專利名稱：一種燃煤鍋爐煙氣脫硫酸性水中和方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃煤鍋爐煙氣脫硫酸性水中和方法及設(shè)備，屬于環(huán)境治理方法和工業(yè)裝置領(lǐng)域，適用于酸性水中和處理，尤其是一種以沖灰渣水作為燃煤鍋爐煙氣脫硫吸收液的中和方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
燃煤鍋爐煙氣濕法脫硫工藝均存在吸收液使用后酸度升高的問(wèn)題，制約了吸收液的循環(huán)使用和達(dá)標(biāo)排放。一般地，濕法脫硫中吸收液均需要制備堿性漿液中和酸性水，以石灰石—石膏法為例，為了實(shí)施吸收液的中和反應(yīng)和循環(huán)使用，其中和過(guò)程包括石灰石存儲(chǔ)、破碎、磨粉、篩分、制漿、噴淋吸收、石膏旋分、干化、儲(chǔ)運(yùn)及廢水處理等環(huán)節(jié)，涉及設(shè)備數(shù)量之多可想而知。上述工藝均需要堿劑制備、制漿、輸送、產(chǎn)物干化、廢水處理及產(chǎn)物儲(chǔ)運(yùn)等環(huán)節(jié)，具有工藝流程長(zhǎng)、設(shè)備臺(tái)(套)數(shù)量多、占地大、投資大、運(yùn)行費(fèi)用高及產(chǎn)渣量大等缺點(diǎn)。石灰石-石膏法中，因?yàn)槭沂娜芙饽芰艿?，有時(shí)需加入一些添加劑，如US5630991提出在以石灰石為吸收劑的煙氣脫硫系統(tǒng)中添加500～7500ppm的銨離子，來(lái)提高石灰石的溶解速率，US5693301提出一種含有添加弱有機(jī)酸的石灰或石灰石漿液煙氣脫硫系統(tǒng)等。但這些方法并沒(méi)有解決石灰石—石膏法的上述不足，還增加了運(yùn)行成本。
《遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技》第23卷第4期45～47頁(yè)所介紹的“用鍋爐沖渣水為水源的濕式除塵器脫硫”，在沖渣油水中加入乙炔渣等堿性物質(zhì)，采用文丘里管-麻石除塵器，在除塵的同時(shí)達(dá)到脫硫效果?！段廴痉乐渭夹g(shù)》第12卷第1期61～62頁(yè)介紹的“燃煤鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)改造”，采用文丘里麻石除塵器進(jìn)行除塵脫硫，水源為新鮮水，除塵后的水進(jìn)入沖渣池，沖渣水循環(huán)使用。《安全與環(huán)境工程》第11卷第3期第4～6頁(yè)介紹了一種燃煤熱力電廠除塵系統(tǒng)，將沖渣水去文丘里麻石水膜除塵，除塵水去沖渣。上述中小型燃煤鍋爐煙氣凈化中采用的水膜除塵器，在達(dá)到除塵的同時(shí)，通過(guò)在液相中添加堿性物質(zhì)，同時(shí)達(dá)到一定的脫硫效果。但水膜除塵器氣液接觸時(shí)間很短，其脫硫效果受到限制，壓降較大，需要攪拌、加藥等多個(gè)環(huán)節(jié)，設(shè)備臺(tái)(套)數(shù)多，流程復(fù)雜，投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種燃煤鍋爐煙氣脫硫酸性水中和方法及設(shè)備。該燃煤鍋爐煙氣脫硫裝置工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備數(shù)量少、占地面積小、運(yùn)行成本低廉。
本發(fā)明燃煤鍋爐煙氣脫硫酸性水中和方法包括以下內(nèi)容，煙氣脫硫酸性水首先進(jìn)入灰渣池，在灰渣池內(nèi)固液分離，灰渣排放，液相進(jìn)入中和池，中和池內(nèi)堆放塊狀堿性物質(zhì)，煙氣脫硫酸性水與堿性物質(zhì)進(jìn)行中和反應(yīng)，中和池側(cè)壁和/或底部設(shè)置格柵，中和后物流從格柵流入沉淀池，沉淀池上清液循環(huán)用作沖灰渣水和煙氣脫硫水源。
