脱硫废水旋转喷雾蒸发与旁路烟道蒸发特性研究

针对旋转喷雾和旁路烟道两类高温旁路烟气蒸发技术工艺,开展脱硫废水蒸发特性对比实验,结合可视化荧光示踪法及单液滴蒸发试验研究了废水雾滴在高温烟气中的蒸发过程,分析了烟气温度及烟气停留时间对蒸发性能的影响,并比较了两类废水蒸发工艺的差异。结果表明：脱硫废水液滴接触热烟气后将迅速失去表面自由水分,表面成壳固化为半干颗粒;旋转喷雾蒸发塔内主蒸发区域温度迅速降低,提高烟气温度有助于提升蒸发效率,降低出口灰分含水率;通过适当增大干燥塔尺寸,延长高温烟气在干燥塔内停留时间,可提升热量利用率,实现低气液比条件下的蒸发干燥;两类旁路蒸发工艺相比,旋转喷雾蒸发因雾化效果较好、气液混合均匀,蒸发性能略优于旁路烟道工艺。     

脱硫废水旋转喷雾蒸发与旁路烟道蒸发特性研究

针对旋转喷雾和旁路烟道两类高温旁路烟气蒸发技术工艺,开展脱硫废水蒸发特性对比实验,结合可视化荧光示踪法及单液滴蒸发试验研究了废水雾滴在高温烟气中的蒸发过程,分析了烟气温度及烟气停留时间对蒸发性能的影响,并比较了两类废水蒸发工艺的差异。结果表明：脱硫废水液滴接触热烟气后将迅速失去表面自由水分,表面成壳固化为半干颗粒;旋转喷雾蒸发塔内主蒸发区域温度迅速降低,提高烟气温度有助于提升蒸发效率,降低出口灰分含水率;通过适当增大干燥塔尺寸,延长高温烟气在干燥塔内停留时间,可提升热量利用率,实现低气液比条件下的蒸发干燥;两类旁路蒸发工艺相比,旋转喷雾蒸发因雾化效果较好、气液混合均匀,蒸发性能略优于旁路烟道工艺。     

旋转雾化蒸发技术对脱硫废水和烟气的适应性研究

开展了脱硫废水旋转雾化蒸发实验,研究了该技术对废水水质和烟气参数的适应性,分析了优化废水蒸发效果的方法。结果表明,旋转雾化蒸发技术对废水盐含量（TDS）、悬浮物含量（SS）、烟气温度和烟气粉尘含量等有很强的适应性。在适当的实验条件下,当废水含盐量高达200000 mg/L,悬浮物含量高达6%,烟气温度≥300 ℃,或烟气粉尘含量高达30 g/m³时,蒸发塔出口和底部灰分的含水率均低于2%,废水蒸发效果良好。此外,增加气液比或提高雾化器转速可有效降低蒸发塔出口和底部灰分的含水率,可用于对废水蒸发进行优化。     

脱硫废水旋转雾化及其干燥蒸发特性试验研究

旋转喷雾干燥是实现脱硫废水零排放的一种重要技术手段。利用多普勒三维粒度分析仪(PDA)测试分析了旋转雾化器出口脱硫废水的粒径分布特性,考察了废水组分及物性等对雾化特性的影响;并利用脱硫废水喷雾干燥试验平台开展了不同烟气物性、脱硫废水水质及喷雾干燥条件下的脱硫废水蒸发特性试验研究。结果表明,旋转雾化器具有良好的变工况适应能力,雾化液滴粒径主要集中在30μm以下,高盐废水雾化过程中会产生少量大粒径液滴,但对蒸发过程无明显影响,热烟气与废水流量比在1.0~1.3*10~4m~3/t范围内能够实现良好的干燥效果。     

某660 MW机组脱硫废水烟道蒸发系统设计及运行效果分析

脱硫废水因含盐量高且成分复杂,成为燃煤电厂废水“零排放”的难题,采用烟道蒸发方式予以处理是解决途径之一。在数学建模和Fluent模拟分析的基础上,对雾化粒径为50 μm和60 μm时脱硫废水的蒸发情况进行研究,结果为130 ℃烟气温度下这2种粒径的脱硫废水蒸发时间分别为0.78 s和0.85 s,所消耗的压缩空气量（标准状态）分别为60 m³/min和26 m³/min。以某660 MW燃煤机组为研究对象,根据烟道内流场特点对该机组脱硫废水烟道雾化蒸发系统的设计进行优化。脱硫废水雾化蒸发系统安装运行后,对系统运行数据进行了研究分析。实践结果表明,脱硫废水烟道雾化蒸发系统的运行对脱硫系统、除尘器系统的正常运行没有明显影响,粉煤灰品质的少许变化不影响粉煤灰的品质和资源化利用。     

