CN107352609A - 一种用于废水蒸发的蒸发器 - Google Patents
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Abstract
一种用于废水蒸发的蒸发器，属于废水蒸发处理技术领域。本发明为了解决现有脱硫***废水处理效果差，无法达到废水处理标准的问题。本发明包括蒸发器灰斗、蒸发器入口段、缩颈过渡段、锥桶扩张段、蒸发段和旋流整流器，蒸发器入口段的侧面设有进风烟道，蒸发器入口段的下端连接蒸发器灰斗，蒸发器入口段的上端连接缩颈过渡段，缩颈过渡段的上端连接有锥桶扩张段，锥桶扩张段上端连接有蒸发段，蒸发段的顶部侧面设有出口烟道，旋流整流器安装在缩颈过渡段内部。本发明的蒸发器内将脱硫废水蒸发为固体颗粒和水，实现了脱硫废水的蒸发处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水蒸发器，属于废水蒸发处理技术领域。
背景技术
在火力发电厂湿法烟气脱硫装置运行过程中，会产生一定量的废水。锅炉烟气湿法脱硫(石灰石/石膏法)过程产生的废水来源于吸收塔排放水，为了维持脱硫装置浆液循环***物质的平衡，防止烟气中可溶部分即氯离子浓度超过规定值和保证石膏质量，必须从***中排放一定量的废水，废水主要来自石膏脱水和清洗***。
目前脱硫废水处理工艺主要处理第一类和第二类污染物，采用的主要工艺方法为物理化学法。工艺流程是以国外在我国电厂脱硫废水处理工艺应用的基础上进行缩放的模式。脱硫废水是弱酸性的高盐废水，处理工艺的主要针对物质是重金属离子、酸根、卤族离子和固态悬浮物。针对脱硫废水的水质特点设置一套完整的化学处理***，通过氧化、中和、沉淀、絮凝等过程去除脱硫废水中的污染物。国内脱硫***几乎均采用了该方法，该工艺缺点是***复杂，设备数量多，工作环境差，初投资高，且运行要求高，稍有不慎就会出现处理后的废水仍然无法达标的情况。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有脱硫***废水处理效果差，无法达到废水处理标准的问题，进而提供一种用于废水蒸发的蒸发器。
本发明的技术方案：
一种用于废水蒸发的蒸发器包括蒸发器灰斗、蒸发器入口段、缩颈过渡段、锥桶扩张段、蒸发段、旋流整流器、第一级双流体喷枪和第二级双流体喷枪，所述的蒸发器入口段的侧面设有进风烟道，蒸发器入口段的下端连接蒸发器灰斗，蒸发器入口段的上端连接缩颈过渡段，所述的缩颈过渡段的上端连接有锥桶扩张段，锥桶扩张段上端连接有蒸发段，所述的蒸发段的顶部侧面设有出口烟道，所述的旋流整流器安装在在缩颈过渡段内部，所述的锥桶扩张段内布置有第一级双流体喷枪和第二级双流体喷枪。
优选的：所述的旋流整流器设置在缩颈过渡段的入口处，旋流整流器设置覆盖缩颈过渡段入口处横截面。
优选的：所述的缩颈过渡段为圆柱形结构，缩颈过渡段的直径小于蒸发器入口段的直径。
优选的：所述的旋流整流器包括整流叶片、整流器中心筒、十字加强筋和中心筒盖板，所述的整流器中心筒布置在缩颈过渡段的入口中心处，整流器中心筒通过十字加强筋支撑固定，所述的整流叶片沿整流器中心筒圆周均布，所述的整流器中心筒上下端部由中心筒盖板加以封闭。
优选的：所述的整流叶片围绕整流器中心筒按照相邻叶片30度角的间距沿圆周均布，整流叶片与水平面的夹角为45度。
优选的：所述的第一级双流体喷枪和第二级双流体喷枪均包括枪管、进液管、进气管和喷嘴，枪管上设有法兰，所述的枪管为套管式结构，包括液管和气管，液管从气管中穿过，进气管与气管连接，枪管的另一头与喷嘴连接。
优选的：所述的第一级双流体喷枪和第二级双流体喷枪通过法兰安装在锥桶扩张段的侧壁上，所述的第一级双流体喷枪和第二级双流体喷枪的枪管相对法兰滑动安装，通过调节枪管相对法兰的滑动位置，进而能够调节喷嘴在锥桶扩张段内的喷射位置。
