本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置及控制方法，屬于燃煤火力發(fā)電廠脫硫技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝是國、內(nèi)外最為主流的煙氣脫硫技術(shù)，該技術(shù)屬于氣-液-固三相反應(yīng)過程，包括了so2和石灰石在液體中的溶解傳質(zhì)過程以及溶解物在液相中的反應(yīng)過程。脫硫漿液由塔頂噴淋層通過液相噴嘴自上而下噴入脫硫塔，煙氣由吸收塔底部區(qū)域自下而上通過吸收區(qū)域，脫硫用水在吸收塔內(nèi)不斷循環(huán)，完成煙氣中so2的吸收過程。但是，由于脫硫用水的不斷循環(huán)，造成可溶鹽的不斷濃縮，這會產(chǎn)生部分成分復(fù)雜、濁度高、鹽分高的脫硫廢水，其具有很強的腐蝕性及易結(jié)垢等特點。而脫硫廢水的處理成為制約火電廠廢水零排放的關(guān)鍵因素。

處理脫硫廢水包括對含可溶性鹽及不溶性顆粒溶液的蒸發(fā)處理，蒸發(fā)處理主要分為兩個階段：等速蒸發(fā)及降速蒸發(fā)。等速蒸發(fā)是液滴中含有大量的不溶性顆粒，隨蒸發(fā)的進行，液滴逐漸收縮，顆粒間的距離減小，直至顆粒表面接觸，此時液滴表面形成一層外殼，水的通路被限制，剩余的水分很難蒸發(fā)；降速蒸發(fā)是剩余水分通過擴散作用到達液滴表面，最終的水分含量受擴散速度、蒸汽壓、顆粒與氣體的溫度等參數(shù)的影響。其中降速蒸發(fā)的時間遠大于等速蒸發(fā)，因此在蒸發(fā)塔的設(shè)計過程中如果可以將兩種蒸發(fā)分區(qū)域進行控制，則可以有效提高蒸發(fā)效率，減少設(shè)備尺寸，提高蒸發(fā)質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置及控制方法，本發(fā)明的蒸發(fā)裝置和控制方法用于干燥燃煤電廠濕法脫硫過程中產(chǎn)生的廢水，采用分區(qū)蒸發(fā)脫硫廢水的方式，其蒸發(fā)效率高、質(zhì)量高；本發(fā)明裝置的建造費用低、占地面積小，運行維護費用低。目前的干燥設(shè)備往往只考慮了干燥蒸發(fā)兩個階段中的某一個階段。例如，當只考慮等速蒸發(fā)階段時，設(shè)備體積較小、占地及建造費用低，但蒸發(fā)效果較差，很難達到完全蒸發(fā)；當考慮到降速蒸發(fā)階段時，設(shè)備體積很大，占地及建造費用很高。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置，包括空氣預(yù)熱器、蒸發(fā)塔、結(jié)晶鹽回收裝置和電除塵器，空氣預(yù)熱器通過煙氣管與蒸發(fā)塔連接，蒸發(fā)塔與結(jié)晶鹽回收裝置連接，結(jié)晶鹽回收裝置與電除塵器連接，蒸發(fā)塔內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)擋板、分區(qū)隔板、旋流葉片及煙氣均布板，調(diào)節(jié)擋板設(shè)置于蒸發(fā)塔的煙道入口處，分區(qū)隔板設(shè)置于煙道入口與旋流葉片之間，蒸發(fā)塔上設(shè)置有霧化裝置上，的旋流葉片設(shè)置于霧化裝置的上方。分區(qū)隔板用于將進入蒸發(fā)塔內(nèi)的煙氣分隔成兩部分，從而在干燥塔內(nèi)形成煙氣平行流動區(qū)和煙氣旋流區(qū)。煙氣平行流動區(qū)是通過煙氣均布板形成的，煙氣通過煙氣均布板時，通過煙氣均布板上小孔的均流作用，氣流流動方向、速度都基本相同，從而形成煙氣平行流動區(qū)；煙氣旋流區(qū)通過依靠調(diào)節(jié)擋板，使得一部分煙氣的流動偏向煙氣分區(qū)隔板外側(cè)的流動通道，該部分煙氣在流動過程中通過煙氣旋流葉片，煙氣形成以干燥塔中心線為軸的中心旋轉(zhuǎn)流動。霧化裝置位于煙氣平行流動區(qū)，可以使得噴霧液滴運動方向基本一致，避免液滴碰撞長大，完成液滴等速蒸發(fā)階段；液滴進入煙氣旋流區(qū)，會隨著煙氣旋轉(zhuǎn)運動，液滴可以在有限的空間內(nèi)獲得更長的停留時間，從而在不增大蒸發(fā)塔直徑的情況下，完成降速蒸發(fā)階段，得到更好的干燥效果。其中煙氣均布板上小孔的開孔率為30％～50％。

