脱硫废水雾化特性及HCl蒸发释放规律研究

发布时间：2020-07-04 11:37

【摘要】：脱硫废水零排放是燃煤电厂烟气治理的任务之一,烟道气直接蒸发是脱硫废水处理工艺中投资最少、能耗最低的一种工艺。该工艺将脱硫废水雾化成液滴喷入锅炉尾部烟道,利用烟气热量蒸发脱硫废水,蒸发后残留的固体颗粒由电除尘器捕捉并随灰排放。但是,液滴蒸发受到烟气温度、烟气含湿量、液滴粒径、液滴在尾部烟道中的停留时间等多重因素的影响,如果液滴不能完全蒸发,将对电除尘器等后部设备造成腐蚀。此外,伴随脱硫废水的蒸发,废水中的部分氯离子转化为氯化氢释放到烟气中,在后部脱硫塔中进入脱硫废水。如果氯化氢释放比例过多,将显著增加脱硫废水处理量,严重情况下导致该工艺无法实施。因此,深入研究脱硫废水的雾化特性及蒸发过程中的氯化氢释放规律,对该工艺的实际应用具有重要意义。本文利用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)进行双流体喷嘴的雾化特性实验,研究了雾化气体流量、液体流量及气液比对喷嘴出口雾化锥角、液滴粒径和液滴速度的影响规律。实验结果表明:(1)雾化锥角随气体流量增加而增加,随液体流量增加而减小;(2)液滴索特平均直径随轴向和径向距离的增加而增加,随双流体喷嘴气液比的提高而减小,在中轴线上液滴的索特平均直径小于30μm,径向距离最大处液滴的索特平均直径小于70μm;(3)液滴轴向速度随径向距离的增加而减小,随双流体喷嘴气液比的提高而增加。搭建了脱硫废水蒸发实验台,采用前述研究的双流体喷嘴作为雾化器。考虑到实际脱硫废水中钙离子与镁离子浓度相当,采用氯化钙与氯化镁按1:1配制的废水为研究对象,进行中低温条件下脱硫废水蒸发过程中的HCl释放规律的实验研究。实验结果表明:(1)当入口烟气温度从200℃上升到340℃时,出口烟气中氯化氢浓度从4.82ppm增加到65.65 ppm,氯离子蒸发释放率从1.59%增加到17.29%;(2)当废水中氯离子浓度从15 g/L降低为10 g/L时,在整个温度区间氯化氢浓度大幅减小,200℃对应的氯化氢浓度降低为2.88 ppm,释放率降低为1.42%;340℃对应的氯化氢浓度降低为14.19 ppm,释放率降低为5.71%;(3)当废水流率从12 ml/min增加到24 ml/min时,出口烟气氯化氢浓度由39.29 ppm增加到40.67 ppm随后降低到30.95 ppm;释放率从14.69%单调下降到5.79%。采用单独氯化钙配制的废水进行对比实验,在入口烟气温度从200℃增加到300℃时,出口氯化氢含量由3.13 ppm增加到5.70 ppm,远低于氯化钙与氯化镁按1:1配制的废水,表明实际脱硫废水蒸发时HCl主要来源于废水中所含的氯化镁。在实验研究的基础上,基于欧拉-拉格朗日方法,针对某生物质电厂,采用数值模拟方法研究烟气温度、烟气流速、烟气含水率和液滴雾化粒径对脱硫废水蒸发过程的影响。模拟结果表明:(1)烟气温度升高、废水液滴粒径减小、烟气流速增加及烟气含水率降低均可加快废水液滴蒸发。(2)烟气温度与废水液滴粒径对完全蒸发时间影响较大,而烟气流速对废水液滴完全蒸发时间影响较小。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X773
【图文】：

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图 1-1 物化法处理脱硫废水工艺流程图先脱硫废水进入缓冲池，通过罗茨风机向缓冲池中通入压缩空气，使得2-、S2O32-被氧化，降低 COD。在中和池里，通过加石灰乳调节废水的H-与重金属离子形成难溶于水的氢氧化物，沉淀析出，同时，废水中的难溶于水的 CaF2沉淀析出。经过中和池后，废水呈弱碱性。在反应硫化物三疏基三峰钠盐（TMT-15），去除 Cr2+、Cd2+、Hg2+等，而且该子生成的重金属络合物在水中溶解度很低，可以充分保证重金属离子絮凝池内，通过加入絮凝剂使废水中的石膏颗粒、氢氧化物等凝聚成凝处理后，脱硫废水已较为合格，再经过澄清池，经过静置使得废水上层废水经检测合格便排出系统。物化法处理脱硫废水对于脱除重金具有显著的效果，但是其系统较为复杂，设备较多，初次投资较大，与中和池之间的水泵工作条件较为恶劣，废水中的 Cl-、F-等会对水泵增加设备的危险性与不可控性。再者，通过物理化学方法处理后的脱量不会降低，如果最后用盐酸调节溶液的 PH 还会导致 Cl-含量增多。艺会产生较多污泥，对于污泥的脱水处理也需要相当多的能耗，导致

脱硫废水,废水,流化床法,二价锰

生成的重金属络合物在水中溶解度很低，可以充分保证重金属离子凝池内，通过加入絮凝剂使废水中的石膏颗粒、氢氧化物等凝聚成处理后，脱硫废水已较为合格，再经过澄清池，经过静置使得废水层废水经检测合格便排出系统。物化法处理脱硫废水对于脱除重金有显著的效果，但是其系统较为复杂，设备较多，初次投资较大，中和池之间的水泵工作条件较为恶劣，废水中的 Cl-、F-等会对水泵加设备的危险性与不可控性。再者，通过物理化学方法处理后的脱不会降低，如果最后用盐酸调节溶液的 PH 还会导致 Cl-含量增多。会产生较多污泥，对于污泥的脱水处理也需要相当多的能耗，导致低。床法处理脱硫废水床以其良好的混合特性广泛应用于火力发电，对于脱硫废水处理也麦爱屋德电厂利用流化床处理脱硫废水，并且取得较为理想的脱除 1-2。

【参考文献】