优选的：所述的喷嘴的头部为圆锥台结构，圆锥台的斜面设有喷孔。
优选的：所述的喷孔喷射角度为20°-90°。
本发明具有以下有益效果：本发明的一种用于废水蒸发的蒸发器具有以下优点：
1、通过利用外引一路烟气或热空气作为蒸发热源，在本发明的蒸发器内将脱硫废水蒸发为固体颗粒和水，实现了脱硫废水的蒸发处理；
2、产生的固体颗粒由后段流程中的除尘器捕集，作为锅炉粉煤灰的一部分；
3、蒸发器在设计时蒸发器出口温度按照锅炉排烟温度考虑。因此与锅炉烟气混合的温度不降低，不会对后续的除尘器造成不良的影响；
4、蒸发器整体而言为空塔结构，阻力较小，烟气的流动借助蒸发器上下游的压力差，无需新增风机设备，对锅炉的整体阻力没有不良的影响，以较小的代价实现了脱硫废水的蒸发处理。
附图说明
图1是一种用于废水蒸发的蒸发器的结构布置视图；
图2是旋流整流器的俯视图；
图3是图2中A-A处剖视图；
图4是第一级双流体喷枪和第二级双流体喷枪的整体结构图；
图中1-蒸发器灰斗，2-蒸发器入口段，3-缩颈过渡段，4-锥桶扩张段，5-蒸发段，6-旋流整流器，7-第一级双流体喷枪，8-第二级双流体喷枪，9-进风烟道，10-出口烟道，12-整流叶片，13-整流器中心筒，14-十字加强筋，15-中心筒盖板，16-枪管，17-进液管，18-进气管，19-喷嘴，20-法兰，21-喷孔，22-液管，23-气管。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式的一种用于废水蒸发的蒸发器包括蒸发器灰斗1、蒸发器入口段2、缩颈过渡段3、锥桶扩张段4、蒸发段5、旋流整流器6、第一级双流体喷枪7和第二级双流体喷枪8，所述的蒸发器入口段2的侧面设有进风烟道9，蒸发器入口段2的下端连接蒸发器灰斗1，蒸发器入口段2的上端连接缩颈过渡段3，所述的缩颈过渡段3的上端连接有锥桶扩张段4，锥桶扩张段4上端连接有蒸发段5，所述的蒸发段5的顶部侧面设有出口烟道10，所述的旋流整流器6安装在在缩颈过渡段3内部，所述的锥桶扩张段4内布置有第一级双流体喷枪7和第二级双流体喷枪8。如此设置，蒸发器的蒸发热源可选用300℃左右的高温烟气或300℃左右热空气。进风烟道9位于下部进气段筒体的侧面，进气段筒体直径为进气口烟道直径1.2倍，流速降为原有流速的70％；所述的废水蒸发器整体为空塔容器，其下部为圆柱形蒸发器入口段2，蒸发器入口段2正下方连接废水蒸发器灰斗1，蒸发器入口段2侧面连接进风烟道9，蒸发器入口段2正上方连接缩颈过渡段3，缩颈过渡段3内流速相比较蒸发器入口段2内进行了加速，在缩颈过渡段3本身为圆柱形结构，直径小于蒸发器入口段2，在缩颈过渡段3入口设置覆盖全截面的旋流整流器6，旋流整流器6本身为旋流静叶风扇结构，经过缩颈过渡段3加速和旋流整流器6整流的烟气或热空气进入锥桶扩张段4，在锥桶扩张段4内布置第一级双流体喷枪7和第二级双流体喷枪8，布置一级还是两级喷枪取决于废水量的大小，在锥桶扩张段,4内经过旋流整流器6旋流强化的烟气或热空气与第一级双流体喷枪7和第二级双流体喷枪8雾化喷出的废水液滴进行强烈的混合蒸发，在此过程中，随着烟气或热空气流向，锥桶扩张段4直径逐渐增大，烟气或热空气流速逐渐减小，增加了废水液滴与烟气或热空气的混合时间和停留时间，有利于蒸发过程的充分进行；
锥桶扩张段4的上部出口与圆柱形蒸发段5相连，圆柱形蒸发段5是一段较长的圆筒形通道，两级喷枪为顺流布置，在圆柱形蒸发段5内废水液滴与烟气或热空气混合蒸发完全，部分结晶颗粒随烟气自下而上经由锥桶扩张段4和圆柱形蒸发段5，并由设置在圆柱形蒸发段5上部侧面的出口烟道10排出，另有部分结晶颗粒沉降至底部灰1中，经灰斗1下部的管道阀门排出。
