湿法脱硫系统的制作方法

本发明涉及一种适用于鼓泡塔改造施工用的脱硫系统，具体地涉及一种湿法脱硫系统。

背景技术：

在新的环保标准下，燃煤电厂面临新一轮的超低排放改造任务。鼓泡塔烟气脱硫工艺的脱硫效率一般为95％，如果利用鼓泡塔实现超低排放，鼓泡塔的脱硫效率需要提高到98.5％以上。现有的鼓泡塔脱硫系统中，烟气经冷却器冷却后，在上下甲板间形成的压力室经过，并随即在静压作用下进入鼓泡管，鼓泡管的末端浸没在鼓泡塔底部的浆池中120mm左右深度处，烟气自鼓泡管末端的排气口排出至浆液中，在塔内形成鼓泡区，从而使烟气中的二氧化硫与浆液充分接触反应吸收。

鼓泡塔的脱硫效率提高包括以下两种途径：提高鼓泡塔内的液位或使鼓泡塔保持高ph值运行。第一种方法在使用中，由于浆液的水封作用，烟气排出阻力受液位影响较大，随着液位的增加，排气阻力提高，而风机压头有限，因此，采用此种方式提升鼓泡塔的脱硫效率困难较大；而第二种方法中，保持鼓泡塔的高ph值运行，需要增加投入浆液内的石灰石的量，这不仅会造成石灰石浪费，还会增加系统结垢堵塞的风险，不适宜长时间运行。

授权公告号为cn206587581u的中国实用新型专利中公开了一种高效脱硫塔，其为了提高脱硫塔的脱硫效率，在塔内设置三个脱硫区域：两个喷淋脱硫区和一个鼓泡脱硫区，烟气经过两个喷淋脱硫区的预处理后，经过烟气连接管导入塔底的鼓泡脱硫区进行鼓泡脱硫。类似地，申请公布号为cn107261780a的中国发明专利公开文本中给出了一种湿法烟气脱硫的鼓泡吸收塔，其技术方案中，塔体内设置喷淋脱硫区和鼓泡脱硫区，通过喷淋脱硫区对烟气进行预处理，以降低进入鼓泡脱硫区内的烟气的温度、酸性物等，减少鼓泡塔的结构。

上述两个专利公开的技术方案虽然能够在一定程度上提高脱硫效率，且不存在前述直接增加鼓泡塔液位和高ph值运行的方案的弊端，但是，上述两个专利所公开的技术方案，在应用于现有的鼓泡塔改造时，首先需要对原有的鼓泡塔的塔身进行加高和内腔分隔等施工，以满足布置多层脱硫区域的要求。并且，更为重要的是，烟气经过喷淋后进入鼓泡脱硫区，烟气压力损失较大，如果不对烟气进行加压，鼓泡脱硫效果难以保证，因此，除了塔身的加高与分隔外，还需要在两级脱硫区域的烟气连接管处增加适当加压手段，以保证进入鼓泡脱硫区域的烟气具有足够的压力。因此，利用上述两个专利或者类似的方式，施工难度无异于重新设置满足排放需要的脱硫设备。

基于上述分析，在原有鼓泡塔上进行改造很大程度上受鼓泡塔自身结构的制约，需要整体改造，改造投资上相当于新建一个新的吸收塔，且改造工期长，并在场地布置上也存在极大困难。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种湿法脱硫系统，该湿法脱硫系统能够适应超低排放的需要，并减少改造所需空间，缩减改造成本及工期。

为了实现上述目的，本发明提供一种湿法脱硫系统，所述湿法脱硫系统包括鼓泡塔和喷淋塔，所述鼓泡塔具有进烟通道和出烟通道，所述出烟通道通过连通管连接至所述喷淋塔的进口烟道，以使得待脱硫烟气顺次流过所述鼓泡塔和所述喷淋塔，并经由所述喷淋塔的出口烟道排出。

