一种钠基喷雾干燥脱硫系统的制作方法

文档序号:11666078阅读:149来源:国知局
一种钠基喷雾干燥脱硫系统的制造方法与工艺

本发明涉及环保技术领域,尤其涉及一种钠基喷雾干燥脱硫系统。



背景技术:

在生产过程中,各种炉、窑中燃烧含硫的燃料时,燃料中的硫在高温下与空气中的氧发生如下反应:

s+o2=so2生成二氧化硫(so2)。

二氧化硫是严重危害人类健康的有毒有害气体。在现有技术中,为了消除二氧化硫对人类健康的危害,常常采用以下方式对烟气中的二氧化硫进行脱除(简称脱硫):利用一些碱性物质(如氧化钙或氧化镁),通过加水制成氢氧化钙(ca(oh)2)或氢氧化镁(mg(oh)2)浆液,然后经泵打入吸收塔与烟气充分接触,使烟气中的二氮化硫烟气中的二氧化硫与浆液中的氢氧化钙或氢氧化镁进行反应生成mgso3或caso3,从而去除烟气中的二氧化硫。这种技术目前是脱硫的主体技术,又称湿法脱硫技术,大约90%以上的脱硫器度采用这种技术。但是这种技术存在着一下一些弊病:

结垢和堵塞:在这种烟气脱硫中,设备和输浆液管道常常发生结垢和堵塞,严重影响脱硫器的正常工作,甚至导致设备完全失效报废。

富液的处理:洗二氧化硫后的富液(含有烟尘、硫酸盐、亚硫酸盐等废液)若处理不及时,造成水体的污染同时,循环使用的富液也因其碱性降低,造成脱硫效率的下降。

腐蚀及磨损:煤炭燃烧时除生成二氧化硫以外,还生成少量的三氧化硫(so3),烟气中三氧化硫的浓度为10~40ppm,由于烟气中一般含有水(4%~12%),生成的三氧化硫瞬间内形成硫酸雾。当温度较低时,硫酸雾凝结成硫酸附着在设备的内壁上,或溶解于洗涤液中。这就是湿法吸收塔及有关设备腐蚀相当严重的主要原因。

形成白烟雾:湿法吸收塔在运行过程中,易产生粒径为10~60μm的“雾”。“雾”不仅含有水分,它还溶有硫酸、硫酸盐、二氧化硫等,如不妥善解决,任何进入烟囱的“雾”,实际就是把二氧化硫重新排放到大气中,是大气雾霾中pm2.5等形成的重要来源。

目前也有将石灰浆液喷雾干燥脱硫法(钙基喷雾干燥脱硫法),虽然此法克服了上述脱硫方法的一些缺点,但是因其工艺中制浆工艺复杂、一次性投资高,泵、管道和喷雾装置堵塞等原因,也未获得广泛使用。



技术实现要素:

(一)要解决的技术问题

本发明提供一种钠基喷雾干燥脱硫系统,以解决现有湿法脱硫技术中结垢和堵塞、富液难以处理、腐蚀和磨损及形成白烟雾的问题以及石灰浆液喷雾干燥脱硫法其制浆工艺复杂、一次性投资高,泵、管道和喷雾装置堵塞的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种钠基喷雾干燥脱硫系统,所述系统包括脱硫装置、碱液供应装置、气力输灰装置、压缩空气供应装置以及控制装置,

所述脱硫装置包括密封的壳体,所述壳体内的中上部设置有多个双流体喷头,所述壳体的下端连接有灰斗,所述壳体内设置有烟气管道,所述烟气管道的进气口穿过所述壳体的下部侧壁且所述烟气管道的外侧壁与所述壳体的侧壁密封连接,所述烟气管道的出气口设置在所述双流体喷头的上方并与所述壳体内连通,所述壳体的下部侧壁上还设置有烟气出口,所述烟气出口上设置有so2传感器,

