一种混合式烟气蒸干脱硫废水装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种混合式烟气蒸干脱硫废水装置。现有锅炉烟气蒸干脱硫废水方式存在粘壁现象或者堵塞烟道现象，且脱硫效率低。本实用新型包括混合气蒸干脱硫部和气体调质脱硫部，混合气蒸干脱硫部包括干燥塔、废水预处理管路以及混合气体管路，干燥塔通过尾气管与烟道母管通连，混合气管路包括主管、第一支管以及与外界空气通连且流经所述空气预热器的第二支管，烟气与加热的外界空气混合并送入干燥塔对脱硫废水进行蒸干处理。有效解决混合气在蒸发干燥脱硫废水时出现的粘壁现象，确保干燥塔使用寿命，还能有效减小因使用外界空气对锅炉效率的影响,有效提高脱硫效率，还能减少脱硫废水量，进而减轻蒸发作业的工作负荷，降低用于蒸发脱硫废水的热量损耗。
【专利说明】
一种混合式烟气蒸干脱硫废水装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及汽轮机发电领域，具体涉及锅炉烟气蒸干脱硫废水装置。
【背景技术】
[0002]煤炭在锅炉内经燃烧后形成含硫的气态污染物，这些物质会随着锅炉尾气进入尾气管道，并依次经过省煤器、SCR(选择性催化反应器)、AH(空气预热器)、ESP(电除尘器)后被FGD(脱硫吸收塔)吸收后，脱硫吸收塔的浓缩液(内含多种盐类)以脱硫废水形式外排，容易造成二次污染，为了消除脱硫废水外排，现有技术中常采用L形脱硫废水烟道气蒸发装置或烟气旁路处理装置处理，这两种处理装置均存在缺陷:L形脱硫废水烟道气蒸发装置由于将脱硫废水直接喷入烟道，使得脱硫废水直接在烟道内蒸发，造成废水中的盐分容易在烟道中沉积进而导致烟道堵塞，影响机组安全运行；而现有的烟气旁路处理装置因单独引入高灰分烟气作为脱硫废水的蒸干热源，极易出现粘壁现象，从而使干燥塔运行不能正常进行，还影响设备寿命。此外，若单独采用空预器的热空气作为蒸干的热源，相比较热烟气来说，对锅炉效率影响大；同时，脱硫废水的排放量也是影响锅炉效率的医大因素，必须有与之配套的减量措施和技术。
【实用新型内容】
[0003]为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种混合式烟气蒸干脱硫废水蒸干装置，通过气体调质减量脱硫废水部和混合气蒸干脱硫部配合实现烟气批次蒸干脱硫废水，并在混合气中引入热空气来降低烟气灰分，进而有效改善粘壁现象，并保证将对锅炉效率的影响降到最低。
[0004]本实用新型通过以下方式实现:一种混合式烟气蒸干脱硫废水装置，包括一与锅炉烟道母管配合的脱硫装置，所述烟道母管包括依次串联的选择性催化还原反应器、空气预热器、第一烟气余热回收器、电除尘器、脱硫塔、第二烟气余热回收器以及烟囱，所述脱硫废水蒸干装置包括一混合气蒸干脱硫废水部和一气体调质脱硫部，所述混合气蒸干脱硫部包括一干燥塔、与所述脱硫塔通连的废水预处理管路以及一混合气体管路，所述干燥塔通过一尾气管与所述烟道母管通连，所述混合气管路包括与一所述干燥塔通连的主管、连接位于所述选择性催化还原反应器与空气预热器间烟道母管的第一支管以及与外界空气通连且流经所述空气预热器的第二支管，烟气与加热后的外界空气混合并送入干燥塔对脱硫废水进行蒸干处理。将原有烟气旁路处理装置的烟气进气管上增设一与外界空间通连的第二支管，由于热空气的灰分含量极低，通过将从烟道母管中引出的高灰分烟气与空预器出口的部分热空气混合来起到降低混合气灰分含量的作用，既有效解决混合气在蒸发干燥脱硫废水时出现的粘壁现象，确保干燥塔使用寿命，还能有效减小因使用空预器出口的部分热空气对锅炉效率的影响，此外，在脱硫装置中还增加了气体调质脱硫部，在烟气通过脱硫塔前先进行第一次脱硫(同时脱除氯化氢和氟化氢)作业，通过向烟道母管喷入碱液来与含硫气体反应形成固体颗粒，形成的固体颗粒利用烟道母管上的电除尘器实现外排，既改变原有脱硫装置只通过一条途径脱硫的现状，有效提高脱硫效率，还能减少脱硫废水量，进而减轻蒸发作业的工作负荷，降低用于蒸发脱硫废水的热量损耗，确保锅炉正常运作。外界空气在与高温烟气混合前需要进行预热处理，既确保混合气具有足够用于蒸发脱硫废水的热量，还能避免因冷热气流混合不均而导致干燥塔中局部脱硫废水不能及时蒸干的问题，进而避免脱硫废水与灰分混合并出现粘壁的情况。
