一種分級(jí)洗滌的濕法煙氣脫硫裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種分級(jí)洗滌的濕法煙氣脫硫裝置,該裝置是一個(gè)分級(jí)洗滌吸收塔,該吸收塔的底部設(shè)有吸收塔漿池(1),再往上設(shè)有一級(jí)漿液噴淋層(3),頂部設(shè)有塔頂除霧器(8),一級(jí)漿液噴淋層(3)和塔頂除霧器(8)之間設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的噴淋洗滌層,吸收塔的底部設(shè)有吸收塔煙氣入口(2),頂部設(shè)有吸收塔煙氣出口(15);吸收塔設(shè)有石膏排出管和吸收塔進(jìn)氣管;吸收塔漿池(1)和一級(jí)漿液噴淋層(3)之間設(shè)有漿液循環(huán)管;吸收塔的一側(cè)設(shè)有循環(huán)漿液箱(10),循環(huán)漿液箱(10)通過(guò)管道與噴淋洗滌層連接。本技術(shù)實(shí)現(xiàn)了漿液分區(qū)，含SO2煙氣首先經(jīng)過(guò)低PH值漿液一級(jí)洗滌后再被高pH值的漿液二級(jí)洗滌，乃至多級(jí)洗滌，脫硫效率可達(dá)99.5%以上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種分級(jí)洗滌的濕法煙氣脫硫裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煙氣脫硫【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種分級(jí)洗滌的濕法煙氣脫硫裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)對(duì)火力發(fā)電廠的環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格，火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高，火力發(fā)電機(jī)組面臨的脫硫減排任務(wù)越發(fā)嚴(yán)峻。根據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)部《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)，大多數(shù)火電廠現(xiàn)有的脫硫裝置都不能滿足新的排放要求，需要對(duì)現(xiàn)有脫硫技術(shù)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)替代。
[0003]傳統(tǒng)的洗滌式鈣基濕法脫硫技術(shù)主要采用含吸收劑的洗滌漿液對(duì)煙氣進(jìn)行循環(huán)洗滌，含SO2的原煙氣直接進(jìn)入吸收塔內(nèi)經(jīng)過(guò)一次洗滌后，洗滌后的煙氣就經(jīng)過(guò)除霧器、凈煙道、煙?排放，反應(yīng)后的石膏漿液直接進(jìn)入旋流器、真空皮帶脫水機(jī)等設(shè)備脫除水分、析出石膏晶體。該方法中煙氣中的SO2只經(jīng)過(guò)一次噴淋洗滌，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的情況下，脫硫效率受到多重參數(shù)制約，在脫硫效率97.5%以上時(shí)很難長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。另外，隨著脫硫效率的增高，漿液的PH值也會(huì)增高，導(dǎo)致石膏結(jié)晶困難，成品石膏含水率高，難于達(dá)到合格要求，不利于綜合利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種分級(jí)洗滌的鈣基濕法煙氣脫硫裝置及方法，用于解決現(xiàn)有鈣基濕法脫硫技術(shù)或無(wú)法達(dá)到很高的脫硫效率、或石膏含水率高、或?qū)γ嘿|(zhì)適應(yīng)性差的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
