專利名稱：一種海水脫硫方法和裝置以及換熱系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及火電廠及工業(yè)燃燒裝置的煙氣脫硫技術，具體的說是一種海水脫硫方 法和裝置以及換熱系統(tǒng)。
背景技術：
目前，在濕法脫硫工藝中，應用較多的工藝是采用以石灰石/石灰等鈣基作為吸 收劑在吸收塔內(nèi)對煙氣進行洗滌以達到脫硫除塵的目的。該工藝由于需要石灰石/石灰制 備系統(tǒng)、脫硫副產(chǎn)物一石膏處理系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、事故系統(tǒng)等附屬系統(tǒng)，整個脫硫系統(tǒng) 工藝復雜，初期投資成本大、運行費用高，且吸收塔等設備以及管道系統(tǒng)容易沉積硫酸鈣而 導致結垢堵塞等問題，從而增大維護工作量和保養(yǎng)費用。
為此，在煙氣脫硫技術領域中，開始利用電廠或工業(yè)燃燒裝置的直接排海的冷凝 海水，循環(huán)利用作為煙氣脫硫的吸收劑，脫硫后的酸性海水需要進行二次處理和恢復、符合 環(huán)境排放要求后才能排入海中。常規(guī)海水脫硫吸收塔采用填料塔，填料塔海水在具有優(yōu)良 的煙氣S02吸收性能的同時，也同樣具有優(yōu)良的煙氣C02的吸收性能，但是吸收的C02對吸 收塔下游的海水恢復和處理增加了負擔，難以提升脫硫排放海水的PH值。為此，人們對利 用海水脫硫的技術方案進行了不斷地改進，例如中國實用新型專利2009200042 . 7中公 開的一種海水煙氣脫硫裝置，其海水脫硫工藝和裝置由煙氣系統(tǒng)、吸收塔、海水供給和海水 水質恢復系統(tǒng)組成，但現(xiàn)有技術中常規(guī)的海水脫硫工藝和裝置，為了達到環(huán)境排放要求，工 程建設初期投資成本和運行成本也相對較高，海水水質恢復系統(tǒng)主要由曝氣裝置組成。常 規(guī)的海水脫硫工藝雖然能滿足較高的脫硫效率(95%的脫硫效率)，但是卻難以滿足高標準 的脫硫海水排放指標(如難以達到DO彡5mg/l或飽和DO的90%以及COD增量小于0. 5mg/ 1和亞硫酸氧化率達到90%以上的、更難達到pH彡6. 8的排水指標)，而且曝氣裝置的土建 成本也比較昂貴，曝氣裝置的運行費用比較高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中的不足，提供一種投資成本和運行成本較低、脫 硫效率和脫硫海水排放指標均高尤其是脫硫海水水質恢復的初投資更省的一種工藝流程 簡單的海水脫硫方法和裝置，適用于沿海電廠或工業(yè)燃燒裝置的煙氣脫硫。
本發(fā)明的技術方案如下 一種海水脫硫方法，包括如下步驟A、將需要脫硫的煙氣引入逆流式噴淋塔，煙氣自下而上與噴淋塔噴淋層噴淋出的新 鮮海水逆流接觸，然后從噴淋塔的凈煙氣出口排出；B、在噴淋塔底部有海水池，噴淋的海水在海水池中匯聚，并在其中引入空氣進行曝 氣，同時在海水池中進行新鮮海水補給；C、經(jīng)過曝氣的海水由噴淋塔底部流出。
本發(fā)明的附加技術方案如下優(yōu)選地，其中噴淋的新鮮海水是來自電廠的冷凝海水。
優(yōu)選地，在C步驟后，海水流出至下游的第二級曝氣池曝氣。
一種實施上述方法的海水脫硫裝置，包括具有煙氣輸入管和煙氣輸出管的逆流式 海水噴淋塔，在噴淋塔內(nèi)設有噴淋層和除霧器，噴淋層與海水供給管道連接，各部件的位置 關系是，煙氣輸入管的管口位于噴淋層下方，除霧器在噴淋層上方，煙氣輸出管的管口位于 除霧器上方，其特征在于在噴淋塔底部還具有匯聚噴淋海水的海水池，海水池中連接有新 鮮海水補給管和引入空氣的曝氣管，海水池底部有海水排出管。
