一种单塔双循环高效脱硫工艺系统及方法与流程

本专利涉及石灰石-石膏湿法脱硫领域，具体涉及一种单塔双循环高效脱硫工艺系统及方法。

背景技术：

近几年，国家和地方连续出台多项政策，要求燃煤电厂加紧实施超低排放，其中火电厂锅炉的SO₂排放浓度需低至35mg/m³以下，要满足新的环保要求，亟需进一步控制燃煤机组烟气SO₂的排放，提高脱硫效率。而目前常规的单塔单循环喷淋脱硫系统均难以满足要求。

很多单位开发出了双塔双循环脱硫、单塔双循环脱硫等工艺，其中双塔双循环脱硫由于需要布置两台吸收塔，采用并联或者串联的方式运行，对布置场地要求较高，很多电厂原吸收塔周边场地很难满足双塔布置要求。单塔双循环脱硫基本为主吸收塔和辅助浆液箱的结构型式，在原吸收塔的喷淋层的上部增加改造的喷淋层，喷淋的浆液需要收集至塔外的辅助浆液箱；带来了主吸收塔上部喷淋段需要增加较多的空间来浆液收集装置造成吸收区空间浪费、改造工程量大的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种结构合理，提高脱硫效率和脱硫品质的单塔双循环高效脱硫工艺系统及方法。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：这种单塔双循环高效脱硫工艺系统，包括主吸收塔、主浆池和副浆池；所述的主吸收塔下部一侧设置烟气入口，上部设置烟气出口；主吸收塔底部设置石膏浆液氧化浆池作为主浆池；主吸收塔的喷淋区设置为两个吸收区间：主循环喷淋区与副循环喷淋区；主循环喷淋区采用主浆池的浆液通过吸收塔浆液循环泵打入喷淋层进行喷淋，副循环喷淋区采用副浆池的浆液通过塔外浆液循环泵打入喷淋层进行喷淋；每层喷淋层布置有若干的喷嘴，位于吸收区周边的塔壁周围的喷嘴角度采用90°，位于其他区域的喷嘴角度采用90°、120°或双向喷嘴，喷嘴的雾化覆盖率不低于300％；主循环喷淋区与副循环喷淋区均采用上部设置喷淋层、下部设置一层烟气强化传质构件的结构；所述的吸收塔内主循环喷淋区与副循环喷淋区均设置一层气流均布构件；主吸收塔底部的主浆池配置氧化空气系统。

作为优选：主吸收塔采用圆形或方形；副浆池采用圆形、方形或混凝土结构型式。

作为优选：主浆池采用侧入式搅拌器；副浆池采用侧入式搅拌器或顶入式搅拌器。

作为优选：气流均布板采用多孔介质形式，为圆形或方形孔洞。

作为优选：主循环喷淋区或副循环喷淋区都至少设置第一层喷淋层，第一层喷淋层的上方可设置两层或以上的喷淋层。

作为优选：主循环喷淋区设置2～3层喷淋层，副喷淋区设置1～2层喷淋层。

作为优选：主副循环喷淋区的每层喷淋层对应一台浆液循环泵或两台浆液循环泵。

作为优选：氧化空气系统采用氧化空气喷枪或采用氧化空气管网式。

这种单塔双循环高效脱硫工艺系统的方法，包括如下步骤：

步骤一，烟气通过主吸收塔，经过主循环喷淋区进行第一级脱硫，主浆池中浆液的pH值控制在4.5～5.5，主浆池中的浆液停留时间不低于4min；

步骤二，烟气经过第一级脱硫后再通过副循环喷淋区进行第二级脱硫，副浆池中浆液的pH值可以通过调节供给石灰石浆液的量调控在5.5～6，副浆池中的浆液停留时间不低于2min；

步骤三，主浆池中的浆液密度高于1100～1130kg/m³时，一方面石膏浆液通过石膏排出泵排至石膏脱水系统，另一方面主浆池的溶液由吸收塔除雾器冲洗水和副循环喷淋区喷淋的浆液补给；副浆池溶液通过石灰石浆液管道补给且与主浆池保持连通；