所述气力输灰组件包括设置在所述灰斗下方的气力输灰管线,

所述碱液供应装置包括储存有氢氧化钠水溶液的至少一个碱液箱,所述碱液箱内设置有液位传感器,所述碱液箱通过输液管线与所述双流体喷头的液体进口连接,所述输液管线上设置有变频碱液泵,

所述压缩空气供应装置包括空气压缩机和压缩空气储气罐,所述压缩空气储气罐与所述双流体喷头的空气进口、气力输灰管线以及碱液箱分别通过管线连通,

所述控制装置与所述so2传感器、液位传感器以及变频碱液泵分别电连接。

进一步地,所述碱液箱为两个,两个碱液箱互为备用,每个碱液箱内均设置有液位传感器,所述控制装置与每个碱液箱内的液位传感器分别相连。

进一步地,所述灰斗呈漏斗形,所述灰斗包括排列在所述壳体下方的若干个,每个所述灰斗的出料口均设置有星型卸料阀,

所述气力输灰管线包括与所述压缩空气储气罐连通的气力输灰主管线以及连接各个灰斗的出料口的气力输灰支管线,所述气力输灰主管线与所述气力输灰支管线连通并向所述气力输灰支管线内输送压缩空气。

进一步地,所述壳体内对应所述烟气管道的出气口的上方设置有圆锥形导流盖。

进一步地,所述壳体的上部空间内设置有上、下两层整流格栅,所述双流体喷头设置在两层整流格栅之间;

所述双流体喷头的喷射口面向上方设置。

进一步地,所述输液管线包括与所述碱液箱连通的喷射碱液主管线以及连接在所述喷射碱液主管线上的多根喷射支路碱液管,

连接所述双流体喷头与所述压缩空气储气罐的管线包括与所述压缩空气储气罐连通的喷射压缩空气主管线以及与所述喷射压缩空气主管线连接的多根喷射支路压缩空气管,

每个所述双流体喷头的进气口通过压缩空气连接短管与所述喷射支路压缩空气管连通,每个所述双流体喷头的液体进口通过供液连接短管与所述喷射支路碱液管连通。

进一步地,所述喷射碱液主管线与两个碱液箱分别通过泵前碱液箱供应管连通,每条所述泵前碱液箱供应管上均设置有泵前碱液箱供液开关阀,所述变频碱液泵设置在所述喷射碱液主管线上。

进一步地,还包括清洗管路,所述清洗管路包括清水主管线,所述清水主管线分为三路出水管,分别为清水清洗管、两条碱液箱清水注水管,所述清水清洗管上以及两条碱液箱清水注水管分别设置有控制水流导通的注水阀,

所述清水清洗管的出水口与所述喷射碱液主管线连通,两条碱液箱清水注水管的出水口与两个碱液箱一一对应连通。

进一步地,所述压缩空气储气罐的出口设置有压缩空气主减压阀以及压缩空气主开关阀,

所述喷射支路压缩空气管的进气端设置有喷射压缩空气支路阀和喷射支路压缩空气减压阀,

所述压缩空气储气罐通过碱液箱压缩空气搅拌管与所述碱液箱连通,所述碱液箱压缩空气搅拌管上设置有碱液箱搅拌压缩空气减压阀和碱液箱搅拌压缩空气开关阀;

所述压缩空气储气罐通过气力输灰压缩空气管线与所述气力输灰管线连接,所述气力输灰压缩空气管线上设置有气力输灰压缩空气脉冲阀和气力输灰压缩空气减压阀。

进一步地,所述控制装置为hni触摸屏微处理器,所述hni触摸屏微处理器与所述so2传感器、所述变频碱液泵分别电连接并根据so2传感器的反馈信号控制所述变频碱液泵的转速,

