一种烟气脱硫系统及利用其进行烟气脱硫的方法与流程

本发明涉及一种在脱硫中使用的脱硫装置及附属设备，特别是涉及一种烟气脱硫系统。本发明还涉及一种烟气脱硫方法，特别是涉及一种利用前述烟气脱硫系统进行烟气脱硫的方法。

背景技术：
随着社会工业不断发展，工业化程度越来越高，生产规模不断扩大，排入大气的烟气也是越来越多，在对大气质量造成影响的各种气态污染物中，SO2烟气的数量最大，影响最大，它造成酸雨，破坏生态环境，影响人的健康。因此，在这些工业化烟气排放至大气之前，均需要进行处理，其中比较重要的就是脱硫处理。目前，如图1所示出的是烟气脱硫中比较常用的用于吸收SO2烟气时现有的脱硫塔喷淋法脱硫。喷淋法脱硫装置包括喷淋塔，喷淋塔由上至下包括烟囱1、除雾器2、喷淋室3、均气室4、循环池5、制浆池511和沉浆池522，有的脱硫装置还配备有事故池，喷淋室内设置至少两层或更多层的喷淋装置。均气室4用于均匀输送至脱硫塔内的烟气，循环装置6将石灰石水浆液、石灰石乳液等脱硫浆液从循环池5输送至喷淋室3内各喷淋装置内，高速运行的烟气进入喷淋装置3内并与从喷淋喷头内高速喷出的脱硫反应浆液接触，在喷流装置3的作用下脱硫反应浆液喷射与充满喷淋室3的烟气接触并进行脱硫反应，除去烟气中的二氧化硫。当喷淋的反应浆液液滴与烟气接触脱硫之后从喷淋室3经过均气室4下落至循环池5内等待循环系统6再次抽取后进入喷淋装置被喷淋后对烟气进行脱硫处理。没有与烟气发生反应的脱硫反应浆液也从喷淋室3经过均气室4下落至循环池5内等待循环系统6再次抽取后进入喷淋装置被喷淋后对烟气进行脱硫处理。经过喷淋室喷淋脱硫反应的烟气向上进入除雾器2内，因为这些烟气携带浆液液滴，除雾器2将烟气携带的脱硫反应浆液液滴尽可能地脱除，脱硫反应浆液液滴滴落回旋流室3内再次参于脱硫，然后脱硫反应浆液液滴经过均气室4下落至循环池5，当循环池5浓度过高时，将循环池5内的反应浆液均抽取至沉浆池522，然后在将制浆池511内制成的脱硫反应有效成分浓度比较高的脱硫反应浆液抽取至循环池5内，之后被循环抽取至喷淋装置3内喷淋进行烟气脱硫。但是现在的喷淋式的脱硫塔的缺点在于：首先，喷淋装置需要高压泵将循环脱硫反应浆液喷射出，因此需要较高的喷射压力，因此配制的高压泵的能耗比较高，需要耗费大量的电能，造成能源浪费；其次，喷淋装置的喷嘴比较容易堵，而且由于喷淋的反应浆液液滴并不能有很多机会与烟气接触，而且有些脱硫反应浆液的液滴根本与烟气没有接触就落下，因此烟气脱硫效率不高，脱硫效果不好；另外，由于配置比较多层的喷淋装置，成本高，结构复杂，还需要额外设置制浆池511和沉浆池522，因此整体占用空间过大，维护成本比较高。

技术实现要素：
本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供一种结构简单、在进行烟气脱硫之前先在烟气烟道内预先进行一次预脱硫，而且之后进行旋流脱硫反应，提高烟气脱硫效果和脱硫率，节省占用空间，不再需要制浆池和沉浆池，方便后期维护，维护成本低，且有效节省能源且避免污染环境，同时可以循环反应浆液和制备脱硫石膏的烟气脱硫系统。