CN108706671A - 一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺 - Google Patents

一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺，用于解决现有技术中脱硫废水蒸发处理工艺中，低温烟气蒸发能力较低，蒸干效果较差的技术问题。一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺，包括：SCR反应器后的热烟气进入蒸发器，热烟气将双流体雾化喷嘴雾化的废水液滴蒸干、固态颗粒析出；然后烟气经过换热盘管，将热量传给换热盘管内的废水，对废水进行预热；最后，携带固态颗粒的烟气经蒸干风机加压后，排入电除尘器上游，经电除尘器捕集烟气中的固态颗粒。发明有益效果：利用高温烟气，实现脱硫废水的快速蒸发，避免了常规120℃左右的温度区间内蒸干慢、结垢等问题。

Description

一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺
技术领域
本发明涉及脱硫废水蒸发处理技术领域，具体地说是一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺。
背景技术
2017年下半年起，国家提高了钢铁厂烧结机烟气的排放指标，要求全面达到氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)、颗粒物(PM)分别为50mg/m3、35mg/m3、10mg/m3的超低排放标准，从2018年开始，国内各大钢厂随即全面引进烧结机烟气加热SCR脱硝工艺。
SCR脱硝具有结构简单、运行方便、转动设备少、无副产品、脱硝效率高、技术成熟、稳定可靠等优点，是目前适用于烧结烟气脱硝的最合理的工艺。烧结烟气温度较低，约120℃～150℃左右，无法直接应用SCR还原工艺，一般采用高炉煤气加热后的热风混入烧结机烟气中，将烟气温度加热至220℃～320℃，达到SCR的反应窗口。经SCR脱硝后，烟气温度约300℃，经GGH换热将热量返回SCR***，然后烟气进入脱硫***。
现有技术中，脱硫废水蒸发处理工艺多应用于电厂，但是由于蒸发烟气的温度较低(100℃～150℃)，因此对废水的蒸发能力较低，造成蒸干效果较差。另外，烧结机脱硫废水与电厂废水的水量及污染物的成分有较大的区别，需要区别性的分析。
烧结机加热SCR技术的应用推广为烧结机脱硫废水的处理提供了新的思路，使烧结机***具备了提供高温烟气的能力，为本发明中脱硫废水高温烟气蒸发技术提供了基础。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺，用于解决现有技术中脱硫废水蒸发处理工艺中，低温烟气蒸发能力较低，蒸干效果较差的技术问题。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺，包括：
SCR反应器后的热烟气进入蒸发器，热烟气将双流体雾化喷嘴雾化的废水液滴蒸干、固态颗粒析出；
然后烟气经过换热盘管，将热量传给换热盘管内的废水进行预热；
最后，携带固态颗粒的烟气经蒸干风机加压后，排入电除尘器上游，经电除尘器捕集烟气中的固态颗粒。
进一步的，安装换热盘管区域设有压缩空气喷吹喷嘴，压缩空气喷吹喷嘴与压缩空气入口管路连通。
进一步的，蒸发器内安装多个双流体雾化喷嘴，降低单位截面内雾化强度，提高蒸发器内蒸发速率。
进一步的，与所述换热盘管连通的废水入口管路上设置电加热或蒸汽加热装置。
进一步的，蒸发器的热烟气进口烟道与高炉煤气燃烧后的热风出风管连通，以进一步提高蒸发器内热烟气温度。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中具有如下优点或有益效果：
1、本发明有效利用了钢铁厂中高温SCR脱硝装置形成的高温烟气的温度区间，实现脱硫废水的快速蒸发，避免了常规120℃左右的温度区间内蒸干慢、结垢等问题。
2、利用蒸干脱硫废水后的约150℃的烟气，进一步释放热量，将雾化蒸干前的脱硫废水预热，为脱硫废水的雾化蒸发提供了良好的基础条件；同时充分利用了烟气的余热热能。
3、蒸干器可实现一体化、集成化的设计，可实现工厂化加工制作和精密组装，提高现场施工速度和质量。
附图说明
图1为本发明实施例的结构原理框体图；
图中：1、脱硫废水入口管路；2、蒸干风机；3、压缩空气入口管路；4、双流体雾化喷嘴；5、压缩空气喷吹喷嘴；6、换热盘管；7、蒸发器；8、热烟气进口烟道；9、热烟气出口烟道；10、电除尘器。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和公知技术描述，以避免不必要地限制本发明。