所述hni触摸屏微处理器与所述液位传感器连接,所述hni触摸屏微处理器还连接有声光报警器,所述hni触摸屏微处理器根据所述液位传感器的反馈信号向所述声光报警器发送控制指令。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点:本发明提供的钠基喷雾干燥脱硫系统,利用氢氧化钠水溶液作为脱硫剂,并利用双流体喷头将氢氧化钠水溶液和高压压缩空气混合后从双流体喷头的喷口处喷出,喷出时因气流和液流间存在较大的速度差,高度流动的高压压缩空气将液体流中的液膜撕碎,瞬间使氢氧化钠水溶液形成数量巨大的微米级液滴,数量巨大的微米级氢氧化钠水溶液液滴具有极大的比表面积,来自烟气管道中的二氧化硫迅速与超细氢氧化钠水溶液液滴发生化学发应生成微粒状亚硫酸钠或硫酸钠液滴;微粒状亚硫酸钠或硫酸钠液滴随烟气继续在壳体内运行,在高温烟气作用下干燥形成固态微粒状亚硫酸钠或硫酸钠。

本发明钠基喷雾干燥脱硫系统与传统湿法脱硫技术相比:由于采用氢氧化钠水溶液作为脱硫剂,不会造成设备及输液管道结垢和阻塞;由于二氧化硫与超细氢氧化钠水溶液液滴最终的产物为固态微粒状亚硫酸钠或硫酸钠,所以不会产生富液,避免了富液处理的麻烦;烟气中的三氧化硫也会和超细氢氧化钠水溶液液滴发生发应最终产物为微粒状硫酸钠,所以解决了三氧化硫在低温时,硫酸雾滴对设备内壁腐蚀以及磨损的问题;本发明氢氧化钠水溶液液滴被雾化后粒径达到微米级,所以未反应的氧化钠溶液液滴在后期高温烟气的作用下也会被烘干,同时由于氢氧化钠在水中的溶解度极高,达到50%以上,故其溶液在脱硫时溶液的消耗量非常少,所以本发明钠基喷雾干燥脱硫系统也不会产生白烟雾的问题。

本发明钠基喷雾干燥脱硫系统与石灰浆液喷雾干燥湿法脱硫技术相比:氢氧化钠水溶液作为脱硫剂,其获取工艺比简单,降低了生产成本,且氢氧化钠水溶液不会产生泵、管道以及喷雾组件阻塞的问题。

本发明钠基喷雾干燥脱硫系统解决了现有脱硫技术中结垢和堵塞、富液难以处理、腐蚀和磨损及形成白烟雾等难以解决的问题;同时,与钙基喷雾干燥脱硫工艺方法相比,解决了钙基喷雾干燥脱硫工艺的制浆工艺复杂、一次性投资高,泵、管道和喷雾装置堵塞等问题。此外,在使用时,本发明钠基喷雾干燥脱硫系统比其它脱硫方式相比,占地面积小,脱硫效率高,节水、节能效果显著。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外,本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点,将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例钠基喷雾干燥脱硫系统的结构示意图;

图2是图1的a-a剖视图;

图3是图1的b-b剖视图;

图4是图1的c-c剖视图;

图5是本发明实施例钠基喷雾干燥脱硫系统的双流体喷头的安装结构图;

