专利名称：一种适应煤质多变的海水脱硫系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃煤电站脱硫控制技术领域，特别涉及一种适应煤质多变的海水脱硫系统。
背景技术：
我国以煤炭为主的能源结构将会在未来很长的一段时间内不会改变，然而煤炭的燃烧会造成严重的环境问题，如因硫氧化物的排放而导致的酸雨问题。随着《火电厂大气污染排放标准》GB13223-2011的出台，火力发电厂大气污染物排放限值较之前的标准降低了 4倍，这一方面可以看出我国在酸雨治理方面的决心，另一方面也是对脱硫技术很大的考验。海水烟气脱硫主要是利用海水的天然碱度吸收SO2，海水脱硫工艺投资小，无废弃物，工艺简单，运行维护方便，不存在结垢和堵塞等问题，具有光明的发展前景。虽然烟气海水脱硫技术有很多优势，但是工程实践证明，仍有若干关键技术问题需要解决，主要问题在于海水脱硫是利用海水的天然碱度来进行脱硫的，海水的天然碱度有限，因此海水脱硫技术仅仅适用于中低硫煤的脱硫，而且随着目前排放标准的进一步严格，海水脱硫技术的煤种适应范围将会进一步缩小。然而，我国的煤质变化很大，火电厂常常需要根据煤价的高低来确定运行煤种，而且往往会燃用劣质煤。在这种背景下，海水脱硫技术的适应范围很小，而如何适应我国煤质多变的国情是海水脱硫技术实施的关键点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适应煤质多变的海水脱硫系统，从而增加海水脱硫技术的煤种适应范围。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种适应煤质多变的海水脱硫系统，包括吸收系统和水质恢复系统；所述吸收系统包括烟气系统和海水系统；所述烟气系统包括FGD入口挡板、增压风机、吸收塔、FGD出口挡板和湿烟囱；FGDA 口挡板的出口端与增压风机的入口端相连，增压风机出口端连接吸收塔的入口端，吸收塔由下至上依次设有预曝气池、液体再分布器、喷淋层、环形喷淋层和除雾器，吸收塔顶部的出口端连接FGD出口挡板的入口端，FGD出口挡板的出口端连接湿烟囱；所述海水系统包括配水井、泵吸池、第一海水增压泵和第二海水增压泵；配水井的出口端连接泵吸池的入口端，泵吸收的出口端连接第一海水增压泵和第二海水增压泵的入口端；第一海水增压泵的出口端连接吸收塔的预曝气池；第二海水增压泵的出口端连接吸收塔的喷淋层喷淋入口端；所述水质恢复系统包括氧化风机、混合池、曝气池、排水池和曝气风机；预曝气池的入口端连接氧化风机的出口端，同时连接第一海水增压泵的出口端，预曝气池的出口端连接混合池的入口端，混合池的入口端同时连接泵吸池的出口端，混合池的出口端连接曝气池的入口端，曝气池的入口端同时连接曝气风机的出口端，曝气池的出口端连接排水池；环形喷淋层中的喷淋液为锅炉排污水或是掺碱海水；环形喷淋层的底部设置有若干喷口向壁面方向喷射，喷射后的壁流进入液体再分布器进行再分布，使得壁面附近的喷淋液重新分散成为小液滴进一步吸收壁面附近的so2。本发明进一步的改进在于当该海水脱硫系统连接汽包炉时，所述吸收系统还包括提供锅炉排污水的排污水系统，所述排污水系统包括锅炉汽包、排污扩容器、沉淀池和换热器；锅炉汽包的出口端连接排污扩容器的入口端，排污扩容器的出口端连接沉淀池的入口端，沉淀池的出口端连接换热器的入口端，换热器的出口端连接吸收塔中的环形喷淋层的喷淋入口端。本发明进一步的改进在于换热器采用套管式换热器，内管通入排污水，外管通入软化水；内管的入口端与沉淀池的出口端相连，内管的出口端与吸收塔中的环形喷淋层的喷淋入口端相连。