[0005]作为优选，所述第一支管和第二支管上均设有调节挡板门，所述主管上设有一控制阀，所述主管一端与所述干燥塔通连，另一端分别与所述第一支管和第二支管通连。分设在第一支管和第二支管上的调节挡板门通过相互配合实现高灰分烟气与低灰分外界空气的混合比例，进而根据干燥塔中的情况来调整混合气成分，既有效避免粘壁情况发生，还应尽量减少外界空气输入量，进而减小对锅炉正常工作的影响；主管起到统一输送混合气的作用，主管上的控制阀用于调节送入干燥塔的气体输入量，确保混合气输入量与脱硫废水量匹配。
[0006]作为优选，所述干燥塔上部设有一与所述主管通连的蜗壳式空气分配器以及一与所述废水预处理管路通连的离心式雾化器，所述干燥塔下部设有固体排放口。由于主管中的烟气和外界空气混合不均匀，混合气中存在局部灰分密度不均匀、各部温度不相同的情况，所以在主管需要通过蜗壳式空气分配器来实现降低混合气灰分密度以及确保混合气温度均衡的目的，蜗壳式空气分配器还起到将混合气均匀地向干燥塔各部扩散的作用，确保混合气与雾状脱硫废水均匀接触。所述废水预处理管路通过离心式雾化器将脱硫废水转化为雾状并均匀扩散至干燥塔各部，通过扩大脱硫废水与混合气的接触面积来提高热量传递效率，进而提高水分蒸发速度。脱硫废水中的水分被蒸发后形成的固体颗粒会利用自身重力飘落至干燥塔的底部，固体排放口用于将集聚的固体颗粒外排。
[0007]作为优选，所述尾气管一端与所述干燥塔中部通连，另一端连接在位于所述第一烟气余热回收器和电除尘器间的烟道母管上。尾气管用于将干燥塔内的气体外排至烟道母管中，尾气管的外排位置设于烟道母管的烟气加热器之后且电除尘器之前，由于干燥塔内外排的混合气通过蒸发作业后温度下降，所以要通入烟道母管位于烟气加热器之后的区段，使得两者温度近似，进而减小对烟道母管内烟气的影响，由于干燥塔内的部分固体颗粒会随着外排的尾气一起飘出，所以，需要通过电除尘器实现固体颗粒外排，有效提高脱硫效率。
[0008]作为优选，所述废水预处理管路包括依次串连的三联箱、预沉器、浓缩器以及进料栗的脱硫废水管，所述脱硫废水管一端与所述脱硫塔通连，另一端与所述离心式雾化器通连。脱硫塔形成的脱硫废水浓度较低且数量较大，若全部采用蒸发方式处理，既脱硫效率低下，还需要消耗大量用于蒸发水分的热量，增加了脱硫成本，还会影响机组正常运行，所以需要进行预先的提纯、浓缩处理，既有效确保含硫物质的脱离效率，还尽量减少热量损耗。
[0009]作为优选，所述气体调质脱硫部包括一碱液储备箱以及一带输液栗的碱液管道，所述碱液管道一端与所述碱液储备箱通连，另一端连接在位于所述空气预热器与所述第一烟气余热回收器间的烟道母管上。碱液储备箱用于存储中和含硫物质的碱液，碱液通过输液栗送入烟道母管，并与烟气中的含硫物质反应形成固体颗粒，固体颗粒被电除尘器外排。碱液被送入所述空气预热器与所述第一烟气余热回收器间的烟道母管上，由于该区段烟道母管内的烟气还具有较多的热量，既有效提高碱液与含硫物质的反应速率，还能通过迅速增发碱液中水分的方式来避免粘壁现象发生。