图6为本发明实施例钠基喷雾干燥脱硫系统的控制系统原理图。

图中:1-支腿,2-气力输灰主管线,3-星型卸料阀,4-灰斗,5-烟气出口,6-壳体,7-烟气管道,8-下层整流格栅,9-喷射支路碱液管,10-供液连接短管,11-双流体喷头,12-喷射支路压缩空气管,13-上层整流格栅,14-导流盖支柱,15-导流盖,16-顶盖,17-喷射支路压缩空气减压阀,18-喷射碱液支路阀,19-喷射压缩空气支路阀,20-喷射压缩空气主管线,21-喷射碱液主管线,22-压缩空气主减压阀,23-压缩空气主开关阀,24-压缩空气储气罐,25-空气压缩机输出管线,26-空气压缩机,27-气力输灰支管线,28-气力输灰压缩空气减压阀,29-气力输灰压缩空气脉冲阀,30-气力输灰压缩空气管线,31-第二碱液箱搅拌压缩空气开关阀,32-第一碱液箱搅拌压缩空气开关阀,33-第二碱液箱搅拌压缩空气减压阀,34-第一碱液箱搅拌压缩空气减压阀,35-第一碱液箱压缩空气搅拌管,36-第二碱液箱压缩空气搅拌管,37-清水清洗管,38-清水清洗阀,39-第一碱液箱清水注水阀,40-第一碱液箱清水注水管,41-第二碱液箱清水注水阀,42-第二碱液箱清水注水管,43-第一碱液箱,44-第二碱液箱,45-清水主管线,46-变频碱液泵,47-泵前第一碱液箱供液管,48-泵前第一碱液箱供液开关阀,49-泵前第二碱液箱供液管,50-泵前第二碱液箱供液开关阀,51-压缩空气连接短管,52-第一碱液箱液位传感器,53-第一液位传感器信号线,54-so2传感器,55-so2传感器信号线,56-hni触摸屏微处理器,57-第一声光报警器,58-第二声光报警器,59-电源,60-变频器,61-第二液位传感器信号线,62-第二碱液箱液位传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上,“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

如图1所示,本发明实施例提供的钠基喷雾干燥脱硫系统,所述系统包括脱硫装置、碱液供应装置、气力输灰装置、压缩空气供应装置以及控制装置。

所述脱硫装置包括壳体6,所述壳体6为由四面钢板围成的矩形设备箱体侧壁、顶盖16以及多个底部灰斗4组成的封闭空间。壳体6通过支腿1固定支撑。所述壳体6的中上部布置有多个双流体喷头11,壳体6的内部中心设置有截面为圆形的烟气管道7,所述烟气管道7的进气口穿过所述壳体6的下部侧壁且所述烟气管道7的外侧壁与所述壳体6的侧壁密封连接,所述烟气管道7的出气口设置在所述双流体喷头11的上方并与所述壳体内部连通。所述壳体6的侧壁下部设置有烟气出口5,所述烟气出口5上设置有用于检测脱硫装置处理后的烟气中的二氧化硫浓度的so2传感器54。可以理解的是,壳体6侧壁下部的烟气出口5用于将脱硫后的烟气送入下级袋式除尘器进行除尘处理。

所述气力输灰装置包括设置在所述灰斗下方的气力输灰管线。灰斗4的形状为漏斗形,漏斗形灰斗4的出料口设置有星型卸料阀3。(星型卸料阀3既能实现灰斗4与壳体内空间的密封同时又能将灰斗4内的粉尘顺利排出)所述气力输灰管线包括通过气力输灰压缩空气管线30与压缩空气储气罐24连接的气力输灰主管线2以及分别与多个灰斗4的出料口相连接的多根气力输灰支管线27,多根气力输灰支管线27均与所述气力输灰主管线2连通。所述气力输灰装置的功能是将星型卸料阀3排出的灰输送到远端的料仓。可以理解是,为了控制气力输灰管线上的压缩空气,所述气力输灰压缩空气管线30上设置有气力输灰压缩空气脉冲阀29和气力输灰压缩空气减压阀28。

所述碱液供应装置包括储存氢氧化钠水溶液的至少一个碱液箱,所述碱液箱内设置有液位传感器,所述碱液箱通过输液管线与所述双流体喷头11的液体进口连接,所述输液管线上设置有变频碱液泵46。碱液箱用来配置并储存氢氧化钠水溶液,液位传感器能够检测碱液箱内的液面高度,并向控制装置发送信号,变频碱液泵46能够根据控制装置的给出的信号适时调节供应给双流体喷头的碱液量。