本发明的一种烟气脱硫系统，包括烟气脱硫塔、储灰装置、石膏制备装置和引风装置，所述储灰装置、引风装置和石膏制备装置均与烟气脱硫塔连接，所述烟气脱硫塔包括塔体和沿所述塔体由上至下设置的排烟装置、除雾装置、旋流反应装置、均气装置和多功能集液池，所述多功能集液池与所述旋流反应装置之间通过用于将反应浆液泵入所述旋流反应装置上部的浆液循环系统连通，所述除雾装置顶部与所述排烟装置连接，所述旋流反应装置的顶部与所述除雾装置的底部连通，所述旋流反应装置底部与所述均气装置顶部连通，所述均气装置与烟气烟道连通，所述烟气烟道靠近所述均气装置处开设有干粉入口，所述干粉入口与用于向所述干粉入口喷射干粉的干粉脱硫剂喷射装置连接，所述干粉脱硫剂喷射装置前端朝向所述均气装置内并与所述烟气流入方向一致，所述均气装置正下方为多功能集液池，所述旋流反应装置包括旋流外壳体和水平排列设置于所述旋流外壳体内的至少两个旋流室，所述旋流室内水平设置至少一个旋流器，所述旋流室上部设置有循环反应浆液入口，所述旋流室下方与均气装置连通，所述旋流器包括水平设置的旋流叶轮，所述旋流叶轮包括设置于外周的叶轮外壳、设置于中央的叶轮中央轴以及至少五个螺旋上升的旋流叶片，所述旋流叶片环绕所述叶轮中央轴设置，所述叶轮外壳固定于所述旋流室内，所述旋流叶片的内侧边缘与所述叶轮中央轴固定，所述旋流叶片的外侧边缘与所述叶轮外壳固定，所述引风装置与所述烟气烟道连通，所述储灰装置与所述干粉脱硫剂喷射装置连接，所述石膏制备装置与所述多功能集液池底部连通。本发明的一种烟气脱硫系统，包括烟气脱硫塔、储灰装置、石膏制备装置和引风装置，所述储灰装置、引风装置和石膏制备装置均与烟气脱硫塔连接，所述烟气脱硫塔包括塔体和沿所述塔体由上至下设置的排烟装置、除雾装置、旋流反应装置、均气装置和多功能集液池，所述多功能集液池与所述旋流反应装置之间通过用于将反应浆液泵入所述旋流反应装置上部的浆液循环系统连通，所述除雾装置顶部与所述排烟装置连接，所述旋流反应装置的顶部与所述除雾装置的底部连通，所述旋流反应装置底部与所述均气装置顶部连通，所述均气装置与烟气烟道连通，所述烟气烟道靠近所述均气装置处开设有干粉入口，所述干粉入口与用于向所述干粉入口喷射干粉的干粉脱硫剂喷射装置连接，所述干粉脱硫剂喷射装置前端朝向所述均气装置内并与所述烟气流入方向一致，所述均气装置正下方为多功能集液池，所述旋流反应装置包括旋流外壳体和水平排列设置于所述旋流外壳体内的至少两个旋流室，所述旋流室内水平设置至少一个旋流器，所述旋流室上部设置有循环反应浆液入口，所述旋流室下方与均气装置连通，所述旋流器包括水平设置的旋流叶轮，所述旋流叶轮包括设置于外周的叶轮外壳、设置于中央的叶轮中央轴以及至少五个螺旋上升的旋流叶片，所述旋流叶片环绕所述叶轮中央轴设置，所述叶轮外壳固定于所述旋流室内，所述旋流叶片的内侧边缘与所述叶轮中央轴固定，所述旋流叶片的外侧边缘与所述叶轮外壳固定，所述引风装置与所述烟气烟道连通，所述储灰装置与所述干粉脱硫剂喷射装置连接，所述石膏制备装置与所述多功能集液池底部连通。在使用时，引风装置用于将烟气引入烟气烟道内并不断地向烟气烟道输送烟气推送前面的烟气至均气装置中。烟气脱硫塔用于烟气脱硫，储灰装置用于存储生石灰等干粉脱硫剂，并通过与之连接的干粉脱硫剂喷射装置喷射入烟气烟道内与烟气混合进行预脱硫，而石膏制备装置用于将与之连通的多功能集液池内底部的含有较多沉积物的反应浆液抽取后一方面制备脱硫石膏，另一方面将反应浆液循环回多功能集液池进行后续的脱硫反应。