本發(fā)明涉及鍋爐領(lǐng)域，具體涉及脫硫廢水噴霧干燥的方法。

背景技術(shù)：

一種高鹽、高腐蝕、高硬度脫硫廢水噴霧干燥工藝已經(jīng)逐漸被熱力電廠認(rèn)可。

目前，常規(guī)電廠多采用蒸發(fā)塘、多效蒸發(fā)、mvr等蒸發(fā)技術(shù)，然而，隨著環(huán)保的日益嚴(yán)格，蒸發(fā)塘存在滲漏、占地面積大、污染水源等問題已被取消；多效蒸發(fā)則需采用電廠自身蒸汽，導(dǎo)致運(yùn)行成本過高多數(shù)不被采用。mvr技術(shù)作為目前應(yīng)用最廣的處理方式，仍存在用電負(fù)荷大、系統(tǒng)復(fù)雜、操作難度大等問題而困擾。

cn105330081a公開了適用于電廠脫硫廢水零排放的方法，包括：對(duì)脫硫廢水進(jìn)行藥劑軟化，得到第一脫硫廢水；對(duì)第一脫硫廢水進(jìn)行樹脂軟化，得到第二脫硫廢水；對(duì)第二脫硫廢水進(jìn)行反滲透處理過濾，得到第三脫硫廢水；對(duì)第三脫硫廢水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到結(jié)晶鹽。適用于電廠脫硫廢水零排放的系統(tǒng)包括：依次連通的藥劑軟化處理裝置、樹脂軟化裝置、反滲透處理裝置和蒸發(fā)結(jié)晶裝置。該現(xiàn)有技術(shù)在處理電廠脫硫廢水的過程中，不需要向外排放任何液體，處理步驟簡(jiǎn)單，能夠達(dá)到較好地處理效果，實(shí)現(xiàn)了電廠脫硫廢水的零排放。

cn1168296a公開了處理煙道氣脫硫廢水的方法，包括連續(xù)地將廢水的ph值調(diào)整到5或更低，使廢水與鐵相接觸，對(duì)廢水進(jìn)行絮凝處理，和通過固液分離從廢水中去除生成的礬花，以及任選地使得到的廢水與cod吸附樹脂相接觸。通過使用簡(jiǎn)單的廢水處理系統(tǒng)，就能夠同時(shí)而有效地從煙道氣脫硫廢水中除去有毒物質(zhì)，如：氧化物如過氧硫酸、碘酸，重金屬如銅和鉛，非金屬如硒化合物和氟化物。由于通過用過氧化物如：過氧硫酸和碘酸能夠防止cod吸附樹脂性能惡化，故可通過處理長(zhǎng)期得到水質(zhì)優(yōu)異的水。從而，提供了一種容易而有效地處理煙道氣脫硫廢水的方法。

然而，上述現(xiàn)有技術(shù)的工藝均存在生產(chǎn)成本較高，且處理系統(tǒng)復(fù)雜的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，在設(shè)備投資低的前提下，提供一種可直接將脫硫系統(tǒng)濃縮液或多效蒸發(fā)、mvr非飽和溶液進(jìn)行噴霧干燥，并充分利用煙道內(nèi)高溫進(jìn)行鹽與水的物化分離，以及能夠避免脫硫廢水在噴嘴內(nèi)短周期內(nèi)大量結(jié)垢的脫硫廢水噴霧干燥的方法。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過采用體積比為(2～20)：1的鈉型陽(yáng)離子交換樹脂和氫型陽(yáng)離子交換樹脂作為脫硫廢水中的降硬度劑，配合將降硬度劑與堿性物質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步接觸，然后將進(jìn)一步接觸后的混合物與壓縮空氣一起通過噴嘴引入至鍋爐的煙道中時(shí)，能夠解決脫硫廢水零排放設(shè)備投資大、運(yùn)行、維護(hù)輔助、能源消耗高的難題，而且還能夠避免脫硫廢水在噴嘴內(nèi)短周期內(nèi)大量結(jié)垢，更加有效的利用電廠自身的能源節(jié)約優(yōu)勢(shì)，據(jù)此，發(fā)明人完成了本發(fā)明的技術(shù)方案。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種脫硫廢水噴霧干燥的方法，包括：先將脫硫廢水與樹脂組合物進(jìn)行第一接觸，然后將接觸后所得溶液與堿性物質(zhì)進(jìn)行第二接觸，接著將第二接觸后所得混合物與壓縮空氣一起通過噴嘴引入至鍋爐的煙道中，其中，所述樹脂組合物為體積比為(2～20)：1的鈉型陽(yáng)離子交換樹脂和氫型陽(yáng)離子交換樹脂。

