一种烟气循环流化床法烟气脱硫动态调节系统及方法与流程

本发明属于工业烟气污染防治技术领域，具体涉及一种烟气循环流化床法烟气脱硫动态调节系统及方法。

背景技术：

二氧化硫是大气中主要的污染物之一，在空气中，so2和so3形成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是环境酸化的重要前驱物；so2浓度达到0.5ppm以上时会不同程度的对人身体造成危害，严重的会造成死亡；so2在空气中与烟尘协同作用，加大了呼吸道疾病的发病率，促使慢性病患者的病情迅速恶化，比如：伦敦烟雾时间、马斯河谷事件和多诺拉等烟雾事件。

二氧化硫的主要来自发电锅炉、工业锅炉、垃圾焚烧炉、烧结/球团、催化裂化、焦化、电解铝和玻璃窑炉等行业工业烟气排放，世界上各个国家在各行各业对so2都制定了不同的排放限值，由于我国人口众多，重工业基数庞大，so2排放总量较大，国家在各行业均出台了较为严格的污染物排放限值。

“超低排放”、“近零排放”、“消白”成为近几年来现状和发展趋势，在次背景下，干法超低排放技术成为当前和未来的一种广泛推广的技术，其中循环流化床脱硫技术干法脱硫中应用最为广泛的技术，其具有可以同时脱除烟气中的so3、hf、重金属等污染物，无废水排放，外排烟气中无烟囱雨现象等优点。

目前，由于各行业的原料、燃料的变化引起so2的原始浓度会有变化，其浓度可能在300~3000mg/nm³范围内波动，采用单一的运行模式，脱硫塔的运行阻力一般在1600~2200pa运行、投入运行设备较多，存在系统运行阻力高，运行费用高的问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的问题之一提供一种烟气循环流化床法烟气脱硫动态调节系统及方法。

本发明的技术解决方案是：一种烟气循环流化床法烟气脱硫动态调节系统，脱硫塔、布袋除尘器、引风机、烟囱依次连接，在引风机后端与脱硫塔原烟气进口之间的管道上设置循环风电动调节阀，在袋式除尘器下部灰斗出口处设置除尘器分料三通，在所述除尘器分料三通上设置除尘器排灰流量调节阀，在所述除尘器分料三通下部设置流化斜槽，所述流化斜槽连接脱硫塔，在流化斜槽与脱硫塔的连接管道上设置流化风机、流化风加热器；在脱硫塔的下部设置消石灰分布器，消石灰仓给脱硫塔输送消石灰；所述流化斜槽下部连接除尘器仓泵，所述除尘器仓泵连接中间灰仓。

根据本发明实施例，所述中间灰仓下部设置中间灰仓分料三通、中间灰仓流量调节阀、中间灰仓泵，所述中间灰仓泵通过管道与袋式除尘器下部灰斗连接。

根据本发明实施例，所述消石灰仓下部连接变频称重给料机、消石灰输送风机、消石灰加速器。

根据本发明实施例，所述脱硫塔内，消石灰分布器上部设置高压回流喷枪，在脱硫塔外部，所述高压回流喷枪连接工艺水箱、高压水泵。

根据本发明实施例，所述中间灰仓泵连接外排灰加湿搅拌机。

采用烟气循环流化床法烟气脱硫动态调节系统的一种烟气循环流化床法烟气脱硫动态调节方法，步骤在于：

s1：原烟气进入脱硫塔，在脱硫塔内烟气在脱硫塔文丘里的作用下与喷入脱硫塔的消石灰粉充分扰动和充分反应，脱除烟气中的so2；

s2：脱硫后烟气进入布袋除尘器，除去烟气中的粉尘进入引风机；

s3：经过引风机增压后的烟气进入烟囱排放；

s4：根据检测原烟气的烟气量的大小，开启循环风电动调节阀，循环风电动调节阀阀板的开度在0~90°范围任意角度调整，由于引风机出口的压力大于脱硫塔入口点压力，引风机出口处的烟气通过循环风烟道回流至脱硫塔入口，通过调整循环风电动调节阀的开度来控制回流的烟气量，保证烟气量在允许范围内，保证脱硫塔直段的烟气流速在4~6m/s范围内；

s5：袋式除尘器的除尘灰通过除尘器分料三通进入除尘器排灰流量调节阀，除尘器排灰流量调节阀阀板的开度在0~90°范围内调整，通过调节除尘器排灰流量调节阀的开度，来控制进入流化斜槽灰量，进而调整脱硫塔的床层压力；根据袋式除尘器灰斗的除尘灰的高低料位报警信号，调节除尘器排灰流量调节阀的开度，控制袋式除尘器灰斗排入除尘器仓泵的灰量，保证袋式除尘器灰斗的除尘灰料位在高料位和底料位之间；