[0010]—种混合式烟气蒸干脱硫废水方法，锅炉外排的烟气通过以下方法实现脱硫作业:首先，烟道母管内的烟气与通过气体调质脱硫部喷入烟道母管的雾状碱液反应来形成固体颗粒，固体颗粒通过电除尘器外排实现烟气含硫量降低;其次，烟气通过脱硫塔形成脱硫废水，脱硫废水通过废水预处理管路依次进行沉降、浓缩工序并通过离心式雾化器喷入干燥塔，在此同时，干燥塔通过混合气管路获取蒸发脱硫废水用高温混合气体，所述混合气体包括预热的外界空气以及从烟道母管引入的旁路烟气;最后，混合气体与雾化的脱硫废水在干燥塔中接触，脱硫废水中的水分蒸发形成水蒸气，脱硫废水脱水后形成含硫固体颗粒，夹带水蒸气的混合气体通过尾气管汇入烟道母管中，固体颗粒跌落至干燥塔底部并被外排。从锅炉排出的含硫烟气首先通过喷淋碱液的方式形成含硫的固体颗粒，再通过蒸发脱硫废水的方式形成含硫固体颗粒，通过气体调质脱硫部和混合气蒸干脱硫部配合使用，相对于原有技术中单一的脱硫手段和方式具有更高的脱硫效率。
[0011]作为优选，所述旁路烟气引自所述烟道母管位于所述第一烟气余热回收器之前的区段，所述外界空气通过所述空气预热器完成预热工序，外界空气与烟气通过蜗壳式空气分配器均匀混合，所述旁路烟气与外界空气间的混合比例通过分设在第一支管和第二支管上的调节挡板门控制。所述尾气管将夹带水蒸气的混合气体送入所述烟道母管位于所述第一烟气余热回收器与电除尘器间的区段，利用电除尘器外排在干燥塔中形成且随混合烟气外排的固体颗粒。
[0012]本实用新型的突出有益效果:将原有烟气旁路处理装置的烟气进气管上增设一与外界空间通连的第二支管，既有效解决混合气在蒸发干燥脱硫废水时出现的粘壁现象，确保干燥塔使用寿命，还能有效减小因使用外界空气对锅炉效率的影响，此外，在脱硫装置中还增加了气体调质脱硫部，在烟气通过脱硫塔前先进行第一次脱硫作业，再通过混合气蒸干脱硫部进行第二脱硫作业，既改变原有脱硫装置只通过一条途径脱硫的现状，有效提高脱硫效率，还能减少脱硫废水量，进而减轻蒸发作业的工作负荷，降低用于蒸发脱硫废水的热量损耗，确保锅炉正常运作。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构不意图；
[0014]图中:1、烟道母管，2、选择性催化还原反应器，3、空气预热器，4、第一烟气余热回收器，5、电除尘器，6、脱硫塔，7、干燥塔，8、尾气管，9、主管，10、第一支管，11、第二支管，12、控制阀，13、蜗壳式空气分配器，14、离心式雾化器，15、固体排放口，16、三联箱，17、预沉器，18、浓缩器，19、进料栗，20、碱液储备箱，21、输液栗。
【具体实施方式】
[0015]下面结合说明书附图和【具体实施方式】对本实用新型的实质性特点作进一步的说明。
[0016]如图1所示的一种混合式烟气蒸干脱硫废水装置，由一与锅炉烟道母管I配合的脱硫装置组成，所述烟道母管I包括依次串联的选择性催化还原反应器2、空气预热器3、第一烟气余热回收器4、电除尘器5、脱硫塔6、第二烟气余热回收器以及烟囱，所述脱硫装置包括一混合气蒸干脱硫部和一气体调质脱硫部，所述混合气蒸干脱硫部包括一干燥塔7、与所述脱硫塔6通连的废水预处理管路以及一混合气体管路，所述干燥塔7通过一尾气管8与所述烟道母管I通连，所述混合气管路包括与一所述干燥塔7通连的主管9、连接位于所述选择性催化还原反应器2与空气预热器3间烟道母管I的第一支管10以及与外界空气通连且流经所述空气预热器3的第二支管11，烟气与加热的外界空气混合并送入干燥塔7对脱硫废水进行蒸干处理。
[0017]根据上述结构实施的一种混合式烟气蒸干脱硫废水方法，锅炉外排的烟气通过以下方法实现脱硫作业:首先，烟道母管I内的烟气与通过气体调质脱硫部喷入烟道母管I的雾状碱液反应来形成固体颗粒，固体颗粒通过电除尘器5外排实现烟气含硫量降低;其次，烟气通过脱硫塔6形成脱硫废水，脱硫废水通过废水预处理管路依次进行沉降、浓缩工序并通过离心式雾化器14喷入干燥塔7，在此同时，干燥塔7通过混合气管路获取蒸发脱硫废水用高温混合气体，所述混合气体包括预热的外界空气以及从烟道母管I引入的旁路烟气;最后，混合气体与雾化的脱硫废水在干燥塔7中接触，脱硫废水中的水分蒸发形成水蒸气，脱硫废水脱水后形成含硫固体颗粒，夹带水蒸气的混合气体通过尾气管8汇入烟道母管I中，固体颗粒跌落至干燥塔7底部并被外排。