本发明进一步的改进在于FGD出口挡板的出口端与湿烟囱之间设有第二 SO2测点；通过调节环形喷淋层下的喷淋层内的喷淋海水的量来调节吸收塔的吸收效率；喷淋层内的喷淋海水的量通过第二 SO2测点关联控制。本发明进一步的改进在于当该海水脱硫系统连接直流炉时，所述吸收系统还包括提供碱液的碱液系统；所述碱液系统包括碱液罐、加碱泵和第三海水增压泵；泵吸池的出口连接第三海水增压泵的入口，同时碱液罐的出口端与加碱泵的入口端相连，加碱泵的出口和第三海水增压泵出口流出的海水掺混一起进入吸收塔中的环形喷淋层的喷淋入口端，给环形喷淋层提供掺碱海水。本发明进一步的改进在于FGD出口挡板的出口端与湿烟囱之间设有第二 SO2测点；通过调节环形喷淋层内的喷淋液浓度来调节吸收塔的吸收效率；喷淋液浓度通过第二SO2测点关联控制。本发明进一步的改进在于脱硫后的吸收液进入吸收塔底部的预曝气池，同时在预曝气池内掺混新鲜海水并且进行预曝气，吸收液和新鲜海水的混合液再进入混合池与另一部分的新鲜海水混合，再进入曝气池进行曝气恢复水质，曝气后通过排水池排放。本发明进一步的改进在于预曝气池内通入的新鲜海水与脱硫后的吸收液的掺混比为O. 8 ;即新鲜海水体积与脱硫后的吸收液的体积之比为O. 8:1。本发明的进一步改进在于，所述液体再分布器位于喷淋层之下，吸收塔入口之上；液体再分布器包括两层交错布置的若干挡块；挡块为斜三棱柱形状，包括顶面、第一底面、第二底面、第一挡板和第二挡板，其中顶面与吸收塔壁面成45°斜向下布置，顶面为平板或者波纹板，设置于顶面下方的第一底面和第二底面之间的夹角小于90°，第一挡板和第二挡板垂直固定在顶面两侧。本发明进一步的改进在于上层挡块的顶面的宽度大于或等于相邻下层挡块固定在吸收塔内壁的末端之间的缝隙宽度。在吸收塔的入口以及进入湿烟囱前的管路上均设有SO2测点，其中在进湿烟囱前的测点带有控制功能。对于汽包炉所对应的海水脱硫系统，该控制点与喷入吸收塔的海水量相关联。对于直流炉所对于的海水脱硫系统，该控制点与海水中的掺碱量相关联。相对于现有技术，本发明系统的主要优点是
1、本发明最上层喷淋层采用环形喷淋层可显著提高脱硫效率。原因如下:随着烟气的上升，其含硫量逐渐降低，因此传质动力也降低。为了提高上层的传质动力，一方面可以提高海水的碱度，另一方面可以增加喷淋量。实际上，吸收塔中央海水覆盖面积较大，吸收效率很高，而四周却因为贴壁的影响，脱硫效率低。本发明中采用的环形喷淋层喷射的为高浓度的掺碱海水(包括锅炉排污水或掺碱的海水)且向壁面方向喷射，从而可以很大程度上提闻壁面附近的脱硫效率，进而提闻总的脱硫效率。2、本发明在喷淋层之下吸收塔入口之上设置有液体再分布器可以重新分布壁面附近的喷淋液，使得壁面附近的喷淋液重新分散成为小液滴，比表面积增大，吸收能力增强，再次吸收壁面附近的SO2，进一步增强壁面附近的脱硫能力；液体再分布器的两个底面构成楔形，可以明显降低烟气的流动阻力；布置在液体再分布器顶面两侧的两个挡板可以有效防止收集的液体从两侧流出。3、本发明中吸收塔底部增加了预曝气池，从而减少了后续曝气的压力，提高曝气效果，节约海水脱硫系统的占 地面积。在预曝气池中掺入新鲜海水且掺混比为0.8，一方面可以有效防止已被吸收的SO2的溢出，另一方面边曝气边掺混的方式可以减少吸收液的稀释，提高传质动力，达到比直接在混合池内掺混新鲜液后曝气这种方式更好的氧化效果。4、对应于汽包炉，锅炉排污水完全利用可以达到以废治废的目的，通过调节环形喷淋层下喷淋层的喷淋海水量，可以调节吸收塔的吸收效率从而适应煤质的变化。对应于直流炉需要在环形喷淋层的喷淋海水中掺碱，从而可以通过改变碱液的浓度来调节吸收塔的吸收效率从而适应煤质的变化。
