为保证脱硫系统的正常运行、脱硫副产物石膏的品质以及防止烟气中氯浓度超标,必须对电厂石灰石/石膏湿法脱硫废水进行处理处置。本文开展脱硫废水的烟道蒸发技术的研究,对电厂应用烟道余热处理脱硫废水、实现脱硫废水零排放具有较大的指导意义。本文设计了三流式可旋雾化喷嘴(已受理发明专利),缓解了喷嘴易堵塞现象,便于喷嘴堵塞后的清洗,实验研究了影响喷嘴雾化角的三个因素,包括:喷嘴结构尺寸、气液比、内外压缩空气比,结果表明:实验用喷嘴的最优雾化结构尺寸为:外层气体通道ab=3.6cm、喷嘴液体通道bc=1.08cm;随着气液比的增大,雾化角几乎线性增大;喷嘴雾化角随着内外压缩空气比的增大呈现先增大后减小的趋势,当内外气比为2:1时,雾化角最大;所设计的雾化喷嘴具有较好的防堵性能。基于某电厂660MW尾部烟道相关参数,依据相似理论,推导出实验相似准则,搭建相应的喷雾蒸发实验台,设计3因素5水平正交实验,研究不同工况条件下脱硫废水完全蒸发长度及影响规律;研究了脱硫废水喷雾蒸发后对烟气中SO2的影响以及自来水和脱硫废水喷雾蒸发的差异。研究表明:喷水量大小对烟道内废水完全蒸发长度影响最大,其次是烟温,烟速对完全蒸发长度影响相对较小;完全蒸发长度与烟温成线性负相关关系、与喷水量成线性正相关关系;利用烟气废热处理脱硫废水并不会产生额外的SO2;自来水和脱硫废水完全蒸发特性相差不大。对模型实验台进行模拟计算,模拟结果与实验结果进行了对比分析,结果表明:数值模拟与实验温度吻合较好,最大相对误差为2.4%,平均误差为1.78%;模拟计算废水完全蒸发长度与实验结果相比,最大相对误差为13.33%,平均误差为6.22%,本文采用的蒸发模型准确度较高,完全可用于脱硫废水喷雾蒸发的数值模拟。用经过验证的模型方程,对脱硫废水喷雾蒸发进行了数值模拟研究,探讨各因素对处理量的影响规律,包括喷嘴在管道上的安装位置及安装角度、烟气温度、烟气流速、雾化粒径。结果表明:安装在下管道上部、插入深度为1/4管道高度的喷嘴位置,喷雾蒸发效果最好;烟气温度、雾化粒径对烟道流场影响较大;烟气流速对烟道流场影响较小。对于不同烟气温度、烟气流速、雾化粒径,数值拟合出了某电厂660MW尾部烟道最大废水蒸发量计算公式,与模拟结果对比,误差为±5%,完全可用于该系统脱硫废水喷雾蒸发的设计、运行及实时控制。