本發(fā)明的分級(jí)洗滌的濕法煙氣脫硫裝置是一個(gè)分級(jí)洗滌吸收塔，該吸收塔的底部設(shè)有吸收塔漿池，再往上設(shè)有一級(jí)漿液噴淋層，頂部設(shè)有塔頂除霧器，一級(jí)漿液噴淋層和塔頂除霧器之間設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的噴淋洗滌層，所述的噴淋洗滌層由漿液噴淋層和漿液收集盤(pán)組成，漿液噴淋層位于漿液收集盤(pán)上方；分級(jí)洗滌吸收塔的底部設(shè)有吸收塔煙氣入口，頂部設(shè)有吸收塔煙氣出口 ；分級(jí)洗滌吸收塔設(shè)有石膏排出管和吸收塔進(jìn)氣管；吸收塔漿池和一級(jí)漿液噴淋層之間設(shè)有漿液循環(huán)管；分級(jí)洗滌吸收塔的一側(cè)設(shè)有循環(huán)漿液箱，循環(huán)漿液箱通過(guò)管道與噴淋洗滌層連接。
[0006]漿液循環(huán)管上設(shè)有一級(jí)循環(huán)漿液泵，石膏排出管上設(shè)有石膏排出泵，吸收塔進(jìn)氣管上設(shè)有吸收塔氧化風(fēng)機(jī)。
[0007]循環(huán)漿液箱底部設(shè)有循環(huán)漿液箱進(jìn)氣管，進(jìn)氣管上設(shè)有循環(huán)漿液箱氧化風(fēng)機(jī)。
[0008]循環(huán)漿液箱外部設(shè)有漿液循環(huán)管道，漿液循環(huán)管道上設(shè)有漿液旋流泵和漿液旋流站。
[0009]循環(huán)漿液箱外部分別有管道連接噴淋洗滌層的漿液噴淋層和漿液收集盤(pán)，在連接漿液噴淋層的管道上設(shè)有循環(huán)漿液箱循環(huán)漿液泵。[0010]吸收塔漿池的深度為滿足漿液循環(huán)停留時(shí)間5分鐘的高度或石膏排出停留時(shí)間5小時(shí)所要求的高度。
[0011]一級(jí)漿液噴淋層距離吸收塔底的距離為漿池高度和滿足煙氣在吸收塔吸收區(qū)停留時(shí)間不低于3.5s所要求的高度之和。
[0012]噴淋洗滌層漿液收集盤(pán)離一級(jí)漿液噴淋層的距離不小于2m，噴淋洗滌層離塔頂除霧器的距離不低于2m，噴淋洗滌層中漿液噴淋層和漿液收集盤(pán)的距離滿足煙氣在噴淋洗滌區(qū)停留時(shí)間3s所要求的高度。
[0013]塔頂除霧器與塔頂?shù)木嚯x不小于0.5m。
[0014]本發(fā)明的煙氣脫硫裝置進(jìn)行煙氣脫硫的方法具體如下:未經(jīng)處理的煙氣從吸收塔煙氣入口進(jìn)入吸收塔自下而上通過(guò)吸收塔，與自上而下來(lái)自一級(jí)漿液噴淋層的低pH值的霧化漿液逆流接觸，煙氣中部分SO2被除去；經(jīng)一級(jí)噴淋進(jìn)行洗滌的煙氣再經(jīng)過(guò)一個(gè)或一個(gè)以上的噴淋洗滌層，與自上而下來(lái)自漿液噴淋層的高PH值的霧化漿液逆流接觸，煙氣中其余的SO2在被除去，洗滌后的煙氣經(jīng)塔頂除霧器除去液滴后通過(guò)吸收塔煙氣出口排出吸收塔。
[0015]吸收塔漿池和一級(jí)漿液噴淋層組成一級(jí)吸收洗滌區(qū)，再往上的每一個(gè)噴淋洗滌層中的漿液噴淋層和漿液收集盤(pán)構(gòu)成二級(jí)吸收洗滌區(qū)，三級(jí)吸收洗滌區(qū)，以此類(lèi)推。
[0016]采用的洗滌級(jí)數(shù)根據(jù)煙氣處理的要求和性能指標(biāo)要求確定。
[0017]所述吸收塔底部的噴淋漿液由吸收塔漿池提供，并回到吸收塔漿池進(jìn)行循環(huán)利用，此循環(huán)通過(guò)循環(huán)漿液泵實(shí)現(xiàn)。
[0018]所述吸收塔漿池內(nèi)漿液含固量由石膏排出泵排出一定量的漿液確保漿液含固量維持在12%~18%之間，同時(shí)通過(guò)吸收塔氧化風(fēng)機(jī)向吸收塔漿池鼓入空氣使脫硫后的副產(chǎn)物得到充分氧化，得到合乎品質(zhì)要求的脫硫石膏。
[0019]所述噴淋洗滌層所需的噴淋漿液由吸收塔外置的循環(huán)漿液箱提供，洗滌后的漿液經(jīng)過(guò)吸收塔內(nèi)的漿液收集盤(pán)收集回到循環(huán)漿液箱進(jìn)行循環(huán)利用，此循環(huán)通過(guò)循環(huán)漿液箱循環(huán)漿液泵實(shí)現(xiàn)。
[0020]循環(huán)漿液箱的循環(huán)漿液通過(guò)漿液旋流泵和漿液旋流站來(lái)控制漿液含固量在10%~18%之間，同時(shí)通過(guò)循環(huán)漿液箱氧化風(fēng)機(jī)向循環(huán)漿液箱鼓入空氣使脫硫后的副產(chǎn)物得到充分氧化，防止循環(huán)漿液在收集盤(pán)和循環(huán)漿液箱中結(jié)垢。
