一种单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置，包括在吸收塔内由下至上依次设置的一级喷淋系统3、双回路隔板5、二级喷淋系统6和吸收塔出口9，使用该装置进行脱硫过程中能够满足电厂烟气排放标准的要求，同时解决了无法根据煤种的变化改变吸收塔脱硫运行方式使系统节能运行的问题，降低了运行成本，另外本实用新型装置还实现了吸收塔体系内的烟气均匀分布，避免壁流效应带来烟气逃逸引起脱硫效率下降。
【专利说明】一种单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种石灰石-石膏湿法脱硫装置，特别涉及一种单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置。
【背景技术】
[0002]目前，电厂烟气脱硫方法主要有:循环流化床烟气半干法、海水法、湿式氨法、石灰石/石灰-石膏湿法。其中，石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺是技术最成熟、应用最广泛的烟气脱硫技术。喷淋塔是石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫中应用最多的塔型结构，通过多层喷淋层的向下喷雾(双向喷嘴可以同时向上和向下喷雾)，与烟气逆流接触吸收其中的302，由于有多层喷淋层，吸收塔截面上的喷淋覆盖率可以达到很高，每层喷淋层对应一台浆液循环泵供浆。由于循环泵和喷淋层数较多，特别对于中高硫煤，因此吸收塔一般较高，吸收塔浆液池也较大、循环泵的电耗较高，但喷淋塔具有以下优点:1)脱硫效率高:脱硫效率一般可以达到95%以上，通过增大喷淋层数和喷淋量可以达到97%以上的脱硫效率系统可靠性和可用率高:虽然喷淋塔依然存在着吸收塔腐蚀、磨损、结垢和堵塞问题，但通过运行的优化控制，基本上可以控制在可接受的范围内系统适应性强:在设计阶段，可设计不同的吸收塔参数来适应中高低燃煤硫分，目前运行的喷淋塔对于低、中、高燃煤硫分都有较多的案例；对于已投运装置，当燃煤低于设计硫分或较低负荷时，可以通过停循环泵的方式来降低电耗，循环泵运行组合灵活。
[0003]近年来，受煤炭市场的变化影响，发电企业燃煤含硫量大幅波动，有的硫份达到3%以上，远远超过了原有脱硫装置的设计能力，而且各国对于大气污染物的排放标准也趋于严格，例如某些国家规定重点区域执行5008/1113的二氧化硫排放限值，因此，原有传统的石灰石-湿法脱硫技术已经无法满足环保要求，必须进行升级改造。
[0004]专利文献⑶1843571八和⑶28948081中公开了一种双循环回路石灰石-石膏湿法脱硫方法及装置，在脱硫塔内设置积液盘将脱硫区分隔为上、下循环脱硫区，下循环脱硫区、下循环中和氧化池及下循环泵共同形成下循环脱硫系统，上循环脱硫区、上循环中和氧化池及上循环泵共同形成上循环脱硫系统，在一个脱硫塔内形成相对独立的双循环脱硫系统，烟气的脱硫由双循环脱硫系统共同完成。
[0005]专利文献⑶102764583八在脱硫塔内设置积液盘将脱硫区分隔为上、下循环脱硫区，下循环脱硫区、下循环中和氧化池及下循环泵共同形成下循环脱硫系统，上循环脱硫区、上循环中和氧化池及上循环泵共同形成上循环脱硫系统，在一个脱硫塔内形成相对独立的双循环脱硫系统，烟气的脱硫由双循环脱硫系统共同完成。
[0006]非专利文献“石灰石-石膏湿法脱硫技术中的问题”(《四川电力技术》2002年第4期，第39-43页)提供了一种优化后的双循环湿式洗涤工艺(0113),将吸收塔通过集液斗分为两部分:上循环和下循环，上循环为二氧化硫的吸收段，上循环最佳的邱值为6，下循环为氧化冷却段，下循环的浆液来自吸收塔外浆液槽的溢流液及石膏脱水系统的回用水，其运行的最佳邱值为4。
[0007]然而，上述所公开的双循环脱硫装置及方法中均存在以下不足和缺陷:1)仅在下循环回路区设置有一个原烟气进口，不能根据煤种含硫量的变化，改变体系内系统阻力和风机压力，从而可能导致系统运行成本增加；2〉双循环回路间烟气分布不均匀，同时可能产生壁流效应，引起烟气逃逸引起脱硫效率下降。
