技術領域

[0001] 本發明屬于工業廢水處理技術領域，具體涉及一種脫硫廢水高效噴霧干燥系統。

申請號：CN202110908362.0
申請日：2021-08-09
申請人： 國能朗新明南京環?？萍加邢薰?, 南京依濤環?？萍加邢薰?br data-filtered="filtered"/>發明人 ： 祖坤勇 , 徐峰 , 鮑官華 , 徐應星 , 趙三梅 , 金燚燚 , 顧小紅 , 邢嘉珅
IPC分類號： C02F1/12 , C02F103/18

背景技術
[0002] 脫硫廢水是火電廠全廠廢水中最復雜的一種。水質呈酸性（pH為4 6），且含有大量~的懸浮物、氨氮和重金屬污染物，以及Ca2+、Mg2+、F?、SO42?、Cl?等。目前，市場上處理電廠脫硫廢水比較熱門的工藝是煙氣法。通過多效閃蒸或者MVR將脫硫廢水進行濃縮，然后利用高溫煙氣干燥固化濃縮后的濃縮液。干燥塔霧化手段主要是采用氣流式噴槍或者旋轉噴霧。此兩種處理方式有如下缺陷：1、煙氣偏流，阻力大。煙氣偏流為大多數干燥塔常見現象，不均勻的煙氣流場導致霧化后的濃縮液出現蒸不干，鹽分及粉塵干不透，從而發生沾壁，甚至塔底積水等；2、干燥塔底部積灰堵塞，干燥塔底部灰斗為熱煙氣死角，正常運行后尤其在冬季灰斗底部積累較多的鹽分導致結塊，有些甚至堵住了塔底灰斗的排灰口，從而導致無法排灰。3、雙流體霧化噴槍、三流體霧化噴槍耗氣量大（氣液比不低于300：1），能耗高，且易受氣源壓力和水源壓力的共同影響，不易控制，氣液比經常偏離正常設計范圍，從而導致霧化粒徑波動很大，霧化錐形在塔內脈沖式晃動，易造成沾壁積灰現象，系統運行阻力大，甚至無法正常運行。4、旋轉噴霧干燥的霧化器結構復雜，需要傳動裝置、液體分布裝置即霧化輪，對加工制造技術要求甚高，旋轉噴霧干燥的塔體龐大，安裝麻煩檢修不便。除此以外，還有一種干燥方式是將濃縮后的脫硫廢水直接噴入高溫煙道進行干燥，這種方式大大加重了煙道的堵塞和結垢的風險。
發明內容
[0003] 本發明的目的在于提供一種脫硫廢水高效噴霧干燥系統，以解決上述背景技術中提出的問題。
[0004] 為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種脫硫廢水高效噴霧干燥系統，該脫硫廢水高效噴霧干燥系統包括漿液輸送管道、漿液輸送泵、高壓連接管道、噴霧干燥塔、煙道和負壓輸送干粉管道，漿液輸送管道兩端分別與外部脫硫廢水濃縮液和漿液輸送泵進液口連接，漿液輸送泵出液口通過高壓連接管道和噴霧干燥塔進料口連通，噴霧干燥塔出料口通過負壓輸送干粉管道和除塵器連接，噴霧干燥塔進氣口通過煙道和外部熱煙氣連接；噴霧干燥塔上分別安裝有特制噴槍和熱風分布器，熱風分布器位于特制噴槍上
部，熱風分布器包括整流板、導流板一和導流板二，整流板均位于導流板一和導流板二上部，熱風分布器和煙道連通，特制噴槍和漿液輸送泵輸送的脫硫廢水濃縮液連通，煙道位于整流板上部，整流板例如焊接在噴霧干燥塔上端面，煙道和整流板連通，然后煙道經過整流板后，依次經過導流板一和導流板二后，進入噴霧干燥塔內部；
特制噴槍包括旋片和噴嘴，旋片內嵌到噴嘴內部，旋片包括液體切線入口和旋轉
室，液體切線入口噴入外部脫硫廢水濃縮液，特制噴槍由旋片、噴嘴和槍體三部分組成，槍體安裝在噴霧干燥塔內部，槍體頂端螺紋連接有噴嘴，旋片內嵌到噴嘴內部，旋片由液體切線入口和旋轉室組成，外部脫硫廢水濃縮液噴入槍體，然后脫硫廢水濃縮液通過旋片的液體切線入口進入后，進入旋轉室，脫硫廢水濃縮液在旋轉室獲得旋轉動能，根據旋轉動量矩守恒定律，旋轉速度在軸心速度最大，因此在噴嘴中央形成一股壓力等于大氣壓的空氣旋流，液體形成繞空氣心旋轉的環形薄膜，液體靜壓能轉變為向前運行的液膜的動能，從噴嘴高速噴出，其中例如可以為高壓連接管道貫穿噴霧干燥塔，并且高壓連接管道進入噴霧干燥塔部分和槍體一端連通。