優(yōu)選地，所述的新鮮海水補給管連接至海水供給管路。
優(yōu)選地，在新鮮海水補給管上設有閥門。
優(yōu)選地，所述的海水供給管路連接至來自電廠的冷凝海水。
優(yōu)選地，噴淋塔噴淋層位于噴淋塔中、上部，由2-4層噴淋層組成，噴淋層交錯布 置。
優(yōu)選地，噴淋層由噴淋管排列組成，噴淋管由噴淋主管和連接在噴淋主管上的噴 淋支管構成，噴淋主管延伸至塔外與海水供給管道連接，在噴淋主管和支管上布置噴嘴，噴 嘴材料為碳化硅。
優(yōu)選地，海水池底部的海水排出管連接至下游的二級曝氣池。
一種使用上述海水脫硫裝置的換熱系統(tǒng)，其特征在于來自鍋爐的煙氣管道依次 連接至增壓風機、煙氣換熱器換熱降溫后進入逆流式海水脫硫噴淋塔的煙氣輸入管，噴淋 塔的煙氣輸出管連接至煙氣換熱器換熱升溫后排入大氣。
本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明的海水脫硫方法和裝置，二氧化硫脫除率能達到 95%以上，脫硫排放海水pH彡6. 8、DO彡5mg/l或飽和DO的90%以上，可同時滿足環(huán)境排 放指標要求，環(huán)保效益優(yōu)良。
本發(fā)明的海水脫硫方法和裝置還進一步的具有以下特點1、采用電廠冷凝器冷凝的純海水循環(huán)利用脫硫，不添加任何堿性物質和催化劑；2、脫硫海水水質恢復采用噴淋塔塔內(nèi)一級曝氣和/或曝氣池二級曝氣，特別是采用噴 淋塔一級曝氣后，可大大減輕下游曝氣池二級曝氣的負擔以及昂貴的土建投資成本；3、脫硫工藝對煙氣負荷和濃度的適應能力強，可調節(jié)手段靈活；4、脫硫副產(chǎn)物為穩(wěn)定的硫酸根離子，并排入到海水中，可調和海水鹽度；5、脫硫系統(tǒng)運行可靠性、安全性高；6、吸收塔采用噴淋塔，阻力小且恒定；7、投資和運行成本低，脫硫系統(tǒng)基本無需維護。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖1是本發(fā)明具體實施例海水脫硫工藝流程的示意圖。
圖2是本發(fā)明具體實施例中一級曝氣管的示意圖。
圖3是本發(fā)明具體實施例中二級曝氣管的示意圖。
圖4是實施例中一級曝氣管和二級曝氣管所采用的穿孔曝氣管的示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明的具體實施例，一種海水脫硫的工藝流程和裝置來自電廠鍋 爐或工業(yè)燃燒裝置的100°c -180°c的含有Sh的原煙氣經(jīng)過原煙氣擋板、增壓風機升壓13、 煙氣換熱器(GGH) 12換熱降溫至70°C -10(TC后進入逆流式海水脫硫噴淋塔1，在噴淋塔1 內(nèi)，煙氣被噴淋層2噴淋的海水洗滌，SO2氣體和部分煙塵被海水吸收，脫除有害氣體后 的20°C -40°C的潔凈煙氣經(jīng)過噴淋塔上部的除霧器3除霧后從凈煙氣出口排出，經(jīng)過GGH 換熱升溫至70°C以上后通過凈煙氣擋板從煙@ 14排入大氣。煙氣線設備如煙氣擋板、增壓 風機13和GGH12以及煙氣旁路根據(jù)工程實際需要可以完全不設置或部分配置。
