专利名称：燃气轮机燃重油烟气脱硫消烟系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于烟气脱硫消烟技术领域，特别涉及燃气轮机燃重油烟气脱硫消烟设备的设计。
背景技术：
燃气轮机联合循环发电设备以其高效、低投资和无可比拟的调峰能力越来越被人们所接受。一般燃气轮机联合循环发电主要是依赖天然气、经过净化的城市煤气和轻油等能源发展起来的。近年来由于石油和天燃气价格急剧上涨，一些燃气轮机联合循环发电用户为了节约成本，改用燃烧价格相对低廉的重油燃料。作为燃料油，重油有不易雾化和蒸发、难燃和易于受热分解而析出大量碳黑等一系列缺点，燃烧时很容易造成积碳、结焦、冒烟以及其它不完全燃烧损失。使用的重油，有的硫含量比较高，灰分含量较少。燃料中的硫和燃烧产生的烟气灰分中的碱金属(钠、钾)以及钒(在重油的灰中常含有钒)会使余热锅炉管壁产生高温腐蚀。同时，由于重油含硫量和灰分增加，会造成正常运行时烟气中的烟尘和二氧化硫等污染物排放浓度超标，并且由于产生油灰与粉煤灰性质区别较大，在余热锅炉翅片换热管积灰，影响传热效果，需定期采用局部爆炸清灰。在清灰期间，烟气烟尘和二氧化硫浓度增加较大，超标排放造成环境污染，失去了保护环境的作用。因此，以天然气、经过净化的城市煤气和轻油为主燃料的燃气轮机改用重油后必将对环境造成污染。
发明内容
本实用新型的目的是为了有效去除燃气轮机燃重油烟气中的二氧化硫和灰分，设计出一种燃气轮机燃重油烟气脱硫消烟系统，对通用的初级脱硫除尘装置进行了改进，来治理燃重油燃气轮机烟气中所含的SO2和灰分，本实用新型具有脱硫除尘效率高，可靠性高，运行成本低，结构紧凑，维修方便，阻力小，处理量大和较好的操作弹性等优点。
本实用新型设计的一种燃气轮机燃重油烟气脱硫消烟系统，其特征在于，包括烟气脱硫除尘装置、吸收液循环装置、氧化曝气装置、吸收乳液制备装置、污水处理装置、检测仪表及电器自控装置，以及连接管道及设置在连接管道中的引风机、多个泵及多个阀门，其连接关系为该烟气脱硫除尘装置通过连接管道及阀门分别与所述吸收液循环装置、吸收乳液制备装置相连；该吸收液循环装置通过连接管道及阀门分别与所述氧化曝气装置和污水处理装置相连，所述仪表及电器自控装置与所述阀门和泵相连，通过检测仪表发出的信号来控制其工作。
本实用新型的特点及效果本实用新型利用目前国内外大型烟气脱硫工程中最先进的空塔技术，该脱硫除尘塔集烟气降温冷却、脱硫除尘吸收、烟气除雾脱水和氧化曝气等多项功能为一体，具有设备脱硫除尘效率高，可靠性高，运行成本低，结构紧凑，设计合理，占地面积小，烟气含水量少等特点。尤其对于燃重油燃气轮机产生的微细及含油颗粒灰尘具有较高的除尘效率，同时对硫、尘含量瞬时变化较大的烟尘有特别的脱硫除尘效果。
该产品主要应用于电厂燃气轮机燃重油所产生的烟气脱硫除尘，以达到净化烟气的目的，同时也适用于燃油锅炉等燃含硫量较高的重油所产生的烟气的脱硫除尘。
图1为本实用新型的实施例总体结构示意图。
具体实施方式
本实用新型设计的燃气轮机燃重油烟气脱硫消烟系统结合实施例及附图详细说明如下本实用新型的燃气轮机燃重油烟气脱硫消烟系统，包括烟气脱硫除尘装置、吸收液循环装置、氧化曝气装置、吸收乳液制备装置、污水处理装置、检测仪表及电器自控装置，以及连接管道及设置在连接管道中的引风机、多个泵及多个阀门，其连接关系为该烟气脱硫除尘装置通过连接管道及阀门分别与所述吸收液循环装置、吸收乳液制备装置相连；该吸收液循环装置通过连接管道及阀门分别与所述氧化曝气装置和污水处理装置相连，所述仪表及电器自控装置与所述阀门和泵相连，通过检测仪表发出的信号来控制其工作。