[0005] 進一步改進的，整流板形狀為渦輪式，導流板一和導流板二為槽盤式導流格柵，圍繞整流板中心設置多條弧形板渦旋葉片，整流板和多條弧形板渦旋葉片整體呈現的形狀為渦輪式，渦輪式的設置可以讓熱煙氣通過渦旋葉片呈輻射狀擴散到導流板上。
[0006] 進一步改進的，噴霧干燥塔底部為粉倉，粉倉為無死角錐形灰斗，粉倉底部排空段為大半徑設計。
[0007] 進一步改進的，脫硫廢水濃縮液噴入特制噴槍內的壓力為2.5 4.0MPa。~
[0008] 進一步改進的，噴霧干燥塔材質為碳鋼，噴霧干燥塔內襯為耐高溫防腐蝕涂料。
[0009] 進一步改進的，粉倉上設置有壓力變送器，所述負壓輸送干粉管道上設置溫度變送器。
[0010] 進一步改進的，煙道上設置有溫度變送器，溫度變送器和噴霧干燥塔之間設有調節型風門。
[0011] 進一步改進的，高壓連接管道上設置有流量變送器和壓力變送器。
[0012] 進一步改進的，噴霧干燥塔上還設有內部爬梯、窺視鏡、外部爬梯、人孔。
[0013] 進一步改進的，負壓輸送干粉管道上設置開關型擋板門。
[0014] 一種脫硫廢水高效噴霧干燥系統，其工作步驟是：第一步，脫硫廢水濃縮液通過漿液輸送管道進入漿液輸送泵的進液口；
第二步，漿液輸送泵的出液口通過高壓連接管道將脫硫廢水濃縮液提升至噴霧干
燥塔的特制噴槍內；
第三步，熱煙氣經過煙道進入噴霧干燥塔的熱風分布器；
第四步，特制噴槍頂端噴嘴噴出的霧滴與熱風分布器調節后的熱風接觸混合，快
速傳熱，形成粉粒狀產品；
第五步，噴霧干燥塔底端粉倉的粉粒狀產品通過負壓輸送干粉管道送入除塵器底
部灰斗，負壓輸送干粉管道上安裝有真空泵，方便對負壓輸送干粉管道抽成負壓。
[0015] 第六步,噴入特制噴槍內的濃縮漿液由旋片旋轉霧化成霧滴，經噴嘴噴入塔內；煙道上設置調節型風門將溫度適當的熱煙氣通過調節進入噴霧干燥塔的整流板，
繼而進入兩層導流板，經過整流板、兩層導流板即熱煙氣分布器調節分布的熱煙氣均勻進入噴霧干燥塔，形成穩定的氣體流場；
負壓輸送干粉管道上設置開關型擋板門，設備運行時開關型擋板門常開，設備進
入維護期，此開關型擋板門關斷。
[0016] 漿液輸送泵為柱塞泵，變頻型式，柱塞泵為高壓柱塞泵。
[0017] 噴霧干燥塔內部安裝有熱氣熱風分布器，熱氣熱風分布器位于特制噴槍上部，熱氣熱風分布器中整流板為渦輪式，導流板為槽盤式導流格柵。
[0018] 粉倉為無死角錐形灰斗，粉粒狀產品排空段為大半徑設計。
[0019] 首次將特制噴槍裝置應用與脫硫廢水處理系統。
[0020] 外部熱煙氣為高溫煙氣，煙溫在350 ℃左右。
[0021] 旋片內嵌到噴嘴里，產生空心錐形噴霧，由液體切線入口、旋轉室組成，液體在旋轉室獲得旋轉動能，根據旋轉動量矩守恒定律，旋轉速度在軸心速度最大，因此在噴嘴中央形成一股壓力等于大氣壓的空氣旋流，液體形成繞空氣心旋轉的環形薄膜，液體靜壓能轉變為向前運行的液膜的動能，從噴嘴高速噴出，液膜伸長變薄，最后分裂成為小霧滴，所有的小霧滴合聚成為空心錐形噴霧冠。旋片端面左右兩端對稱設置多道切線入口，噴嘴中心設置噴嘴孔。
[0022] 脫硫廢水濃縮液進入特制噴槍內的壓力為2.5 4.0MPa。~
[0023] 噴嘴所噴出的液膜厚度范圍大致在0.5 4μm，噴嘴材質為碳化硅，噴霧干燥塔材質~為碳鋼，內襯耐高溫防腐蝕涂料，噴霧干燥塔下端粉倉設置壓力變送器，負壓輸送干粉管道上設置溫度變送器，煙道調節型風門前設置溫度變送器，特制噴槍前設置流量變送器和壓力變送器，輸送干粉管道為負壓管道，由空氣抽取生成的顆粒狀產品，噴霧干燥塔塔體上部和下部分別設置人孔。待設備檢修時方便人進入，噴霧干燥塔塔體內部和外部分別設置爬梯。待設備檢修時方便人爬升。
[0024] 本發明的目的是克服上述現有技術的缺陷，提供一種噴霧干燥效率高、工藝流程簡單、設備投資省、運行穩定維護簡便的高效噴霧干燥系統。
