本發(fā)明涉及一種廢水蒸發(fā)設(shè)備和廢水處理方法及裝置，屬于廢水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著2015年1月1日起新環(huán)保法的正式施行，以及2015年4月頒布實(shí)施的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》即“水十條”的頒布，我國(guó)加強(qiáng)了對(duì)水污染的治理力度，燃煤電廠濕法脫硫需排出脫硫廢水，而脫硫廢水的處理成為很多電廠的難題。

脫硫廢水主要來(lái)自石膏脫水和清洗系統(tǒng)，廢水呈弱酸性，通常pH值低于6.0。脫硫廢水中的雜質(zhì)主要成份為粉塵和脫硫產(chǎn)物( CaSO₄和CaSO₃ ) ；還有Hg、Pb、Ni、As、Cd、Se、Cr、Cu等重金屬離子；同時(shí)還含有可溶性的氯化物和氟化物、氨氮、硝酸鹽等。主要來(lái)自煙氣、脫硫劑和工藝水。由于其高氨氮、高鹽度、高毒性等特點(diǎn)，處理難度大。

目前常見(jiàn)的脫硫廢水處理方法有：

1）傳統(tǒng)化學(xué)法：國(guó)內(nèi)主要用Ca（OH）₂中和脫硫廢水，再用有機(jī)硫（TMT15）沉淀，但是經(jīng)傳統(tǒng)化學(xué)法處理后的廢水氯離子仍無(wú)法去除，導(dǎo)致處理后的廢水無(wú)法利用；

2）水力沖灰法：脫硫廢水不處理，直接用于水力除灰系統(tǒng)，該方案需要脫離廢水均勻摻于到除灰系統(tǒng)，以防止廢水和灰分混合不均勻，進(jìn)而腐蝕除灰系統(tǒng)設(shè)備和管道；

3）煙道噴射法：將脫硫廢水噴入到電除塵入口的煙道，利用煙氣余熱蒸發(fā)，但是電除塵入口煙道處煙溫比較低（150℃左右），煙道空間小，脫硫廢水固含量較高，霧化噴嘴的尺寸不可能很小，因此噴嘴霧化得到的顆粒粒徑比較大，導(dǎo)致霧化后的液滴難以快速蒸發(fā)，噴射到煙道壁上，腐蝕煙道，部分沒(méi)有完全蒸發(fā)掉的液滴進(jìn)入電除塵會(huì)腐蝕電除塵極板；

4）蒸發(fā)法：主要的線路為調(diào)節(jié)池+兩級(jí)軟化澄清+蒸發(fā)系統(tǒng)，此法能耗大，成本高，運(yùn)行不穩(wěn)定；

CN105668832A公開(kāi)了一種脫硫廢水處理系統(tǒng)及方法，將脫硫廢水噴噴入空預(yù)器后部煙道中，這個(gè)處理方法，存在噴入點(diǎn)煙氣溫度為150℃左右，廢水液滴完全蒸發(fā)需要時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)煙道尺寸小，煙道中煙氣流速快，存在廢水和煙氣接觸不充分，接觸時(shí)間短、難以完全蒸發(fā)的缺點(diǎn)，進(jìn)而會(huì)腐蝕煙道，甚至腐蝕電除塵極板。

CN105457468A公開(kāi)了一種塔式鍋爐再循環(huán)煙氣霧化脫硫廢水的工藝，此法將脫硫廢水噴入到脫硝裝置前面的省煤器中，噴入點(diǎn)的煙氣溫度為350℃左右，可以縮短廢水液滴的蒸發(fā)時(shí)間，此法省煤器中的煙氣流速快，噴入到省煤器中的液滴在沒(méi)完全蒸發(fā)后就被煙氣帶到省煤器管壁上或者煙道壁上，進(jìn)而腐蝕省煤器和煙道，噴入到壁上的液滴與煙氣與煙氣灰分混合形成垢狀物質(zhì)，進(jìn)而影響煙氣流通，同時(shí)脫硫廢水成分復(fù)雜，會(huì)對(duì)后部脫硝裝置的催化劑使用壽命產(chǎn)生影響。