在需要脱硫处理的烟气即将进入均气装置时，从干粉脱硫剂喷射装置喷入生石灰等干粉脱硫剂，干粉脱硫剂与烟气烟道内的烟气混合进行第一次脱硫，即预脱硫，预脱硫后的烟气携带未反应的干粉脱硫剂进入均气装置后再进入旋流反应装置进行旋流脱硫反应，之后再进入除雾装置，在除雾装置内上升的脱硫后烟气逐渐多次清除烟气中的反应浆液即进行除雾，由于干粉脱硫剂预先脱硫，然后再进行脱硫反应浆液的旋流脱硫，旋流脱硫中烟气与脱硫反应浆液充分接触并充分反应，脱硫效率更高，而且干粉脱硫剂先进行预脱硫后，烟气携带干粉脱硫剂进入均气装置，然后进入旋流反应装置中与脱硫反应浆液中的水接触后形成脱硫有效成分高的脱硫反应浆液，即其起到制浆的作用，还有一部分干粉脱硫剂在随着烟气进入均气装置后，自行掉落至多功能集液池内，这部分干粉脱硫剂与多功能集液池中的上层水或者从补水装置中补入的水接触制备脱硫反应浆液，即其除了脱硫作用之外还有制浆作用，当多功能集液池内的沉淀物过多时，脱硫反应浆液内的脱硫剂成分不足时，可以将沉淀物从多功能集液池输送至石膏制备装置制备脱硫石膏，而喷入的干粉脱硫剂与反应浆液内的水结合形成具有脱硫剂活性好的新的反应浆液，清洗水或补入的水与下落的干粉脱硫剂形成脱硫反应浆液进行制浆。当脱硫剂浓度过高时，可以清洗除雾装置，使得清洗水携带反应浆液进入旋流反应装置后下落至多功能集液池，还可以单独通过补水装置加入水，清洗水或补入的水中和脱硫有效成分浓度高的脱硫反应浆液，使得脱硫反应浆液中的有效脱硫成分的浓度降低。而且以一定流速运行的烟气进入旋流器之后，与旋流叶片撞击，由于烟气首先被旋流器的旋流叶轮改变流向转变为龙卷风似的旋流烟气，烟气以及脱硫反应浆液在旋流器上方形成的悬浮旋流层内停留并充分接触，相比现有的喷淋脱硫装置而言，脱硫反应浆液与烟气充分接触，使得反应效率大大提高，脱硫效果和脱离效率最少是喷淋脱硫装置脱硫的2-3倍，脱硫更加彻底，脱硫后烟气中含硫量微乎其微，基本做到对环境无害。这样不再需要制浆池和沉淀池，一个多功能集液池均可以实现制浆、循环浆液以及沉淀浆液。节省空间，同时节省成本，可以循环利用浆液节能环保，脱硫效果更好。因此本发明烟气脱硫系统相对于现有技术而言具有的优点是：结构简单、在进行烟气脱硫之前先在烟气烟道内预先进行一次预脱硫，而且之后进行旋流脱硫反应，提高烟气脱硫效果和脱硫率，节省占用空间，不再需要制浆池和沉浆池，方便后期维护，维护成本低，且有效节省能源且避免污染环境。本发明的另一目的是提供一种利用上述结构简单、在进行烟气脱硫之前先在烟气烟道内预先进行一次预脱硫，而且之后进行旋流脱硫反应，提高烟气脱硫效果和脱硫率，节省占用空间，不再需要制浆池和沉浆池，方便后期维护，维护成本低，且有效节省能源且避免污染环境的烟气脱硫系统进行烟气脱硫的方法。本发明的一种烟气脱硫的方法，包括如下步骤：A.需要脱硫的烟气通过引风装置被输送至烟气烟道，之后被后续烟气推送至均气装置，在接近均气装置时，储灰装置向干粉脱硫剂喷射装置输送干粉脱硫剂，干粉脱硫剂喷射装置向烟气烟道喷入干粉脱硫剂，干粉脱硫剂朝向均气装置方向喷射至烟气烟道内，干粉脱硫剂与烟气混合反应进行预脱硫；B.进行完A步骤预脱硫的烟气进入均气装置内，并充满均气装置，之后进入旋流反应装置的各个旋流室，经过旋流室内的旋流反应器后，改变其运动方向为龙卷风似的旋流运动；C.浆液循环系统将多功能集液池内的反应浆液抽取并输送至旋流反应装置上部，从各旋流室上部进入旋流室内，反应浆液与高速的旋流运动的烟气相遇，两者相互作用并在烟气向上冲击力的作用下在旋流反应器的上方形成悬浮旋流层，烟气和反应浆液在悬浮旋流层内充分接触、混合并反应，即进行旋流脱硫反应，当反应浆液不断落下，悬浮旋流层厚度过大时，部分反应浆液从悬浮旋流层落下穿过旋流反应器后通过均气装置落入多功能集液池内等待再次被浆液循环系统抽取后与烟气进行脱硫反应；D.C步骤中进行旋流脱硫反应之后的烟气继续上升进入除雾装置中进行除雾处理，将烟气携带的反应浆液除去；E.D步骤除雾处理后的烟气通过排气装置排放至外界大气中；F.