优选地，在竖直方向上，所述喷淋塔的进口烟道不低于所述鼓泡塔的出烟通道。

优选地，所述喷淋塔设有独立于所述鼓泡塔内的浆池的浆液循环装置。

优选地，所述浆液循环装置包括设置于所述喷淋塔外的集液管，所述喷淋塔的底部具有连通至所述集液管的排液口。

优选地，所述喷淋塔的底部具有倾斜底壁，所述排液口设置于所述倾斜底壁的最低处。

优选地，所述浆液循环装置还包括浆液循环泵，该浆液循环泵能够将所述集液管内的浆液泵送至所述喷淋塔的喷淋层。

优选地，在所述喷淋塔内，所述进口烟道与所述喷淋层之间设置有用于使流入所述喷淋塔的烟气均匀分布的均流装置。

优选地，所述均流装置设置为托盘或多孔板。

优选地，所述喷淋塔设置为圆形塔或方形塔。

优选地，所述进烟通道通过弯管段连通至原烟气烟道，且所述弯管段与所述进烟通道之间设置有烟气冷却器。

通过上述技术方案，将现有的鼓泡塔用作一级脱硫装置，在该鼓泡塔的出烟通道上串连喷淋塔，并以鼓泡塔的出烟通道内的烟气压力作为喷淋塔的进气压力，以使待脱硫烟气在一级脱硫后进入喷淋塔内进行二级脱硫。喷淋塔利用现有的鼓泡塔所在场地的钢架结构等进行高位布置，以使竖直方向上，喷淋塔的进口烟道不低于鼓泡塔的出烟通道，以充分利用两种塔的进、出烟气方位的特点，即，鼓泡塔的烟气自塔身上方的除雾结构排出后，顺势向上进入高位布置的喷淋塔底部的进口烟道，这样的布置形式可以简化鼓泡塔与喷淋塔之间的管连接关系，减少烟气在两级脱硫之间的压力损失。喷淋塔另设集液管，替代现有喷淋塔的浆池，可以减轻高位布置的喷淋塔的载荷，降低对支撑喷淋塔的钢结构的强度要求，以减少喷淋塔的引入对于改造现场的环境要求。

本发明的其他有益效果将在具体实施方式中予以进一步说明。

附图说明

图1是湿法脱硫系统的一种优选实施方式的结构原理图；

图2是图1中的湿法脱硫系统的外部结构视图。

附图标记说明

1-鼓泡塔；10-进烟通道；11-出烟通道；13-除雾器平台；2-喷淋塔；20-进口烟道；21-出口烟道；22-排液口；23-倾斜底壁；24-喷淋层；25-均流装置；3-连通管；4-集液管；5-浆液循环泵；6-弯管段；7-原烟气烟道；8-烟气冷却器。

具体实施方式

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指针对附图所示的方向而言或者是针对竖直、垂直或者中立方向上而言的各个部件相互位置关系描述用词。

如图1和图2中所示，根据本发明一种优选实施方式的湿法脱硫系统，包括鼓泡塔1和喷淋塔2，其中：鼓泡塔1具有进烟通道10和出烟通道11，喷淋塔1具有进口烟道20和出口烟道21，并且，在出烟通道11通过连通管3连通至进口烟道20，以使得鼓泡塔1和喷淋塔2顺序穿连，待脱硫烟气顺次经过鼓泡塔1和喷淋塔2被两级脱硫，最终经喷淋塔2的出口烟道21排出。

鼓泡塔1内的底部具有浆池，待脱硫烟气经过进烟通道10进入鼓泡塔1内部的鼓泡管，该鼓泡管的末端浸没于浆池的液面以下，以使待脱硫烟气在浆池内自下而上鼓泡并与浆池内的浆液及通入的氧气充分反应，逸出浆池的气体在鼓泡塔1内完成一次脱硫后，流经鼓泡塔1内的除雾平台13后，经出烟通道11排出至连通管3，并随即进入喷淋塔2的进口烟道20。