[0018]在实际操作中，锅炉产生的烟气会随着烟道母管I外排，由于固体颗粒状的含硫物质会被电除尘器5外排，所以本技术方案主要是去除烟气中以气态形式存在的含硫气体，含硫气体首先与碱液发生化学反应并形成固体颗粒，没有与碱液反应的含硫气体会通过电除尘器5后被脱硫塔6吸收并溶解在脱硫废水中，脱硫废水经过浓缩等预处理后被送入干燥塔7中进行干燥并形成便于外排的固体颗粒。通过第一支管10引入的烟气内具有含硫气体，此部分气体会在干燥塔7中完成蒸干作业后通过尾气管8重新汇入烟道母管I，并被脱硫塔6收集进入废水预处理管路。所述旁路烟气引自所述烟道母管I位于所述第一烟气余热回收器4之前的区段，所述外界空气通过所述空气预热器3完成预热工序，外界空气与烟气通过蜗壳式空气分配器13均匀混合，所述旁路烟气与外界空气间的混合比例通过分设在第一支管10和第二支管11上的调节挡板门控制。
[0019]在实际操作中，所述尾气管8—端与所述干燥塔7中部通连，另一端连接在位于所述第一烟气余热回收器4和电除尘器5间的烟道母管I上。所述尾气管8将夹带水蒸气的混合气体送入所述烟道母管I位于所述第一烟气余热回收器4与电除尘器5间的区段，利用电除尘器5外排在干燥塔7中形成且随混合烟气外排的固体颗粒。
[0020]在实际操作中，所述气体调质脱硫部包括一碱液储备箱20以及一带输液栗21的碱液管道，所述碱液管道一端与所述碱液储备箱20通连，另一端连接在位于所述空气预热器3与所述第一烟气余热回收器4间的烟道母管I上。碱液储备箱20可以兼具碱液调质和存储的功能，并根据碱液喷入烟道母管I中的反应情况来调节碱液的用量和浓度，进而满足气体调质脱硫部的脱硫要求。在使用时，当碱液喷入烟道母管I后的固体颗粒形成量偏少时，可以增加碱液喷入量或者提高碱液浓度的的方式进行操作，以提高脱硫物质外排效率，当通过增加碱液喷入量或提高浓度后固体颗粒形成量并没有显著增加时，通过降低碱液喷入量或者降低碱液浓度的方式进行操作，以降低生产成本。碱液管道的一端连接在位于所述空气预热器3与所述第一烟气余热回收器4间的烟道母管I上，也可以根据实际情况来调整碱液管道的安装位置，兼具方便安装和较高脱硫效率的优点，也应视为本实用新型的具体实施例。
[0021]在实际操作中，所述碱液优选为氢氧化钙溶液，也可以根据情况采用其它成分的碱液，例如氢氧化钠溶液，均应视为本实用新型的具体实施例。
[0022]在实际操作中，第二支管11的一端与外界空间通连，并设有防护罩，防止异物通过第二支管11进入干燥塔7，第二支管11穿过所述空气预热器3，且与空气预热器3中原有的烟气管道和锅炉用空气管相互独立，既实现外界空气通过热量交换进行加热的目的，还不会对原有通过空气预热器3的烟气及锅炉用空气的成分产生影响。
[0023]在实际操作中，所述第一支管10和第二支管11上均设有调节挡板门，所述主管9上设有一控制阀12，所述主管9一端与所述干燥塔7通连，另一端分别与所述第一支管10和第二支管11通连。通过分别控制第一支管10和第二支管11上的调节挡板门实现混合气成分控制，由于单独使用高温高灰分的烟气会造成干燥塔7内粘壁的情况发生，但当外界空气输入过多时，会改变烟气成分，进而影响烟道母管I沿途设备的工作效率，所以在控制时，通过控制调节挡板门来调整混合气的成分，当设备内出现粘壁现象时，通过提高外界空气的含量来降低混合气温度和灰分，起到缓解并消除粘壁现象的作用，当设备内没有出现粘壁现象时，通过提高烟气的含量来减小因输入外界空气对烟道母管I沿途设备的影响。