[0021]所述漿液旋流站可以調(diào)節(jié)吸收塔漿池和循環(huán)漿液箱中漿液的含固量，當(dāng)循環(huán)漿液箱含固量低于設(shè)計(jì)含固量時(shí)，溢流漿液流向吸收塔漿池，底流漿液回到循環(huán)漿液箱；當(dāng)循環(huán)漿液箱含固量高于設(shè)計(jì)含固量時(shí)，底流漿液流向吸收塔漿池，溢流漿液回到循環(huán)漿液箱。
[0022]所述不同pH值的洗滌漿液采用漿液分區(qū)的方法得到。低pH值的洗滌漿液收集在吸收塔漿池中，高pH值的洗滌漿液通過(guò)塔內(nèi)漿液收集盤(pán)收集到塔外的循環(huán)漿液箱中，實(shí)現(xiàn)高低PH值噴淋漿液的分區(qū)收集。
[0023]所述兩級(jí)洗滌吸收塔裝置的脫硫率按如下公式計(jì)算: η= η1+ (1-η1) * η2
η—裝置脫硫率，% ； η1—裝置一級(jí)循環(huán)洗滌脫硫率，% ； η2—裝置二級(jí)循環(huán)洗滌脫硫率，% ；與現(xiàn)有鈣基濕法脫硫工藝相比，分級(jí)洗滌的脫硫工藝通過(guò)采用漿液分區(qū)得到不同pH的洗滌漿液對(duì)煙氣進(jìn)行分級(jí)洗滌，首先通過(guò)低PH值的漿液對(duì)煙氣進(jìn)行一次洗滌后使煙氣中SO2含量降低，然后再通過(guò)高pH值的漿液對(duì)一次洗滌后的煙氣進(jìn)行二次洗滌，實(shí)現(xiàn)高效脫硫的目的。其技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于:
(I)在吸收劑消耗量相同的情況下，本技術(shù)系統(tǒng)中吸收劑漿液通過(guò)循環(huán)漿液箱加入吸收塔，循環(huán)漿液箱循環(huán)漿液的鈣硫比(摩爾比)超過(guò)1.5，pH達(dá)到5.8飛.4以上，使本裝置入口煙氣的SO2濃度高達(dá)10000mg/Nm3時(shí)，吸收塔出口煙氣中的SO2濃度仍可降低至50mg/Nm3以下，脫硫效率可高達(dá)99.5%，滿足最新的排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0024](2)采用本技術(shù)設(shè)計(jì)建造的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)可以通過(guò)系統(tǒng)配置使循環(huán)漿液的pH提高且穩(wěn)定運(yùn)行，避免了原有工藝在高硫煤或高脫硫效率要求的煙氣處理中發(fā)生的洗滌漿液PH低或無(wú)法穩(wěn)定在高pH環(huán)境下運(yùn)行的問(wèn)題，提高了脫硫系統(tǒng)對(duì)國(guó)內(nèi)燃煤煙氣的適應(yīng)性。
[0025](3)本技術(shù)實(shí)現(xiàn)了漿液分區(qū)，脫硫石膏從低pH值的吸收塔漿池排出，有利于脫硫副產(chǎn)物完全氧化為石膏，從吸收塔排出的脫硫石膏的表面含水率小于8%，石膏粒徑中徑值在20-30微米之間，得到高品質(zhì)的石膏。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是兩級(jí)洗滌時(shí)本發(fā)明的煙氣脫硫裝置的示意圖。
[0027]1、吸收塔漿池，2-吸收塔煙氣進(jìn)口，3- 一級(jí)漿液噴淋層，4- 一級(jí)循環(huán)漿液泵，5-石膏排出泵，6-吸收塔氧化風(fēng)機(jī)，7-漿液噴淋層，8-塔頂除霧器，9-漿液收集盤(pán)，10-循環(huán)漿液箱，11-循環(huán)漿液箱循 環(huán)漿液泵，12-漿液旋流泵，13-漿液旋流站，14-循環(huán)漿液箱氧化風(fēng)機(jī)，15-吸收塔煙氣出口。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0029]如圖1所示:本發(fā)明的分級(jí)洗滌的濕法煙氣脫硫裝置是一個(gè)分級(jí)洗滌吸收塔，該吸收塔的底部設(shè)有吸收塔漿池1，再往上設(shè)有一級(jí)漿液噴淋層3，頂部設(shè)有塔頂除霧器8，一級(jí)漿液噴淋層3和塔頂除霧器8之間設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的噴淋洗滌層，所述的噴淋洗滌層由漿液噴淋層7和漿液收集盤(pán)9組成，漿液噴淋層7位于漿液收集盤(pán)9上方；分級(jí)洗滌吸收塔的底部設(shè)有吸收塔煙氣入口 2，頂部設(shè)有吸收塔煙氣出口 15;分級(jí)洗滌吸收塔設(shè)有石膏排出管和吸收塔進(jìn)氣管；吸收塔漿池I和一級(jí)漿液噴淋層3之間設(shè)有漿液循環(huán)管；分級(jí)洗滌吸收塔的一側(cè)設(shè)有循環(huán)漿液箱10，循環(huán)漿液箱10通過(guò)管道與噴淋洗滌層連接。