從上述分析可以看出，利用電廠廉價(jià)的高溫?zé)煔庾鰹闊嵩磥?lái)蒸發(fā)脫硫廢水技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，但是直接將廢水噴入到煙道或者鍋爐中，因煙道中煙氣流速快、煙道尺寸小，存在廢水和煙氣接觸不充分，接觸時(shí)間短的缺點(diǎn)，進(jìn)而會(huì)腐蝕鍋爐系統(tǒng)的設(shè)備、煙道等，因此開(kāi)發(fā)一種節(jié)能、高效、可靠、可以引取電廠廉價(jià)高溫?zé)煔庾鰹闊嵩吹碾姀S脫硫廢水零排放—高溫?zé)煔庑L(fēng)蒸發(fā)脫硫廢水設(shè)備是非常必需的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在開(kāi)發(fā)一種非常適用于電廠的脫硫廢水的蒸發(fā)設(shè)備，用高溫?zé)煔庑L(fēng)蒸發(fā)脫硫廢水可實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放，該設(shè)備能在滿足電廠脫硫廢水零排放，同時(shí)具備投資成本低、運(yùn)行成本低、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，提供一種廢水蒸發(fā)設(shè)備，所述廢水蒸發(fā)設(shè)備的上部設(shè)有第一進(jìn)風(fēng)口，中部設(shè)有第二進(jìn)風(fēng)口，下部設(shè)有出風(fēng)口；廢水蒸發(fā)設(shè)備包括廢水進(jìn)水管，廢水進(jìn)水管的出水端設(shè)霧化噴嘴且出水端位于廢水蒸發(fā)設(shè)備的上部，，廢水蒸發(fā)設(shè)備的中部為圓筒狀，第二進(jìn)風(fēng)口沿圓筒的切線方向設(shè)置。廢水入口處設(shè)有

優(yōu)選地，所述第一進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有整流器，整流器為開(kāi)孔率不均勻的篩板。

優(yōu)選地，所述廢水蒸發(fā)設(shè)備的上部和下部均為圓錐狀。

優(yōu)選地，設(shè)置兩個(gè)第二進(jìn)風(fēng)口，一個(gè)在上，一個(gè)在下。

優(yōu)選地，所述廢水蒸發(fā)設(shè)備中部的內(nèi)壁設(shè)有擋板。

本發(fā)明進(jìn)一步提供一種廢水處理裝置，包括熱源、除塵器和上述廢水蒸發(fā)設(shè)備，熱源通過(guò)風(fēng)管分別與廢水蒸發(fā)設(shè)備的第一進(jìn)風(fēng)口和第二進(jìn)風(fēng)口連通。

優(yōu)選地，所述熱源分為第一熱源與第二熱源，第一熱源與第一進(jìn)風(fēng)口連通，第二熱源與第二進(jìn)風(fēng)口連通，第一熱源的溫度高于第二熱源。

優(yōu)選地，所述第一熱源為電廠的省煤器或脫硝裝置后排出的煙氣；所述第二熱源為電廠的空預(yù)器排出的煙氣。

本發(fā)明進(jìn)一步提供一種廢水處理方法，將廢水霧化后噴入上述廢水蒸發(fā)設(shè)備，將熱氣體從第一進(jìn)風(fēng)口和第二進(jìn)風(fēng)口導(dǎo)入廢水蒸發(fā)設(shè)備使廢水蒸發(fā)成水蒸氣和顆粒物，并一同從廢水蒸發(fā)設(shè)備的出風(fēng)口排出。