本發(fā)明將等速蒸發(fā)階段及降速蒸發(fā)階段通過分區(qū)、分別監(jiān)控調(diào)節(jié)的方式融合在單一的干燥塔中，具有設(shè)備體積小、干燥過程完全、監(jiān)控調(diào)節(jié)方式靈活的特點。

前述的一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置中，所述煙氣管的一端與空氣預(yù)熱器的入口端連接，另一端與蒸發(fā)塔的入口連接。

前述的一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置中，所述煙氣管的一端與空氣預(yù)熱器的出口端連接，另一端與蒸發(fā)塔的入口連接。采用從空氣預(yù)熱器的入口端引出高溫煙氣至蒸發(fā)塔的方式，或者采用從空氣預(yù)熱器的出口端引出高溫煙氣至蒸發(fā)塔的方式，將溫度約為300攝氏度的高溫煙氣引入蒸發(fā)塔中。采用這種引高溫煙氣至蒸發(fā)塔的方式，可在安裝蒸發(fā)塔時，根據(jù)發(fā)電廠的實際空間位置來布置蒸發(fā)塔的安裝位置。

前述的一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置中，所述霧化裝置的噴嘴一端設(shè)置于蒸發(fā)塔內(nèi)的煙氣平行流動區(qū)中，霧化裝置連接于脫硫廢水系統(tǒng)。

前述的一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置中，所述脫硫廢水系統(tǒng)包括廢水池、預(yù)處理裝置和水泵，廢水池與預(yù)處理裝置連接，預(yù)處理裝置與水泵連接，水泵與霧化裝置的入口端連接。

前述的一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置中，所述煙氣平行流動區(qū)的下方設(shè)有煙氣旋流區(qū)，煙氣平行流動區(qū)與煙氣旋流區(qū)的區(qū)域內(nèi)均分別設(shè)置有至少1個溫度檢測器。溫度檢測器可以安裝在所述的煙氣平行流動區(qū)和/或煙氣旋流區(qū)區(qū)域內(nèi)的蒸發(fā)塔內(nèi)壁上。煙氣旋流區(qū)，依靠調(diào)節(jié)擋板，使得一部分煙氣的流動偏向分區(qū)隔板外側(cè)的流動通道，該部分煙氣在流動過程中通過旋流葉片，煙氣將以干燥塔中心線為旋轉(zhuǎn)軸，圍繞其旋轉(zhuǎn)流動，從而形成煙氣旋流區(qū)。

煙氣平行流動區(qū)是通過煙氣均布板形成的。煙氣通過煙氣均布板時，通過煙氣均布板上小孔的均流作用，使得煙氣氣流的流動方向、速度都基本相同，從而形成均勻流動區(qū)域。

前述的一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置中，所述蒸發(fā)塔內(nèi)設(shè)置有內(nèi)腔和外腔，外腔位于蒸發(fā)塔的內(nèi)壁與分區(qū)隔板之間，內(nèi)腔由分區(qū)隔板形成。