在上述流程中的具體脫硫過程如下原煙氣由噴淋塔的煙氣輸入管進入噴淋塔 1，塔體為圓柱形結構，材料為碳鋼或鋼筋混凝土內(nèi)襯防腐涂料或內(nèi)襯不銹鋼，在噴淋塔1 內(nèi)設有噴淋層2和除霧器3，噴淋層2與海水供給管道6連接，煙氣輸入管的管口位于噴淋 層2下方，除霧器3在噴淋層2上方，煙氣輸出管的管口位于除霧器3上方，煙氣洗滌脫硫 后由煙氣輸出管輸出，在噴淋塔底部還具有匯聚噴淋海水的海水池4，海水池4深lm-5m，海 水池4中連接有新鮮海水補給管7和引入空氣的第一級曝氣管8，海水池4底部有海水排 出管10。新鮮海水是利用從電廠來的冷凝海水，冷凝海水自流到脫硫系統(tǒng)在噴淋塔附近設 置的泵組池5。泵組池5為地下式鋼筋混凝土結構，緊鄰泵組池設置泵房，泵房內(nèi)布置2-4 臺泵，經(jīng)由海水供給管道6將泵組池5的海水提升到噴淋塔1的噴淋層2，每臺泵對應1-2 層噴淋層2。在噴淋塔1內(nèi)SO2被噴淋層噴淋的海水吸收成亞硫酸并分解成亞硫酸根離子。 吸收了 的噴淋海水匯聚到噴淋塔1底部的海水池4，在海水池4內(nèi)脫硫海水與海水補給 管道7來的新鮮海水混合，該新鮮海水補給從最下層噴淋層2的海水供給管道6上引接一 路海水補給到噴淋塔海水池4，使混合海水達到一定pH值后，經(jīng)過塔內(nèi)一級曝氣，初步或完 全提高pH、DO增值以及亞硫酸根離子部分氧化后再重力自流排出到下游的曝氣池11 二級 曝氣進行淺層曝氣、深度恢復處理，將亞硫酸根離子全部氧化成穩(wěn)定的硫酸根離子，pH、DO、 COD增量等恢復到完全滿足海水排放標準后排入大海。根據(jù)工程實際需要，噴淋塔海水池4 的海水補給，可單獨設置一臺泵將泵組池的海水泵送至噴淋塔海水池4，海水補給管道7上 可設置閥門，海水供給管道6和海水補給管道7為壓力管，采用玻璃鋼材料。同時，海水恢 復可根據(jù)工程實際需要而不同，可以采取噴淋塔塔內(nèi)海水池一級曝氣和/或曝氣池11 二級 曝氣。泵組池剩余的海水溢流或潛流經(jīng)由管道9流到下游的曝氣池與從噴淋塔海水池4排 出的海水進行再次混合后由二級曝氣管11進行曝氣。
本實施例中采用的噴淋塔1，噴淋塔1的直徑、噴淋層數(shù)、高度等幾何尺寸根據(jù)工 程的實際需要而不同，噴淋層2為2層至4層。噴淋層2交錯布置，噴淋層2主管和支管為 變徑管，噴淋層主管和支管上布置噴嘴。除霧器布置在噴淋塔噴淋層上方，為屋脊式或板式 或折流式，材料為聚丙烯(PP)。除霧器和噴淋層均采用搭接在噴淋塔內(nèi)部上的支撐梁支撐。 塔底的脫硫海水排放口與水封板、溢流板組合布置。
圖2所示是噴淋塔內(nèi)一級曝氣，曝氣管8采用管網(wǎng)式曝氣管8-1，管網(wǎng)材料采用玻 璃鋼，曝氣空氣由布置在塔外的羅茨式或離心式風機提供。
圖3所示是海水水質恢復系統(tǒng)的曝氣池二級曝氣管11，由離心風機提供曝氣空氣 進入曝氣主管11-1，曝氣主管11-1為公共風室/管結構，采用鋼筋混凝土或玻璃鋼材料，曝 氣主管11-1的空氣經(jīng)由曝氣支管11-2被鼓入到海水中進行曝氣。曝氣支管11-2采用玻璃鋼，設置支撐板11-3支撐，支撐板11-3為鋼筋混凝土結構。
上述一級曝氣管和二級曝氣管曝氣采用如圖4所示的穿孔曝氣管11-4結構，曝氣 孔11-4的孔徑3mm-9mm。
在上述實施例中，脫硫吸收劑采用電廠冷凝或工業(yè)燃燒裝置冷卻的直排的純海 水，不添加任何堿性物質和催化劑。
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘 述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只 是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式
。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的 新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權利要求