優(yōu)選地，所述第一進(jìn)風(fēng)口的溫度為300-500℃；第二進(jìn)風(fēng)口處熱氣體的溫度為120-200℃。

優(yōu)選地，所述廢水為脫硫廢水。

本發(fā)明的廢水蒸發(fā)設(shè)備優(yōu)選煙氣作為熱源用于蒸發(fā)廢水；煙氣從上部和中部分別導(dǎo)入廢水蒸發(fā)設(shè)備，上部?jī)?yōu)選高溫?zé)煔猓ㄈ?00-500℃），中部?jī)?yōu)選低溫?zé)煔猓ㄈ?20-200℃），低溫?zé)煔庋厍芯€方向進(jìn)入廢水蒸發(fā)設(shè)備以形成旋風(fēng)，延長(zhǎng)廢水霧化后在廢水蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間，使其充分蒸發(fā)；同時(shí)，也可以避免廢水接觸廢水蒸發(fā)設(shè)備的內(nèi)壁，防止腐蝕。

高溫?zé)煔饪梢詮碾姵龎m入口的上游引取，具體SCR脫硝裝置后的高溫?zé)煔?，若無(wú)SCR脫硝裝置，則也可引取省煤器后高溫?zé)煔?；高溫?zé)煔鈴牡谝贿M(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，經(jīng)過(guò)進(jìn)風(fēng)喇叭段、煙氣整流器減速后均勻地進(jìn)入廢水初步蒸發(fā)段，脫硫廢水經(jīng)過(guò)壓縮空氣霧化成細(xì)小的廢水液滴后從霧化噴嘴噴入到廢水初步蒸發(fā)段，細(xì)小的廢水液滴在高溫?zé)煔獾淖饔孟逻M(jìn)行初步蒸發(fā)，大部分水變成水蒸汽進(jìn)入煙氣中，鹽份變成固體顆粒物與煙氣混合，小部分沒(méi)有完成蒸發(fā)的廢水液滴與煙氣一起進(jìn)入廢水再次蒸發(fā)段。引取空預(yù)器后部的低溫?zé)煔庾鳛閺U水再次蒸發(fā)的低溫?zé)嵩?，低溫?zé)煔鈴脑O(shè)備再次蒸發(fā)段切線方向進(jìn)入設(shè)備，使得進(jìn)入設(shè)備再次蒸發(fā)段的煙氣慢速旋轉(zhuǎn)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)液滴與煙氣充分接觸蒸發(fā)后，一起從設(shè)備出風(fēng)口進(jìn)入到電除塵，脫硫廢水中的水變成水蒸氣進(jìn)入煙氣后在FGD中再次冷凝利用，鹽份變成固體顆粒物與煙氣混合后進(jìn)入電除塵后被脫除，真正意義上實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放。

所述廢水蒸發(fā)設(shè)備的大致結(jié)構(gòu)為：上、下部為圓錐體形狀、中間為圓柱體形狀，從上至下主要包含進(jìn)風(fēng)口、進(jìn)風(fēng)喇叭段、煙氣整流器、廢水初步蒸發(fā)段、廢水再次蒸發(fā)段、出風(fēng)錐體段、出風(fēng)口。廢水蒸發(fā)設(shè)備中間的內(nèi)壁還設(shè)有擋板，另外還有霧化噴嘴和相關(guān)的溫度測(cè)量孔。

所述煙氣整流器為開(kāi)孔率不均勻的篩板，其中心開(kāi)孔率為10~15%，四周的開(kāi)孔率為20~35%。用于對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行整流，使得高溫?zé)煔鉁p速和均勻進(jìn)入蒸發(fā)初步蒸發(fā)段，有利于廢水霧化液滴與高溫?zé)煔獾幕旌暇鶆颉?/p>

所述擋板，即在高溫?zé)煔庑L(fēng)蒸發(fā)脫硫廢水設(shè)備的廢水初步蒸發(fā)段和廢水再次蒸發(fā)段的箱體內(nèi)壁上設(shè)置3-5塊板，伸出內(nèi)壁50~150mm。用于對(duì)切線方向進(jìn)入的低溫?zé)煔膺M(jìn)行減速，低溫?zé)煔庑D(zhuǎn)速度一定程度上的降低，有利于延長(zhǎng)煙氣在設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間，保證煙氣在設(shè)備內(nèi)的所需要的時(shí)間，有利于高溫?zé)煔?、低溫?zé)煔夂挽F化液滴充分接觸，進(jìn)而保證廢水液滴完全被蒸發(fā)，使得從高溫?zé)煔庑L(fēng)蒸發(fā)脫硫廢水設(shè)備出風(fēng)口的煙氣溫度大于100℃，高于酸的露點(diǎn)溫度20℃以上。

