增效半干法脱硫系统的制作方法

本实用新型属于烟气脱硫技术领域，具体地说，是关于一种增效半干法脱硫系统。

背景技术：

燃煤电厂锅炉以及各种工业窑炉排放的烟气尾气中，含有so2、氮氧化物等有害成分，是形成酸雨和雾霾、破坏生态环境的罪魁祸首，严重影响我国经济社会的可持续发展和人类的生存与健康。

2014年9月，国家三部委下发文件—《煤炭节能减排升级与改造计划(2016-2020年)》。文件要求到2020年，现役60万千瓦及以上燃煤机组、东部地区30万千瓦及以上公用燃煤发电机组、10千瓦及以上自备燃煤发电机组及其它有条件的燃煤发电机组，改造后大气污染物排放浓度基本达到或接近燃气轮机组排放限值，烟尘≤10mg/nm³、so2≤35mg/nm³、氮氧化物≤50mg/nm³。

现有常用的烟气脱硫系统包括半干法脱硫系统和湿法脱硫系统。与传统的烟气半干法脱硫系统，单一使用熟石灰作为脱硫吸收剂，包括脱硫塔、消石灰仓、布袋除尘器等设备。从锅炉出来的含有粉尘和so2的烟气，从脱硫塔的底部进入脱硫塔内，将一定量的消石灰从脱硫塔的底部加入，工艺水从脱硫塔的底部喷入，粉状的消石灰和水在脱硫塔内与烟气混合流动，并与烟气中的so2反应，生成亚硫酸钙和硫酸钙。携带反应产物和煤灰的烟气进入旋风分离器，再进入布袋除尘器处理后，通过空气斜槽返回脱硫塔内，再次循环参与脱硫反应。虽然消石灰、煤灰和反应产物多次在脱硫塔和布袋除尘器之间循环，增加了反应时间，消石灰的作用得以充分发挥，使得脱硫效率得以提高，消石灰的用量减少。但脱硫效率约80～90％，仍然无法满足现行标准的烟气超净排放中对so2的浓度要求。于半干法脱硫系统相比，湿法脱硫系统采用的脱硫剂便宜，脱硫效率较高，但湿法脱硫系统投资大，设备腐蚀性严重，洗涤后烟气需再热，能耗高，占地面积大，系统复杂、设备庞大、投资费用高；且生成物是液体或淤渣，较难处理，废水处理耗水量大，运行费用高。

为了提高脱硫效率以使出口烟气中的so2达到排放标准，现有技术中的半干法脱硫系统采用改造脱硫塔喷雾系统，加大消石灰用量和工艺水用量的方法，通过加大钙硫比和降低脱硫塔运行温度以提高脱硫效率。但上述方法因增加消石灰输送量和水量导致电耗增加显著，运行成本增加明显，且由于脱硫塔内喷水量更大，塔内反应温度反而更低，容易造成脱硫塔内结垢，致使后续的布袋除尘器产生糊袋的问题。且上述方法的脱硫效果虽然有一定的提高，但不高于95％，当进口烟气中so2浓度较高时，仍然无法保障排放烟气中so2浓度≤35mg/nm³。

因此，有必要设计新型的半干法脱硫系统，以克服现有技术中的上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于克服现有的半干法脱硫系统存在的出口烟气中的so2浓度不达标的技术缺陷，提供一种增效半干法脱硫系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

增效半干法脱硫系统，包括碱液储罐，水箱，消石灰粉仓，及依次相连的进风烟道、脱硫塔、布袋除尘器和烟囱，其中：

所述脱硫塔的塔底连接文丘里管，所述进风烟道与所述文丘里管连通，所述碱液储罐通过碱液管道与所述水箱连接，所述碱液管道上安装有碱液计量泵；所述水箱通过供水管路连通至所述文丘里管的内部，并与喷枪连接，所述供水管路上安装供水泵；所述水箱上设置有ph变送器，所述ph变送器实时检测所述水箱中水的ph值，以控制所述水箱内的水呈碱性；所述消石灰粉仓通过消石灰管路与所述文丘里管的内部连通；