具体实施方式二：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式的一种用于废水蒸发的蒸发器所述的旋流整流器6设置在缩颈过渡段3的入口处，旋流整流器6设置覆盖缩颈过渡段3入口处横截面；所述的旋流整流器6包括整流叶片12、整流器中心筒13、十字加强筋14和中心筒盖板15，所述的整流器中心筒13布置在缩颈过渡段3的入口中心处，整流器中心筒13通过十字加强筋14支撑固定，所述的整流叶片12沿整流器中心筒13圆周均布，所述的整流器中心筒13上下端部由中心筒盖板15加以封闭。如此设置，烟气经进风烟道进入缩颈段初期，经过缩颈过渡段3入口处的旋流整流器6即进行了烟气流场的充分混合，此时的烟气中的细微粉尘和液滴与从流体喷枪喷出的废水液滴发生强烈的混合蒸发。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种用于废水蒸发的蒸发器所述的缩颈过渡段3为圆柱形结构，缩颈过渡段3的直径小于蒸发器入口段2的直径。如此设置，缩颈过渡段3内烟气流速相比较蒸发器入口段2内进行了加速，缩颈过渡段3的直径小于蒸发器入口段2既方便压缩烟气，又便于与锥桶扩张段4连接。
具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式的一种用于废水蒸发的蒸发器所述的整流叶片12围绕整流器中心筒13按照相邻叶片30度角的间距沿圆周均布，整流叶片12与水平面的夹角为45度。如此设置，整流叶片12围绕整流器中心筒13按照相邻叶片30度角的间距沿圆周均布，同时整流叶片12与水平面的夹角为45度，即形成了一个逐渐收缩和减小的烟气通道，随着整流叶片12的逐渐收缩、逐渐缩小，使靠近蒸发器入口段2管壁的速度较低的烟气与接近蒸发器入口段2中心流动的速度较高的烟气进行混合，形成混流，这样就使得原本烟气流态较混乱的、速度分布梯度较大的烟气，经过旋流整流器6收缩整流之后，速度分布均匀，另一方面，还可以使得偏流、旋转流等非对称的速度分布混乱的烟气流态，在经过旋流整流器6的整流叶片12收缩曲之后，得以矫正，从而得到速度分布较均匀的流体流态，使得流体在较短的整流段中就可以使得烟气流体流态稳定。
具体实施方式五：结合图4说明本实施方式，本实施方式的一种用于废水蒸发的蒸发器所述的第一级双流体喷枪7和第二级双流体喷枪8均包括枪管16、进液管17、进气管18和喷嘴19，枪管16上设有法兰20，所述的枪管16为套管式结构，包括液管22和气管23，液管22从气管23中穿过，进气管18与气管23连接，枪管16的另一头与喷嘴19连接；所述的喷嘴19的头部为圆锥台结构，圆锥台的斜面设有喷孔21；所述的喷孔21喷射角度为20°-90°。如此设置，双流体喷枪，使用气液两相雾化，采用空气作为第二流体，三级雾化机制，比传统喷枪设计更为高效，高效设计，压缩空气用量少，喷雾型式：全锥或扁平扇形，喷雾性能：极其均匀细化，D32≤50μm，材质采用钴6合金，适应5％～30％含固量，避免喷枪磨损，采用前混方式，有效降低喷嘴堵塞风险。
具体实施方式六：结合图4说明本实施方式，本实施方式的一种用于废水蒸发的蒸发器所述的第一级双流体喷枪7和第二级双流体喷枪8通过法兰20安装在锥桶扩张段4的侧壁上，所述的第一级双流体喷枪7和第二级双流体喷枪8的枪管16相对法兰20滑动安装，通过调节枪管16相对法兰的滑动位置，进而能够调节喷嘴19在锥桶扩张段4内的喷射位置。如此设置，在锥桶扩张段内经过旋流整流器旋流强化的烟气或热空气与第一级双流体喷枪和第二级双流体喷枪雾化喷出的废水液滴进行强烈的混合蒸发，第一级双流体喷枪7和第二级双流体喷枪8的枪管16相对法兰20滑动使得喷嘴19在锥桶扩张段4内的喷射位置可以进行可控制调节，根据烟气分布要求确定优化的蒸发喷布置。