[0025] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：１、首次在脫硫廢水系統上采用壓力式特制噴槍噴霧。該噴槍克服了傳統雙流體、
三流體噴槍的缺陷，在結構和材質上進行了防腐和耐磨損的改進。由高壓柱塞泵將濃縮后的漿液打入霧化噴槍，不需額外設置壓縮空氣輔助，流場穩定，大大降低能耗；霧化效果好，霧化粒徑穩定，有效解決傳統雙流體噴槍，三流體噴槍霧化粒徑波動較大的缺陷；獨特的防堵結構設計，可以有效避免很高濃度的懸浮物堵塞，非常適用于廢水濃縮液霧化，確保噴槍系統長期穩定運行；
2、所用噴霧干燥塔進行了設計改進，改進的熱煙氣熱風分布器整流板為渦輪式，
導流板為槽盤式導流格柵使熱煙氣進入干燥塔后，接觸霧化脫硫廢水前，煙氣流場做到無死角均勻設計，熱煙氣均勻地擴散在干燥塔內與濃縮液均勻接觸，粉倉改進為無死角錐形灰斗，利于排灰并防止灰粒結塊粘壁，粉倉底部的排空段為大半徑設計，同樣可以有效避免管道結垢堵塞。
[0026] 3、所用噴霧干燥塔材質進行了設計改進，改為碳鋼內襯防高溫防腐蝕涂料，既降低設備投資，又能滿足運行需求。
[0027] 本發明提供的這種針對脫硫廢水濃縮液的處理系統，具有工藝流程短，設備少維護工作簡單的特點，系統運行穩定，漿液噴霧干燥后與飛灰一起進入除塵器灰斗，無需考慮固廢處置，綜上所述，本發明提供的這種關于脫硫廢水濃縮液噴霧干燥系統具有明顯經濟優勢和可操作性。
附圖說明
[0028] 圖1為本發明一種脫硫廢水高效噴霧干燥系統整體結構示意圖；圖2為本發明噴霧干燥塔結構示意圖。
圖中：1、漿液輸送管道；2、漿液輸送泵；3、高壓連接管道；4、噴霧干燥塔；5、煙道；
6、負壓輸送干粉管道；7、特制噴槍；8、旋片；9、噴嘴；10、調節型風門；11、整流板；12、導流板一；13、導流板二；14、粉倉；15、開關型擋板門；16、內部爬梯；17、窺視鏡；18、外部爬梯；19、壓力變送器；20、溫度變送器；21、人孔。
具體實施方式
[0029] 下面結合附圖和具體實施方式，進一步闡明本發明，應理解下述具體實施方式僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。
[0030] 請參閱圖1?2，一種脫硫廢水高效噴霧干燥系統，該脫硫廢水高效噴霧干燥系統包括漿液輸送管道1、漿液輸送泵2、高壓連接管道3、噴霧干燥塔4、煙道5和負壓輸送干粉管道6，漿液輸送管道1兩端分別與外部脫硫廢水濃縮液和漿液輸送泵2進液口連接，漿液輸送泵
2出液口通過高壓連接管道3和噴霧干燥塔4進料口連通，噴霧干燥塔4出料口通過負壓輸送干粉管道6和除塵器連接，噴霧干燥塔4進氣口通過煙道5和外部熱煙氣連接，漿液輸送泵2例如選用型號為3LP35?2/PF3的泵，噴霧干燥塔4例如選用型號為HF?8000BY的塔體；
噴霧干燥塔4上分別安裝有特制噴槍7和熱風分布器，熱風分布器位于特制噴槍7
上部，熱風分布器包括整流板11、導流板一12和導流板二13，整流板11均位于導流板一12和導流板二13上部，煙道5位于整流板11上部；
特制噴槍7包括旋片8和噴嘴9，旋片8內嵌到噴嘴9內部，旋片8包括液體切線入口
和旋轉室，液體切線入口噴入外部脫硫廢水濃縮液。
[0031] 整流板11形狀為渦輪式，導流板一12和導流板二13為槽盤式導流格柵。
[0032] 噴霧干燥塔4底部為粉倉14，粉倉14為無死角錐形灰斗，粉倉14底部排空段為大半徑設計。
[0033] 脫硫廢水濃縮液噴入特制噴槍內的壓力為2.5 4.0MPa。~
[0034] 噴霧干燥塔4材質為碳鋼，噴霧干燥塔4內襯為耐高溫防腐蝕涂料。
[0035] 粉倉14上設置有壓力變送器19，所述負壓輸送干粉管道6上設置溫度變送器20，壓力變送器19例如選用型號為CK?2088的變送器，溫度變送器20例如選用信號型號為BRW600?204的變送器。