s6：进入流化斜槽的灰在流化风机和流化风加热器产生的高温高压流化风的作用下进入脱硫塔内，实现灰的循环；

s7：储存在消石灰仓的消石灰粉通过变频称重给料机计量后进入消石灰加速器，消石灰输送风机提供动力，将进入消石灰加速器的消石灰输送至脱硫塔内；进入脱硫塔的消石灰粉通过消石灰分布器均匀分配，充分与进入脱硫塔原烟气进行混合；

s8：储存在工艺水箱的工艺水通过高压水泵加压，通过调节输送管道上的流量调节阀控制进入高压回流喷枪的流量；经过高压回流喷枪的工艺水附着在消石灰粉表面形成液膜，使气固反应变为气液反应。

根据本发明实施例，所述步骤s6中进入流化斜槽的灰通过除尘器排灰流量调节阀进入除尘器仓泵，由除尘器仓泵输送至中间灰仓进行储存。

根据本发明实施例，储存在中间灰仓的脱硫灰经过中间灰仓分料三通后进入中间灰仓流量调节阀，通过中间灰仓流量调节阀调节外排灰量，经过外排灰加湿搅拌机抑尘后装车外运。

根据本发明实施例，储存在中间灰仓的脱硫灰依次通过中间灰仓分料三通和中间灰仓流量调节阀进入中间灰仓仓泵，由中间灰仓仓泵输送至袋式除尘器的灰斗中，作为循环灰使用。

根据本发明实施例，所述步骤s6中流化风机为变频风机，控制流化风机出口压力为35~40kpa，温度为90~110℃。

本发明的有益技术效果是：（1）本工艺采用循环流化床脱硫，在原烟气中so2浓度在300~3000mg/nm³范围内波动时，能保证烟囱排放口处so2和颗粒物排放浓度低于35mg/nm³和10mg/nm³，满足超低排放、废水零排放和消白环保标准和政策要求；（2）根据烟气中so2进出口浓度，在满足达标排放前提下，实现建床和不建床运行，并可调节床层压力，最大限度降低脱硫塔的阻力，降低运行费用；（3）根据系统负荷情况和脱硫塔阻力损失，引风机采用变频控制，充分降低引风机的轴功率，降低运行费用；（4）流化风机采用变频控制，根据循环灰量来调节流化风机的风量，降低了流化风机的轴功率和流化风加热器的实际功率，降低了运行费用；（5）根据烟气工况，定制消石灰分布器，实现消石灰粉与原烟气的混合效果，保证消石灰在进入文丘里前1m截面处消石灰浓度标准偏差＜10%，提高了脱硫效率；（6）中间灰仓设置分料三通，使中间灰仓具备外排灰仓和缓冲仓两种功能，实现了烟气中so2浓度波动时循环灰的储存和输送功能，同时具有外排灰仓的功能，降低了建设投资费用和运行费用。

本发明根据原烟气中so2浓度和外排净烟气中so2浓度，自动调节脱硫塔的床压，也可实现不建床运行，在实现so2达标排放的同时，降低系统的运行费用，符合环保效益和经济效益政策。

附图说明

图1为一种烟气循环流化床法烟气脱硫动态调节系统流程图。

图中：1-脱硫塔；2-袋式除尘器；3-引风机；4-烟囱，；5-循环风电动调节阀；6-除尘器分料三通；7-除尘器排灰流量调节阀；8-流化斜槽；9-流化风机，；10-流化风加热器；11-除尘器仓泵；12-消石灰仓；13-变频称重给料机；14-消石灰输送风机；15-消石灰加速器；16-消石灰分布器；17-工艺水箱；18-高压水泵；19-高压回流喷枪；20-中间灰仓；21-中间灰仓分料三通；22-中间灰仓流量调节阀；23-中间灰仓仓泵；24-外排灰加湿搅拌机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

一种烟气循环流化床法烟气脱硫动态调节系统，脱硫塔1、布袋除尘器2、引风机3、烟囱4依次连接，在引风机3后端与脱硫塔1原烟气进口之间的管道上设置循环风电动调节阀5，在袋式除尘器2下部灰斗出口处设置除尘器分料三通6，在所述除尘器分料三通6上设置除尘器排灰流量调节阀7，在所述除尘器分料三通6下部设置流化斜槽8，所述流化斜槽8连接脱硫塔1，在流化斜槽8与脱硫塔1的连接管道上设置流化风机9、流化风加热器10；在脱硫塔1的下部设置消石灰分布器16，消石灰仓12给脱硫塔1输送消石灰；所述流化斜槽8下部连接除尘器仓泵11，所述除尘器仓泵11连接中间灰仓20。