所述布袋除尘器的排灰口连接有灰斗，所述灰斗与斜槽连通，所述斜槽与所述文丘里管连通，所述灰斗与斜槽还分别连接灰斗流化管路和斜槽流化管路，所述灰斗流化管路上设置有灰斗流化风机和第一电加热器，所述斜槽流化管路上设置有斜槽流化风机和第二电加热器；所述布袋除尘器的排气口连接排风烟道，所述排风烟道上安装有引风机，并连通至所述烟囱；

所述供水管路还包括连接至所述水箱的回流管路；或，所述供水管路的末端连通压缩空气管路。

优选地，所述碱液管道上设置有电磁流量计，所述碱液储罐上设置有远程液位计。

优选地，所述碱液计量泵有两台，一开一备；所述供水泵有两台，一开一备。

优选地，所述水箱连接有外来工艺水管道，所述碱液储罐连接有外来碱液管道。

优选地，还包括回风烟道，所述回风烟道从所述引风机后的排风烟道连通至所述进风烟道，所述回风烟道上设置有回风烟道板门。

优选地，还包括旋风分离器，所述旋风分离器的进风口与所述脱硫塔的烟气出口相连，出风口与所述布袋除尘器的进风口相连。

优选地，还包括连通所述灰斗的缓冲灰仓，所述缓冲灰仓通过仓泵与脱硫灰库连接。

根据本实用新型，还包括设置在所述消石灰管路上，用于输送消石灰粉的输送风机。

优选地，所述供水管路具有多个分支管路，分支管路沿所述脱硫塔的高度方向分布。

优选地，还包括压缩空气储罐，所述压缩空气储罐与布袋除尘器喷吹系统连接。

优选地，通过所述ph变送器实时控制所述水箱中水的ph值在7.5～8.5之间。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益技术效果：

本实用新型的增效半干法脱硫系统，将碱液引入脱硫系统，并与外来工艺水混合，调配成碱性的供水，用于同消石灰粉一起与烟气中的so2反应；采用灰斗连接管路，斜槽连接管路等结构的设置，用热风加热并吹起灰斗和斜槽中的粉灰，以使粉灰不结块和堆积，可提高粉灰的循环利用率，从而提高脱硫效率，保障灰斗和斜槽的正常运行。

本实用新型的增效半干法脱硫系统可有效将出口烟气中so2浓度降低到≤35mg/nm³，符合国家排放标准，脱硫效率可达95～98％。相比现有的半干法脱硫系统，脱硫效果明显提升，且操作简单，投资和运行费用较低，经济性高。

附图说明

图1为实施例1的增效半干法脱硫系统的工艺流程图。

图2为实施例2的增效半干法脱硫系统的工艺流程图。

图中：10-碱液储罐、20-水箱、30-消石灰粉仓、40-进风烟道、50-脱硫塔、60-布袋除尘器、70-烟囱、80-灰斗、90-斜槽、100-排风烟道、110-回风烟道、120-缓冲灰仓、130-脱硫灰库、140-压缩空气储罐、150-旋风分离器；

11-碱液管道、12-碱液计量泵、13-电磁流量计、14-外来碱液管道、22-供水泵、23-ph变送器、24-回流管路、25-外来工艺水管道、31-消石灰管路、32-输送风机、51-文丘里管、81-灰斗流化管路、82-灰斗流化风机、83-第一电加热器、91-斜槽流化管路、92-斜槽流化风机、93-第二电加热器、101-引风机、111-回风烟道板门、121-仓泵。

具体实施方式

下面结合附图，以具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置或方法的例子。

实施例1

本实施例提供一种增效半干法脱硫系统，包括碱液储罐10，水箱20，消石灰粉仓30，及依次相连的进风烟道40、脱硫塔50、布袋除尘器60和烟囱70，其中：

所述脱硫塔50的塔底连接文丘里管51，所述进风烟道40与所述文丘里管51连通，所述碱液储罐10通过碱液管道11与所述水箱20连接，所述碱液管道11上安装有碱液计量泵12；所述水箱20通过供水管路21连通至所述文丘里管51的内部，并与喷枪连接，所述供水管路21上安装供水泵22；所述水箱20上设置有ph变送器23，所述ph变送器23实时检测所述水箱中水的ph值，以控制所述水箱20内的水呈碱性；所述消石灰粉仓30通过消石灰管路31与所述文丘里管51的内部连通。