脱硫废液雾化蒸发性能的数值研究

以某600 MW火力发电站机组脱硫废液喷雾干燥塔为研究对象,建立了雾化蒸发模型,研究了烟气流量、烟气温度、废液流量、废液初始温度以及废液粒径对脱硫废液雾化蒸发性能的影响。结果表明,烟气流量和温度对废液雾化蒸发性能影响明显;烟气流量越大、温度越高,废液液滴蒸发速度越快,完全蒸发距离越短;废液流量越小、初始温度越高,废液液滴蒸发所需时间越少,完全蒸发距离越短。提升雾化器雾化性能,降低废液液滴雾化粒径,有利于改善脱硫废液的雾化蒸发效果。各因素正交测试的结果表明,影响液滴雾化蒸发性能的因素从强到弱排序为:烟气流量废液流量烟气温度废液初始温度雾化粒径。     

脱硫废水零排放系统关键参数数值模拟研究

利用数值模拟技术对脱硫废水在电除尘器前烟道中的蒸发技术进行了研究,分析了液滴粒径、烟气温度、烟气流速、废水量、喷射速度、喷射角度等参数对液滴停留时间的影响规律。结果表明,烟气温度越高,液滴粒径越小,喷射量越小,液滴的停留时间就越短;随着烟气流速、喷射速度、喷射角度增大,停留时间呈现不同的变化趋势。研究结果可对工程选型、设计优化提供支撑。     

脱硫废水旁路塔雾化蒸发数值模拟

脱硫废水成分复杂难以回用，一些电厂已开始采用烟道雾化蒸发处理技术对其进行处理。脱硫废水直接喷入烟道会带来腐蚀、积灰、堵塞等问题，设置旁路蒸发塔对脱硫废水进行干燥是一种较好的选择。为研究此项技术，以某330 MW 机组为例，通过计算脱硫废水与烟气的热质平衡，确定了烟气抽取量，建立了物理模型，利用数值模拟的方法对烟气流场进行优化，对喷嘴布置方式、液滴直径、烟气温度等的选择进行稳态模拟。结果表明：抽取烟气量仅占总烟气量的2.27%，烟气流场即能够充满整个蒸发塔；三喷嘴的雾化蒸发效果可以使蒸发塔出口温度达到设计值120℃；液滴直径80 μm 以下，液滴颗粒无贴壁，液滴直径60 μm时蒸发效果好。为延长颗粒停留时间，使颗粒无贴壁、少团聚，宜采用烟气旋流方式、三喷嘴、60 μm雾化粒径以及600 K以上的入口烟气温度。     

330 MW机组脱硫废水旁路烟道喷雾干燥技术数值模拟与应用示范

以某330MW燃煤机组旁路烟道安装的脱硫废水喷雾干燥塔为研究对象,使用ANSYS ICEM、Fluent软件对干燥塔内传热传质过程进行数值模拟,并对应用示范结果进行了分析。结果表明:不同工况下,喷雾干燥塔内温度场、流场分布良好,气、液传热传质主要集中在塔轴心;干燥后,脱硫废水中的Cl~–转移到固体产物中,处理难度降低;脱硫废水在高温烟气中蒸发,减弱了高比电阻粉尘反电晕,促进了颗粒物聚集长大并被静电除尘器捕集。采用旁路烟气干燥技术实现脱硫废水零排放,运行效果良好。     

脱硫废水烟道雾化蒸发的数值模拟研究

脱硫废水具有水质复杂、高悬浮物、高含盐量以及重金属种类多等特点，是电厂系统末端最难处理的废水，脱硫废水烟道蒸发是未来脱硫废水处理技术中最具经济性的方案之一。通过计算流体动力学数值模拟方法，建立脱硫废水除尘器烟道蒸发模型，对烟道内脱硫废水蒸发特性进行了仿真计算及理论分析。结果表明：废水雾化液滴直径、烟气温度、烟气流动轨迹均会对废水蒸发效率产生较大影响，烟气速度工况变化对雾化液滴蒸发效率影响较小。雾化液滴直径越小，液滴完全蒸发率越高，发生烟道壁面碰壁概率越小，雾化液滴蒸发速率越快；烟气温度越高，雾化液滴的完全蒸发时间越短，液滴在烟道内的运动轨迹越短，雾化液滴蒸发效率越高；当烟气流动方向和雾化液滴同向流动时，雾化液滴蒸发速率较慢，当控制烟气流动方向与雾化液滴切向垂直流动时，单位时间内液滴蒸发速率较快。     