本发明通过利用外引一路烟气或热空气作为蒸发热源，在本发明的蒸发器内将脱硫废水蒸发为固体颗粒和水，实现了脱硫废水的蒸发处理。产生的固体颗粒由后段流程中的除尘器捕集，作为锅炉粉煤灰的一部分。蒸发器在设计时蒸发器出口温度按照锅炉排烟温度考虑。因此与锅炉烟气混合的温度不降低，不会对后续的除尘器造成不良的影响。蒸发器整体而言为空塔结构，阻力较小，烟气的流动借助蒸发器上下游的压力差，无需新增风机设备，对锅炉的整体阻力没有不良的影响。以较小的代价实现了脱硫废水的蒸发处理。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于废水蒸发的蒸发器，其特征在于：包括蒸发器灰斗(1)、蒸发器入口段(2)、缩颈过渡段(3)、锥桶扩张段(4)、蒸发段(5)、旋流整流器(6)、第一级双流体喷枪(7)和第二级双流体喷枪(8)，所述的蒸发器入口段(2)的侧面设有进风烟道(9)，蒸发器入口段(2)的下端连接蒸发器灰斗(1)，蒸发器入口段(2)的上端连接缩颈过渡段(3)，所述的缩颈过渡段(3)的上端连接有锥桶扩张段(4)，锥桶扩张段(4)上端连接有蒸发段(5)，所述的蒸发段(5)的顶部侧面设有出口烟道(10)，所述的旋流整流器(6)安装在在缩颈过渡段(3)内部，所述的锥桶扩张段(4)内布置有第一级双流体喷枪(7)和第二级双流体喷枪(8)。
2.根据权利要求1所述的一种用于废水蒸发的蒸发器，其特征在于：所述的旋流整流器(6)设置在缩颈过渡段(3)的入口处，旋流整流器(6)设置覆盖缩颈过渡段(3)入口处横截面。
3.根据权利要求2所述的一种用于废水蒸发的蒸发器，其特征在于：所述的缩颈过渡段(3)为圆柱形结构，缩颈过渡段(3)的直径小于蒸发器入口段(2)的直径。
4.根据权利要求1所述的一种用于废水蒸发的蒸发器，其特征在于：所述的旋流整流器(6)包括整流叶片(12)、整流器中心筒(13)、十字加强筋(14)和中心筒盖板(15)，所述的整流器中心筒(13)布置在缩颈过渡段(3)的入口中心处，整流器中心筒(13)通过十字加强筋(14)支撑固定，所述的整流叶片(12)沿整流器中心筒(13)圆周均布，所述的整流器中心筒(13)上下端部由中心筒盖板(15)加以封闭。
5.根据权利要求4所述的一种用于废水蒸发的蒸发器，其特征在于：所述的整流叶片(12)围绕整流器中心筒(13)按照相邻叶片30度角的间距沿圆周均布，整流叶片(12)与水平面的夹角为45度。
6.根据权利要求1所述的一种用于废水蒸发的蒸发器，其特征在于：所述的第一级双流体喷枪(7)和第二级双流体喷枪(8)均包括枪管(16)、进液管(17)、进气管(18)和喷嘴(19)，枪管(16)上设有法兰(20)，所述的枪管(16)为套管式结构，包括液管(22)和气管(23)，液管(22)从气管(23)中穿过，进气管(18)与气管(23)连接，枪管(16)的另一头与喷嘴(19)连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于废水蒸发的蒸发器，其特征在于：所述的第一级双流体喷枪(7)和第二级双流体喷枪(8)通过法兰(20)安装在锥桶扩张段(4)的侧壁上，所述的第一级双流体喷枪(7)和第二级双流体喷枪(8)的枪管(16)相对法兰(20)滑动安装，通过调节枪管(16)相对法兰的滑动位置，进而能够调节喷嘴(19)在锥桶扩张段(4)内的喷射位置。
8.根据权利要求7所述的一种用于废水蒸发的蒸发器，其特征在于：所述的喷嘴(19)的头部为圆锥台结构，圆锥台的斜面设有喷孔(21)。
9.根据权利要求8所述的一种用于废水蒸发的蒸发器，其特征在于：所述的喷孔(21)喷射角度为20°-90°。
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