锅炉双碱法脱硫方法与流程

本发明涉及锅炉烟气治理领域，即锅炉双碱法脱硫方法。适用于so2与碱性物质间的反应或在碱溶液中发生(湿法烟道气脱硫技术)。

背景技术：

在现有技术中，烟气脱硫脱硝技术是应用于多氮氧化物、硫氧化物生成化工工业的一项锅炉烟气净化技术。氮氧化物、硫氧化物是空气污染的主要来源之一。烟气中的so2实质上是酸性的，可以通过与适当的碱性物质反应从烟气中脱除so2。脱硫塔是利用水膜脱硫除尘原理，可通过配制不同的除尘剂，同时达到除尘和脱硫（脱氮）的效果。

锅炉废气脱除so2，常用有石灰石法、双碱法，都比较成熟，做的好的去除率可达90%左右。石灰石法由于费用相对低一些，用的相对多一些，尤其是连续运行的大型锅炉基本都是石灰石法脱硫。但是双碱法对中小型锅炉，特别是间歇式运行锅炉更加适用。

双碱法源于美国通用汽车公司的脱硫技术。国内双碱法的脱硫塔绝大多数采用二至四层喷嘴喷淋双碱洗脱液，形成二至四层水幕，锅炉废气从脱硫塔底部向上升，废气穿过喷淋水幕完成洗脱。实际上光靠喷淋洗脱是远远不够的，在每秒至少二至三米甚至更快速度废气的冲击下，喷淋水幕会上卷变形，不可能完好无缺，总有一部分废气无法与水幕接触。这是现行脱硫塔无法做到so2零排放的原因之一。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述不足而提供一种脱硫效果好的锅炉双碱法脱硫方法，实现so2彻底清零。

本发明的技术解决方案是：锅炉双碱法脱硫方法，其特征在于包括：

（1）在脱硫洗脱塔体内设置有多层喷嘴喷淋装置，在多层喷嘴喷淋装置最下层下设置多层带有若干个孔眼4的网孔板，网孔板上的孔眼分成上孔眼和下孔眼，上孔眼上面直径大于下孔眼直径。

（2）喷淋水泵扬程要高于实际扬程10-15米。

（3）洗脱喷嘴截面积的总和要等于水泵出口截面积的65-75%。

（4）喷淋分水器要根据其前端喷嘴的数量确定分水器直径并由粗到细。

（5）孔板下面孔隙率为38%，上面孔隙率为75%。

（6）调整脱硫洗脱塔体直径，使塔内风速为每秒2.5米。

上述方案中，

上孔眼为倒梯形。

网孔板上的各个孔眼靠近布置。

本发明的优点是：1、做到“一塔两次洗脱”和喷淋法上述的三项技术要点以及孔板法上述六项技术要点，在一塔之内，被均匀分配的水幕、水雾、泡沫发挥着各自作用，确保了so2与naoh在分子层面的百分之百接触，完全可以实现so2零排放。同时，本工艺的洗脱越充分，烟尘去除越干净，洗脱越充分，烟尘中的voc也会被碱水液去除的越多。采用上述“精准”的洗脱技术，实现so2彻底清零。2、把市场上通行的液气比由3降到1.5，使喷淋功耗降低50%。3、设置多层带有若干个孔眼的网孔板，在脱硫塔内，做到液气均匀分布，喷淋水与废气易形成气泡，气泡破裂使得废气与喷淋水被均匀混合，确保了so2与naoh在分子层面的百分之百接触，洗脱充分，完全可以实现so2零排放。

下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明中网孔板布置结构简图。

图2是本发明中网孔板平面结构简图。

图3是本发明中孔眼结构简图。

具体实施方式

参见图1、2、3，零部件名称如下：脱硫洗脱塔体1，喷嘴喷淋装置2，网孔板3，孔眼4，上孔眼5，下孔眼6，螺旋喷嘴喷淋洗脱液入口7，烟尘入口8，烟尘净化后出口9（接烟囱），洗脱液出口10。

参见图1、2、3，锅炉双碱法脱硫方法，包括：

（1）在脱硫洗脱塔体1内设置有三层喷嘴喷淋装置2（不限于此），在三层喷嘴喷淋装置2最下层下设置带有若干个孔眼4的三层网孔板3（不限于此，见图2），网孔板3上的孔眼4分成上孔眼5和下孔眼6（构成泡沫法凹型孔板），上孔眼5上面直径大于下孔眼6直径（如本例中下孔眼6直径为10mm，上孔眼5直径为14mm，为倒梯形），网孔板3上的各个孔眼靠近布置（贴靠设置，避免水滴在网孔板3上水平流动）。上孔眼为倒梯形（见图3）。

（2）喷淋水泵扬程要高于实际扬程10-15米。

（3）洗脱喷嘴截面积的总和要等于水泵出口截面积的65-75%。

（4）喷淋分水器要根据其前端喷嘴的数量确定分水器直径并由粗到细。

（5）孔板下面孔隙率为38%，上面孔隙率为75%。

（6）调整脱硫洗脱塔体1直径，使塔内风速为每秒2.5米。

本申请在脱硫洗脱塔体1内部三层洗脱喷嘴喷淋装置2下方再安装三层网孔板3（也称泡沫法）。喷淋洗脱液要经网孔板3孔眼向下流，废气在末端引风机抽力下经网孔板3孔眼向上升。双碱水液属表面活性剂，被废气在孔眼处一吹会产生气泡。高速运行的废气不会因被气泡裹携而静止下来，而是在气泡内高速旋转，so2会被气泡水膜捕获去除。这种工艺设计，实际是把喷淋法洗脱与网孔板3泡沫法洗脱叠加在一起，进行了“一塔两次洗脱”，而且只增加三层网孔板3，占用空间很小，利用的是喷淋所使用的水泵和喷淋下来的洗脱液，不需额外增加成本。并实现如下“精准”设计：