所述中间灰仓20下部设置中间灰仓分料三通21、中间灰仓流量调节阀22、中间灰仓泵23，所述中间灰仓泵23通过管道与袋式除尘器2下部灰斗连接。

所述消石灰仓12下部连接变频称重给料机13、消石灰输送风机14、消石灰加速器15。

所述脱硫塔1内，消石灰分布器16上部设置高压回流喷枪19，在脱硫塔1外部，所述高压回流喷枪19连接工艺水箱17、高压水泵18。

所述中间灰仓泵23连接外排灰加湿搅拌机24。

一种烟气循环流化床法烟气脱硫动态调节方法，其步骤在于：

s1：原烟气进入脱硫塔1，在脱硫塔1内烟气在脱硫塔文丘里的作用下与喷入脱硫塔的消石灰粉充分扰动和充分反应，脱除烟气中的so2；

s2：脱硫后烟气进入布袋除尘器2，除去烟气中的粉尘进入引风机3；

s3：经过引风机3增压后的烟气进入烟囱4排放；

s4：根据检测原烟气的烟气量的大小，开启循环风电动调节阀5，循环风电动调节阀5阀板的开度在0~90°范围任意角度调整，由于引风机3出口的压力大于脱硫塔1入口点压力，引风机3出口处的烟气通过循环风烟道回流至脱硫塔1入口，通过调整循环风电动调节阀5的开度来控制回流的烟气量，保证烟气量在允许范围内，保证脱硫塔1直段的烟气流速在4~6m/s范围内；

s5：袋式除尘器2的除尘灰通过除尘器分料三通6进入除尘器排灰流量调节阀7，除尘器排灰流量调节阀7阀板的开度在0~90°范围内调整，通过调节除尘器排灰流量调节阀7的开度，来控制进入流化斜槽8灰量，进而调整脱硫塔1的床层压力；根据袋式除尘器2灰斗的除尘灰的高低料位报警信号，调节除尘器排灰流量调节阀7的开度，控制袋式除尘器2灰斗排入除尘器仓泵11的灰量，保证袋式除尘器2灰斗的除尘灰料位在高料位和底料位之间；

s6：进入流化斜槽8的灰在流化风机9和流化风加热器10产生的高温高压流化风的作用下进入脱硫塔1内，实现灰的循环；

s7：储存在消石灰仓12的消石灰粉通过变频称重给料机13计量后进入消石灰加速器15，消石灰输送风机提供动力，将进入消石灰加速器15的消石灰输送至脱硫塔1内；进入脱硫塔1的消石灰粉通过消石灰分布器16均匀分配，充分与进入脱硫塔1原烟气进行混合；

s8：为了提高脱硫效率，需要在脱硫塔内喷入适量的工艺水，储存在工艺水箱17的工艺水通过高压水泵18加压，通过调节输送管道上的流量调节阀控制进入高压回流喷枪19的流量；经过高压回流喷枪19的工艺水附着在消石灰粉表面形成液膜，使气固反应变为气液反应，增加反应速度，提高反应效率。

所述步骤s5中床层压力为脱硫塔建床后脱硫塔进出口压力差减去不建床运行时的脱硫塔进出口的压力差。通过调节进入流化斜槽的分支管道上除尘器排灰流量调节阀的开度，来控制进入流化斜槽的灰量，也就是控制进入脱硫塔的灰量，调节阀在0~90°范围内调节，对应脱硫塔内循环灰的浓度在0~1200g/nm³，对应的床层压力为0~1600pa。

所述步骤s6中进入流化斜槽8的灰通过除尘器排灰流量调节阀7进入除尘器仓泵11，由除尘器仓泵11输送至中间灰仓20进行储存。

根据袋式除尘器2的高低料位、循环灰循环量和消石灰的补给量控制进入除尘器仓泵11的灰量，此时除尘灰进入中间灰仓20储存外排，中间灰仓的储存时间为2~4d。

所述步骤s6中流化风机9为变频风机，控制流化风机9出口压力为35~40kpa，温度为90~110℃，根据循环灰量来调节流化风机的风量，达到节能目的，降低运行费用。