中和池內(nèi)堆放的塊狀堿性物質(zhì)可以是塊狀石灰石、塊狀菱鎂礦石等一種或幾種，塊狀形狀任意，一般大塊礦石經(jīng)初步破碎后即可使用，投料塊狀堿性物質(zhì)的當(dāng)量直徑可以為0.1～30cm，優(yōu)選0.5～15cm，可以是均勻尺寸的塊狀物質(zhì)，也可以是不同尺寸塊狀物質(zhì)。煙氣脫硫酸性水在中和池中的停留時(shí)間為5～50min(以空池計(jì))，優(yōu)選為20～30min，塊狀堿性物質(zhì)投放量為中和池深度的1/3～4/5，并根據(jù)消耗情況定期補(bǔ)充。中和池采用灰渣鏟等機(jī)械進(jìn)行攪動(dòng)。煙氣脫硫酸性水可以直接作為輸送鍋爐灰渣的沖渣水，也可以直接進(jìn)入灰渣池。
本發(fā)明燃煤鍋爐煙氣脫硫酸性水中和方法包括的設(shè)備按工藝流程依次設(shè)置，即按循環(huán)水流向依次設(shè)置灰渣池、中和池、沉淀池、凈水池、循環(huán)泵等主要設(shè)備，并設(shè)置灰渣場(chǎng)以存放灰渣及其它固體沉淀物，在灰渣池、中和池、沉淀池上方設(shè)置清渣鏟，用于灰渣排放和中和池物料攪拌。池間物流通過(guò)格柵等過(guò)濾構(gòu)件流動(dòng)。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，沖灰渣水作為吸收液在噴淋塔實(shí)施噴淋，完成SO2溶解過(guò)程；沖送灰渣進(jìn)入灰渣池，在灰渣池內(nèi)實(shí)現(xiàn)SO2與灰渣浸泡析出的堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)，灰渣與酸性水分離，并由灰渣鏟清理出灰渣池，存放在灰渣場(chǎng)；實(shí)現(xiàn)初步中和反應(yīng)后的酸性水自流入中和池，中和池內(nèi)投加塊狀石灰石或菱鎂礦石，酸性水與石灰石或菱鎂礦石發(fā)生中和反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物及中和反應(yīng)后的酸性水自流入沉淀池，進(jìn)行固液自然沉降分離，凈化后的酸性水自流入凈水池，渣漿泵輸送吸收液進(jìn)煙氣脫硫裝置循環(huán)使用。
本發(fā)明方法及裝置的主要優(yōu)點(diǎn)在于可以使用塊狀堿性物質(zhì)(塊狀石灰石等)作為煙氣中SO2的中和物質(zhì)，煙氣中SO2通過(guò)預(yù)先溶解在沖灰渣水中，溶解了SO2后的沖灰渣水再與塊狀堿生物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)。而現(xiàn)有技術(shù)中采用石灰石漿液，需大量設(shè)備將塊狀石灰石粉碎、磨粉、篩分、制漿、保持漿液不沉淀，大大增加了設(shè)備投資和運(yùn)行成本。本發(fā)明方法通過(guò)直接使用塊狀石灰石等堿性物質(zhì)，即實(shí)現(xiàn)了酸性物質(zhì)的中和，又大大減少了設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用。將中和設(shè)備排出物流直接用于輸送鍋爐灰渣具有較強(qiáng)的實(shí)用性，因?yàn)闆_灰渣是敞開(kāi)系統(tǒng)，或半敞開(kāi)系統(tǒng)，主要利用沖灰渣水的流量，不需要高的壓頭。為了達(dá)到一定的脫硫效果，脫硫設(shè)備需要一定的液氣比，由于煙氣的量較大，因此脫硫設(shè)備的噴淋水量較大，排出水的流量可以滿足沖灰渣的需要。采用噴淋排出水沖灰渣，可以將現(xiàn)有的兩套循環(huán)水系統(tǒng)(一套噴淋循環(huán)系統(tǒng)，一套沖灰渣循環(huán)系統(tǒng))簡(jiǎn)化為一套循環(huán)水系統(tǒng)，在不影響運(yùn)行效果的同時(shí)，減少了設(shè)備數(shù)量和占地面積，降低了投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。