如图1所示，一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺的***，包括蒸发器7、脱硫废水入口管路1、换热盘管6、双流体雾化喷嘴4、热烟气进口烟道8、热烟气出口烟道9和压缩空气入口管路3。
所述蒸发器7采用双层金属壁板，蒸发器7的内壁采用光滑不锈钢板，避免结垢、同时便于清灰，蒸发器7的结构承压体采用碳钢结构。所述双流体雾化喷嘴4安装在蒸发器7内的上部，换热盘管6安装在蒸发器7内的下部，换热盘管6的进液端与所述脱硫废水入口管路1的出液端连通，换热盘管6的出液端与双流体雾化喷嘴4的进液端连通；同时，所述双流体雾化喷嘴4与所述压缩空气入口管路3的上部支管连通。所述蒸发器7内还设有压缩空气喷吹喷嘴5，压缩空气喷吹喷嘴5位于所述换热盘管6处，用于对粘附在换热盘管6上的颗粒进行喷吹；压缩空气喷吹喷嘴5的进风端与所述压缩空气入口管路3的下部支管连通。所述蒸发器7安装在SCR反应器之后，蒸发器7的上部进风端通过热烟气进口烟道8与SCR反应器的出风管路连通，蒸发器7的下部出风端通过热烟气出口烟道9与SCR反应器前部电除尘器10的前端进风管连通，所述热烟气出口烟道9上设有蒸干风机2。
一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺
烟气侧：经SCR反应器后的300℃以上的热烟气，在蒸干风机2的引吸下，通过热烟气进口烟道8进入蒸发器7，烟气热量将双流体雾化喷嘴4雾化的水分液滴蒸干、盐分析出，烟气温度降至150℃左右；然后烟气向后经过换热盘管6，将热量传给换热盘管6内的脱硫废水预热，烟气降至90℃以下；最后，烟气经蒸干风机2加压后，排入电除尘器10上游，经电除尘器10捕集烟气中的固态颗粒。水侧：钢铁厂脱硫废水经加压后不低于0.5MPa，通过脱硫废水入口管路1进入换热盘管6，经换热盘管6充分预热至90℃以上，为蒸发提供良好的基础；然后，经双流体雾化喷嘴4雾化成为50μm以下的液滴，并在300℃的热烟气环境下迅速蒸干，进而废水中的无机盐、重金属等成分迅速蒸干析出成为固态颗粒状，随烟气带走。在压缩空气侧：高压压缩空气通过压缩空气入口管路3进入***后分为两路，上部支路进入双流体雾化喷嘴4，将液滴充分打碎，辅助雾化；下部支路进入设置在换热盘管6区域的压缩空气喷吹喷嘴5，对粘附在换热盘管6上的颗粒进行喷吹，防止颗粒粘附，影响换热效果。
优选的，可适当增加双流体雾化喷嘴数量，多个双流体雾化喷嘴4可上下平行布置，以降低单位截面内雾化强度，提高蒸发器7内蒸发速率。双流体雾化喷嘴4的安装，应充分考虑喷射角度、喷射距离、颗粒蒸发强度和时间等因素，充分避免蒸发器7的壁面成为干湿界面。在脱硫废水入口管路1上可增设电加热或蒸汽加热装置辅助提高废水温度，在水泵压力达到的情况下，废水温度可提至100℃以上。热烟气进口烟道8可以与高炉煤气燃烧后的热风出风管连通，废水蒸干所用的烟气利用部分高炉煤气燃烧后的热风，可进一步提高蒸发温度至350℃甚至400℃。蒸发器7内部可采用旋流式结构，提高热烟气与废水液滴的接触强度和接触时间，保障蒸干效果。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺，其特征是，包括：
SCR反应器后的高温热烟气进入蒸发器，热烟气将双流体雾化喷嘴雾化的废水液滴蒸干、固态颗粒析出；
然后烟气经过换热盘管，将热量传给换热盘管内的废水进行预热；
最后，携带固态颗粒的烟气经蒸干风机加压后，排入电除尘器上游，经电除尘器捕集烟气中的固态颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺，其特征是，安装换热盘管区域设有压缩空气喷吹喷嘴，压缩空气喷吹喷嘴与压缩空气入口管路连通。
3.根据权利要求1所述的一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺，其特征是，蒸发器内安装多个双流体雾化喷嘴，降低单位截面内雾化强度，提高蒸发器内蒸发速率。
4.根据权利要求1所述的一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺，其特征是，与所述换热盘管连通的废水入口管路上设置电加热或蒸汽加热装置。
5.根据权利要求1所述的一种利用烧结机高温烟气的脱硫废水自预热式蒸发工艺，其特征是，蒸发器的热烟气进口烟道可与高炉煤气燃烧后的热风出风管连通，以进一步提高蒸发器内热烟气温度。
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