本發(fā)明的脫硫廢水噴霧干燥的方法能夠直接將脫硫系統(tǒng)濃縮液或多效蒸發(fā)、mvr非飽和溶液進(jìn)行噴霧干燥，并充分利用煙道內(nèi)高溫進(jìn)行鹽與水的物化分離。本發(fā)明的方法還能實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放。

本發(fā)明的整體系統(tǒng)的運(yùn)行及設(shè)備投資均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于多效蒸發(fā)、mvr設(shè)備投資。

本發(fā)明的方法能夠避免脫硫廢水在噴嘴內(nèi)短周期內(nèi)大量結(jié)垢，從而保持脫硫廢水噴霧干燥工藝的長(zhǎng)周期持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的空氣霧化脫硫噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的具有圖1所示的空氣霧化脫硫噴嘴的煙道的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明

1、噴嘴2、鎖緊螺栓

3、煙道內(nèi)部4、煙道壁

5、煙道內(nèi)壁6、調(diào)節(jié)鎖母

7、密封鎖緊環(huán)8、噴嘴構(gòu)件

9、噴嘴固定盤10、固定法蘭

11、套筒12、氣體輸送通道

13、液體輸送通道14、第一接觸點(diǎn)

15、第二接觸點(diǎn)16、氣液混合通道

具體實(shí)施方式

在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對(duì)于數(shù)值范圍來說，各個(gè)范圍的端點(diǎn)值之間、各個(gè)范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間，以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個(gè)或多個(gè)新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。

如前所述，本發(fā)明提供了一種脫硫廢水噴霧干燥的方法，包括：先將脫硫廢水與樹脂組合物進(jìn)行第一接觸，然后將接觸后所得溶液與堿性物質(zhì)進(jìn)行第二接觸，接著將第二接觸后所得混合物與壓縮空氣一起通過噴嘴引入至鍋爐的煙道中，其中，所述樹脂組合物為體積比為(2～20)：1的鈉型陽(yáng)離子交換樹脂和氫型陽(yáng)離子交換樹脂。

優(yōu)選地，所述樹脂組合物為體積比為(4～10)：1的鈉型陽(yáng)離子交換樹脂和氫型陽(yáng)離子交換樹脂。

優(yōu)選情況下，將脫硫廢水與樹脂組合物進(jìn)行第一接觸的條件包括：控制所述脫硫廢水在所述樹脂組合物中的平均停留時(shí)間為5～30min。

對(duì)所述第一接觸的溫度并沒有特別的限制，例如可以在室溫下進(jìn)行。

優(yōu)選地，所述堿性物質(zhì)與所述脫硫廢水的用量重量比為(0.05～100)：10000。

本發(fā)明的所述堿性物質(zhì)例如可以為氫氧化鈉、氫氧化鉀等。

對(duì)所述第二接觸的條件并沒有特別的限制，例如可以在室溫下攪拌條件下進(jìn)行。

本發(fā)明的所述脫硫廢水可以為來自火力發(fā)電廠煙氣脫硫塔的脫硫廢水。

優(yōu)選情況下，本發(fā)明的所述脫硫廢水中含有1000～1600mg/l的ca²⁺、2500～3200mg/l的mg²⁺、7500～10000的氯根、3000～5000mg/l的so4^2-。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的前述脫硫廢水噴霧干燥的方法配合使用以下所述的噴嘴時(shí)，噴嘴內(nèi)的結(jié)垢現(xiàn)象發(fā)生頻率更低，從而能夠明顯延長(zhǎng)工藝的持續(xù)運(yùn)行周期：

該噴嘴中含有：

噴嘴構(gòu)件，該噴嘴構(gòu)件中具有直線連通的氣體輸送通道和液體輸送通道，以及具有與所述氣體輸送通道和所述液體輸送通道垂直連通的氣液混合通道，第二接觸后所得混合物通過所述液體輸送通道與通過所述氣體輸送通道引入的壓縮空氣一起進(jìn)入到氣液混合通道中，并且通過該氣液混合通道的末端引入至鍋爐的煙道中，

噴嘴固定盤，該噴嘴固定盤中具有能夠使得所述噴嘴構(gòu)件的所述氣液混合通道穿過其厚度方向的孔a，

套筒，該套筒設(shè)置在所述氣液混合通道的外周以包圍至少部分所述氣液混合通道，且所述氣液混合通道的外壁與所述套筒的內(nèi)壁不直接接觸，且所述套筒在長(zhǎng)度方向上嵌入鍋爐的厚度方向的煙道壁中。