所述压缩空气供应装置主要包括压缩空气储气罐24、空气压缩机26,所述压缩空气储气罐24与所述双流体喷头11的压缩空气进口、气力输灰主管线2以及碱液箱分别通过管线连通。压缩空气储气罐24一方面为双流体喷头11提供需要的压缩空气,同时,也为气力输灰主管线2提供风力将落入灰斗中的粉尘等通过压缩空气吹出;压缩空气输送到碱液箱的作用是为了搅拌碱液箱内的液体,促使碱液箱内的氢氧化钠碱液混合均匀。

所述控制装置与所述so2传感器54、液位传感器以及变频碱液泵46分别电连接。控制装置可根据so2传感器54检测的二氧化硫浓度作为反馈信号控制变频碱液泵46的运转速度,从而智能控制碱液的用量,实现碱液的合理利用,降低生产成本;控制装置同时也具有根据液位传感器传输的液位信号向外发送指令,提醒操作人员碱液箱内液位的变化,从而方便操作人员进行相应操作。

本实施例钠基喷雾干燥脱硫系统,利用氢氧化钠水溶液作为脱硫剂,并利用双流体喷头11将氢氧化钠水溶液和高压压缩空气混合后从双流体喷头的喷口处喷出,喷出时因气流和液流间存在较大的速度差,高速流动的高压压缩空气将液体流中的液膜撕碎,瞬间使氢氧化钠水溶液形成数量巨大的微米级液滴,数量巨大的微米级氢氧化钠水溶液液滴具有极大的比表面积,来自烟气管道中的二氧化硫迅速与超细氢氧化钠水溶液液滴接触并发生化学发应生成微粒状亚硫酸钠或硫酸钠液滴;微粒状亚硫酸钠或硫酸钠液滴随烟气继续在壳体内运行,在高温烟气作用下超细氢氧化钠水溶液液滴中的水分迅速蒸发,剩余物质干燥形成固态微粒状亚硫酸钠或硫酸钠微粒。固态微粒状亚硫酸钠或硫酸钠一部分随烟气通过壳体6上的烟气出口5进入下级布袋除尘器之后进行去除,一部分落入下部的灰斗4中,并经气力输灰管线输送出系统外。

同时,本实施例钠基喷雾干燥脱硫系统的在壳体6内部设置烟气管道7,一方面烟气管道7可以实现烟气从壳体6的底部进入壳体顶部后,逆向减速后再次从壳体6的底部排出,减缓了烟气的流动速度,促进了烟气中的二氧化硫与氢氧化钠水溶液的反应吸收;同时烟气管道7可以为壳体6内提供一定的热量,维持壳体6内高温的状态,促进微粒状亚硫酸钠或硫酸钠液滴蒸发成固态。

本实施例钠基喷雾干燥脱硫系统采用氢氧化钠水溶液作为脱硫剂,相对于其它脱硫剂,氢氧化钠在水中的溶解度极高(如在20℃时,1公斤水可完全溶解1.09公斤氢氧化钠,而在20℃时,1公斤水仅完全溶解0.0016公斤氢氧化钙,二者溶解度相差630倍),所以可以配置所需要高浓度的氢氧化钠水溶液作为脱硫剂,比其它脱硫方法使用的溶液中的配置使用水量较少、配置过程简单,成本较低。

本实施例钠基喷雾干燥脱硫系统与传统湿法脱硫技术相比:由于采用氢氧化钠水溶液作为脱硫剂,不会造成设备设输液管道结垢和阻塞;由于二氧化硫与超细氢氧化钠水溶液液滴最终的产物为固态微粒状亚硫酸钠或硫酸钠,所以不会产生富液,避免了富液处理的麻烦;烟气中的三氧化硫也会和超细氢氧化钠水溶液液滴发生发应最终产物为微粒状硫酸钠,所以解决了三氧化硫在低温时,硫酸雾滴对设备内壁腐蚀以及磨损的问题;本发明氧化钠水溶因溶解度极高,溶液用量极少,同时液滴被雾化后粒径达到微米级,所以未反应的氧化钠溶液液滴在后期高温烟气的作用下也会被迅速烘干,所以本发明钠基喷雾干燥脱硫系统根本不会产生白烟雾的问题。