图1是本发明的对应于汽包炉的海水脱硫系统图；图2是本发明的对应于直流炉的海水脱硫系统图；图3为液体再分布器示意图。 图中:1、FGD入口挡板，2、增压风机，3、第一 SO2测点，4、吸收塔，5、FGD出口挡板，
6、第二 SO2测点，7、湿烟園，8、锅炉汽包，9、排污扩容器，10、沉淀池，11、换热器，12、软化水增压泵，13、配水井，14、泵吸池，151、第一海水增压泵，152、第二海水增压泵，153、第三海水增压泵，16、氧化风机，17、混合池，18、曝气池，19、排水池，20、曝气风机，21、海水，22、软化水，23、吸收液，24、排污水，25、除尘后烟气，26、空气，27、阀门，28、大海，29、至除氧器，30、至低温加热器，31、预曝气池，70、液体再分布器，701、顶面，702、第一底面，703、第二底面，704、第一挡板，705、第二挡板，32、喷淋层，33、环形喷淋层，34、除雾器，80、碱液罐，90、加碱栗。图1、图2中的仪表代码含义见表I。表I
^I代码意义~I代码意义
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权利要求
1.一种适应煤质多变的海水脱硫系统，其特征在于，包括吸收系统和水质恢复系统； 所述吸收系统包括烟气系统和海水系统； 所述烟气系统包括FGD入口挡板(1)、增压风机(2)、吸收塔(4)、FGD出口挡板(5)和湿烟囱(7);FGD入口挡板(I)的出口端与增压风机(2)的入口端相连，增压风机(2)出口端连接吸收塔(4)的入口端，吸收塔(4)由下至上依次设有预曝气池(31)、液体再分布器(70)、喷淋层(32)、环形喷淋层(33)和除雾器(34)，吸收塔(4)顶部的出口端连接FGD出口挡板(5)的入口端，FGD出口挡板(5)的出口端连接湿烟囱(7)； 所述海水系统包括配水井(13)、泵吸池(14)、第一海水增压泵(151)和第二海水增压泵(152);配水井(13)的出口端连接泵吸池(14)的入口端，泵吸收(14)的出口端连接第一海水增压泵(151)和第二海水增压泵(152)的入口端；第一海水增压泵(151)的出口端连接吸收塔(4)的预曝气池(31);第二海水增压泵(152)的出口端连接吸收塔(4)的喷淋层(32)喷淋入口端； 所述水质恢复系统包括氧化风机(16)、混合池(17)、曝气池(18)、排水池(19)和曝气风机(20);预曝气池(31)的入口端连接氧化风机(16)的出口端，同时连接第一海水增压泵(151)的出口端，预曝气池(31)的出口端连接混合池(17)的入口端，混合池(17)的入口端同时连接泵吸池(14)的出口端，混合池(17)的出口端连接曝气池(18)的入口端，曝气池(18)的入口端同时连接曝气风机(20)的出口端，曝气池(18)的出口端连接排水池(19)； 环形喷淋层(33)中的喷淋液为锅炉排污水或是掺碱海水；环形喷淋层(33)的底部设置有若干喷口向吸收塔(4)壁面方向喷射，喷射后的壁流进入液体再分布器(70 )进行再分布。
2.根据权利要求1所述的一种适应煤质多变的海水脱硫系统，其特征在于，当所述海水脱硫系统连接汽包炉时，所述吸收系统还包括提供锅炉排污水的排污水系统，所述排污水系统包括锅炉汽包(8 )、排污扩容器(9 )、沉淀池(10 )和换热器(11);锅炉汽包(8 )的出口端连接排污扩容器(9)的入口端，排污扩容器(9)的出口端连接沉淀池(10)的入口端，沉淀池(10)的出口端连接换热器(11)的入口端，换热器(11)的出口端连接吸收塔(4)中的环形喷淋层(33)的喷淋入口端。
3.根据权利要求2所述的一种适应煤质多变的海水脱硫系统，其特征在于，换热器(11)采用套管式换热器，内管通入排污水(24)，外管通入软化水(22);内管的入口端与沉淀池(10)的出口端相连，内管的出口端与吸收塔(4)中的环形喷淋层(33)的喷淋入口端相连。