直線連通的氣體輸送通道和液體輸送通道表示：氣體輸送通道和液體輸送通道的共享同一條中軸線。

優(yōu)選情況下，該噴嘴中還含有固定法蘭，該固定法蘭與所述噴嘴固定盤平行設(shè)置，且具有能夠使得所述噴嘴構(gòu)件的所述氣液混合通道穿過其厚度方向的孔b。

優(yōu)選情況下，所述噴嘴固定盤上的孔a和所述固定法蘭上的孔b分別設(shè)置在噴嘴固定盤和固定法蘭的中心位置。

優(yōu)選地，所述套筒的外壁與所述固定法蘭上的孔b的孔壁直接接觸，且所述套筒設(shè)置在所述固定法蘭的一側(cè)。

優(yōu)選地，所述孔a和所述孔b共享同一條中軸線，如此使得所述噴嘴構(gòu)件的所述氣液混合通道能夠同時(shí)穿過所述噴嘴固定盤和所述固定法蘭的厚度方向。

優(yōu)選情況下，所述套筒的外壁與所述孔b的孔壁直接接觸的第二接觸點(diǎn)為焊接接觸方式或螺紋接觸方式。

優(yōu)選地，所述氣液混合通道的遠(yuǎn)氣體輸送通道末端深入至所述鍋爐的煙道內(nèi)5～10mm。也即，從所述氣液混合通道的橫截面方向上看，所述氣液混合通道從所述套筒內(nèi)向外延伸出來，且延伸的長(zhǎng)度為5～10mm。

優(yōu)選情況下，所述氣體輸送通道和所述液體輸送通道的連接處的外壁上設(shè)置有密封鎖緊環(huán)和調(diào)節(jié)鎖母，用于調(diào)節(jié)所述氣體輸送通道和所述液體輸送通道的內(nèi)徑。本發(fā)明的方法對(duì)所述第二接觸后所得混合物和所述壓縮空氣的引入流速并沒有特別的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用本領(lǐng)域內(nèi)常規(guī)的流速進(jìn)行。

優(yōu)選地，所述噴嘴固定盤的孔a的孔壁與所述氣液混合通道的外壁直接接觸。

優(yōu)選地，所述孔a的孔壁與所述氣液混合通道的外壁直接接觸的第一接觸點(diǎn)為螺紋接觸方式。

優(yōu)選情況下，平行設(shè)置的所述噴嘴固定盤與所述固定法蘭之間具有密封墊。

所述噴嘴固定盤與所述固定法蘭之間可以通過鎖緊螺栓進(jìn)行連接。

以下結(jié)合圖1具體描述本發(fā)明的方法中所述的噴嘴。

如圖1所示，該噴嘴含有：

噴嘴構(gòu)件8，該噴嘴構(gòu)件8中具有直線連通的氣體輸送通道12和液體輸送通道13，以及具有與所述氣體輸送通道12和所述液體輸送通道13垂直連通的氣液混合通道16，

噴嘴固定盤9，該噴嘴固定盤9中具有能夠使得所述噴嘴構(gòu)件的所述氣液混合通道16穿過其厚度方向的孔a，

套筒11，該套筒11設(shè)置在所述氣液混合通道16的外周以包圍至少部分所述氣液混合通道16，且所述氣液混合通道16的外壁與所述套筒11的內(nèi)壁不直接接觸；

固定法蘭10，該固定法蘭10與所述噴嘴固定盤9平行設(shè)置，且具有能夠使得所述噴嘴構(gòu)件的所述氣液混合通道16穿過其厚度方向的孔b，

所述氣體輸送通道12和所述液體輸送通道13的連接處的外壁上設(shè)置有密封鎖緊環(huán)7和調(diào)節(jié)鎖母6，用于調(diào)節(jié)所述氣體輸送通道12和所述液體輸送通道13的內(nèi)徑，

所述孔a的孔壁與所述氣液混合通道16的外壁直接接觸的第一接觸點(diǎn)14為活動(dòng)連接方式，以及

所述套筒11的外壁與所述孔b的孔壁直接接觸的第二接觸點(diǎn)15為焊接接觸方式或螺紋接觸方式。

以下結(jié)合圖2具體描述本發(fā)明所述的鍋爐及其煙道。

如圖2所示，該煙道的煙道壁4上設(shè)置有本發(fā)明前述的噴嘴，該噴嘴1的套筒11的長(zhǎng)度方向與所述煙道的煙道壁4的厚度方向重合，以及所述噴嘴1的套筒11的遠(yuǎn)氣體輸送通道端的截面與所述煙道的煙道內(nèi)壁5重合，且所述噴嘴的套筒11的長(zhǎng)度值比所述煙道的煙道壁4的厚度值大，如此使得所述噴嘴1的氣液混合通道的遠(yuǎn)氣體輸送通道末端深入到煙道內(nèi)部3中。