喷淋塔2内在进口烟道20和出口烟道21之间设置有喷淋层24，用于向进口烟道20流入的烟气喷洒喷淋液，以对鼓泡脱硫后的烟气进行二级脱硫处理。具体地，在一种优选实施方式下，喷淋塔2内在喷淋层24以下还设置有均流装置25，用以使进口烟道20内流入的烟气均匀流向喷淋层24。该均流装置25可以设置为托盘或多孔板，只要能够实现将气流均匀散开的目的即可。

本发明的湿法脱硫系统尤其适合于现有的鼓泡塔的改造工程。正如背景技术部分所提及的一样，鼓泡塔由于自身结构的原因，脱硫效率的提高受到较多的制约(如风机的压力有限，难以提高进烟通道10的进气压力；又如，提高浆池内浆液的ph值，会存在系统结垢堵塞的风险，不利于设备长期运行)。以喷淋塔的喷淋脱硫作为鼓泡塔脱硫的补充，将原烟气进行二级脱硫处理，可以取消对于鼓泡塔脱硫效率的要求，进而以喷淋塔内的喷淋层数量调整来适应脱硫效率的要求。尤其是，当鼓泡塔或喷淋塔中的任意一者出现故障时，可以通过能够正常工作的脱硫设备的脱硫效率的短时间高效运行进行补偿，以使整个湿法脱硫系统的运行稳定性更高。例如，当喷淋塔2出现运行故障时，可以使鼓泡塔1暂时运行在高ph值状态一段时间，以保持湿法脱硫系统的正常脱硫效率。

作为一种优选实施方式，在竖直方向上，喷淋塔2的进口烟道20不低于鼓泡塔1的出烟通道11。鼓泡塔1内的烟气流动方向为自下而上，溢出浆池的烟气经过除雾平台13后自鼓泡塔1的上端流出，将喷淋塔2的进口烟道20布置在高位，可以利用鼓泡塔1的出烟压力作为喷淋塔2的进烟压力，在鼓泡塔1的出烟压力足够时，连通管3上可以不设置任何增加烟气压力的装置。并且，喷淋塔2可以利用鼓泡塔1所在位置附近的钢架或其他结构支撑，以使鼓泡塔1和喷淋塔2在水平方向上尽量相互靠近，以减少连通管3的弯头数量，减小烟气在两个塔之间的流动阻力，降低脱硫系统的整体能耗。

进一步地，喷淋塔2设有独立于鼓泡塔1内的浆池的浆液循环装置。相当于，喷淋塔2另外地配置喷淋浆液，而不使用浆池内的浆液。如此可以独立控制两个塔的浆液ph值和浓度，并分别采用两套控制方法，避免两级脱硫之间相互干扰，脱硫效负荷的分配更加灵活。与之相适应地，鼓泡塔1与喷淋塔2也分别具有相互独立的氧化风系统、石膏排出结构以及石灰石浆液补充结构，以使鼓泡塔1和喷淋塔2仅在烟气流动的路径上串联，浆液及氧化等均相互独立，以便于灵活调节脱硫效率在两级之间的分配，避免两个塔相互影响。例如，当需要改造的鼓泡塔1自身脱硫效率较低时，可以不必费时费力调整鼓泡塔1的脱硫效率，只需为该鼓泡塔1配合穿连脱硫效率较高的喷淋塔2，以使喷淋塔2承担更大的脱硫负荷，达到整体脱硫效率的提高。这种灵活分配脱硫负荷的方式，尤其适合于现有鼓泡塔的改造工程，实践中可以取得缩短改造时间、降低改造成本之效果。