脱硫废水处理前后喷射Cl析出特性

脱硫废水中含有高浓度的氯盐,影响脱硫系统的安全运行。采用Factsage热力学计算软件来模拟单一氯盐溶液和处理前后脱硫废水经过尾部烟道喷射后Cl析出特性。结果表明：CaCl₂,MgCl₂和NH₄Cl溶液喷射过程析出Cl主要以含Cl气体形式析出;喷射NaCl溶液时,Cl全部以NaCl（s）形式析出,而无气体析出。未处理的脱硫废水烟道喷射蒸发过程,75%以上的Cl以NaCl（s）的形式析出。除去Ca²⁺,Mg²⁺、NH₄⁺等离子后,脱硫废水烟道喷射蒸发过程不会析出HCl气体,产物NaCl（s）会被电除尘除去。因此脱硫废水的预处理减少了含Cl气体的析出,减轻了对尾部烟道的腐蚀。     

陶瓷膜法的烟气水分及余热回收中试研究

为研究陶瓷膜在火电厂烟气水分及余热回收应用中的动态性能,在河北某330 MW燃煤电站采用40根微滤膜制作陶瓷膜组件,搭建中试装置,研究烟气流量和冷却水入口温度对水分和热量回收性能、潜热和显热释放情况的影响规律。研究结果表明,烟气流量为9 715 m³/h、冷却水入口温度为18.7 ℃时,膜组件的回收水量和热量分别可以达到43.65 kg/(m²·h)和106.31 MJ/(m²·h)。膜组件在真实的工业生产环境中展现出了良好的回收性能和极好的工业化应用潜力。     

国电泰州电厂2×1 000 MW二次再热机组NOx、SO2超低排放技术应用

为使烟气中NO_x、SO₂排放达到超低水平,国电泰州电厂二期2×1 000 MW超超临界二次再热燃煤发电机组SCR脱硝系统采用了驻窝混合技术,烟气脱硫采用了单塔双循环湿法脱硫技术。简介驻窝混合技术机理和单塔双循环脱硫技术原理,介绍国电泰州电厂1 000 MW机组烟气脱硝脱硫设计方案及实施效果。实践结果表明,国电泰州电厂1 000 MW机组采用上述2项技术后,烟气中NO_x和SO₂实现了超低排放,NO_x和SO₂脱除效率分别达到90.3%和99.6%,其排放质量浓度分别为31 mg/m³和15 mg/m³,远低于国家超低排放限值,且优于燃气轮机排放水平。     

脱硫废水烟道蒸发工艺对烟气酸露点影响分析

为研究脱硫废水烟道蒸发工艺对烟气酸露点的影响，在某600 MW机组上进行烟道蒸发中间试验（中试），实测废水蒸发前后烟气中H₂O和SO₃浓度，并采用不同计算公式计算酸露点。中试结果表明：在空气预热器后1/4烟道中（烟气量为4×10⁵~5×10⁵ m³/h）喷入900~1 400 L/h的废水时，烟气中的水蒸气质量分数增加了0.7~0.9个百分点，而烟气中的SO₃浓度却降低30%~50%，说明废水烟道蒸发促进了SO₃向硫酸雾的转化并促进了其在飞灰颗粒上的吸附；废水喷入烟道蒸发后，烟气酸露点反而有所降低，虽然烟气平均温度降低了9~14 ℃，但废水喷入后的烟温仍基本高于废水喷入后的酸露点，因而脱硫废水烟道蒸发不会造成下游烟道和设备的低温腐蚀。     

燃煤电厂旁路烟气干燥塔控制技术开发

以浙江两电厂为研究对象,分析了旁路烟气干燥脱硫废水零排放技术的控制难点,以不影响粉煤灰质量为目标,建立了多参数控制模型,在考虑烟气酸露点情况下确定最低烟气温度、最大脱硫废水处理量;同时基于能量平衡的精确控制技术和基于关键参数的软测量模型的互为备用,实现了脱硫废水的高效、低能耗干燥。台州第二发电厂脱硫水质控制限制的计算表明,粉煤灰可用作普通混凝土添加剂;长兴电厂脱硫废水干燥塔在旁路烟气挡板门全开的情况下,烟气入口温度357 ℃,脱硫废水质量流量达到4 200 kg/h时,出口温度仍有117 ℃;而在深度调峰工况,烟气入口温度下降到280 ℃时,出口温度高于110 ℃的下线预警值时,系统出力为1 750 kg/h,实验结果与基于能量平衡算法的理论预期基本一致。