并且所述噴嘴1的噴嘴固定盤和固定法蘭通過鎖緊螺栓2緊密連接以實(shí)現(xiàn)密封。優(yōu)選情況下，噴嘴固定盤和固定法蘭之間設(shè)置有密封墊。

在本發(fā)明中，將調(diào)試好壓力的壓縮空氣通入噴嘴構(gòu)件8的氣體輸送通道12內(nèi)對(duì)噴嘴內(nèi)部進(jìn)行吹掃，以及將調(diào)試好壓力的第二接觸后得到的混合物通入噴嘴構(gòu)件8的液體輸送通道13內(nèi)，并且通過調(diào)節(jié)鎖母6調(diào)整水量和氣量，氣體和液體匯合后進(jìn)入氣液混合通道16中，并最后進(jìn)入煙道內(nèi)部3。

本發(fā)明的噴嘴采用空氣與輸送液體同時(shí)加壓輸送并在噴嘴出口(煙道內(nèi))減壓的方式被應(yīng)用，利用壓力差產(chǎn)生高速氣液混合液摩擦噴嘴內(nèi)壁，避免內(nèi)壁結(jié)垢。并且，噴嘴內(nèi)壁因高溫影響與輸送液體產(chǎn)生氣化膜，氣化膜既可以防止輸送液與噴嘴內(nèi)壁接觸也可以防止噴嘴的各個(gè)管道內(nèi)壁形成結(jié)垢。

本發(fā)明的方法中的噴嘴還能夠?qū)崿F(xiàn)安裝、拆卸方便的目的。

本發(fā)明的噴嘴可有效防止煙道內(nèi)部高溫對(duì)外部噴嘴操作部分的溫度干擾，同時(shí)確保煙道溫度損失最小。噴嘴可根據(jù)需求自由取出維護(hù)，減少了拆除保溫棉及二次保溫的施工量，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)更加的簡(jiǎn)單。壓縮空氣與輸送液體在噴嘴內(nèi)部匯總?cè)诤虾笸ㄟ^噴嘴直接噴到煙道內(nèi)，噴嘴采用水平噴射可有效防止煙道灰塵對(duì)噴嘴的堵塞。噴霧大小、噴霧范圍、霧化顆粒度大小可在安裝前進(jìn)行調(diào)整并后續(xù)安裝固定，對(duì)整體噴霧調(diào)試具有很好的靈活性。

本發(fā)明的方法還具有如下具體的優(yōu)點(diǎn)：

1)本發(fā)明采用上述的技術(shù)方案，能夠降低脫硫廢水零排放設(shè)備投資；

2)能夠減少整體系統(tǒng)的日常維護(hù)；

3)有利于煙氣余溫的充分利用；

4)更加節(jié)約能源。

以下將通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。以下實(shí)施例采用圖2所示的帶有圖1所示的噴嘴的鍋爐煙道進(jìn)行。且噴嘴中氣液混合通道的遠(yuǎn)氣體輸送通道末端深入至所述鍋爐的煙道內(nèi)8mm。

以下使用的鍋爐為火力發(fā)電廠350mw鍋爐。

以下使用的脫硫廢水來自火力發(fā)電廠煙氣脫硫塔，其中含有1300mg/l的ca²⁺、2800mg/l的mg²⁺、8900的氯根、3700mg/l的so4^2-。

以下使用的鈉型陽(yáng)離子交換樹脂的型號(hào)為2201，購(gòu)自江蘇色可賽思樹脂有限公司；氫型陽(yáng)離子交換樹脂的型號(hào)為2202；購(gòu)自江蘇色可賽思樹脂有限公司。

在沒有特別說明的情況下，以下實(shí)施例的工藝流程相同，均為：

先將脫硫廢水與樹脂組合物在25℃下進(jìn)行第一接觸，然后將接觸后所得溶液與氫氧化鈉進(jìn)行第二接觸，接著將第二接觸后所得混合物與壓縮空氣一起通過噴嘴引入至鍋爐的煙道中。