內(nèi)腔包括上腔口和下腔口，內(nèi)腔的上腔口尺寸大于下腔口的尺寸。被分區(qū)隔板分隔成兩部的煙氣，一部份煙氣通過分區(qū)隔板形成的內(nèi)腔流入煙氣平行流動區(qū)，一部分則通過分區(qū)隔板與蒸發(fā)塔內(nèi)壁形成的外腔流入煙氣平行流動區(qū)。

前述的一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置中，所述分區(qū)隔板包括上分隔板部和下分隔板部，所述上分隔板部位于下分隔板部的上方并與下分隔板部連接，上分隔板部設(shè)置于蒸發(fā)塔的煙道入口內(nèi)，下分隔板部設(shè)置蒸發(fā)塔的腔體中。從煙道入口進入的高溫煙氣，被設(shè)置在煙道入口位置的上分隔板部分開。

前述的一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置中，還包括擋板控制器，所述的擋板控制器與調(diào)節(jié)擋板連接，擋板控制器與電氣控制系統(tǒng)連接，電氣控制系統(tǒng)與溫度檢測器連接。

當溫度檢測器檢測到煙氣旋流區(qū)靠近蒸發(fā)塔內(nèi)壁面處的溫度低于或高于設(shè)定值，則將傳遞信號給電氣控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)則將控制信號傳輸至擋板控制器，根據(jù)控制信號，擋板控制器控制調(diào)節(jié)擋板減小或增大煙氣調(diào)節(jié)擋板的開度。同理，當溫度檢測器檢測到煙氣平行流動區(qū)的溫度測量值低于或高于設(shè)定值時，溫度檢測器將傳遞信號給電氣控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)則將控制信號傳輸至擋板控制器，擋板控制器則根據(jù)控制信號增大或者減小煙氣調(diào)節(jié)擋板的開度。

一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置的控制方法，包括檢測煙氣旋流區(qū)和/或煙氣平行流動區(qū)的溫度，將檢測到的溫度值與各區(qū)的預(yù)設(shè)定值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制調(diào)節(jié)擋板的開度，調(diào)節(jié)蒸發(fā)塔內(nèi)干燥脫硫廢水的溫度；將檢測到的煙氣旋流區(qū)的溫度值與預(yù)設(shè)定值進行比較，當檢測到煙氣旋流區(qū)內(nèi)的溫度值低于煙氣旋流區(qū)內(nèi)的預(yù)設(shè)定值時，則減小煙氣調(diào)節(jié)擋板的開度；將檢測到的煙氣平行流動區(qū)內(nèi)的溫度值與預(yù)設(shè)定值進行比較，當檢測到煙氣平行流動區(qū)內(nèi)的溫度值低于煙氣平行流動區(qū)內(nèi)的預(yù)設(shè)值時，則增大煙氣調(diào)節(jié)擋板的開度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置，通過在蒸發(fā)塔內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)擋板、分區(qū)隔板和旋流葉片，使得進入蒸發(fā)塔內(nèi)的煙氣分兩部分依次流入煙氣平行流動區(qū)和煙氣旋流區(qū)，進而通過分區(qū)蒸發(fā)脫硫廢水的方式，提高脫硫廢水的蒸發(fā)效率和干燥質(zhì)量，本發(fā)明蒸發(fā)裝置的建造費用低、占地面積小、運行維護費用低；本發(fā)明的一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置的控制方法，通過該控制方法，可有效的控制進入蒸發(fā)塔內(nèi)的高溫煙氣，從而控制蒸發(fā)塔內(nèi)的蒸發(fā)溫度，保證了塔內(nèi)液滴可以達到的蒸發(fā)溫度，并保證了液滴可由液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀唷Ｍㄟ^本發(fā)明一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置及控制方法，可對燃煤電廠濕法脫硫過程中產(chǎn)生的廢水進行高質(zhì)量的蒸發(fā)干燥，提高脫硫廢水的凈化質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的蒸發(fā)塔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明煙氣均布板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明設(shè)備連接示意圖。