本发明钠基喷雾干燥脱硫系统与石灰浆液喷雾干燥湿法脱硫技术相比:氢氧化钠水溶液作为脱硫剂,其获取工艺比简单,降低了生产成本,且氢氧化钠水溶液不会产生泵、管道以及喷雾组件阻塞的问题。

如图1所示,作为本发明的一个实施例,所述烟气管道7顶部间隔一定距离设有圆锥形导流盖15,所述导流盖15与所述烟气管道7顶部通过导流盖支柱14焊接连接。

可以理解的是,导流盖15可以将烟气均匀平稳地导流至烟气管道的周围,便于烟气均匀平稳向下流至壳体6的下部。

如图1所示,为了进一步实现烟气的平稳,所述壳体6的中上部设置有两层整流格栅,分别为上层整流格栅13和下层整流格栅8,上层整流格栅13和下层整流格栅8均是由钢板焊制而成的具有一定长度的网格,其外侧与壳体6的内壁焊接连接。

多个双流体喷头11设置在上层整流格栅13和下层整流格栅8之间,具体的设置方式如图1、3所示:上层整流格栅13和下层整流格栅8之间设置有输液管线和喷射输气管线,其中输液管线包括与碱液箱连通的喷射碱液主管线21、连接在喷射碱液主管线21上的喷射支路碱液管9、连接在喷射支路碱液管9上的供液连接短管10,供液连接短管10最终连接到双流体喷头11底部将碱液输送到双流体喷头11内;喷射碱液支路阀18为该支路的开关阀;喷射输气管线包括与压缩空气储气罐连通的喷射压缩空气主管线20、连接在喷射压缩空气主管线20上的喷射支路压缩空气管12、连接在喷射支路压缩空气管12上的压缩空气连接短管51,压缩空气连接短管51最终连接到双流体喷头11侧面将压缩空气输送到双流体喷头11内,喷射支路压缩空气减压阀17、喷射压缩空气支路阀19为该支路的减压和开关阀。

所述双流体喷头11的喷射口面向上方设置,也即:双流体喷头向上喷射碱液,双流体喷头11的下部为液体进口并通过供液连接短管10和喷射支路碱液管9连接,所述双流体喷头11侧面(进气口)通过压缩空气连接短管51和喷射支路压缩空气管12连接。其中,在每条喷射支路碱液管9和喷射支路压缩空气管12上可安装多个双流体喷头11,同时喷射支路碱液管9和喷射支路压缩空气管12也有多根组成。

需要说明的是,喷射支路压缩空气减压阀17和喷射压缩空气支路阀19设置在喷射支路压缩空气管12的输入端,喷射碱液支路阀18设置在喷射支路碱液管9的输入端,所述喷射支路压缩空气减压阀17和喷射压缩空气支路阀19和喷射碱液支路阀18用于调整该支路多个双流体喷头11的喷射状态。各喷射支路压缩空气管12通过焊接与喷射压缩空气主管线20相连接、各喷射支路碱液管9通过焊接与喷射碱液主管线21相连接。

可以理解的是,双流体喷头采用面向上方喷射的方式设置,可以减缓雾化后的氢氧化钠液滴的流速,促进了烟气中的二氧化硫与氢氧化钠液滴反应吸收。

如图1所示,作为本发明的一个实施例,所述碱液箱包括两个,分别为四面为不锈钢板围成、底部由不锈钢板封闭、顶部敞开的矩形箱体,分别定义为为第一碱液箱43和第二碱液箱44,每个碱液箱内均设置有液位传感器(分别为第一液位传感器52、第二液位传感器62),所述控制装置与变频碱液泵以及每个碱液箱内的液位传感器分别相连。

可以理解的是,碱液箱优选为两个,可以在一个碱液箱内的氢氧化钠水溶液消耗完时,切换至另一个碱液箱,并在耗完碱液的碱液箱内配置新的碱液,从而实现了脱硫过程的连续进行。

