[发明专利]一种脱硫废水零排系统及方法

权利要求书

1.一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，该处理系统包括蒸发系统、控制系统、雾化系统、除尘系统、脱硫废水预处理系统及废水输送系统组成；蒸发系统和雾化系统为脱硫废水零排放的核心系统，主要由蒸发塔(2)和位于蒸发塔(2)内的双流体喷枪(11)构成，系统的作用是将双流体喷枪雾化后的脱硫废水小液滴蒸发成水蒸气和固体小颗粒，蒸发之后的水蒸气和固体小颗粒随烟气流动；蒸发塔(2)前烟道设置有电动挡板门(1)，可调节烟气流量；

蒸发塔(2)的下部连接有作为除尘系统的旋风除尘器(5)，旋风除尘器(5)的上部出口连接有旁路引风机(3)，旁路引风机(3)的出口连接出口电动挡板门(4)；蒸发塔(2)的上部侧面设有双流体喷枪(11)，该双流体喷枪(11)的进口连接有废水输送系统的废水泵(6)和压缩空气储存罐中和池(10)的出口，压缩空气储存罐中和池(10)的进口与空气压缩机(9)的出口连接；脱硫废水预处理系统的微滤机(8)、废水储存罐(7)、废水泵(6)顺序连接。

2.根据权利要求1所述的一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述的双流体喷枪(11)其前部插入蒸发塔(2)的蒸发段上部，双流体喷枪的中心线和蒸发塔(2)的中心线重合，喷嘴竖直向下。

3.根据权利要求1所述的一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述空气压缩机(9)制取压缩空气储存在压缩空气储存罐中和池(10)中，通往双流体喷枪(11)的压缩空气管道安装稳压阀，保证输送的压缩空气压力稳定，以便获得较好的雾化效果和蒸发效果。

4.根据权利要求1所述的一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述蒸发塔(2)下部出口安装三通，竖直向下方向的出口为排水排灰口，正常运行情况下此出口阀门关闭，当需要清灰时此出口开启；另一出口通过管道与旋风除尘器(5)连接。

5.一种如权利要求1所述处理系统的脱硫废水零排放的处理方法，其特征在于，处理步骤如下：

步骤一.脱硫系统所产生的脱硫废水在微滤机(8)进行预处理；

步骤二.脱硫废水经过预处理后，进入废水储存罐(7)；

步骤三.废水储存罐(7)的废水与压缩空气一起进入双流体喷枪(11)，然后在双流体喷枪(11)中进行混合雾化，喷嘴将雾化小液滴喷出；

步骤四.雾化后的废水通过喷枪喷入蒸发塔(2)，通过计量控制系统调节烟气流量匹配对应的废水流量，在高温烟气的作用下，废水被蒸发，蒸发产物随烟气流动；

步骤五.蒸发后的混合烟气进入旋风除尘器(5)进行初步除尘；

步骤六.烟气通过旁路引风机(3)后回到主烟道，与主烟道混合；

步骤七.主烟道的混合烟气进入脱硫吸收塔从而完成一个蒸发循环。

6.根据权利要求5所述的脱硫废水零排放的处理方法，其特征在于，所述的计量控制系统，所采用的控制装置包括控制器和用于测量烟气、压缩空气及废水的温度、压力和流量的传感器；温度传感器设置在蒸发塔(2)的入口处烟道、蒸发塔(2)的底部出口处烟道、压缩空气的管道上以及废水储存罐至双流体喷枪(11)之间的废水的管道上；压力传感器设置在设置在蒸发塔(2)的入口处烟道、蒸发塔(2)的底部出口处烟道、旁路引风机(3)之前的烟气管道、旁路引风机(3)之后的烟气管道上、压缩空气的管道上以及废水储存罐至双流体喷枪(11)之间的废水管道上；烟气流量计安装在蒸发塔(2)的入口烟道处；压缩空气管道设置有流量计、电动开关阀、电动流量调节阀；废水储存罐至蒸发塔(2)之间的废水管道上安装有流量计、电动开关阀、电动流量调节阀。

7.根据权利要求6所述的脱硫废水零排放的处理方法，其特征在于，所述的计量控制系统的工作步骤如下：

步骤1)废水管道上的液体流量计将信号传至控制系统，控制系统将流量计测量出的体积流量换算为质量流量，得到单位时间内通过双流体喷枪(11)喷入蒸发塔的废水质量；

步骤2)压缩空气管道上的流量计将信号传至控制系统，控制系统将流量计测量出的体积流量换算为压缩空气的质量流量，得到单位时间内通过喷枪喷入蒸发塔的空气质量；

步骤3)确定废水蒸发量与所需要的高温烟气量之间的关系式如下所示：

Q₁＝Q₂+Q₃，(1)

Q₁＝c₁m₁Δt₁，(2)

Q₂＝Q₂₁+Q₂₂＝c₂m₂Δt₂+Q₂₂，(3)

Q₃＝c₃m₃Δt₃，(4)

m₁＝(c₂m₂Δt₂+Q₂₂+c₃m₃Δt₃)/c₁Δt₁，(5)

Δt₁＝T₁-T；Δt₂＝T-T₂；Δt₃＝T-T₃(6)

而工程上习惯使用体积流量，即

V₁＝(c₂m₂Δt₂+Q₂₂+c₃m₃Δt₃)/ρ₁c₁Δt₁(7)

式中：T为蒸发炉出口底部烟道温度，T₁为蒸发炉入口高温烟气温度，T₂为废水温度，T₃为压缩空气温度，c₁为高温烟气的比热容，c₂为水的比热容，c₃为压缩空气的比热容，m₁为单位时间内蒸发废水需要的烟气质量，m₂为单位时间内废水的质量，m₃为单位时间内压缩空气的质量，ρ₁为高温烟气的密度，Q₁指烟气被吸收的热量；Q₂废水蒸发所吸收的热量；Q₃压缩空气吸收的热量，则Q₂₂为水的气化潜热；压力近似为一个大气压；

将式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)和(7)输入控制系统，即可得到单位时间内蒸发一定废水所需的高温烟气体积流量；

步骤4)控制系统通过调节旁路烟道系统的进口挡板门以及旁路引风机，结合烟道体积流量计即可得到精确的所需要的烟气量。