[0008]为克服现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置。
【发明内容】
[0009]本实用新型所述的具有较高脱硫效率的单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置能够满足电厂烟气排放标准的要求，同时解决了无法根据煤种的变化改变吸收塔脱硫运行方式使系统节能运行的问题，降低了运行成本，另外本实用新型装置实现了吸收塔体系内的烟气均匀分布，避免壁流效应带来烟气逃逸引起脱硫效率下降。
[0010]本实用新型一方面提供了一种单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置，包括吸收塔、一级喷淋系统3、双回路隔板5、二级喷淋系统6和吸收塔出口 9，所述一级喷淋系统3、双回路隔板5、二级喷淋系统6和吸收塔出口 9在吸收塔内由下至上依次设置。
[0011]本实用新型所述的一级喷淋系统3包括浆液氧化池1、下循环喷淋层4和下循环吸收塔入口 11，所述的浆液氧化池1、下循环吸收塔入口 11和下循环喷淋层4由下至上依次设置于吸收塔的下部，所述浆液氧化池1和下循环喷淋层4通过下循环浆液循环泵2连接。
[0012]本实用新型所述的二级喷淋系统6包括上循环喷淋层7、上循环吸收塔入口 10，所述的上循环吸收塔入口 10和上循环喷淋层7由下至上依次设置于吸收塔内一级喷淋系统3的上部，所述的上循环喷淋层7通过上循环浆液循环泵13与设置于吸收塔外部的浆液循环箱12连接。
[0013]本实用新型所述的双回路隔板5设置于吸收塔内一级喷淋系统3和二级喷淋系统6之间，将吸收塔分为两个脱硫区域，所述的双回路隔板5上开设有隔板开孔510，其作用是既能让烟气通过，又能保证双循环脱硫系统相对独立运行。
[0014]在本实用新型的一个优选的实施方案中，所述的双回路隔板5和吸收塔壁99连接采用弧形板16过渡连接，其可以避免壁流效应带来烟气逃逸引起脱硫效率下降。
[0015]在本实用新型的另一优选的实施方案中，所述的双回路隔板5上设置导流挡板520并且双回路隔板5与浆液循环箱12间设置有二级脱硫循环浆液导管14用于收集浆液，在上循环收集的浆液通过设置在吸收塔四周的集液槽由二级脱硫循环浆液导管14进入浆液循环箱12，起到收集浆液作用。由于双回路隔板5收集的浆液通过塔外收集管道排到浆液循环箱12，比在塔内的导管降低吸收塔的高度。所述的双回路隔板5上设置的导流挡板520可以是由于在隔板上向上开凿隔板开孔而形成。
[0016]在本实用新型的一个实施方式中，所述的下循环吸收塔入口 11和上循环吸收塔入口 10在水平面投影方向向上成任意角度。
[0017]本实用新型所述的单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置中由于设置了两个烟气入口，上循环吸收塔入口 11和下循环吸收塔入口 10，当燃煤变化较大时，二级脱硫完全能满足二氧化硫排放要求时，烟气进入上循环吸收塔入口 11，系统总阻力可以减少约为9801)8,从而降低风机的阻力，降低系统运行成本。
[0018]在本实用新型的一个【具体实施方式】中，所述的二级喷淋系统和浆液循环箱之间还设置有压力平衡管道15，所述的压力平衡管道15使吸收塔内压力和浆液循环箱12的压力保持一致，避免循环泵运行导致浆液循环箱压力形成负压，对浆液循环箱12结构造成破坏，不利于系统长期稳定运行。本实用新型所述的压力平衡管道15可以为设置有压力平衡装置的工程管道，设置有压力平衡阀或压力平衡器的工程管道，也可以为具有压力平衡作用的管道，例如波纹管。
[0019]在本实用新型的一个【具体实施方式】中，所述的二级喷淋系统6和吸收塔出口 9之间还设置有除雾器8。本实用新型所述的除雾器8可以选用本领域所熟知的种类，在本实用新型的一个实施方式中，所述的除雾器为折流板式机械除雾器。