附圖標記：1-空氣預(yù)熱器，2-蒸發(fā)塔，3-結(jié)晶鹽回收裝置，4-電除塵器，5-煙氣管，6-霧化裝置，7-調(diào)節(jié)擋板，8-分區(qū)隔板，9-旋流葉片，10-煙道入口，11-脫硫廢水系統(tǒng)，12-廢水池，13-預(yù)處理裝置，14-水泵，15-溫度檢測器，16-內(nèi)腔，17-外腔，18-電氣控制系統(tǒng)，19-上分隔板部，20-下分隔板部，21-煙氣平行流動區(qū)，22-煙氣旋流區(qū)，23-擋板控制器，24-煙氣均布板。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明。

具體實施方式

本發(fā)明的實施例1：一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置，包括空氣預(yù)熱器1、蒸發(fā)塔2、結(jié)晶鹽回收裝置3和電除塵器4，空氣預(yù)熱器1通過煙氣管5與蒸發(fā)塔2連接，蒸發(fā)塔2與結(jié)晶鹽回收裝置3連接，結(jié)晶鹽回收裝置3與電除塵器4連接，蒸發(fā)塔2內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)擋板7、分區(qū)隔板8、旋流葉片9及煙氣均布板24，煙氣均布板24上設(shè)置有小孔，煙氣均布板24上小的開孔率為40％。調(diào)節(jié)擋板7設(shè)置于蒸發(fā)塔2的煙道入口10處，分區(qū)隔板8設(shè)置于煙道入口10與旋流葉片9之間，蒸發(fā)塔2上設(shè)置有霧化裝置6上，旋流葉片9設(shè)置于霧化裝置6的上方。蒸發(fā)塔2采用耐腐蝕不銹鋼材質(zhì)制成，蒸發(fā)塔2內(nèi)壁采用碳鋼內(nèi)襯防腐涂層，可防止腐蝕性很強的脫硫廢水對蒸發(fā)塔2塔體的腐蝕。煙氣管5的一端與空氣預(yù)熱器1的入口端連接，另一端與蒸發(fā)塔2的入口連接。

本發(fā)明的實施例2：一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置，包括空氣預(yù)熱器1、蒸發(fā)塔2、結(jié)晶鹽回收裝置3和電除塵器4，空氣預(yù)熱器1通過煙氣管5與蒸發(fā)塔2連接，蒸發(fā)塔2與結(jié)晶鹽回收裝置3連接，結(jié)晶鹽回收裝置3與電除塵器4連接，蒸發(fā)塔2內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)擋板7、分區(qū)隔板、旋流葉片9及煙氣均布板24，煙氣均布板24上設(shè)置有小孔，煙氣均布板24上小的開孔率為30％。調(diào)節(jié)擋板7設(shè)置于蒸發(fā)塔2的煙道入口10處，分區(qū)隔板8設(shè)置于煙道入口10與旋流葉片9之間，蒸發(fā)塔2上設(shè)置有霧化裝置6上，旋流葉片9設(shè)置于霧化裝置6的上方。煙氣管5的一端與空氣預(yù)熱器1的出口端連接，另一端與蒸發(fā)塔2的入口連接。

霧化裝置6的噴嘴一端設(shè)置于蒸發(fā)塔2內(nèi)的煙氣平行流動區(qū)21中，霧化裝置6連接于脫硫廢水系統(tǒng)11。煙氣平行流動區(qū)21位于蒸發(fā)塔2內(nèi)的中心區(qū)域，脫硫廢水通過霧化裝置6的噴嘴以液滴的形式噴入煙氣平行流動區(qū)21，在煙氣平行流動區(qū)21內(nèi)煙氣流動方向基本相同，可保證噴入液滴的霧化效果，避免液滴碰撞長大。

脫硫廢水系統(tǒng)11包括廢水池12、預(yù)處理裝置13和水泵14，廢水池12與預(yù)處理裝置13連接，預(yù)處理裝置13與水泵14連接，水泵14與霧化裝置6的入口端連接。所述脫硫廢水系統(tǒng)11中各個設(shè)備之間的連接管路均采用耐腐蝕不銹鋼或氟塑料材質(zhì)，以防止脫硫廢水對管路的腐蝕。

