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如何提高煙道蒸發的效率?

導讀: 隨著國家制度的嚴謹和國民環保意識的增強,“零排放”逐漸成為各行各業的排放標準,而煙道蒸發則是“零排放”工藝中的中流砥柱,具有設備少,占地小,投入小產出高的特點。

脫硫廢水的處理一直以來就是環保治理的難點,傳統的處理方法為“三聯箱處理+澄清”,三聯箱主要包括中和、反應和絮凝三部分,其對脫硫廢水中高濃度的硫酸根及氯離子等并未達到良好的去除效果。在國家對已建和新建的燃煤發電站要求脫硫廢水實現“零排放”的政策下,新型的“零排放”工藝包括以“預處理”、“膜系統”濃縮、“反滲透”過濾、“立式降膜MVR蒸發器”蒸發、結晶等為核心的處理工藝段組合逐漸興起,利用廢水濃縮方法固然能實現廢水的回收利用,但其能耗較高,但脫硫廢水的產量相對較小,投入高產出小,缺乏實際應用價值。

而煙道蒸發技術作為“零排放”工藝中的中流砥柱,具有設備少,占地小,投入小產出高的特點。煙道蒸發采用噴嘴將電廠脫硫廢水進行霧化,噴入電廠空預器與除塵器之間的煙道內,利用煙道內高溫煙氣將霧化后的廢水液滴蒸干,形成細小固體顆粒結晶隨煙氣灰塵進入除塵器被捕集,達到脫硫廢水零排放的目的。合金噴嘴作為煙道蒸發系統的常用設備,可以控制霧化粒徑較細,其布局是工藝成敗的關鍵。

美國NTG公司專注于流體技術的研發和轉讓,在噴嘴流道設計方面具有獨到的技術優勢。NTG模擬設計平臺可可視化計算分析煙道內煙氣流動狀況,優化合金噴嘴的布局。

一.單向流的分析:流動方向和速度

當選擇的管道轉彎比較平滑時,計算結果顯示在工況條件下管道內流體在經過轉彎角時,會產生一定的速度分布差異,且在靠近拐角的內側速度較大,總體流動的速度分布比較均勻。因此,采用管道蒸發處理脫硫廢水時,如果是選擇現有的管路,應選擇直段長、拐彎平滑的管道。如果是重新設計的管道,則在設計管道時,應留出足夠的蒸發距離,為了避開現場障礙物管道必須拐彎時,也需要注意管道不能有急彎。

二.噴霧蒸發過程可視化分析

噴霧蒸發過程的可視化結果顯示,噴入的廢水不僅可完全蒸發,而且噴入的廢水不會使煙氣溫度產生明顯變化(圖中顏色對應溫度)。

對比兩張圖片發現,噴霧在氣流的作用下,可以隨著管道發生拐彎,但是依然有一部分在完全蒸發之前撞擊到了管壁上,產生管壁腐蝕的風險,管壁腐蝕最可能發生在管道的下壁面;而重新調整布置噴嘴后,噴入的廢水不僅可實現完全蒸發,而且能有效地減緩噴霧撞向管道下壁面的問題,減管壁腐蝕的風險。


三.撞壁分析

對調整布置后的過程重新進行噴霧的撞壁分析發現,新的布置方案明顯減緩了兩側管道壁面上因為噴霧撞壁引起腐蝕的風險;新的布置方案對管道下壁面的噴霧撞壁問題明顯改善,不論撞壁影響的管壁面積也好,峰值量也好,均明顯減小。                    這些可視化的分析,皆源于NTG公司的CFD模擬計算,實踐證明,通過模擬計算并指導合理的工程設計是可以完全實現脫硫廢水充分蒸發而不產生廢酸和積垢。除此之外,NTG模擬設計平臺還能做什么呢?

設備本身的研發:對噴嘴、除霧器等單體設備的設計研發來講,可以仿真設備的壓力、管徑、流量、內部型線對設備性能的影響、新型設備性能模擬驗證和評估、縮短新設備開發速度和尋找設備運行故障的原因;

吸收塔的優化:對真個脫硫吸收塔內煙氣流動的仿真模擬,直觀展示煙氣在塔內的全過程狀態;

提高EPC技術實力:可視化整塔的工況。

 因此,優化脫硫廢水煙道蒸發中噴嘴系統布置狀況,可保證水霧完整覆蓋煙道,與煙氣充分接觸并蒸發,且避免煙道腐蝕和積垢的產生。

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