[0030]漿液循環(huán)管上設(shè)有一級(jí)循環(huán)漿液泵4，石膏排出管上設(shè)有石膏排出泵5，吸收塔進(jìn)氣管上設(shè)有吸收塔氧化風(fēng)機(jī)6。循環(huán)漿液箱10底部設(shè)有循環(huán)漿液箱進(jìn)氣管，進(jìn)氣管上設(shè)有循環(huán)漿液箱氧化風(fēng)機(jī)14。循環(huán)漿液箱10外部設(shè)有漿液循環(huán)管道，漿液循環(huán)管道上設(shè)有漿液旋流泵12和漿液旋流站13。循環(huán)漿液箱10外部分別有管道連接噴淋洗滌層的漿液噴淋層7和漿液收集盤(pán)9，在連接漿液噴淋層7的管道上設(shè)有循環(huán)漿液箱循環(huán)漿液泵11。
[0031]吸收塔漿池I的深度為6.7m。一級(jí)漿液噴淋層3距離吸收塔底的距離為9.5m。噴淋洗滌層漿液收集盤(pán)離一級(jí)漿液噴淋層3的距離為2m，噴淋洗滌層離塔頂除霧器8)的距離為2m，噴淋洗滌層中漿液噴淋層7和漿液收集盤(pán)9的距離為7.lm。塔頂除霧器8與塔頂?shù)木嚯x為lm。
[0032]本發(fā)明的煙氣脫硫裝置進(jìn)行煙氣脫硫的方法具體如下:未經(jīng)處理的煙氣從吸收塔煙氣入口 2進(jìn)入吸收塔自下而上通過(guò)吸收塔，與自上而下來(lái)自一級(jí)漿液噴淋層3的低pH值的霧化漿液逆流接觸，煙氣中部分SO2被除去；經(jīng)一級(jí)噴淋進(jìn)行洗滌的煙氣再經(jīng)過(guò)一個(gè)或一個(gè)以上的噴淋洗滌層，與自上而下來(lái)自漿液噴淋層的高PH值的霧化漿液逆流接觸，煙氣中其余的SO2在被除去，洗滌后的煙氣經(jīng)塔頂除霧器除去液滴后通過(guò)吸收塔煙氣出口 15排出吸收塔。
[0033]本發(fā)明應(yīng)用于2*300MW機(jī)組的煙氣脫硫工程，脫硫裝置進(jìn)口煙氣量(標(biāo)態(tài)濕基，實(shí)際氧)為1336450Nm3/h，脫硫裝置進(jìn)口煙氣溫度為130°C，脫硫裝置進(jìn)口 SO2濃度(標(biāo)態(tài)干基，6%02)為3594 mg/Nm3，煙氣從分級(jí)洗滌吸收塔煙氣進(jìn)口進(jìn)入吸收塔自下而上通過(guò)吸收塔一級(jí)吸收區(qū)，與自上而下來(lái)自一級(jí)漿液噴淋層的霧化漿液逆流接觸，煙氣中部分SO2在一級(jí)吸收區(qū)中被除去，一級(jí)循環(huán)漿液的液氣比為7.9 L/Nm3,脫硫效率為68.5%。經(jīng)一級(jí)噴淋進(jìn)行初步洗滌的煙氣通過(guò)吸收塔二級(jí)漿液收集盤(pán)區(qū)的煙氣環(huán)形通道自下而上進(jìn)入吸收塔二級(jí)吸收區(qū)，與自上而下來(lái)自二級(jí)漿液噴淋層的霧化漿液逆流接觸，煙氣中其余的SO2在二級(jí)吸收區(qū)中被除去，二級(jí)循環(huán)漿液的液氣比為15.9 L/Nm3，脫硫效率為97.0%。洗滌后的煙氣經(jīng)塔頂除霧器除去液滴后通過(guò)吸收塔煙氣出口排出吸收塔。裝置出口煙氣中SO2濃度(標(biāo)態(tài)干基，6%02)為32 mg/Nm3，實(shí)際脫硫效率為99.1%，脫硫石膏表面含水率為7%，得到高品質(zhì)的脫硫石膏。