所述的霧化噴嘴優(yōu)選為二流體內(nèi)混式霧化噴嘴，霧化粒子為100微米左右。采用內(nèi)混式霧化噴嘴有利于防止噴嘴堵塞，而且噴嘴從進(jìn)風(fēng)喇叭段，經(jīng)過(guò)高溫?zé)煔庹髌鳌⑸钊氲降膹U水初步蒸發(fā)段，霧化噴嘴布置在煙氣整流器的下方，因?yàn)榇颂幍母邷責(zé)煔饬魉俾?，且分布均勻，有利于噴嘴噴出?lái)的霧化液滴的均勻蒸發(fā)，也可以避免煙氣整流器直接受到廢水的腐蝕。

優(yōu)選地，若使用電廠的煙氣作為熱源，則霧化噴嘴高溫?zé)煔獾娘L(fēng)量不超過(guò)電廠鍋爐總風(fēng)量3%。

本發(fā)明利用電廠鍋爐省煤器出口高溫?zé)煔庾鰹閺U水初步蒸發(fā)的高溫?zé)嵩矗瑹嵩纯梢钥焖僬舭l(fā)霧化液滴，利用空預(yù)器后部的低溫?zé)煔猓鳛閺U水再次蒸發(fā)的低溫?zé)嵩矗酶邷責(zé)煔庑L(fēng)蒸發(fā)脫硫廢水設(shè)備作為蒸發(fā)設(shè)備，煙氣在廢水蒸發(fā)設(shè)備中的停留時(shí)間可以根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，有利于脫硫廢水液滴的蒸發(fā)，同時(shí)可以保證高溫?zé)煔庑L(fēng)蒸發(fā)脫硫廢水設(shè)備出風(fēng)口煙氣溫度大于100℃，可以防止脫硫廢水對(duì)現(xiàn)有煙道和除塵器的腐蝕。

廢水蒸發(fā)變成水蒸汽進(jìn)入煙氣，可以適當(dāng)提高進(jìn)入電除塵系統(tǒng)煙氣的濕度，降低煙氣溫度進(jìn)而可以提高電除塵系統(tǒng)除塵效果，同時(shí)減少脫硫系統(tǒng)的用水量，可以實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放。

本發(fā)明不改變?cè)瓉?lái)的電廠設(shè)備，只需將原有管道中的煙氣部分引出，用于廢水的蒸發(fā)處理。本發(fā)明的廢水蒸發(fā)設(shè)備，廢水蒸發(fā)效果好，不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，投資成本低、運(yùn)行成本低、維修成本低，特別適合電廠鍋爐脫硫廢水的零排放工程。

附圖說(shuō)明

圖1表示實(shí)施例1中的廢水蒸發(fā)設(shè)備的結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖2表示實(shí)施例1中廢水處理裝置的平面連接圖。

圖3表示煙氣整流器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1：廢水蒸發(fā)設(shè)備、2：進(jìn)風(fēng)喇叭段、3：煙氣整流器、4：初步蒸發(fā)段:、5：再次蒸發(fā)段、6：出風(fēng)錐體段、7:擋板、8：霧化噴嘴、9：出風(fēng)口、10：第一進(jìn)風(fēng)口（高溫進(jìn)風(fēng)口）、11：第二進(jìn)風(fēng)口（低溫進(jìn)風(fēng)口）、12：電除塵、13：省煤器、14：SCR脫硝裝置、15：高溫?zé)煔狻?6：空預(yù)器、17：低溫?zé)煔狻?8：脫硫廢水容器、19：廢水進(jìn)水管。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用來(lái)限定本發(fā)明的范圍。