[0036] 煙道5上設置有溫度變送器20，溫度變送器20和噴霧干燥塔4之間設有調節型風門10，煙道5上的溫度變送器20圖中未畫出。
[0037] 高壓連接管道3上設置有流量變送器和壓力變送器19，流量變送器例如選用型號為YQ2608的變送器，高壓連接管道3上的流量變送器和壓力變送器19圖中未畫出。
[0038] 噴霧干燥塔4上還設有內部爬梯16、窺視鏡17、外部爬梯18、人孔21。
[0039] 負壓輸送干粉管道6上設置開關型擋板門。
[0040] 一種脫硫廢水高效噴霧干燥系統，包括漿液輸送管道1、漿液輸送泵2和高壓連接管道3及噴霧干燥塔4，還包括煙道5及負壓輸送干粉管道6。噴霧干燥塔4內包括特制噴槍7，漿液輸送泵與特制噴槍7連通，煙道5與噴霧干燥塔4進氣口連通，粉倉14出口與除塵器連通。
[0041] 噴霧干燥塔4內部安裝有熱氣熱風分布器，熱氣熱風分布器位于特制噴槍7上部，熱氣氣流分布器包括整流板11、導流板一12和導流板二13，整流板11為渦輪式，導流板一12和導流板二13為槽盤式導流格柵。
[0042] 除塵器包括電除塵器。
[0043] 外部熱煙氣為高溫煙氣。
[0044] 本發明中，噴霧干燥塔底部粉倉設有壓力變送器；粉倉底部出口管道設置有溫度變送器；漿液輸送泵出口高壓連接管道上設置有流量變送器。噴槍上設置壓力變送器。調節型風門前面煙道設置溫度變送器。
[0045] 實施例：一種脫硫廢水高效噴霧干燥系統，包括以下步驟：將脫硫廢水濃縮漿液通過漿液輸送管道1輸入漿液輸送泵2進液口，漿液輸送泵2經過加壓將濃縮漿液打入特制噴槍7內，高壓連接管道3上設置有流量變送器和壓力變送器19，與漿液輸送泵2的變頻器連鎖調節以保證特制噴槍7壓力在2.5 4.0MPa的恒壓范圍內，打開調節型風門10，通過溫度變送~器20調整風門開量大小保證入塔溫度在350℃，經過調節的煙氣進入噴霧干燥塔4頂部熱風分布器，熱煙氣經調節均勻擴散在在噴霧干燥塔4內，調整特制噴槍7使濃縮漿液經旋片8旋轉霧化成霧滴，與熱煙氣接觸混合，通過窺視鏡17觀察塔內噴霧情況，通過粉倉14底部粉狀顆粒產品負壓輸送干粉管道6上的溫度變送器20來調整噴霧干燥塔4進氣口風門開度，保證噴霧干燥塔4出口煙溫不低于125℃，保證霧滴全部均勻干燥透徹，通過噴霧干燥塔4塔體下部窺視鏡17觀察粉倉14底部是否有積灰，也可通過粉倉14底部壓力變送器19判斷粉倉14底部是否積灰來進行設備維護。
[0046] 外部爬梯18和內部爬梯16為設備的改進設備，已備設備維護檢修時使用。
[0047] 塔體人孔21為設備改進設備，已備設備維護檢修時使用。
[0048] 噴霧干燥塔4塔體窺視鏡17為設備改進設備，已備設備運行維護使用。
[0049] 本發明有完整的PLC控制系統，可以實現自動進料、出料，通過連鎖控制及保護機制，在保證安全穩定的前提下，根據信號實現智能化控制和系統的全自動運行，并且本系統還包括流量控制器、溫度控制器、壓力變送器、管道、閥門、必須的連接件、法蘭及其他配件，所述控制儀表與PLC控制系統連接，其中流量控制器、溫度控制器、壓力變送器、管道、閥門、必須的連接件、法蘭及其他配件，所述控制儀表與PLC控制系統連接，根據需要，均為常規設置。
[0050] 以上例舉僅僅是對本發明的舉例說明，并不構成對本發明的保護范圍的限制，凡是與本發明相同或相似的設計均屬于本發明的保護范圍之內。
[0051] 需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。
[0052] 盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定，顯然，本發明所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。