[0020]使用本实用新型所述的单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置进行脱硫时，包括:
[0021]1)获取原烟气中二氧化硫的浓度或烟气脱硫后出口二氧化硫浓度要求；
[0022]2)当原烟气中二氧化硫的浓度? 3200呢/跑3或烟气脱硫后出口烟气二氧化硫的浓度要求? 5008/跑3时，原烟气从下循环吸收塔入口 11进入吸收塔经过一级喷淋系统3与下循环喷淋层4喷淋的浆液接触，继续上升，通过双回路隔板5进入二级喷淋系统6，与上循环喷淋层7喷淋的浆液接触，形成脱硫后的烟气经吸收塔9出口排出。
[0023]所述的下循环喷淋层4喷淋的浆液为浆液氧化池1中的浆液通过下循环浆液循环泵2输送至下循环喷淋层4，所述的上循环喷淋层7喷淋的浆液为浆液循环箱12的浆液通过上循环浆液循环泵13输送至上循环喷淋层7。
[0024]3)当原烟气中二氧化硫的浓度? 3200呢/跑3或烟气脱硫后出口烟气二氧化硫的浓度要求? 50呢/跑3时，原烟气从上循环吸收塔入口 10进入吸收塔进入二级喷淋系统6，与上循环喷淋层7喷淋的浆液接触，形成脱硫后的烟气经吸收塔9出口排出。
[0025]其中，一部分浆液(大部分)通过双回路隔板5收集作用，将浆液转移到浆液循环箱12中，另一部分(小部分)浆液通过双回路隔板5进入浆液氧化池1，再由输送泵输送到浆液循环箱，完成全部浆液的循环利用。当烟气通过上循环吸收塔入口 10进入吸收塔时，下循环浆液循环泵2停止运行，以节约能耗。所述的上循环喷淋层7喷淋的浆液为浆液循环箱12的浆液通过上循环浆液循环泵13输送至上循环喷淋层7。
[0026]在本实用新型的一个实施方式中，浆液氧化池1中的浆液为4.2-5.2。因为吸收塔一级喷淋层中脱硫重点为控制浆液氧化池的邱，当邱值控制4.2-5.2之间利用亚硫酸钙在酸性条件下氧化效果好的特点，在浆液氧化池通入过量氧化空气，得到高质量石膏。
[0027]在本实用新型的一个实施方式中，浆液氧化池1中的浆液由氧化风机提供的氧化空气强化氧化成石膏，通过石膏排出泵输送至塔外进入脱水系统，进行脱水。
[0028]在本实用新型的一个实施方式中，浆液氧化池1消耗掉的石灰石浆液由浆液循环箱12中浆液补给，维持一级喷淋系统的脱硫物料平衡。
[0029]在本实用新型的一个实施方式中，浆液循环箱12中的浆液^ 6，浆液循环箱12的浆液由上循环泵13输送至上循环喷淋层7，由双回路隔板4收集回浆液循环箱12。二级喷淋体系中的脱硫浆液由于需要得到较高的脱硫效率，因而维持较高的邱值，加入过量的石灰石浆液，吸收二氧化硫的浆液，硫酸钙、亚硫酸钙和石灰石浆液占据浆液绝大部分比例，达到98 %以上，向浆液循环箱内通入氧化空气，部分亚硫酸钙氧化为硫酸钙，含有硫酸钙、亚硫酸钙和石灰石浆液通过浆液转移泵输送到浆液氧化池中。在本实用新型的一个实施方式中，浆液循环箱中加入过量的石灰石浆液并通入氧化空气。
[0030]在本实用新型的一个实施方式中，所述的二级喷淋体系6中上循环喷淋层7喷淋的浆液与烟气接触后，一部分通过双回路的隔板孔洞进入浆液氧化池1，用于补充一级脱硫所丧失的脱硫剂，另一部分由重力作用下由双回路隔板收集回浆液循环箱12。
[0031]在本实用新型的一个实施方式中，原烟气中二氧化硫的浓度或烟气脱硫后出口二氧化硫浓度检测可以采用本领域所熟悉的二氧化硫的检测方法，例如红外吸收法、紫外吸收法等。
[0032]本实用新型所述的单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置设置有两个烟气入口，可以随燃煤变化改变烟气进入吸收塔的方式，从而减少系统阻力和风机的阻力，降低系统运行成本。同时，脱硫装置中设置有压力平衡管道15和回路隔板5，能够使吸收塔内的压力均衡、气流稳定、防止壁流效应，有利于系统的长期稳定运行。与传统喷淋塔吸收技术相比，使用本实用新型所述的脱硫装置脱硫时能够达到98.5以上的脱硫效率，并达到节能减排效果，并且由于和原有系统具有良好的兼用性，便于改造原有石灰石-石膏的脱硫装置，降低工程成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]附图1为本实用新型所述的单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置结构示意图。