實(shí)施例1

實(shí)施例的方法的相關(guān)參數(shù)如下：

樹脂組合物為體積比為5：1的鈉型陽(yáng)離子交換樹脂和氫型陽(yáng)離子交換樹脂；

脫硫廢水在樹脂組合物中的平均停留時(shí)間為15min；

脫硫廢水的流量為440l/h；

氫氧化鈉以氫氧化鈉水溶液的形式引入，并且濃度為31重量％，流量為0.055l/h；

第二接觸后所得混合物與壓縮空氣的混合體積比為1/10；

氣液混合通道內(nèi)物料的平均流速為15m/s。

采用如上所述的參數(shù)進(jìn)行脫硫廢水的噴霧干燥工藝。結(jié)果，以0.44t/h的流量持續(xù)處理脫硫廢水連續(xù)7天時(shí)，噴嘴均未出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。

對(duì)比例1

本對(duì)比例采用與實(shí)施例1相似的方法進(jìn)行，所不同的是如下參數(shù)不同：

樹脂組合物為體積比為1：1的鈉型陽(yáng)離子交換樹脂和氫型陽(yáng)離子交換樹脂。

其余均與實(shí)施例1中相同。

采用對(duì)比例1所述的參數(shù)進(jìn)行脫硫廢水的噴霧干燥工藝。結(jié)果，以0.44t/h的流量持續(xù)處理脫硫廢水連續(xù)1天時(shí)，噴嘴出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。

實(shí)施例2

實(shí)施例的方法的相關(guān)參數(shù)如下：

樹脂組合物為體積比為8：1的鈉型陽(yáng)離子交換樹脂和氫型陽(yáng)離子交換樹脂；

脫硫廢水在樹脂組合物中的平均停留時(shí)間為20min；

脫硫廢水的流量為500l/h；

氫氧化鈉以氫氧化鈉水溶液的形式引入，并且濃度為31重量％，流量為0.06l/h；

第二接觸后所得混合物與壓縮空氣的混合體積比為1/12；

氣液混合通道內(nèi)物料的平均流速為15m/s。

采用如上所述的參數(shù)進(jìn)行脫硫廢水的噴霧干燥工藝。結(jié)果，以0.5t/h的流量持續(xù)處理脫硫廢水連續(xù)7天時(shí)，噴嘴均未出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。

實(shí)施例3

實(shí)施例的方法的相關(guān)參數(shù)如下：

樹脂組合物為體積比為4：1的鈉型陽(yáng)離子交換樹脂和氫型陽(yáng)離子交換樹脂；

脫硫廢水在樹脂組合物中的平均停留時(shí)間為12min；

脫硫廢水的流量為1000l/h；

氫氧化鈉以氫氧化鈉水溶液的形式引入，并且濃度為35重量％，流量為0.12l/h；

第二接觸后所得混合物與壓縮空氣的混合體積比為1/10；

氣液混合通道內(nèi)物料的平均流速為18m/s。

采用如上所述的參數(shù)進(jìn)行脫硫廢水的噴霧干燥工藝。結(jié)果，以1t/h的流量持續(xù)處理脫硫廢水連續(xù)7天時(shí)，噴嘴均未出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。

實(shí)施例4

本實(shí)施例采用與實(shí)施例2相似的方法進(jìn)行，所不同的是如下參數(shù)不同：

樹脂組合物為體積比為2：1的鈉型陽(yáng)離子交換樹脂和氫型陽(yáng)離子交換樹脂。

其余均與實(shí)施例2中相同。

采用實(shí)施例4所述的參數(shù)進(jìn)行脫硫廢水的噴霧干燥工藝。結(jié)果，以0.5t/h的流量持續(xù)處理脫硫廢水連續(xù)5天時(shí)，噴嘴均未出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象；在處理第6天時(shí)，噴嘴上隱約可見結(jié)垢。

由上述結(jié)果可以看出，本發(fā)明的方法能夠直接將脫硫系統(tǒng)的脫硫廢水進(jìn)行噴霧干燥，并充分利用煙道內(nèi)高溫進(jìn)行鹽與水的物化分離，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放。本發(fā)明的方法能夠避免脫硫廢水在噴嘴內(nèi)短周期內(nèi)大量結(jié)垢，從而保持脫硫廢水噴霧干燥工藝的長(zhǎng)周期持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。

因此，本發(fā)明的方法能夠廣泛應(yīng)用于電廠高鹽、高腐蝕、高硬度脫硫濃縮液霧化，在煙道的高溫下變成雜鹽，可解決工業(yè)廢水外排對(duì)河流及地下河的污染，降低電廠的投資運(yùn)行費(fèi)用。有效對(duì)煙氣余溫?zé)崃康睦?。更加有效地提高了整體系統(tǒng)熱能的利用率。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于此。在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，包括各個(gè)技術(shù)特征以任何其它的合適方式進(jìn)行組合，這些簡(jiǎn)單變型和組合同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。