多功能集液池内沉积物较多时，使用石膏制备装置抽取多功能集液池底部的含有较多沉积物的反应浆液，制备脱硫石膏并输出，同时过滤后的反应浆液被回转输送至多功能集液池内循环后进行脱硫反应。E.D步骤除雾处理后的烟气通过排气装置排放至外界大气中。本发明的一种使用其进行烟气脱硫的方法，由于包括上述步骤，因此引风装置将烟气引入烟气烟道内并不断地向烟气烟道输送烟气推送前面的烟气至均气装置中，方便后续进行的脱硫反应，在需要脱硫处理的烟气即将进入均气装置时，与储灰装置内输送干粉脱硫剂至干粉脱硫剂喷射装置，干粉脱硫剂喷射装置向烟气烟道内喷入生石灰等干粉脱硫剂，干粉脱硫剂与烟气烟道内的烟气混合进行第一次脱硫，即预脱硫，预脱硫后的烟气携带部分干粉进入均气装置后再进入旋流反应装置，之后进入除雾装置，在除雾装置内上升的脱硫后烟气逐渐多次清除烟气中的反应浆液即进行除雾，由于干粉脱硫剂预先脱硫，然后再进行浆液脱硫，脱硫效率更高，而且干粉预脱硫后一部分干粉脱硫剂经过烟气携带进入均气装置，然后落入多功能集液池，方便形成脱硫反应浆液，即完成制浆。当多功能集液池内的沉淀物过多时，脱硫反应浆液内的脱硫剂成分不足时，可以将含有大量沉淀物的反应浆液从多功能集液池输送至石膏制备装置制备脱硫石膏，而喷入的干粉脱硫剂与反应浆液内的水结合形成具有脱硫剂活性好的新的反应浆液，清洗水或补入的水与下落的干粉脱硫剂形成脱硫反应浆液进行制浆，进而提高反应浆液内有效脱硫成分的浓度。当脱硫剂浓度过高时，可以清洗除雾装置，使得清洗水携带反应浆液进入旋流反应装置并最终落入多功能集液池，还可以单独通过补水装置加入水，清洗水或补入的水落入多功能集液池，使得脱硫反应浆液中的有效脱硫成分的浓度降低。而且以一定流速运行的烟气进入旋流器之后，与旋流叶片撞击，由于烟气首先被旋流器的旋流叶轮改变流向转变为龙卷风似的旋流烟气，烟气以及脱硫反应浆液在旋流器上方形成的悬浮旋流层内停留并充分接触，相比现有的喷淋脱硫装置而言，脱硫反应浆液与烟气充分接触，使得反应效率大大提高，脱硫效果和脱离效率最少是喷淋脱硫装置脱硫的2-3倍，脱硫更加彻底，脱硫后烟气中含硫量微乎其微，基本做到对环境无害。这样不再需要制浆池和沉淀池，一个多功能集液池均可以实现制浆、循环浆液以及沉淀浆液。节省空间，同时节省成本，可以循环利用浆液节能环保，脱硫效果更好。石膏制备装置将沉积物比较多的反应浆液抽取后制备脱硫石膏，同时除去沉积物的反应浆液再回转输送至多功能集液池内进行后续脱硫反应。相对于现有技术而言具有的优点是：结构简单、在进行烟气脱硫之前先在烟气烟道内预先进行一次预脱硫，而且之后进行旋流脱硫反应，提高烟气脱硫效果和脱硫率，节省占用空间，不再需要制浆池和沉浆池，方便后期维护，维护成本低，且有效节省能源且避免污染环境。附图说明图1现有技术中烟气脱硫系统示意图。图2本发明烟气脱硫系统示意图。图3本发明烟气脱硫系统中旋流反应装置侧视图。图4本发明烟气脱硫系统中旋流反应装置顶部俯视图。图5本发明烟气脱硫系统中旋流外壳体顶部俯视图。图6本发明烟气脱硫系统中旋流室中部横截面示意图。图7A本实用新型烟气脱硫系统中旋流反应器作用力原理图。图7B本实用新型烟气脱硫系统旋流反应器另一实施例作用力原理图。图8本发明烟气脱硫系统中旋流反应装置烟气调节装置局部侧视图。图9本发明烟气脱硫系统中旋流反应装置烟气调节装置示意图。图10本发明烟气脱硫系统中除雾装置示意图。图11本发明烟气脱硫系统中除雾装置图10中局部放大图。图12本发明烟气脱硫系统中除雾装置纵向截面图。图13本发明烟气脱硫系统中除雾装置图12中H部放大图。