【摘 要】
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随着脱硫废水排放的标准日益严格,脱硫废水零排放技术逐渐被应用,旋转喷雾蒸发技术因其工艺简单、对脱硫废水具有较强的适应性而受到广泛关注。而旋转喷雾蒸发过程中HCl的释放与蒸发产物特性会关系到后续工艺的正常运行以及粉煤灰的资源化利用。本文主要基于旋转喷雾干燥中试试验平台,对脱硫废水蒸发过程中HCl的释放以及固相蒸发产物特性进行研究,为旋转喷雾蒸发工艺的进一步完善提供理论和技术支撑。基于三口烧瓶模拟蒸发
【基金项目】
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国家自然科学基金(52076046); 江苏省自然科学基金(BK20181023); 高耗水企业废水资源化及零排放关键技术研究与集成应用(GDKJXM20183546),广东电力科学研究院委托研究项目; 新型脱硫废水烟气旋转雾化干燥器示范应用研究(DTEG-SJY-015-2018),大唐环境产业集团股份有限公司委托研究项目
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随着脱硫废水排放的标准日益严格,脱硫废水零排放技术逐渐被应用,旋转喷雾蒸发技术因其工艺简单、对脱硫废水具有较强的适应性而受到广泛关注。而旋转喷雾蒸发过程中HCl的释放与蒸发产物特性会关系到后续工艺的正常运行以及粉煤灰的资源化利用。本文主要基于旋转喷雾干燥中试试验平台,对脱硫废水蒸发过程中HCl的释放以及固相蒸发产物特性进行研究,为旋转喷雾蒸发工艺的进一步完善提供理论和技术支撑。基于三口烧瓶模拟蒸发平台,对脱硫废水蒸发析出的三种常见的氯化物结晶盐Mg Cl2·6H2O、Na Cl,Ca Cl2·6H2O的结晶盐和溶液进行了蒸发实验。结果表明:脱硫废水蒸发过程中HCl的释放途径主要有两个:一是自由态H+与Cl-结合生成HCl,这个过程受到金属阳离子(主要为Mg2+)水解反应的促进;二是蒸发过程中析出的氯化物结晶盐的水合物(主要为Mg Cl2·6H2O)分解释放HCl。低温蒸发时HCl的生成通常以H+与Cl-结合为主,而高温蒸发时HCl的生成方式不仅有H+与Cl-的结合,同时含有氯化物结晶盐水合物的分解。基于旋转喷雾蒸发中试试验平台探究了蒸发工况(入口烟气温度、蒸发气液比、雾化盘转速)、脱硫废水水质(TDS浓度、p H值、脱硫废水类型)、烟气参数(烟气湿度、粉尘浓度)等对HCl释放特性的影响。结果表明:入口烟气温度的升高、蒸发气液比的增大、TDS浓度的减小、p H值的降低均有利于HCl的释放,而雾化盘转速、烟气湿度、粉尘浓度的改变对HCl释放的影响不大。对旋转喷雾干燥后的固相蒸发产物特性进行分析,结果表明:入口烟气温度的升高、蒸发气液比的增大均有利于脱硫废水的蒸发,可降低塔底与塔出口灰分的含水率。蒸发后的固相产物出现团聚、表面结晶、单独结晶、多孔或破碎的结构,相比原始粉尘粒径增大,有利于被干燥塔及后续除尘设备分离捕集。蒸发后的固相颗粒物中Na、Mg、K、Ca、S、Cl等元素含量增加,特别是可溶性Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42-含量增加明显;蒸发后的固相颗粒物主要成分依旧是Si O2、Mg O、CaO及含Al、Si的化合物,同时也包括硫酸盐结晶:如Mg SO4及其水合物、Ca SO4及其水合物,金属离子的氯化物结晶盐:如Mg Cl2及其水合物、Na Cl等,以及Mg(OH)Cl等分解产物。脱硫废水蒸发后的塔出口粉尘由于Ca、Mg元素占比的增大,比电阻略有升高。
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