本实用新型可采用常规成熟产品，现对各主要设备的一种实施例结合图1分别说明如下本实施例的烟气吸收除尘装置采用脱硫除尘塔，该脱硫除尘塔包括外壳10，分别设置在外壳下部及顶部的进气口11和出气口12，外壳内部从下到上依次设置塔式气体分布器13、多层(可采用3-4层)吸收液喷淋器14、穿流筛板15(也可不设置)和除雾器及除雾器清洗装置16，在脱硫除尘塔内设置有压力传感器。本实施例的除雾器采用本申请人的专利产品(专利号为ZL 0129077.7)，达到中国环境保护产品认定技术条件HCRJ012-1988《湿式烟气脱硫除尘装置》标准的要求。
该塔内从下到上分为液封区、降温、除尘区、SO2吸收及微细烟尘捕集区和除雾区。本实施例的脱硫除尘塔集烟气降温、除尘、脱硫、氧化曝气和除雾于一体，具有结构简单、投资少、占地面积小、阻力低，运行费用少、除尘和脱硫效率高，运行稳定可靠和操作弹性大等特点。
本实施例的吸收液循环装置由循环沉淀池21和循环泵22组成，其中，循环沉淀池21的出水口通过循环泵22与脱硫除尘塔的吸收液喷淋器14相连，脱硫除尘塔通过管道或明渠将其底部的吸收液送入循环沉淀池21中，循环沉淀池21内设置有PH值检测仪。
本实施例的氧化曝气装置由氧化风机(如罗茨风机)31及与其相连设置在循环沉淀池21底部的曝气器32组成。
本实施例的吸收乳液制备装置包括装有脱硫剂的提升机41，置于该提升机出口端的储料斗42、设置在该储料斗出口端的输送机43，电子计量称44、消化槽45、乳液槽46，以及设置在乳液槽出口管道中的乳液泵47。
本实施例的污水处理装置包括压滤机51及设置在该压滤机出口的污泥斗52及设置在该压滤机进口的渣浆泵53。
本实施例的工作过程为首先将脱硫除尘塔的下端进气口11通过引风机6与余热锅炉相连，脱硫除尘塔的上端出口12通过管道与烟囱7相连；工作时余热锅炉排出的烟气经引风机6增压后送入脱硫除尘塔，由设在进气口11上端的塔式气体分布器13将烟气均匀地分布在塔断面上，当烟气进入塔后，立即与设置在塔式气体分布器附近的吸收液喷头喷出的液滴密切接触，形成一降温、除尘区。
烟气经过降温、除尘区时，高温烟气与吸收液直接接触，传热速度快，吸收液中的水骤然汽化，烟气急剧降温，并产生大量蒸汽，此时烟气中所含的大粒径颗粒被吸收液捕获并带入液封区，而细颗粒随烟气带入SO2吸收及微细烟尘捕集区中。在SO2吸收及微细烟尘捕集区中，含大量水蒸汽的烟气被淋降的吸收液所冷却，大部分水蒸汽冷凝成雾，结雾首先是在雾核(细烟尘)表面形成，逐渐长大成液滴，待液滴长大到不能被烟气所携带时降至液封区中，将细烟尘捕集下来。
SO2的捕集是一种典型的化学吸收过程。烟气中的SO2扩散到淋降吸收液滴表面后，溶解于液相中，与其中的脱硫剂阳离子结合生成亚硫酸盐，将硫从系统中移出。与此同时，烟气中所含的O2(烟气中含有大量O2，这是由燃气轮机特性所决定)扩散到吸收液滴表面，并溶解于液相中，使生成的亚硫酸盐部分氧化成硫酸盐。由于生成亚硫酸盐及其氧化反应速度较快，因此该过程阻力主要是SO2及O2的扩散阻力，可以说该脱SO2过程是由传质速率所控制。增大烟气与吸收剂的接触面积及烟气与吸收剂的相对速度，对脱SO2是有利的。提高吸收液喷淋器的雾化效果，降低雾滴粒径，采用穿流筛板及增大雾滴与烟气的相对速度等均是提高脱SO2效率的有力措施。当然降低雾滴粒径与增大雾滴与烟气相对速度是矛盾的，因为过小的雾滴及过高的速度会使雾滴被烟气带走，造成液泛，这是不允许的。
经过脱硫除尘后的烟气进入改进型的折板除雾器，除去烟气中夹带的雾滴，通过烟气挡板门进入烟囱排放。
通过在吸收液循环槽内设置强制氧化曝气装置将在脱硫除尘塔内未被氧化的脱硫产物亚硫酸盐全部转化为硫酸盐。本实施例的主要设备是氧化风机和曝气器，在吸收液循环槽内进行氧化曝气。为了减少废渣量，降低排放废水COD含量，保证充分进行氧化反应，曝气量需过量。设计氧利用率为30％。
吸收乳液制备装置采用立体布置，其特点是自动化程度高，占地面积小。脱硫剂通过储料斗、输送机及电子计量秤加入到消化槽与工艺水混合制成吸收乳液，通过置于循环沉淀池内的PH值检测仪发出信号给乳液泵，将乳液槽内的乳液加入塔内。