1.一種海水脫硫方法，包括如下步驟A、將需要脫硫的煙氣引入逆流式噴淋塔，煙氣自下而上與噴淋塔噴淋層噴淋出的新鮮 海水逆流接觸，然后從噴淋塔的凈煙氣出口排出；B、在噴淋塔底部有海水池，噴淋的海水在海水池中匯聚，并在其中引入空氣進行曝氣， 同時在海水池中進行新鮮海水補給；C、經(jīng)過曝氣的海水由噴淋塔底部流出。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種海水脫硫方法，其特征在于，其中噴淋的新鮮海水是來 自電廠的冷凝海水。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種海水脫硫方法，其特征在于，在C步驟后，海水流出至外 部的第二級曝氣池曝氣。
4.一種實施權利要求1所述的海水脫硫裝置，包括具有煙氣輸入管和煙氣輸出管的逆 流式海水噴淋塔，在噴淋塔內(nèi)設有噴淋層和除霧器，噴淋層與海水供給管道連接，各部件的 位置關系是，煙氣輸入管的管口位于噴淋層下方，除霧器在噴淋層上方，煙氣輸出管的管口 位于除霧器上方，其特征在于在噴淋塔底部還具有匯聚噴淋海水的海水池，海水池中連接 有新鮮海水補給管和引入空氣的曝氣管，海水池底部有海水排出管。
5.根據(jù)權利要求4所述的海水脫硫裝置，其特征在于，所述的新鮮海水補給管連接至 海水供給管路。
6.根據(jù)權利要求4所述的海水脫硫裝置，其特征在于，在新鮮海水補給管上設有閥門。
7.根據(jù)權利要求4或5所述的海水脫硫裝置，其特征在于，所述的海水供給管路連接至 來自電廠的冷凝海水。
8.根據(jù)權利要求4所述的海水脫硫裝置，其特征在于，噴淋塔噴淋層位于噴淋塔中、上 部，由2-4層噴淋層組成，噴淋層交錯布置。
9.根據(jù)權利要求4所述的海水脫硫裝置，其特征在于，噴淋層由噴淋管排列組成，噴淋 管由噴淋主管和連接在噴淋主管上的噴淋支管構成，噴淋主管延伸至塔外與海水供給管道 連接，在噴淋主管和支管上布置噴嘴，噴嘴材料為碳化硅。
10.根據(jù)權利要求4所述的海水脫硫裝置，其特征在于，海水池底部的海水排出管連接 至下游二級曝氣池。
11.一種使用權利要求4所述海水脫硫裝置的換熱系統(tǒng)，其特征在于來自鍋爐的煙氣 管道依次連接至增壓風機、煙氣換熱器換熱降溫后進入逆流式海水脫硫噴淋塔的煙氣輸入 管，噴淋塔的煙氣輸出管連接至煙氣換熱器換熱升溫后排入大氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海水脫硫方法，包括如下步驟A、將需要脫硫的煙氣引入逆流式噴淋塔，煙氣自下而上與噴淋塔噴淋層噴淋出的新鮮海水逆流接觸，然后從噴淋塔的凈煙氣出口排出；B、在噴淋塔底部有海水池，噴淋的海水在海水池中匯聚，并在其中引入空氣進行曝氣，同時在海水池中進行新鮮海水補給；C、經(jīng)過曝氣的海水由噴淋塔底部流出。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明的海水脫硫方法和裝置，二氧化硫脫除率能達到95%以上，脫硫排放海水pH≥6.8、DO≥5mg/l或飽和DO的90%以上，可同時滿足環(huán)境排放指標要求，環(huán)保效益優(yōu)良。
文檔編號B01D53/78GK102029104SQ201010547649
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權日2010年11月17日
發(fā)明者葉茂, 張鍇, 楊志忠, 武娟, 趙雪梅 申請人:東方鍋爐(集團)股份有限公司