摘要：吹风气烟道喷雾蒸发废水零排放工艺，利用锅炉空预器与除尘器之间烟道内烟气余热，将废水经双流体雾化喷嘴高度雾化后，废水雾滴在烟气加热作用下被蒸发为气态水蒸气，污染物结晶盐与飞灰又一起被除尘器捕捉进入干灰。
关键词：喷雾蒸发；余热回收；污水平衡；应用
引言
间歇式固定床造气炉在造气过程中运行的循环水量大，其中含有大量的固体颗粒物、盐分及其他水溶性气体成分，水体成分复杂，硬度高、COD浓度高、异味大且毒性强 ，这种废水没有经过任何处理，通过冷却塔冷却后直接循环使用，造气循环水系统长期闭路循环后水中污染物浓度逐渐增加，对环境造成严重危害，造气循环水的治理将成为企业最大的难题，传统的水处理工艺需对水中加入大量的药剂，增加处理成本，不利于企业降本增效。该技术打破原有污水处理模式，利用烟道气余热和残余氧消纳处理废水，将废水经双流体雾化喷嘴高度雾化后，废水雾滴在烟气加热作用下被蒸发，变为气态水蒸气，污染物结晶盐分与飞灰一起被除尘器捕捉进入灰仓，在仓泵作用下输送至灰库。蒸发出的除盐水分随烟气直接排放，起到处理废水的目的。
1、喷雾蒸发废水零排工艺原理
利用烟气中的高温和残氧实现有机成分的热氧化，既可以消耗COD，将有机成分气化转化为二氧化碳和水；在洗涤净化过程中还可以吸收残余有害成分，利用烟气粉尘中的石灰粉等碱性成分固化被吸收到水中的氯离子、二氧化硫等酸性成分，确保废水中的有害成分不转移和不腐蚀设备。
热解反应原理如下：
1）酚类：C6H6O+7O2=6CO2↑+3H20+△Q
2）苯：C6H6+15/2O2=6CO2↑+3H20+△Q
3）硫化氢：2H2S+3O2=2SO2↑+3H20+△Q
4）氰化氢：2HCN+9/2O2=2CO2↑+2NO2+3H20+△Q
5）硫酸铵、硫酸钠等盐类：由喷雾干燥分离
氨的化学反应过程如下：
1).烟气中SO2溶解于水形成H2SO3。
2).氨溶解于水形成NH3˙H2O。
3).溶解于水形成的NH3˙H2O与溶解于水形成的H2SO3进行化学反应形成(NH4)2SO3。
4).(NH4)2SO3在空气的作用下氧化成(NH4)2SO4
总化学反应式为：
SO2+H2O+XNH3=(NH4)xH2-xSO3
(NH4)xH2-xSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4
NO和NO2的化学反应过程如下：
NO: 烟气中氮氧化物(NOx)主要以NO形式存在，其次是NO2、N2O5等。在一定的温度下，NO 在空气中部分氧化成NO2，反应如下：
NO+ 1/2O2 = NO2
在一定温度的水中，亚硫酸铵(NH4)2SO3与水中溶解的NO2反应生成(NH4)2SO4 与N2，反应如下：
2(NH4)2SO3 + NO2 = 2(NH4)2SO4 + 1/2N2 ↑
亚硫酸铵(NH4)2SO3与水中溶解的NO反应生成(NH4)2SO4与N2：
(NH4)2SO3+ NO= (NH4)2SO4+ 1/2N2↑
亚硫酸氢铵NH4HSO3与水中溶解的NO2反应生成NH4HSO4 与N2：4NH4HSO3+2NO2→4NH4HSO4+N2↑
2、工艺流程：
2.1、造气循环水经过沉淀、过滤、预处理后，用加压泵将处理后的水加压喷雾到喷雾干燥烟道内；沉淀过滤产生的泥浆或污泥返回沉淀池沉淀，沉淀后的煤泥经压滤机压滤、烘干后送至循环流化床使用；
2.2、在空预器和除尘器中间烟道加装喷雾干燥装置，采用双流空气雾化喷枪，将造气循环水浓缩液喷入喷雾干燥塔，控制喷雾流量大小保证烟气温度在干燥状态，送入除尘器进行分离，同时利用烟气的余热和含氧量，实现造气循环水中有机有毒成分（COD、BOD等）的热解和热氧化，转变成CO2和H2O，低成本实现无害化。发生热解和热氧化的烟气温度降低，循环水中的氨与二氧化硫、氮氧化物发生化学反应，实现烟道气脱硫脱硝，生成硫酸铵、硝酸铵颗粒，以干燥杂盐形式分离出来，从灰仓排出。
3、适用范围：可以处理焦化生化出水、蒸氨废水、垃圾渗滤液、医疗废水、膜处理浓盐水等。
4、系统工艺流程图如图所示：
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图 1- 1 工艺流程图
废水经废水泵输送到布置在除尘器前烟道中的雾化喷嘴进行雾化，并在高温烟气加热作用下迅速蒸发变成水蒸气，液态废水中的盐分结晶成微小的固体颗粒，微小固体颗粒随烟气进入布袋除尘器，被布袋除尘器捕捉而从烟气中分离出来。
5、运行总结
我厂自19年11月份开始施工，2020年4月份完工并通过验收，系统进入调试阶段，4月下旬，系统满负荷运行后，该工艺运行稳定，设备运行对环境无影响，且有效利用烟气余热消耗污水，且大幅度降低了布袋除尘进口烟气温度，提高了布袋使用寿命。
5.1系统投运前吹风气烟气运行参数
流量： A系统130000Nm3/h，B系统170000Nm3/h；
烟气温度： A系统185-210℃ B系统140-165℃
5.2 A系统投运后运行参数（B系统烟气温度140℃下限控制，考虑结露对布袋影响，暂未投水）
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设计要求：A处理水量1.7方/小时，布袋除尘进口烟气温度＞130℃，结合目前运行情况，A系统水量完全可以达到设计要求。
结束语：
综上所述，喷雾蒸发废水零排工艺在我厂吹风气运行效果较好，有效缓解了固定床间歇造气炉污水平衡问题，而且减少大量的烟气热量浪费，达到节能减排、经济安全牢靠运转。根据在山西晋丰煤化工有限责任公司运行情况，运行效果良好，达到预期效果，解决了造气循环水污水处理难题。