采用中和池進(jìn)行煙氣脫硫酸性水的中和設(shè)施，其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，脫硫酸性水停留時(shí)間長(zhǎng)，中和反應(yīng)充分。煙氣脫硫酸性水首先與鍋爐灰渣接觸，由于脫硫酸性水具有酸性，有利于灰渣中堿性物質(zhì)溶解，利用了灰渣內(nèi)的堿性物質(zhì)，可以減少石灰石或菱鎂礦石的消耗。本發(fā)明工藝過(guò)程合理，具有設(shè)備數(shù)量少、運(yùn)行成本低廉、動(dòng)力消耗小、操作方便、自動(dòng)化程度高、占地面積少等特點(diǎn)，適用于燃煤鍋爐煙氣脫硫的要求。


圖1為本發(fā)明一種工藝流程及裝置示意圖。
圖2為圖1設(shè)施平面示意圖。
圖3為本發(fā)明一種工藝流程及裝置示意圖。
圖4為圖3設(shè)施平面示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述。本發(fā)明由酸性水與灰渣分離—灰渣浸出堿性物質(zhì)—該堿性物質(zhì)與酸性水中溶解的SO2發(fā)生中和反應(yīng)—中和池內(nèi)投加塊狀堿性礦物實(shí)施中和反應(yīng)—沉淀中和產(chǎn)物—凈水存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)構(gòu)成。如圖1和圖2所示，本發(fā)明設(shè)置灰渣池1、中和池3、沉淀池5及凈水池7四個(gè)池子，每個(gè)池子間采用不同目數(shù)、不同高度的格柵2、6及水平格柵4將四個(gè)池子連通，灰渣池與中和池之間的格柵設(shè)置在中上部，中和池的格柵設(shè)置在底部，沉淀池和凈水池之間的格柵設(shè)置在中上部?；以睾椭泻统氐奈恢酶哂诔恋沓睾蛢羲?。配套設(shè)置了天車灰渣鏟10、循環(huán)泵9及管線8、灰渣場(chǎng)12及沖灰器11，上述設(shè)置構(gòu)成了燃煤鍋爐煙氣脫硫酸性水中和設(shè)施。
圖3和圖4的設(shè)備結(jié)構(gòu)與圖1和圖2基本相同，區(qū)別在于四個(gè)池可以處于同一水平位置，灰渣池與中和池之間的格柵最好設(shè)置在中上部，中和池與沉淀池之間的格柵最好設(shè)置在中下部，沉淀池和凈水池之間的格柵最好設(shè)置在中上部。池間格柵上部最好設(shè)置溢流管11A，以防止異常操作。
工作時(shí)，沖灰渣水作為吸收液在噴淋塔實(shí)施噴淋后，完成SO2溶解過(guò)程，并沖送灰渣進(jìn)入灰渣池1?；以谒嵝运葜腥艹龅膲A性物質(zhì)，與溶解在酸性水中的SO2實(shí)現(xiàn)初步中和反應(yīng)，降低了酸性水酸度，灰渣與酸性水分離，并用灰渣鏟10清理出灰渣池，儲(chǔ)存在灰渣場(chǎng)12；仍然呈酸性的酸性水經(jīng)灰渣池與中和池間的格柵2自流至中和池內(nèi)，與投加在中和池內(nèi)的塊狀石灰石或菱鎂礦石繼續(xù)中和反應(yīng)，產(chǎn)物及中和反應(yīng)后的酸性水自流入沉淀池，當(dāng)塊狀石灰石或菱鎂礦石表面生成中和產(chǎn)物包裹層時(shí)，用灰渣鏟翻動(dòng)石灰石或菱鎂礦石，完成中和反應(yīng)后的酸性水及產(chǎn)物經(jīng)中和池與底部格柵4自流至沉淀池內(nèi)，進(jìn)行固液自然沉降分離，凈化后的酸性水自流入凈水池，渣漿泵輸送吸收液進(jìn)煙氣脫硫裝置循環(huán)使用。當(dāng)中和池底部有積灰時(shí)，沖灰器注水，沖洗積灰并流入沉降池。
實(shí)施例1～5按圖1流程。煙氣脫硫采用噴淋塔，噴淋塔上部采用三級(jí)逆流噴淋，中部采用堅(jiān)果填料床層，下部設(shè)置同向(向上)并流噴淋。煙氣入口溫度為170℃。操作條件及結(jié)果見(jiàn)表1。
塊狀堿性物質(zhì)當(dāng)量直徑為與該塊狀堿性物質(zhì)體積相等的球形的直徑。
表1實(shí)施例操作條件及結(jié)果

權(quán)利要求