本實(shí)施例提供一種廢水蒸發(fā)設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，廢水蒸發(fā)設(shè)備1為中空結(jié)構(gòu)，其上、下部為圓錐體形狀、中間為圓柱體形狀，在廢水蒸發(fā)設(shè)備的頂部設(shè)高溫進(jìn)風(fēng)口10和廢水進(jìn)水管19，廢水進(jìn)水管的出水端安裝霧化噴嘴8，廢水蒸發(fā)設(shè)備從上至下主要包含高溫進(jìn)風(fēng)口10、進(jìn)風(fēng)喇叭段2、煙氣整流器3、初步蒸發(fā)段4、再次蒸發(fā)段5、出風(fēng)錐體段6、出風(fēng)口9；中部圓柱形的側(cè)壁設(shè)有低溫進(jìn)風(fēng)口11，低溫進(jìn)風(fēng)口11沿圓柱的切線方向進(jìn)風(fēng)，使廢水蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生旋風(fēng)，初步蒸發(fā)段4和再次蒸發(fā)段5（即廢水蒸發(fā)設(shè)備的中部圓柱形）的內(nèi)壁設(shè)有擋板7，用于使旋風(fēng)減速。

圖2所示為廢水處理裝置的流程示意圖，高溫?zé)煔?5引取省煤器13后的SCR脫硝裝置14后部的煙氣，主要作為廢水初步蒸發(fā)段4的高溫?zé)嵩矗x取空預(yù)器16后部的低溫?zé)煔?7，主要作為廢水再次蒸發(fā)5的低溫?zé)嵩?。高溫?zé)煔?5從頂部高溫進(jìn)風(fēng)口10進(jìn)入高溫?zé)煔庑L(fēng)蒸發(fā)脫硫廢水設(shè)備1、脫硫廢水18經(jīng)過(guò)壓縮空氣霧化成細(xì)小的廢水液滴后從霧化噴嘴8噴入高溫?zé)煔庑L(fēng)蒸發(fā)脫硫廢水設(shè)備1，低溫?zé)煔?7從圓柱四周的低溫進(jìn)風(fēng)口11切線進(jìn)入，當(dāng)廢水液滴完全蒸發(fā)后，混合煙氣從出風(fēng)口10進(jìn)入電除塵12的入口煙道。

圖3所示為煙氣整流器示意圖，煙氣整流器3為一開(kāi)孔率不均勻的篩板，其中心開(kāi)孔率為10~15%，四周的開(kāi)孔率為20~35%。用于對(duì)高溫?zé)煔?5進(jìn)行整流，使得高溫?zé)煔?5減速和均流進(jìn)入初步蒸發(fā)段4，有利于廢水霧化液滴與高溫?zé)煔獾幕旌暇鶆颉?/p>

本實(shí)施例對(duì)霧化液滴噴入到廢水蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)的狀態(tài)做了模擬，根據(jù)模擬的流線圖，低溫?zé)煔鈴膫?cè)部切線進(jìn)入后在擋板的減速作用下，使得切向速度下降，徑向速度提高，蒸發(fā)器中心不會(huì)產(chǎn)生明顯的低壓區(qū)域，高溫?zé)煔膺M(jìn)入蒸發(fā)器后被低溫?zé)煔鈳?dòng)進(jìn)行低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以使得煙氣在廢水蒸發(fā)設(shè)備中的停留時(shí)間滿足蒸發(fā)要求，有利于液滴的完全蒸發(fā)，同時(shí)因煙氣在做低速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得霧化噴嘴產(chǎn)生的液滴會(huì)跟著煙氣旋轉(zhuǎn)1~2圈后才會(huì)碰壁。保證液滴與設(shè)備壁相碰的時(shí)間大于液滴的蒸發(fā)時(shí)間，進(jìn)而防止脫硫廢水液滴對(duì)高溫?zé)煔庑L(fēng)蒸發(fā)脫硫廢水設(shè)備的腐蝕。