污水处理装置主要是通过压滤机将吸收液循环槽底部沉淀物浓缩脱水，滤渣外运，滤液大部分返回吸收液循环系统，少部分作为脱硫废水达标排放。
本实施例的仪表及电器自控装置是通过在脱硫除尘塔内设置的压力传感器接受的信号来控制塔顶端烟气阀门打开或关闭及引风机6的启动和停止，通过设置在循环沉淀池21内的PH值检测仪发出信号给乳液泵来控制加入塔内的乳液量，为整个脱硫过程提供稳定可靠的监督控制与管理，保证整个系统的高效稳定运转。
本实用新型的脱硫剂可以采用CaCO3(CaO)、Na2CO3、Na2CO3+CaO、MgO及NH3等。
本实施例的燃气轮机燃重油烟气脱硫消烟装置的主要工艺条件为Ca/S为MgO工艺为1～5Ca工艺为1～5气液比为MgO工艺为1～5Ca工艺为10～30脱硫塔内的线速为0.5～10m/s本实施例的各设备型号及技术参数如下燃气轮机型号PG6541烟气量 334000Nm3/h烟气温度180℃燃气轮机背压5100pa烟气烟尘最高浓度800mg/Nm3设计烟尘排放浓度＜50mg/Nm3烟气SO2最高浓度1892mg/Nm3设计SO2排放浓度＜400mg/Nm3脱硫除尘塔 φ6.2×21.3m引风机型号 JRF2×20F循环泵型号 150-UHB-ZK-A-210-30液气比 1.2～1.3液体循环量 420m3/h脱硫剂 工业MgO(MgO含量为80％)Mg/S 1.05
工业MgO用量 409kg/h设计系统阻力 ＜1200paMgSO4产量 934kg/h除尘烟尘量 44kg/h废渣量 147kg/h排放水量 3113Kg/h补充水量 6.68T/h(可采用锅炉排污水代替)耗电量 475KW系统占地面积 200m2本实施例的主要性能指标脱硫效率＞90～95％，除尘效率＞95～98％，Ca/S＝1.05，系统可靠性＞95％。经环保部门测试，SO2及烟尘排放浓度均达到国家规定的大气污染物排放标准。
权利要求1.一种燃气轮机燃重油烟气脱硫消烟系统，其特征在于，包括烟气脱硫除尘装置、吸收液循环装置、氧化曝气装置、吸收乳液制备装置、污水处理装置、检测仪表及电器自控装置，以及连接管道及设置在连接管道中的引风机、多个泵及多个阀门，其连接关系为该烟气脱硫除尘装置通过连接管道及阀门分别与所述吸收液循环装置、吸收乳液制备装置相连；该吸收液循环装置通过连接管道及阀门分别与所述氧化曝气装置和污水处理装置相连，所述仪表及电器自控装置与所述阀门和泵相连，通过检测仪表发出的信号来控制其工作。
2.如权利要求1所述的燃气轮机燃重油烟气脱硫消烟系统，其特征在于，所述烟气脱硫除尘装置采用脱硫除尘塔，该脱硫除尘塔包括外壳，分别设置在外壳下部及顶部的进气口和出气口，该外壳内部从下到上依次设置塔式气体分布器、多层吸收液喷淋器、穿流筛板和除雾器及除雾器清洗装置，在脱硫除尘塔内设置有压力传感器。
专利摘要本实用新型涉及燃气轮机燃重油烟气脱硫消烟系统，属于烟气脱硫消烟技术领域。本系统包括烟气脱硫除尘装置、吸收液循环装置、氧化曝气装置、吸收乳液制备装置、污水处理装置、检测仪表及电器自控装置，以及连接管道及设置在连接管道中的引风机、多个泵及多个阀门；该烟气脱硫除尘装置通过连接管道及阀门分别与所述吸收液循环装置、吸收乳液制备装置相连；该吸收液循环装置通过连接管道及阀门分别与所述氧化曝气装置和污水处理装置相连，所述仪表及电器自控装置与所述阀门和泵相连，通过检测仪表发出的信号来控制其工作。本实用新型具有脱硫除尘效率高，可靠性高，运行成本低，结构紧凑，维修方便，阻力小，处理量大和较好的操作弹性等优点。
文档编号B01D53/92GK2825083SQ20052011845
公开日2006年10月11日 申请日期2005年9月9日 优先权日2005年9月9日
发明者徐多祥, 王永安, 王文越, 颜学翔, 王炜 申请人:中美合资北京紫光威肯环境工程有限公司