降温后的烟气的温度为90-110℃；烟气在浓浆喷淋区的停留时间为0.5-1.0s。10.根据权利要求9所述的基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放工艺，其特征在于：流经浓浆喷淋区的烟气流经升气帽进行一级固体颗粒捕获。
11.根据权利要求10所述的基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放工艺，其特征在于：从升气帽中流出的烟气流经稀浆喷淋区进行烟气降温和固体颗粒物的二级捕获。
12.根据权利要求11所述的基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放工艺，其特征在于：烟气在稀浆喷淋区的停留时间为0.5～1.0s。
13.根据权利要求7所述的基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放工艺，其特征在于：还包括向浓浆中投加防垢剂、阻垢剂、容垢剂或/和磨蚀剂的步骤。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放系统及工艺。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
第一方面，本发明提供一种基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放系统，包括：塔体和热烟气源，其中，
塔体自下往上依次设置浓浆循环池、热烟气进口、浓浆喷淋层、分隔板和稀浆喷淋层；
分隔板上设置有若干个升气帽；
浓浆循环池通过循环泵与浓浆喷淋层连接；
热烟气进口与热烟气源连接，热烟气入口设置有急冷喷淋装置，急冷喷淋装置与废水稀浆系统连接。
第二方面，本发明提供一种基于双循环回路的脱硫废水蒸发浓缩零排放工艺，包括如下步骤：
热烟气在蒸发浓缩塔入口处，受到废水稀浆的急冷降温后，进入喷淋浓缩塔内，对喷淋下来的脱硫浓浆循环液进行蒸发浓缩；
初步降温后热烟气与喷淋的浓浆循环液逆流换热、传质，使循环液持续蒸发浓缩，变成高浓度浆液；
流经浓浆喷淋区的烟气流经升气帽进入稀浆喷淋区，烟气进一步降温，而且带上来的液珠和固体颗粒物将被稀浆喷淋区捕获。
上述本发明的一种或多种实施方式取得的有益效果如下：
由于塔入口的烟气流速较快，具有一定程度的文丘里混合效应，在入口处增设急冷喷淋装置，此处采用稀浆喷淋，可以实现气液的急速混合而降温，使得原来在塔内才完成的气液接触的换热过程，在塔入口即能大部分完成。通过该种设置方式，一方面可以使脱硫废水稀浆快速蒸发浓缩。由于脱硫废水稀浆的浓度较低，不会造成大量硫酸钙晶体析出；另一方面，可以使热烟气得到快速降温，降温后的烟气入塔后再与脱硫废水浓浆直接接触换热时，由于两者的温差减小，可以在较大程度上避免对脱硫废水浓浆区造成局部急剧加热，进而可以有效避免浓浆区的结垢堵塞。
蒸发浓缩塔基于双循环回路，即：在浓浆喷淋层的上方，还设置有分隔板、升气帽和稀浆喷淋层。稀浆喷淋层将对从下方来的烟气中携带的液滴和干化颗粒物进行捕获、分离，同时对烟气进行降温和进一步饱和，这样保证了烟气最后流经除雾器时，不造成除雾器的堵塞。
（发明人：刘述平;吕扬;管闯;孙德山;杨凤岭;吕和武;仇洪波;冯超;朱亮;于雷霆;马现厚;毕冉;杜先营;马松）