煙氣平行流動區(qū)21的下方設(shè)有煙氣旋流區(qū)22，煙氣平行流動區(qū)21與煙氣旋流區(qū)22的區(qū)域內(nèi)均分別設(shè)置有至少1個溫度檢測器15。

蒸發(fā)塔2內(nèi)設(shè)置有內(nèi)腔16和外腔17，外腔17位于蒸發(fā)塔2的內(nèi)壁與分區(qū)隔板8之間，內(nèi)腔16由分區(qū)隔板8形成。

分區(qū)隔板8包括上分隔板部19和下分隔板部20，上分隔板部19位于下分隔板部20的上方并與下分隔板部20連接，上分隔板部19設(shè)置于蒸發(fā)塔2的煙道入口10內(nèi)，下分隔板部20設(shè)置蒸發(fā)塔2的腔體中。

還包括擋板控制器23，擋板控制器23與調(diào)節(jié)擋板7連接，擋板控制器23與電氣控制系統(tǒng)18連接，電氣控制系統(tǒng)18與溫度檢測器15連接。

本發(fā)明的實施例3：一種應(yīng)用于脫硫廢水的蒸發(fā)裝置的控制方法，包括檢測煙氣旋流區(qū)和/或煙氣平行流動區(qū)的溫度，將檢測到的溫度值與各區(qū)的預(yù)設(shè)定值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制調(diào)節(jié)擋板7的開度，調(diào)節(jié)蒸發(fā)塔2內(nèi)干燥脫硫廢水的溫度；將檢測到的煙氣旋流區(qū)的溫度值與預(yù)設(shè)定值進行比較，當檢測到煙氣旋流區(qū)內(nèi)的溫度值低于煙氣旋流區(qū)內(nèi)的預(yù)設(shè)定值時，則減小煙氣調(diào)節(jié)擋板7的開度；將檢測到的煙氣平行流動區(qū)內(nèi)的溫度值與預(yù)設(shè)定值進行比較，當檢測到煙氣平行流動區(qū)內(nèi)的溫度值低于煙氣平行流動區(qū)內(nèi)的預(yù)設(shè)值時，則增大煙氣調(diào)節(jié)擋板7的開度。

本發(fā)明的一種實施例的工作原理：將高溫煙氣通過空氣預(yù)熱器1的入口端或者出口端引至蒸發(fā)塔2的煙道入口10，在煙道入口10處，通過分區(qū)隔板8將引入的高溫煙氣分開，使一部高溫煙氣經(jīng)蒸發(fā)2塔內(nèi)壁與分區(qū)隔板8形成的外腔17流入煙氣平行流動區(qū)21中，一部高溫煙氣則經(jīng)分區(qū)隔板8自身形成的內(nèi)腔16流入煙氣平行流動區(qū)21。

通過霧化裝置6將經(jīng)預(yù)處理裝置13處理過的脫硫廢水以液滴的形式噴入蒸發(fā)塔2的煙氣平行流動區(qū)21，在煙氣平行流動區(qū)21內(nèi)液滴受到所引入高溫煙氣的加熱，將達到或者接近液滴的蒸發(fā)溫度，達到蒸發(fā)溫度的液滴隨之進入煙氣旋流區(qū)22，在煙氣旋流區(qū)22內(nèi)液滴繼續(xù)吸收大量的煙氣熱量，從而完成由液相到氣相的轉(zhuǎn)變。

在煙氣平行流動區(qū)21交匯的高溫煙氣和液滴，隨著高溫煙氣的流動進入煙氣旋流區(qū)22，高溫煙氣在煙氣旋流區(qū)22內(nèi)沿著塔壁做圓周運動，從而在有限的蒸發(fā)塔2空間內(nèi)，可以增加煙氣及液滴的停留時間，進而可減小蒸發(fā)塔2的體積，更加便于蒸發(fā)塔2在發(fā)電廠內(nèi)的靈活布置。