脱硫废水烟道蒸发处理工艺系统设计与试验研究

摘要

石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统是应用最为广泛的脱硫系统，为了保证脱硫系统的脱硫顺利进行，必须让氯离子浓度保证在20000ppm以下，因此该系统运行时会产生一定量的脱硫废水。在处理脱硫废水时，常用的物理化学方法存在运行成本高、无法去除氯离子等诸多缺点。而利用雾化喷嘴将脱硫废水喷入空气预热器和静电除尘器之间的烟道内，通过高温烟气蒸发废水形成固体颗粒而被除尘器脱除的烟道蒸发技术可较好地处理脱硫废水。但该工艺系统中若脱硫废水在烟道内未能完全蒸发易造成除尘器工作不正常，国内外应用还非常少见，其可行性和可靠性如何尚存在疑问。
　　本论文以国内某600MW火力发电机组为研究对象，采用CFD软件平台Fluent对喷射的液滴在高温烟道内的蒸发过程进行了研究。建立了液滴在烟道中运动、蒸发等过程的数学模型，研究了烟道结构、烟气温度、喷雾粒径和喷嘴安装位置等参数对于脱硫废水蒸发特性的影响。得到了各个工况下的液滴蒸发状态，并对不同颗粒直径下和不同烟气温度下的未蒸干液体量进行了定量分析，建立了相应的计算关系式。研究结果表明：若烟道长度不足，则难以蒸干脱硫废水，而较长的弯曲烟道可以满足液滴蒸干的要求；烟气温度越高，废水完全蒸发所需时间越少，所需长度越短；雾化颗粒越小，完全蒸发所需时间越少，所需长度越短；喷嘴安装位置在中间范围对废水蒸发的影响较小。CFD模拟证明脱硫废水烟道蒸发处理工艺方法是切实可行的。另外，根据对各污染物排放的迁移路径分析表明，该烟道蒸发废水处理技术不会造成二次污染。
　　根据可行性分析所得到的结果，对系统进行了设计，并采用该系统在某电厂进行了试验研究。试验期间，通过电厂的DCS系统提取了电厂各相关系统和除尘器的测量参数，将废水处理系统运行期间与非运行期间的参数进行了对比分析，研究了废水处理系统对电厂脱硫系统和除尘器的影响。结果表明，脱硫废水处理系统未影响电厂脱硫系统和除尘器的正常运行。

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主要符号表

1 绪 论

1.1课题研究的背景和意义

1.2脱硫废水处理现状

1.3国内外关于脱硫废水烟道处理技术的研究现状

1.4项目研究的目的和内容

2 脱硫废水烟道蒸发处理的可行性分析

2.1废水蒸发进入烟尘系统的物料迁移和平衡

2.2 CFD模拟

2.3脱硫废水处理的数值模拟可行性分析

2.4数值模拟结果分析

3 脱硫废水烟道处理工艺系统设计

3.1脱硫废水烟道处理工艺系统原理

3.2脱硫废水烟道蒸发处理工艺系统设计

3.3管道设计与设备选型

4 脱硫废水烟道处理工艺系统现场试验及结果分析

4.1废水处理系统对FGD系统影响分析

4.2废水处理系统对除尘器影响分析

4.3废水烟道处理的综合效果分析

5 结 论

5.1 主要结论

5.2 工作展望

致谢

参考文献

附录