低温烟气蒸发脱硫废水特性研究

发布时间：2020-06-03 14:55

【摘要】：我国环保要求日益严格,越来越多的电厂考虑脱硫废水的合理回收利用,然而目前脱硫废水零排放处理工艺十分昂贵。考虑到烟气湿法脱硫前,大量低温烟气的热量没有被利用,如果可以利用这部分废热处理脱硫废水将会十分经济。降膜蒸发广泛应用于化工、食品、污水处理、海水淡化及医药等工业中,降膜蒸发器具有温差小、结构紧凑、滞留时间短等优点。本文提出采用CaCl2溶液模拟脱硫废水,采用垂直降膜方式、气液逆流接触换热蒸发。相对于常规的降膜蒸发方式,本文采用低温烟气作为热源,以便更好利用低品位热源,降低脱硫废水处理成本。本文研究的低温烟气温度范围为80～120℃,建立了绝热逆流降膜蒸发过程的控制方程,用数值模拟计算的方法研究了降膜蒸发热质传递过程,初步探究气液雷诺数、溶液盐浓度、烟气温度和烟气湿度对蒸发性能的影响。模拟计算结果发现在蒸发管内,烟气侧的温度分布与含湿量分布正好相反,液膜附近烟气含湿量最高,温度最低。随着入口烟气含湿量增大,烟气中用来蒸发溶液的热量逐渐减小。提高气液雷诺数和入口烟气的温度能够增加低温烟气的蒸发能力;提高入口烟气湿度会降低烟气的蒸发能力;CaCl2稀溶液的质量分数0从增加到4%,烟气蒸发能力略有降低,但是影响非常小。设计搭建了绝热逆流垂直降膜蒸发试验台,继续探究各影响因素对低温热烟气蒸发脱硫废水的影响。通过实验结果与模拟结果进行的对比分析,表明烟气雷诺数、入口烟气温度和湿度对低温烟气的蒸发能力影响与模拟结果趋势一致,提高入口烟气温度和流速,降低入口烟气湿度都能促进蒸发;虽然溶液雷诺数提升对溶液蒸发也起到促进作用,但是当溶液雷诺数大于1600时烟气开始带液,烟气蒸发能力开始下降,因此在合适范围内提高溶液流量能促进蒸发;CaCl2稀溶液在质量分数1%到3%之间低温烟气蒸发能力相近;气液高雷诺数情况下,溶液中的盐分随着液滴被烟气带走,降膜管浸润表面结垢均匀,烟气入口位置易发生结垢。通过试验数据分析得到,本实验条件下蒸发量为0.54 kg/(m2.h)～2.16kg/(m2.h),各工况下传质系数介于0.012m/s～0.036m/s之间,对流传质系数关联式为hm=X0.753Resol0.021Rea0.568Tain0.25。
【图文】：

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Ｉ逡逑Ｍｍ逡逑图１－２恒益电厂脱硫废水处理系统工艺流程逡逑恒益电厂［１２］引进美国卧室薄膜喷淋ＭＶＣ蒸发／结晶处理系统，由两级ＭＶＣ＋逡逑两效ＭＥＤ＋卧室圆盘结晶器组成，总投资约６千万，处理Ｉｔ废水的运行费用约逡逑为１７．７５元，耗电约为２０ｋＷ．ｈ，同时需消耗约０．０５ｔ蒸汽，能耗低。但是对系统逡逑进水需进行软化处理，否则容易结垢，日常运行要多次除垢，增加了的前期预处逡逑理的费用；此外产生的结晶盐含有重金属，需按照固体废物处理，处理费用高。逡逑１．２．３烟道蒸发工艺逡逑烟道蒸发工艺设备少、工艺简单、占地小、建设和运行费用低，由于我国电逡逑厂多以改造为主，这样的优点让该工艺备受青睐。脱硫废水经由喷头雾化，在空逡逑预器和电除尘之间的烟道内喷入

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逦ｉｉ？ｉＫ．邋ｊ逡逑图１－３烟道蒸发工艺流程逡逑然而脱硫废水中含有非常多颗粒状的悬浮物，在雾化过程中极易阻塞和磨损逡逑喷嘴，降低喷雾效果；盐溶液相对于其他溶液（如纯水和酸溶液）在低温烟气中逡逑蒸发速率最慢。雾化粒径大，在烟道中滞留时间长，蒸发速率慢；喷雾粒径小，逡逑跟随气流运动，液滴变为跟随气流流动的静态蒸发，蒸发速率慢［１６］。此情况下，，逡逑４逡逑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X773

【参考文献】