图14本发明烟气脱硫系统中图2中多功能集液池局部放大图。图15本发明烟气脱硫系统中多功能集液池俯视图。图16本发明烟气脱硫系统中多功能集液池横向截面图。图17本发明烟气脱硫系统中多功能集液池侧视图。图18本实用新型烟气脱硫系统中石膏制备装置示意图。图号说明1…排烟装置2…除雾装置3…烟气脱硫系统4…均气装置5…多功能集液池6…浆液循环系统7…烟气烟道8…干粉脱硫剂喷射装置9…石膏制备装置10…电磁控制阀11…除雾室12…除雾器13…除雾叶片14…除雾清洗装置15…除雾冲洗水泵16…除雾水箱17…冲洗水主管18…冲洗水支管19…清洗喷嘴20…集液池本体21…曝气孔22…氧化风机23…氧化风进塔管24…氧化曝气管25…氧化风环管26…曝气支架27…搅拌器28…旋转驱动装置29…搅拌旋转轴30…搅拌叶片31…旋流外壳体32…旋流室33…旋流反应器34…循环反应浆液入口35…翻板阀36…电动执行机构37…锥形扩展区域38…烟气调节盖39…开启爪40…烟气调节铰接轴41…铰接轴支撑件42…塔壁密封装置43…叶轮外壳44…旋流叶轮45…叶轮中央轴46…旋流叶片47…干粉脱硫剂喷射管48…喷射枪49…固定台50…储灰装置51…引风装置52…储灰仓53…充气枪54…石膏排出泵55…石膏浆液旋流器56…真空带式过滤机具体实施方式下面结合附图的图2至图18对本发明的一种烟气脱硫系统和利用其进行烟气脱硫方法作进一步详细说明。本发明的一种烟气脱硫系统，请参考图2至图18，包括烟气脱硫塔、储灰装置50、石膏制备装置9和引风装置51，所述储灰装置50、引风装置51和石膏制备装置9均与烟气脱硫塔连接，所述烟气脱硫塔包括塔体和沿所述塔体由上至下设置的排烟装置1、除雾装置2、旋流反应装置3、均气装置4和多功能集液池5，所述多功能集液池5与所述旋流反应装置3之间通过用于将反应浆液泵入所述旋流反应装置3上部的浆液循环系统6连通，所述除雾装置2顶部与所述排烟装置1连接，所述旋流反应装置3的顶部与所述除雾装置2的底部连通，所述旋流反应装置3底部与所述均气装置4顶部连通，所述均气装置4与烟气烟道7连通，所述烟气烟道7靠近所述均气装置4处开设有干粉入口，所述干粉入口与用于向所述干粉入口喷射干粉的干粉脱硫剂喷射装置8连接，所述干粉脱硫剂喷射装置8前端朝向所述均气室4内并与所述烟气流入方向一致，所述均气装置4正下方为多功能集液池5，所述旋流反应装置3包括旋流外壳体31和水平排列设置于所述旋流外壳体31内的至少两个旋流室32，所述旋流室32内水平设置至少一个旋流器33，所述旋流室32上部设置有循环反应浆液入口34，所述旋流室32下方与均气装置4连通，所述旋流器33包括水平设置的旋流叶轮44，所述旋流叶轮44包括设置于外周的叶轮外壳43、设置于中央的叶轮中央轴45以及至少五个螺旋上升的旋流叶片46，所述旋流叶片46环绕所述叶轮中央轴45设置，所述叶轮外壳43固定于所述旋流室32内，所述旋流叶片46的内侧边缘与所述叶轮中央轴45固定，所述旋流叶片46的外侧边缘与所述叶轮外壳43固定，所述引风装置51与所述烟气烟道7连通，所述储灰装置50与所述干粉脱硫剂喷射装置8连接，所述石膏制备装置9与所述多功能集液池5底部连通。这样在使用时，引风装置51用于将烟气引入烟气烟道7内并不断地向烟气烟道7输送烟气推送前面的烟气至均气装置4中。烟气脱硫塔用于烟气脱硫，储灰装置50用于存储生石灰等干粉脱硫剂，并通过与之连接的干粉脱硫剂喷射装置8喷射入烟气烟道7内与烟气混合进行预脱硫，而石膏制备装置9用于将与...