[0034]其中:1-浆液氧化池；2-下循环浆液循环泵；3-—级喷淋系统；4-下循环喷淋层；5-双回路隔板；6-二级喷淋系统；7-上循环喷淋层；8-除雾器；9-吸收塔出口 ；10-上循环吸收塔入口 ；1卜下循环吸收塔入口 ；12-浆液循环箱；13-上循环浆液循环泵；14-二级脱硫循环浆液导管；15-压力平衡管道
[0035]附图2为本实用新型所述的双回路隔板结构示意图。
[0036]其中:99-吸收塔塔壁；5-双回路隔板；16-弧形板
[0037]附图3为本实用新型所述的双回路隔板剖面结构示意图。
[0038]其中:5-双回路隔板；510-隔板开孔；520-导流挡板
【具体实施方式】
[0039]实施例1单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置
[0040]根据附图1所示的本实用新型所述的单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置，其中一级喷淋系统3、双回路隔板5、二级喷淋系统6和吸收塔出口 9在吸收塔内由下至上依次设置。其中一级喷淋系统3包括浆液氧化池1、下循环喷淋层4和下循环吸收塔入口 11，浆液氧化池1、下循环吸收塔入口 11和下循环喷淋层4由下到上设置于吸收塔的下部，浆液氧化池1和下循环喷淋层4通过下循环浆液循环泵2连接。二级喷淋系统6包括上循环喷淋层7、上循环吸收塔入口 10，上循环喷淋层7和上循环吸收塔入口 10设置于吸收塔内一级喷淋系统3的上部，上循环喷淋层7通过上循环浆液循环泵13与设置于吸收塔外部的浆液循环箱12连接。双回路隔板5设置于吸收塔内一级喷淋系统3和二级喷淋系统6之间，其上开设有隔板开孔510，双回路隔板5上设置导流挡板520并且双回路隔板5与浆液循环箱12间设置有二级脱硫循环浆液导管14用于收集浆液，在上循环收集的浆液通过设置在吸收塔四周的集液槽由二级脱硫循环浆液导管14进入浆液循环箱12，起到收集浆液作用。双回路隔板和塔壁连接采用弧形板过渡。
[0041〕 实施例2单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫方法
[0042]检测原烟气中二氧化硫的浓度或烟气脱硫后出口二氧化硫浓度；
[0043]当烟气中二氧化硫的浓度? 3200呢/跑3(标态、干基、6%氧)，烟气脱硫后出口二氧化硫的浓度要求彡50呢/跑3(标态、干基、6%氧)时，由于烟气脱硫后出口二氧化硫的排放要求较高，原烟气需要从下循环吸收塔入口 11进入吸收塔，经过一级喷淋系统3，除去烟气中部分的二氧化硫，脱硫效率在70-80%之间，浆液氧化池1中的浆液通过一级浆液循环泵2输送，浆液不间断在吸收塔一级脱硫区域循环。吸收塔一级喷淋系统3以及浆液氧化池1中邱值控制4.2-5.2之间，利用亚硫酸钙在酸性条件下氧化效果好的特点，在浆液氧化池1中通入过量氧化空气，得到高质量石膏。烟气经过一级脱硫继续上升，通过双回路隔板5，双回路隔板5开孔向上设有导流挡板520，收集的浆液通过吸收塔四周的集液槽由二级脱硫循环浆液导管14进入浆液循环箱12，起到收集浆液作用。经过双回路隔板5的烟气继续上升，经二级喷淋体系6继续除去烟气中二氧化硫，吸收塔二级喷淋系统6以及浆液循环箱12中的浆液控制邱值多6，二级喷淋系统中浆液与烟气接触后，小部分通过双回路隔板开孔510的孔洞进入浆液氧化池1，用于补充一级脱硫所丧失的脱硫剂，大部分由重力作用下的浆液由双回路隔板5收集回浆液循环箱12。
[0044]浆液氧化池1的浆液由氧化风机提供的氧化空气强化氧化成石膏，通过石膏排出泵输送至塔外进入脱水系统，进行脱水。而浆液氧化池消耗掉的石灰石浆液由浆液循环箱12中浆液补给，维持一级喷淋系统3的脱硫物料平衡。