储存在中间灰仓20的脱硫灰有两种外排和输送功能，一种是脱硫灰经过中间灰仓分料三通21后进入中间灰仓流量调节阀22，通过中间灰仓流量调节阀22调节外排灰量，经过外排灰加湿搅拌机24抑尘后装车外运；另一种是储存在中间灰仓20的脱硫灰依次通过中间灰仓分料三通21和中间灰仓流量调节阀22进入中间灰仓仓泵23，由中间灰仓仓泵23输送至袋式除尘器2灰斗中，作为循环灰使用。

原烟气中so2浓度由高浓度变为低浓度时，循环灰量由高变低，此时部分循环灰可储存在中间灰仓20中，当so2由低浓度变为高浓度时，储存在中间灰仓20中的循环灰经过中间灰仓仓泵23输送至袋式除尘器2灰斗中，作为循环灰使用，节省了消石灰的耗量。

循环流化床脱硫中的循环就是灰的循环，在脱硫塔内ca（oh）2与so2发生反应，反应生成caso3和caso4，达到脱硫目的。

脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出，其中有未发生反应的ca（oh）2颗粒，此部分含颗粒粉尘，进入再循环袋式除尘器2，被分离出来的颗粒，即除尘灰经流化斜槽返回吸收塔，由于固体颗粒反复循环达百次之多，故吸收剂利用率较高，也增加了反应接触时间，提高了脱硫效率。

所述步骤s1，控制文丘里烟气流速在40m/s~60m/s范围内，保证扰动效果，保证烟气so2排放浓度低于35mg/nm³。

所述步骤s2，建床运行时，保证袋式除尘器2的过滤风速不高于0.7m/min，不建床运行时，保证除尘器的过滤风速不高于0.9m/s，保证烟气粉尘排放浓度低于10mg/nm³。

所述步骤s3，引风机3采用变频风机，可实现根据系统负荷情况和脱硫塔阻力损失调节风量和风压，根据烟气量、so2浓度和脱硫塔建床情况，脱硫塔的阻力在600~2200pa范围内波动，保证引风机3出口压力在300pa~500pa左右，达到节能目的，降低运行费用。

所述步骤s5，根据原烟气的so2浓度，动态调节流化斜槽8返回脱硫塔1的循环灰量，使脱硫塔1的循环灰浓度保持在0~1200g/nm³范围内动态调节，相对应的脱硫塔1床压为0~1600pa，当so2浓度低于500mg/nm³时，可不建床运行，无循环灰循环。

所述步骤s7，根据so2进出口浓度，通过变频称重给料机13控制消石灰的喷入量，消石灰输送风机出口压力为60~70kpa，保证消石灰粉的喷射和混合效果，消石灰仓12的储存时间为1~2d。

所述步骤s7，储存在消石灰仓12的消石灰粉的水率低于1.5%，比表面积大于15m²/g，纯度不低于90%，通过消石灰分布器16，实现消石灰粉与原烟气的混合效果，保证消石灰粉在进入脱硫塔文丘里前1m截面处消石灰浓度标准偏差＜10%。

所述步骤s8，根据原烟气量、进出口so2浓度，控制水的喷入量，保证脱硫塔出口烟气温度在酸露点以上20~30℃。

本发明通过设置消石灰分布器15、中间灰仓分料三通21、中间灰仓流量调节阀22、中间灰仓仓泵23等设备，使本系统可实现根据烟气中so2进出口浓度，在满足达标排放前提下，实现建床和不建床运行，并可调节床层压力，最大限度降低脱硫塔的阻力，降低运行费用。

引风机3采用变频控制，根据系统负荷情况和脱硫塔阻力损失，充分降低引风机的轴功率，降低运行费用。

流化斜槽8配套的流化风机9采用变频控制，根据循环灰量来调节流化风机的风量，降低了流化风9机的轴功率和流化风加热器的实际功率，降低了运行费用。

中间灰仓21设置中间灰仓分料三通21，使中间灰仓20具备外排灰仓和缓冲仓两种功能，实现了烟气中so2浓度波动时循环灰的储存和输送功能，同时具有外排灰仓的功能，降低了建设投资费用和运行费用。

本发明所涉及的系统，在满足当前环保新标准的同时，可以脱除烟气中的so3、hf、重金属等污染物，无废水排放，外排烟气中无烟囱雨现象等优点。其工艺简单，具有运行成本低，经济及环境效益明显等特点。

本发明可以作为新建项目使用，同时本发明可应用于对原有循环流化床脱硫项目的改造，对现有项目进行升级，在投入较少的费用下实现动态调节和控制功能，实现节能和降低运行费用的目的。

以上结合附图描述的实施方案仅为本发明的优选方案，本发明不限于上述方案中的具体细节，任何在本发明的思想和原则下所做的任何修改、替换，均在本发明的保护范围内。