4.根据权利要求2所述的一种适应煤质多变的海水脱硫系统，其特征在于，FGD出口挡板(5)的出口端与湿烟囱(7)之间设有第SO2测点(6);通过调节环形喷淋层(33)下的喷淋层(32)内的喷淋海水的量来调节吸收塔(4)的吸收效率；喷淋层(32)内的喷淋海水的量通过第SO2测点(6)关联控制。
5.根据权利要求1所述的一种适应煤质多变的海水脱硫系统，其特征在于，当所述海水脱硫系统连接直流炉时，所述吸收系统还包括提供碱液的碱液系统；所述碱液系统包括碱液罐(80)、加碱泵(90)和第三海水增压泵(153);泵吸池(14)的出口连接第三海水增压泵(153)的入口相连，同时碱液罐(80)的出口端与加碱泵(90)的入口端相连，加碱泵(90)的出口和第三海水增压泵(153)出口流出的海水掺混一起进入吸收塔(4)中的环形喷淋层(33 )的喷淋入口端，给环形喷淋层(33 )提供掺碱海水。
6.根据权利要求5所述的一种适应煤质多变的海水脱硫系统，其特征在于，FGD出口挡板(5)的出口端与湿烟囱(7)之间设有第SO2测点(6);通过调节环形喷淋层(33)内的喷淋液碱度来调节吸收塔(4)的吸收效率；喷淋液碱度通过第SO2测点(6)关联控制。
7.根据权利要求1所述的一种适应煤质多变的海水脱硫系统，其特征在于，脱硫后的吸收液进入吸收塔(4)底部的预曝气池(31)，同时在预曝气池(31)内掺混新鲜海水并且进行预曝气，吸收液和新鲜海水的混合液再进入混合池(17)与另一部分的新鲜海水混合，再进入曝气池(18)进行曝气恢复水质，曝气后通过排水池(19)排放。
8.根据权利要求7所述的一种适应煤质多变的海水脱硫系统，其特征在于，预曝气池(31)内通入的新鲜海水与脱硫后的吸收液的掺混比为0.8 ;即新鲜海水体积与脱硫后的吸收液的体积之比为0.8:1。
9.根据权利要求1所述的一种适应煤质多变的海水脱硫系统，其特征在于，所述液体再分布器(70)位于喷淋层(32)之下，吸收塔(4)入口之上；液体再分布器(70)包括两层交错布置的若干挡块；挡块为斜三棱柱形状，包括顶面(701)、第一底面(702)、第二底面(703)、第一挡板(704)和第二挡板(705)，其中顶面(701)与吸收塔(4)壁面成45°斜向下布置，顶面(701)为平板或者 波纹板，设置于顶面(701)下方的第一底面(702)和第二底面(703)之间的夹角小于90°，第一挡板(704)和第二挡板(705)垂直固定在顶面(701)两侧。
全文摘要
本发明提供了一种适应煤质多变的海水脱硫系统，包括吸收系统和水质恢复系统；通过在吸收塔最上层设置环形喷淋层并且喷射高浓度的锅炉排污水(汽包炉)或是掺碱的海水(直流炉)，可以显著提高上层的传质动力以及壁面附近的脱硫效率，从而提高总体的脱硫效率；通过在喷淋层下面设置液体再分布器，可以重新分布壁面附近的喷淋液，使得壁面附近的喷淋液重新分散成为小液滴，比表面积增大，吸收能力增强，再次吸收壁面附近的SO2，进一步增强壁面附近的脱硫能力。本发明在煤质变化时，通过第二SO2测点关联控制喷淋层内的喷淋海水的量(汽包炉)或者碱液浓度(直流炉)，控制出口二氧化硫的浓度，从而适应于煤质多变的情况。
文档编号B01D53/18GK103071369SQ20131002317
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月22日 优先权日2013年1月22日
发明者王树众, 钱黎黎, 肖旻砚, 张建东, 范文斌, 梁琛 申请人:西安交通大学, 张家港市江南锅炉压力容器有限公司