[0045]浆液循环箱12由于需要维持较高的四值，加入过量的石灰石浆液，吸收二氧化硫的浆液，硫酸钙、亚硫酸钙和石灰石浆液占据浆液绝大部分比例，达到98%以上，向浆液循环箱内通入氧化空气，部分亚硫酸钙氧化为硫酸钙，含有硫酸钙、亚硫酸钙和石灰石浆液通过浆液转移泵输送到浆液氧化池中。
[0046]最终，净化后的烟气从吸收塔出后派出，出口二氧化硫彡50呢/跑3(标态、干基、6%氧)的排放标准。
[0047]当原烟气中二氧化硫的浓度? 3200呢/跑3或烟气脱硫后出口烟气二氧化硫的要求? 50呢/跑3时，原烟气从上循环吸收塔入口 10进入吸收塔进入二级喷淋系统6，与上循环喷淋层喷淋7的浆液接触，形成脱硫后的烟气经吸收塔出口排出。浆液大部分通过双回路隔板5收集作用，将浆液转移到上循环浆液箱12中，小部分浆液通过双回路隔板5进入浆液氧化池1，再由输送泵输送到上循环浆液箱12，完成全部浆液的循环利用。当烟气通过上循环吸收塔入口 10进入吸收塔时，下循环浆液循环泵2停止运行，以节约能耗。
[0048]上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本实用新型的优选实施例进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域技术人员作出的各种变化和改进，均属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置，包括在吸收塔内由下至上依次设置的一级喷淋系统(3)、双回路隔板(5)、二级喷淋系统(6)和吸收塔出口(9)，其特征在于: 所述的一级喷淋系统(3)包括:浆液氧化池(I)、下循环喷淋层(4)和下循环吸收塔入口(11)，所述的浆液氧化池(I)、下循环吸收塔入口(11)和下循环喷淋层(4)由下至上依次设置于吸收塔的下部，所述浆液氧化池(I)和下循环喷淋层(4)通过下循环浆液循环泵(2)连接； 所述的二级喷淋系统(6)包括:上循环喷淋层(7)、上循环吸收塔入口(10)，所述的上循环吸收塔入口(10)和上循环喷淋层(7)由下至上依次设置于吸收塔内一级喷淋系统(3)的上部，所述的上循环喷淋层(7)通过上循环浆液循环泵(13)与设置于吸收塔外部的浆液循环箱(12)连接; 所述的双回路隔板(5)开设有隔板开孔(510)。
2.根据权利要求1所述的一种单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置，其特征在于:所述的双回路隔板(5)上设置导流挡板(520)，并且双回路隔板(5)与浆液循环箱(12)间设置有二级脱硫循环浆液导管(14)。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置，其特征在于:所述的双回路隔板(5)和吸收塔壁连接采用弧形板(16)连接。
4.根据权利要求1-2任一项所述的一种单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置，其特征在于:所述的二级喷淋系统(6)和浆液循环箱(12)之间还设置有压力平衡管道(15)。
5.根据权利要求1-2任一项所述的一种单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置，其特征在于:所述的二级喷淋系统(6)和吸收塔出口(9)之间还设置有除雾器(8)。
6.根据权利要求1-2任一项所述的一种单塔双回路石灰石-石膏湿法脱硫装置，其特征在于:所述的下循环吸收塔入口(11)和上循环吸收塔入口(10)在水平面投影方向上成任意角度。
【文档编号】B01D53/50GK204247062SQ201420527060
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】杨宝成, 刘磊 申请人:北京峰业电力环保工程有限公司