所述布袋除尘器60的排灰口连接有灰斗80，所述灰斗80与斜槽90连通，所述斜槽90与所述文丘里管51连通，所述灰斗80与斜槽90分别连接灰斗流化管路81和斜槽流化管路91，所述灰斗流化管路81连接有灰斗流化风机82，所述灰斗流化风机82和灰斗80之间的灰斗流化管路81上设置有第一电加热器83。所述斜槽流化管路91连接有斜槽流化风机92，所述斜槽流化风机92和斜槽90之间的斜槽流化管路91上设置有第二电加热器93；所述布袋除尘器60的排气口连接排风烟道100，所述排风烟道100上安装有引风机101，并连通至所述烟囱70。

所述供水管路21还包括连接至所述水箱20的回流管路24；通过高扬程供水泵产生较大的压头，使供水从供水管路末端的喷枪喷雾进入文丘里管51内，多余的供水部分从回流管路24回流至水箱20。但高扬程供水泵不具备调节流量的能力，例如，当供水泵是的额定流量是20m³/h，但脱硫塔根据工况只需要15m³/h的水量，则多出的5m³/h水通过回流管路返回到水箱。因此，上述回流管路的设计，适用于耗水量大的工况。

本实用新型的增效半干法脱硫系统，将碱液引入脱硫系统，并与外来工艺水混合，调配成碱性的供水，用于同消石灰粉一起与烟气中的so2反应；采用灰斗连接管路，斜槽连接管路等结构的设置，用热风加热并吹起灰斗和斜槽中的粉灰，以使粉灰不结块和堆积，可提高粉灰的循环利用率，从而提高脱硫效率，保障灰斗和斜槽的正常运行。本实用新型的增效半干法脱硫系统可有效将出口烟气中so2浓度降低到≤35mg/nm³，符合国家排放标准，脱硫效率可达95～98％。相比现有的半干法脱硫系统，脱硫效果明显提升，且操作简单，经济性高。

当然，本领域技术人员很容易理解，当耗水量小时，对供水泵的压力要求不高，供水泵可以变频调节水量，因此常通过压缩空气对供水管路末端的供水产生一定的压力，从而使得供水从喷枪喷雾进入文丘里管的内部。此时，所述增效半干法脱硫系统还包括压缩空气管路，所述压缩空气管路与所述供水管路的末端连通。

优选地，所述ph变送器23实时控制所述水箱中水的ph值在7.5～8.5之间。供水的ph值控制在7.5～8.5之间，可更好地与烟气中的so2反应，提供脱硫效率。

优选地，所述碱液管道11上设置有电磁流量计13，所述碱液储罐10上设置有远程液位计14。电磁流量计可进一步提高碱液计量的精度，确保后续的水箱内水的ph值在7.5～8.5之间。远程液位计实时检测所述碱液储罐内的液位，确保系统的稳定运行。

优选地，所述碱液计量泵12有两台，一开一备；所述供水泵22有两台，一开一备。上述设置，当其中一台泵出现故障需要维修时，可开启备用泵，有效确保了脱硫系统的长期运行，确保了脱硫效率。

根据本实用新型，所述碱液计量泵12的泵前管路上安装手动调节阀和y型过滤器，泵后管路上安装止回阀和电动调节阀，所述电动调节阀之后的碱液管道上安装所述电磁流量计13。所述供水泵22的泵前管路上安装手动调节阀和y型过滤器，泵后管路上安装止回阀和电动调节阀。

根据本实用新型，所述水箱20连接有外来工艺水管道25，所述碱液储罐10连接有外来碱液管道14。直接采用外来碱液管道14输送碱液，减少了系统内碱液的配制工序，降低了设备和操作成本。

根据本实用新型，所述增效半干法脱硫系统还包括回风烟道110，所述回风烟道110从所述引风机101后的排风烟道100连通至所述进风烟道40，所述回风烟道110上设置有回风烟道板门111。