[0034]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種分級(jí)洗滌的濕法煙氣脫硫裝置，其特征在于:所述的煙氣脫硫裝置是一個(gè)分級(jí)洗滌吸收塔，該吸收塔的底部設(shè)有吸收塔漿池(1)，再往上設(shè)有一級(jí)漿液噴淋層(3)，頂部設(shè)有塔頂除霧器(8)，一級(jí)漿液噴淋層(3)和塔頂除霧器(8)之間設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的噴淋洗滌層，所述的噴淋洗滌層由漿液噴淋層(7)和漿液收集盤(pán)(9)組成，漿液噴淋層(7)位于漿液收集盤(pán)(9)上方；分級(jí)洗滌吸收塔的底部設(shè)有吸收塔煙氣入口(2)，頂部設(shè)有吸收塔煙氣出口(15);分級(jí)洗滌吸收塔設(shè)有石膏排出管和吸收塔進(jìn)氣管；吸收塔漿池(I)和一級(jí)漿液噴淋層(3)之間設(shè)有漿液循環(huán)管；分級(jí)洗滌吸收塔的一側(cè)設(shè)有循環(huán)漿液箱(10)，循環(huán)漿液箱(10)通過(guò)管道與噴淋洗滌層連接。
2.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫裝置，其特征在于:漿液循環(huán)管上設(shè)有一級(jí)循環(huán)漿液泵(4)，石膏排出管上設(shè)有石膏排出泵(5)，吸收塔進(jìn)氣管上設(shè)有吸收塔氧化風(fēng)機(jī)(6)。
3.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫裝置，其特征在于:循環(huán)漿液箱(10)底部設(shè)有循環(huán)漿液箱進(jìn)氣管，進(jìn)氣管上設(shè)有循環(huán)漿液箱氧化風(fēng)機(jī)(14)。
4.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫裝置，其特征在于:循環(huán)漿液箱(10)外部設(shè)有漿液循環(huán)管道，漿液循環(huán)管道上設(shè)有漿液旋流泵(12)和漿液旋流站(13)。
5.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫裝置，其特征在于:循環(huán)漿液箱(10)外部分別有管道連接噴淋洗滌層的漿液噴淋層(7)和漿液收集盤(pán)(9)，在連接漿液噴淋層(7)的管道上設(shè)有循環(huán)漿液箱循環(huán)漿液泵(11)。
6.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫裝置，其特征在于:吸收塔漿池(I)的深度為滿足漿液循環(huán)停留時(shí)間5分鐘的高度或石膏排出停留時(shí)間5小時(shí)所要求的高度。
7.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫裝置，其特征在于:一級(jí)漿液噴淋層(3)距離吸收塔底的距離為漿池高度和滿足煙氣在吸收塔吸收區(qū)停留時(shí)間不低于3.5s所要求的高度之和。
8.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫裝置，其特征在于:漿液收集盤(pán)離一級(jí)漿液噴淋層(3)的距離不小于3m，噴淋洗滌層離塔頂除霧器(8)的距離不低于2m，噴淋洗滌層中漿液噴淋層(7)和漿液收集盤(pán)(9)的距離為滿足煙氣在噴淋洗滌區(qū)停留時(shí)間3s所要求的高度。
9.如權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫裝置，其特征在于:塔頂除霧器(8)與塔頂?shù)木嚯x不小于0.5m。
10.如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的煙氣脫硫裝置進(jìn)行煙氣脫硫的方法，其特征在于:所述的方法具體如下:未經(jīng)處理的煙氣從吸收塔煙氣入口(2)進(jìn)入吸收塔自下而上通過(guò)吸收塔，與自上而下來(lái)自一級(jí)漿液噴淋層(3)的低pH值的霧化漿液逆流接觸，煙氣中部分302被除去；經(jīng)一級(jí)噴淋進(jìn)行洗滌的煙氣再經(jīng)過(guò)一個(gè)或一個(gè)以上的噴淋洗滌層，與自上而下來(lái)自漿液噴淋層的高PH值的霧化漿液逆流接觸，煙氣中其余的SO2在被除去，洗滌后的煙氣經(jīng)塔頂除霧器除去液滴后通過(guò)吸收塔煙氣出口(15)排出吸收塔。
【文檔編號(hào)】B01D53/78GK103846005SQ201410084856
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】路光杰, 劉科偉, 王仁虎 申請(qǐng)人:北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司