1.一種燃煤鍋爐煙氣脫硫酸性水中和方法，包括以下內(nèi)容，煙氣脫硫酸性水首先進(jìn)入灰渣池，在灰渣池內(nèi)固液分離，灰渣排放，液相進(jìn)入中和池，其特征在于中和池內(nèi)堆放塊狀堿性物質(zhì)，煙氣脫硫酸性水與堿性物質(zhì)進(jìn)行中和反應(yīng)，中和池側(cè)壁和/或底部設(shè)置格柵，中和后物流從格柵流入沉淀池，沉淀池上清液循環(huán)用作沖灰渣水和煙氣脫硫水源。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的中和池內(nèi)堆放的塊狀堿性物質(zhì)是塊狀石灰石、塊狀菱鎂礦石等一種或幾種。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的塊狀堿性物質(zhì)投料時(shí)當(dāng)量直徑為0.1～30cm。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的塊狀堿性物質(zhì)投料時(shí)當(dāng)量直徑為0.5～15cm。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的塊狀堿性物質(zhì)投放量為中和池深度的1/3～4/5，中和池采用灰渣鏟等機(jī)械進(jìn)行攪動(dòng)。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于煙氣脫硫酸性水在中和池中的停留時(shí)間為5～50min。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的煙氣脫硫酸性水直接作為輸送鍋爐灰渣的沖渣水，或直接進(jìn)入灰渣池。
8.權(quán)利要求1所述煙氣脫硫酸性水中和方法使用的設(shè)備，按工藝流程依次設(shè)置，即按循環(huán)水流向依次設(shè)置灰渣池、中和池、沉淀池、凈水池和循環(huán)泵，并設(shè)置灰渣場(chǎng)以存放灰渣及其它固體沉淀物，在灰渣池、中和池、沉淀池上方設(shè)置清渣鏟，用于灰渣排放和中和池物料攪拌；池間物流通過(guò)格柵過(guò)濾構(gòu)件流動(dòng)。
9.按照權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于所述的灰渣池和中和池的位置高于沉淀池和凈水池，灰渣池與中和池之間的格柵設(shè)置在中上部，中和池的格柵設(shè)置在底部，沉淀池和凈水池之間的格柵設(shè)置在中上部。
10.按照權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于所述的灰渣池、中和池、沉淀池和凈水池處于同一水平位置，灰渣池與中和池之間的格柵設(shè)置在中上部，中和池與沉淀池之間的格柵設(shè)置在中下部，沉淀池和凈水池之間的格柵設(shè)置在中上部。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種煙氣脫硫酸性水中和方法及設(shè)備。以沖灰渣水作為燃煤鍋爐煙氣脫硫介質(zhì)，脫硫后的酸性水用塊狀堿性礦物質(zhì)對(duì)酸性水進(jìn)行中和處理。中和處理采用中和池方式，中和池內(nèi)堆放塊狀石灰石或塊狀菱鎂石等堿性物質(zhì)。本發(fā)明工藝過(guò)程合理，具有工藝流程短，設(shè)施簡(jiǎn)單、操作便捷、運(yùn)行成本低廉等特點(diǎn)。適用于實(shí)施酸性吸收液中和反應(yīng)的要求。
文檔編號(hào)B01D53/78GK1951545SQ20051004752
公開(kāi)日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2005年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月19日
發(fā)明者齊慧敏, 劉忠生, 方向晨, 彭德強(qiáng), 戴文軍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院