根据本实用新型，所述增效半干法脱硫系统还包括连通所述灰斗80的缓冲灰仓120，所述缓冲灰仓120通过仓泵121与脱硫灰库130连接。

优选地，所述供水管路21具有多个分支管路，分支管路可沿所述脱硫塔50的高度方向分布，有利于提高脱硫效率。

根据本实用新型，还包括设置在所述消石灰管路31上，用于输送消石灰粉的输送风机32。优选地，所述输送风机32有两台，一开一备。

优选地，还包括压缩空气储罐140。所述压缩空气储罐140与系统中需要压缩空气的设备连接。例如，所述压缩空气储罐140分别与所述布袋除尘器60的喷吹系统和所述消石灰粉仓30的顶部连接。

优选地，所述灰斗流化管路还具有分支管路，所述分支管路与所述消石灰粉仓30的底部流化管路连接。

本实施例中，所述消石灰粉仓30内的消石灰来自于消化器。

本实用新型的增效半干法脱硫系统进行脱硫时，烟气沿进风烟道40从所述文丘里管51底部进入所述脱硫塔50的底部，所述碱液储罐10内的碱液通过碱液计量泵12打入水箱20内，水箱上安装的ph变送器23实时检测所述水箱中水的ph值，以控制所述水箱20内的水呈碱性。所述供水泵22将供水沿供水管路21打入文丘里管51的喉部，并通过喷枪喷出。所述消石灰粉仓30内的熟石灰通过消石灰管路31进入文丘里管51内，碱性的供水和消石灰分别与烟气中的so2反应，从而实现脱硫的目的。

优选地，所述碱液为氢氧化钠溶液，在脱硫反应中，碱性的氢氧化钠具有高活性，反应速率快。脱硫反应中涉及的各个反应方程式如下所示：

其中：式(1)、(2)为启动阶段脱硫溶液吸收so2的反应；

式(3)为ph值较高时(高于9时)，溶液吸收so2的主反应；

式(4)为溶液ph值较低(5～9)时的主反应。

当然，所述碱液还可以为现有技术中的其他碱性液体，例如na2co3。

实施例2

本实施例基本与实施例1相同，区别在于：

本实施例的脱硫系统还包括旋风分离器150，所述旋风分离器150的进风口与所述脱硫塔50的烟气出口相连，出风口与所述布袋除尘器60的进风口相连，所述旋风分离器150的底部出灰口与斜槽90连通。

上述设置，在所述布袋除尘器60之前设置旋风分离器150，将反应产物、消石灰和煤灰等固体分离并用于回收，提高了消石灰的循环利用率，保障了布袋除尘器的使用寿命。

实施例3、应用实例

陕西省黄陵市一个热电厂，采用3×75t/h循环流化床锅炉，采用实施例1的脱硫系统进行脱硫。单台锅炉烟气量为117520nm³/h(标况，湿基)，锅炉出口初始so2浓度为830mg/nm³(已进行炉内脱硫)，烟气温度为141℃，氧含量为8％，湿度为10％，耗水量5.3t/h,消石灰耗量0.16t/h，碱液(本实施例中采用氢氧化钠溶液)，耗量22kg/h，控制进入文丘里管的供水的ph为8，在脱硫塔反应温度85℃，脱硫效率约为96.14％，出口so2浓度≤32mg/nm³，已达到排放标准。

改变碱液耗量，可调节脱硫效率约为95-98％。当碱液耗量大于26kg/h，脱硫效率可以稳定运行在97％以上。

本实施例中，所采用的碱液储罐，材质：碳钢防腐，容积：约10天用量。碱液计量泵，流量1m³/h，扬程30m，功率：0.55kw，变频电机。电磁流量计，量程：0～2m³/h，4～20ma变松远传。实施例中涉及的管路、电动阀门和手动阀门均为碳钢。

当然，在出口so2浓度≤35mg/nm³的前提下，由于锅炉出口初始so2浓度的变化，可适当改变碱液耗量，以使出口so2浓度≤35mg/nm³。在常规的半干法脱硫工艺的so2浓度适用范围内，本实用新型所能达到的脱硫效率为95～98％。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。