更进一步地，给鼓泡塔1配置的喷淋塔2可以采用现有的普通喷淋塔，直接用连通管3进行连接，也可以优选采用图1中所示的浆池外置的方式。具体地，喷淋塔2的浆液循环装置包括设置在喷淋塔2外的集液管4，该集液管4的作用近似于现有喷淋塔内的底部的浆池，喷淋塔2的底部具有连通至该集液管4的排液口22。具体地，在这种优选实施方式中，类似于将喷淋塔2的浆池布置在塔体外部，以实现喷淋塔2的小型化设计，尤其是采用前述的喷淋塔2高位布置的优选方案中，小型化设计的喷淋塔2有可以降低钢架等支撑结构的载荷要求，更进一步地降低鼓泡塔1的改造成本。实践中，该采用了集液管4的方案中，喷淋塔2塔体高度相比于普通底部具有浆池的喷淋塔低8-10米，且喷淋塔2运行时浆液重量的载荷降低2000吨左右，增加喷淋塔2的布置灵活性，更减少了工程投资及整个湿法喷淋系统的占地面积。并且，集液管4优选为竖直布置，该集液管4可以直接利用地基作为浆液集中的底部，集液管4本身的布置更加灵活；此外，集液管4相比于布置在喷淋塔底部的浆池而言，体积更小(以2000立方米的浆池为例，用于替代该浆池的集液管内部体积只有约100至150立方米)，这样，集液管4内的浆液循环性比大体积的浆池更好，因此，几乎全部浆液都可以在额定时间内被循环一次，即使集液管4内不设置任何搅拌装置，浆液内也不会发生大量的颗粒沉积。更为重要的是，集液管4竖直布置，浆液在集液管4内具有较高的液位，这个较高的液位使得集液管4内的浆液具有较高的静压，当采用泵向外泵送浆液时，浆液的静压能够给泵提供一个很大的前置水头，泵的额定压力无需太高也可以满足浆液向高位泵送的压力需求。

为了便于喷淋塔2内的喷淋后的浆液经排液口22流动至集液管4，并避免浆液在喷淋塔2底部沉淀，在喷淋塔2的底部设置倾斜底壁23，并且将排液口22布置于该倾斜底壁23的最低处。如此设置，喷淋层24内喷出的浆液落到倾斜底壁23上，由于该倾斜底壁23的斜度而具备一定的流动性，带动浆液内的颗粒一起经排液口22流出。

浆液循环装置还包括浆液循环泵5以及连接在集液管4和喷淋层24之间的必要管路，集液管4内回收的浆液在处理后被浆液循环泵5泵送至喷淋层24中。浆液循环泵5优选为变频泵，以方便地控制浆液循环的速度。此外，喷淋塔2可以选用圆形塔或方形塔。

参见图2中所示内容，进烟通道10通弯管段6连通至原烟气烟道7上，以使待脱硫烟气经过原烟气烟道7流入后经过弯管段6进入进烟通道10内，弯管段6与进烟通道10之间设置有烟气冷却器8，用将待脱硫烟气进行冷却后通入鼓泡塔1内，经过喷淋塔2进行第二级脱硫后的烟气经过净烟气通道9排出。

以下以某630w燃煤发电机组脱硫改造项目为例对本发明的湿法脱硫系统进行说明，以佐证本发明的前述有益效果：

湿法脱硫系统的总设计参数：

脱硫系统原烟气通道7内通入的烟气量：2161502nm3/h(标态，湿基，实际o2)；

原烟气内的so2浓度：1750mg/nm3；

原烟气粉尘浓度：25mg/nm3；

脱硫系统出口(净烟气烟道9内排出的烟气)so2排放浓度：≤22mg/nm3；

脱硫系统出口(净烟气烟道9内的烟气)粉尘排放浓度：≤3mg/nm3；

脱硫效率：≥98.75％；

鼓泡塔1的设计数据：

高度：18000mm；

直径：ф23500mm；

鼓泡管：ф1503000根；

升气管：ф650，155根；

氧化空气喷嘴：140；

设计使用寿命:25年；

喷淋塔2的设计数据：

喷淋塔尺寸：长x宽x高＝20mx10mx30m；

均流装置25(此处采用托盘)：1层，材质2205；

喷淋层24内的喷嘴：碳化硅空心喷嘴，每层200个；

喷淋层24：材料frp，共2层；

除雾器：三级屋脊，材料：聚丙烯；

浆液循环泵5：2台；

浆液循环泵流量：每台10500m3/h；

浆液循环泵扬程：23m；

浆液循环泵电机功率：1100kw。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。