对于喷淋法，本工艺参数如下：一是喷淋水泵扬程要高于实际扬程10-15米，同时根据喷淋水管弯头数量适当留有余量（弯头会增大助力），此扬程差越小，洗脱喷嘴前的压力越小，喷淋水幕直径越小，遇高速烟气上卷变形越大。此扬程差太大，常年运转水泵功耗太大。二是洗脱喷嘴截面积的总和要相当于水泵出口截面积的65-75%，截面积差低于65%，电能消耗过大，超过75%，水幕直径变小，易上卷变形。三是喷淋分水器形状或形式可不同，但要根据前端喷嘴的数量确定分水器直径并由粗到细，以便在喷淋分水器内形成相同压力，使每个喷嘴喷出的水量一致，水幕直径一致。洗脱喷嘴的水平布局间距应该是均等的，以3/8的喷嘴为例，前后左右的的间距不能大于30cm,距离塔边不能大于15cm。水幕与水幕的重叠也应该是是均等的。水幕均匀了，下沉的水雾也均匀了。以上三项技术要点，确保了喷淋洗脱的充分性、均等性，尽量减少废气从水幕缝隙逃逸的几率。

对于泡沫法，如果开孔率低（如30-50%），则孔径大，喷淋水会从孔眼4周边流到网孔板3下，废气会从孔眼4中央向上升，很少产生气泡，只能解决巨型脱硫塔从塔底一侧进入烟气所产生的巨大湍流，起到均匀分布气体流量，以降低洗脱的液气比及水泵功耗。如果孔径为直孔，塔内网孔板3上和下压力是不同的，网孔板3下废气经孔眼4夺路而逃，加上网孔板3安装焊接不可能绝对水平，导致少数孔眼4以上升废气为主，废气流速快、流量大，气流使喷淋液水平流动被推向其它孔眼4，很少产生气泡；另有多数孔眼4产生气泡，洗脱液向下流出产生的阻力，延缓了孔眼4内废气上升的流速和流量。这种液气没有被均匀分配的现象，是由“射流现象”造成的。

本申请中，第一，把传统上下直径相同的孔眼变成上面直径大于下面直径的凹孔（如上倒圆锥台＋下直孔），此时已经落在斜坡上的水滴，不会返到斜坡上从其它孔眼4流出。第二，凹型孔眼4下面直径为10mm，上面直径为14mm，或下面直径12mm，上面直径16.5mm等方案，要的是下面直径与上面直径的大致比例。第三，网孔板3下面孔隙率为38%，上面孔隙率为75%（孔隙率是指单位面积上孔的数量）。但计算废气穿过网孔板3的截面积，仍然是38%。在网孔板3上面，孔眼4与孔眼4之间几乎是零距离，水滴在网孔板3上不能水平流动，射流现象失去了最基本的条件。第四，根据固定的废气量，调整洗脱塔直径，使塔内风速为每秒2.5米左右。风速过快，气泡易碎，so2与洗脱液反应时间太短，风速过慢，洗脱塔直径太大，喷淋水幕覆盖面积越大，水泵功耗越大。第五，合理确定液气（l/m³）比例。比例越大，水泵功耗越大，比例太小，洗脱液除流出孔眼4的之外，剩余的水量不能满足形成气泡水膜的需要，就会产生间断出气雾，间断出气泡的现象。第六，洗脱喷嘴和泡沫网孔板3布局应分为喷淋区和泡沫区，即三层喷淋在上，三层网孔板3在下，上中下网孔板3的孔眼4直径、孔隙率，以及理论上通过孔眼4的废气量、废气风速都是相同的。如果网孔板3采用交叉布局（喷淋→网孔板3→喷淋→网孔板3→喷淋→网孔板3），其弊端是：第一层网孔板3接受的仅仅有一层喷淋的水量，第二层网孔板3接受两层喷淋的水量，只有第三层网孔板3才接受三层喷淋的水量。由于交叉式布局使上中下网孔板3接受的水量不同，液气比不同，气泡量不同，很难做到液气均匀分布。而且喷淋和网孔板3交叉式布局，每层网孔板3产生气泡的上方紧挨着喷淋，水幕是喷射式的，气泡遇喷射水幕大部分会被击破。相反，多层喷淋在一起，不仅对水幕间的缝隙可以互补，不仅会使多层网孔板3接受的水量相同、液气比相同、气泡相同，不仅会使多层气泡距离水幕相对远一些，而且上层网孔板3对下层网孔板3的气泡还会有一定的遮挡作用。遇到的水滴是自由落体式的，没有水幕直射，水滴只会将大气泡变成若干个小气泡。气泡上升至喷射式的水幕才会破碎。本申请布置实现液气占比为1.5l/m³，是现行双碱法液气占比的二分一，是石灰石石膏法15-25l/m³的十几分之一。特别是石灰石法已经是大水漫灌了，但不论是双碱法脱硫还是石灰石石膏法脱硫，只要洗脱塔的设计存在缺陷，“射流现象”不去除，各种参数不合理，即使大水漫灌也顶多使脱硫去除率达到90%左右，不会做到零排放。这种精准的洗脱技术，不仅在脱硫工艺中要使用，在脱硝和去除臭氧残留的环节也要继续使用。

经吉林省冶金研究院对通化百信药业现场检测结果如下（采样点位锅炉出口-）：烟尘3.13mg/m³，二氧化硫小于3mg/m³，氮氧化物小于3mg/m³，含氧量19.6％，烟气流量9416m³/h。全部达标。

上面描述，只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制。