主循环喷淋区及副循环喷淋区喷淋浆液吸收了SO2，经过主循环喷淋区及副循环喷淋区中间设置的传质构件，强化吸收融合SO2，最终混合的浆液的pH值变为4.5～5.0，在主浆池浆液中的亚硫酸钙经过强制氧化空气的氧化，变成硫酸钙，最终结晶成石膏，石膏浆液通过石膏排出泵排出；

副循环喷淋区的浆液的pH值通过调整新鲜石灰石浆液的量控制为5.5～6.0，石灰石的浆液补给量取决于脱硫烟气量、含硫量以及现有的pH值，依据出口脱硫总出口SO₂的控制浓度跟踪反馈调节；副浆池浆液通过塔外浆液循环泵打入吸收塔副循环喷淋区，副循环喷淋区喷淋浆液为高pH值，用于烟气中SO₂的再次捕集吸收。

本发明具有以下的特点和有益效果：

主喷淋区及副喷淋区喷淋浆液由于吸收了SO2，且经过主副喷淋区中间设置的传质构件，强化吸收融合SO2，最终混合的浆液的pH值变为4.5～5.0，有助于在主浆池浆液中的亚硫酸钙经过强制氧化空气的氧化，变成硫酸钙，最终结晶成石膏，石膏浆液通过石膏排出泵排出。

副浆池的浆液的pH值通过调整新鲜石灰石浆液的量控制为5.5～6.0，石灰石的浆液补给量取决于脱硫烟气量、含硫量以及现有的pH值，具体依据出口脱硫总出口SO₂的控制浓度跟踪反馈调节。副浆池浆液通过浆液循环泵打入吸收塔副喷淋区，由于副喷淋区喷淋浆液的高pH值有利于烟气中SO₂的再次捕集吸收。保证高效的脱硫效率。

既能实现脱硫效率提高至99％以上，提高脱硫石膏的品质；又能降低系统的能耗、减少改造成本、节约场地、方便施工。

附图说明

图1为本专利的工艺结构示意图；

图2为本专利中气流均布构件平面布置示意图；

图3为本专利中气流均布构件的模块示意图；

附图标记说明：主吸收塔1、主浆池2、吸收塔浆池与塔外浆池的连通管3、副浆池4、塔外浆液循环泵5、多台塔外浆液循环泵6、塔外浆池的石灰石供浆管7、副循环喷淋区8、吸收塔浆液循环泵9、多台吸收塔浆液循环泵10、主循环喷淋区11、下层传质或气流均布构件12、上层传质或气流均布构件13、主浆池侧进式搅拌器14、氧化空气喷枪15、副浆池侧进式搅拌器16、石膏排出泵17。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

如图1至图3所示，本实施例的单塔双循环高效脱硫工艺系统，主吸收塔1顶部设有主循环喷淋区11，主浆池2连接有一台吸收塔浆液循环泵9或多台吸收塔浆液循环泵10，优选为3台；

所述的主吸收塔1顶部设有副循环喷淋区8，副浆池4连接有一台吸收塔浆液循环泵5或多台吸收塔浆液循环泵6，优选为2台；

所述的主循环喷淋区11与下层传质或气流均布构件12构成主喷淋区，主循环喷淋区11位于下层传质或气流均布构件12的上部；

所述的副循环喷淋区8与上层传质或气流均布构件13构成副喷淋区，副副循环喷淋区8位于上层传质或气流均布构件13的上部；

所述的主喷淋区构成第一级脱硫，副喷淋区构成第二级脱硫，主喷淋区位于位于副喷淋区的下部。

所述的主浆池2配置主浆池侧进式搅拌器14，不限于搅拌器的数量有多台；

所述的副浆池4配置副浆池侧进式搅拌器16，不限于搅拌器的数量有多台；

所述的副浆池4通过塔外浆池的石灰石供浆管7调节副浆池4的浆液pH值，维持在5.5～6.0区间；

所述的副循环喷淋区8与塔外浆液循环泵5、多台塔外浆液循环泵6连接对应；主循环喷淋区11与吸收塔浆液循环泵9、多台吸收塔浆液循环泵连接对应；

所述的副循环喷淋区8下部设置上层传质或气流均布构件13一层，主循环喷淋区11下部设置下层传质或气流均布构件12一层。

所述的主浆池2的浆液经过氧化结晶形成石膏，石膏浆液通过石膏排出泵7打入石膏脱水系统；石膏脱水系统的组成不构成对本专利的限制因素。