[0024]在实际操作中，所述干燥塔7上部设有一与所述主管9通连的蜗壳式空气分配器13以及一与所述废水预处理管路通连的离心式雾化器14，所述干燥塔7下部设有固体排放口15。在使用时，废水预处理器中的脱硫废水通过进料栗19送入所述离心式雾化器14，所述离心式雾化器14将脱硫废水雾化成粒径小于60微米的雾滴，确保脱硫废水在干燥塔7中迅速干燥，优选方案，所述离心式雾化器14将脱硫废水雾化形成粒径为20微米的雾滴，当然也可以根据实际情况而调整雾化粒径，以满足干燥塔7正常工作的需要，均应视为本实用新型的具体实施例。此外，脱硫废水的处理量应根据机组负荷导致的混合气温度变化来调整，以减小对机组正常运转的影响。所述进料栗19优选采用高压栗。
[0025]在实际操作中，所述废水预处理管路包括依次串连的三联箱16、预沉器17、浓缩器18以及进料栗19的脱硫废水管，所述脱硫废水管一端与所述脱硫塔6通连，另一端与所述离心式雾化器14通连。
【主权项】
1.一种混合式烟气蒸干脱硫废水装置，包括一与锅炉烟道母管(I)配合的脱硫装置，所述烟道母管(I)包括依次串联的选择性催化还原反应器(2)、空气预热器(3)、第一烟气余热回收器(4)、电除尘器(5)、脱硫塔(6)、第二烟气余热回收器以及烟囱，其特征在于所述脱硫装置包括一混合气蒸干脱硫部和一气体调质脱硫部，所述混合气蒸干脱硫部包括一干燥塔(7)、与所述脱硫塔(6)通连的废水预处理管路以及一混合气体管路，所述干燥塔(7)通过一尾气管(8)与所述烟道母管(I)通连，所述混合气管路包括与一所述干燥塔(7)通连的主管(9)、连接位于所述选择性催化还原反应器(2)与空气预热器(3)间烟道母管(I)的第一支管(10)以及与外界空气通连且流经所述空气预热器(3)的第二支管(11)，烟气与加热的外界空气混合并送入干燥塔(7)对脱硫废水进行蒸干处理。2.根据权利要求1所述的一种混合式烟气蒸干脱硫废水装置，其特征在于所述第一支管(10)和第二支管(11)上均设有调节挡板门，所述主管(9)上设有一控制阀(12)，所述主管(9)一端与所述干燥塔(7)通连，另一端分别与所述第一支管(10)和第二支管(11)通连。3.根据权利要求2所述的一种混合式烟气蒸干脱硫废水装置，其特征在于所述干燥塔(7)上部设有一与所述主管(9)通连的蜗壳式空气分配器(13)以及一与所述废水预处理管路通连的离心式雾化器(14)，所述干燥塔(7)下部设有固体排放口(15)。4.根据权利要求1所述的一种混合式烟气蒸干脱硫废水装置，其特征在于所述尾气管(8)—端与所述干燥塔(7)中部通连，另一端连接在位于所述第一烟气余热回收器(4)和电除尘器(5)间的烟道母管(I)上。5.根据权利要求3所述的一种混合式烟气蒸干脱硫废水装置，其特征在于所述废水预处理管路包括依次串连的三联箱(16)、预沉器(17)、浓缩器(18)以及进料栗(19)的脱硫废水管，所述脱硫废水管一端与所述脱硫塔(6)通连，另一端与所述离心式雾化器(14)通连。6.根据权利要求1-5任一所述的一种混合式烟气蒸干脱硫废水装置，其特征在于所述气体调质脱硫部包括一碱液储备箱(20)以及一带输液栗(21)的碱液管道，所述碱液管道一端与所述碱液储备箱(20)通连，另一端连接在位于所述空气预热器(3)与所述第一烟气余热回收器(4)间的烟道母管(I)上。
【文档编号】C02F1/12GK205575696SQ201620156489
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月2日
【发明人】刘春红, 袁伟中, 秦刚华, 童小忠, 祁志福, 邬东立
【申请人】浙江浙能技术研究院有限公司