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脱硫废水旋转喷雾蒸发技术
目前，燃煤电厂普遍采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺进行脱硫处理，该工艺具有高效率和低成本等优点。但是，在运行过程中会产生一定量的脱硫废水，排放量为15～20kg/(Mwh)。由于脱硫废水通常含有较高的悬浮物、弱酸性水质以及高含盐量等特点，不能直接排放。随着“水十条”的发布，工业水的排放标准更加严格，脱硫废水作为其中一种工业水，其排放控制问题引起了广泛关注。
旋转喷雾干燥技术是一种利用旋转雾化器将液滴雾化成粒径为10～60μm的细小液滴喷入干燥塔中进行蒸发的技术。该技术能够有效解决主、旁路烟道蒸发技术积灰和喷嘴堵塞等问题，相对于主烟道蒸发技术和旁路烟道蒸发技术具有一定的技术优势，具有良好的应用前景。
本文进行了不同悬浮物及含盐量的脱硫废水蒸发实验，并使用可视化手段观察了脱硫废水在干燥塔内的蒸发特性。在此基础上，研究了脱硫废水喷雾蒸发所需的停留时间，以期为脱硫废水旋转喷雾蒸发工艺的工程应用提供基础实验数据。
1、实验装置及分析测试
1.1实验装置
脱硫废水旋转喷雾干燥系统如图1所示，由脱硫废水供水系统、模拟烟气系统、旋转喷雾干燥系统和尾气处理系统组成。干燥塔的顶部布置有LPG-50型旋转雾化器以及蜗壳式热风分布器，在干燥塔沿程布置温度感应器以及观察和采样。干燥塔塔高6.5m、塔径1.6m，额定处理烟气量600m3/h(标准状态，下同)，额定废水处理量50L/h。废水干燥的工艺流程为：脱硫废水经脱硫废水供水系统进入干燥塔顶部的旋转雾化器雾化为细小液滴，在干燥塔内与经过电加热器加热的中高温模拟烟气接触进行传质传热，干燥后的颗粒部分被干燥塔自身分离进入塔底，部分随烟气进入尾气处理系统处理后排放。图2为干燥塔测点的布置，沿程共布置6个测点，每个测点之间的距离为60cm，之外有塔入口烟道测点，塔出口烟道测点和塔底测点。

1.2分析测试方法
实验过程巾需要测试沿程烟气温度、湿度、沿程灰分含水率以及塔底与塔出口灰分含水率。沿程温度采用热电偶(WRP-130)在线检测；沿程湿度采用烟气水分仪(HMS545P)测试；沿程灰分含水率采用自制采样枪采样，将采集的样品收集到塑封袋进行保存。塔出口烟气中固体颗粒依据GB/T16157—1996《同定污染源排气巾颗粒物测定与气态污染物采样方法》、采用WJ-60B型皮托管平行全自动烟尘采样器，在等速采样条件下由加装于采样枪中的玻璃纤维滤筒采集；塔底固相颗粒在一组实验结束后打开塔底灰斗阀门用塑封袋收集并保存。采集到的灰样取部分称重后放置烘箱在120℃的环境下烘干30～60min，之后再次称重。
可视化实验通过在脱硫废水中加入荧光剂，在紫外灯的照射下经具有耐高温玻璃板的观察孔进行观察。
2、结果与分析
2.1脱硫废水原水旋转喷雾蒸发特性
实验选取中盐废水(Cl-质量浓度为13489mg/L)，在喷雾干燥塔进口烟气温度为350℃、脱硫废水处理量为50L/h、进口烟气流量为600m3/h的工况下进行脱硫废水的旋转喷雾蒸发实验。实验进行2次，一次烟气含燃煤粉尘(粉尘质量浓度约为10g/m3)，一次是不含燃煤粉尘。实验记录每个工况下沿程烟气温度、湿度以及对沿程灰分的含水率和塔底灰分进行采样并测试，实验结果如图3、图4和图5所示。

由图3、图4以及图5可以看出，沿程温度、湿度和沿程灰分的含水率在测点1和测点2之间的变化最为剧烈，随后沿程温度、湿度及沿程灰分的含水率变化趋势逐渐平缓，这表明脱硫废水经雾化盘雾化喷出之后在测点1与测点2之问区域迅速蒸干，属于主蒸发区(距离雾化盘约1.0m)。此外，从图3、图4以及图5还可以看出，燃煤粉尘对塔内烟气温度和湿度分布影响不大，但含燃煤粉尘时，塔中下部固体颗粒的蒸干速率略有降低，这是由于在含燃煤粉尘的工况下，部分燃煤粉尘颗粒会与脱硫废水液滴接触并附着在液滴表面，在液滴蒸发过程中，这部分粉尘会逐渐形成一层硬壳限制液滴的继续蒸发，在主蒸发区内，由于硬壳尚未完全成型，对液滴蒸发的限制不大，对沿程颗粒含水率的影响并不明显，当液滴随着烟气离开主蒸发区至塔体中下部时，硬壳基本完全成型，限制了液滴的蒸发，这时添加燃煤粉尘的工况其塔体中下部的灰分含水率会比未添加燃煤粉尘的工况高。另外由图5可知，至塔中部区域(测点3)，颗粒的含水率基本在10%～15%，之后逐步蒸干，至塔底时灰分含水率均在2%以下。
2.2含悬浮物的脱硫废水的蒸发特性
实验选取中盐脱硫废水，采用不含悬浮物的原始脱硫废水，以及在其中加入燃煤粉尘和石膏颗粒配制成悬浮性固体(suspendedsolid，SS)含量分别为3%、6%和10%的脱硫废水，在塔入口烟温约为345℃、烟气流量为600m3/h、烟气不含