如图1所示,作为本发明的一个实施例,为了方便配置碱液,本实施例钠基喷雾干燥脱硫系统还包括清水管路,所述清洗管路包括清水主管线45,所述清水主管线45分别通过第一碱液箱清水注水管40、第二碱液箱清水注水管42向第一碱液箱43、第二碱液箱44内注水,且为了实现水流的控制,所述第一碱液箱清水注水管40、第二碱液箱清水注水管42上分别设置有第一碱液箱清水注水阀39、第二碱液箱清水注水阀41。

第一碱液箱43、第二碱液箱44内分别通过第一碱液箱压缩空气搅拌管35、第二碱液箱压缩空气搅拌管36通入压缩空气,且为了控制通入每个碱液箱内的压缩空气的流通和流速,所述第一碱液箱压缩空气搅拌管35上设置有第一碱液箱搅拌压缩空气开关阀32、第一碱液箱搅拌压缩空气减压阀34,第二碱液箱压缩空气搅拌管36上设置有第二碱液箱搅拌压缩空气开关阀31、第二碱液箱搅拌压缩空气减压阀33。

如图1所示,作为一种变频碱液泵的布置方式,变频碱液泵46设置在喷射碱液主管线21上,喷射碱液主管线21通过泵前第一碱液箱供液管47、泵前第二碱液箱供液管49分别与第一碱液箱43、第二碱液箱44连通并进液,且为了控制供液管的导通,所述泵前第一碱液箱供液管47、泵前第二碱液箱供液管49上分别设置有泵前第一碱液箱供液开关阀48、泵前第二碱液箱供液开关阀50。

如图1所示,为了方便清洗碱液输送管路以及双流体喷头11,清水主管线45还设置有与喷射碱液主管线21连通的清水清洗管37,所述清水清洗管37上设置有清水清洗阀38。

所述压缩空气供应装置包括压缩空气储气罐24以及通过空气压缩机输出管线25向所述压缩空气储气罐24提供压缩空气的空气压缩机26,压缩空气储气罐24的出口管线上设置有压缩空气主减压阀22、压缩空气主开关阀23。压缩空气出口管线分为三路分别向喷射压缩空气主管线20、气力输灰压缩空气管线30、第一碱液箱压缩空气搅拌管35和第二碱液箱压缩空气搅拌管36提供压缩空气。

如图6所示,所述控制装置可以hni触摸屏微处理器56为主控元件,so2传感器54、第一碱液箱液位传感器52、第二碱液箱液位传感器62分别通过信号线输入hni触摸屏微处理器56中,经识别计算后,输出控制信号给变频器60、第一声光报警器57和第二声光报警器58实施控制和报警。其工作原理是:若出口so2传感器54测得烟气出口处脱硫后烟气中的so2浓度值高于设定值时,通过出口so2传感器信号线55将浓度信号输入hni触摸屏微处理器56中,然后通过控制信号给变频碱液泵的变频器60,增加输出频率,提高变频碱液泵46的转速,达到增加碱液供应系统向双流体喷头11提供的碱液的流量,最终实现降低烟气出口处脱硫后烟气中的so2浓度;反之,若出口so2传感器54测得出口脱硫后烟气中的so2浓度值低于设定值时,通过出口so2传感器信号线55将浓度信号输入hni触摸屏微处理器56中,经计算处理然后发出控制信号给变频碱液泵的变频器60,降低输出频率,降低变频碱液泵46的转速,达到减少碱液供应系统向喷射系统提供的碱液的流量,最终实现降低碱液的消耗量,降低系统的使用成本。此外,在第一碱液箱43实施注水时,当清水液位达到设定位置时,第一声光报警器57发出声光信号,提醒操作人员关闭第一碱液箱清水注水阀39;在第二碱液箱44实施注水时,当清水液位达到设定位置时,第二声光报警器58发出声光信号,提醒操作人员关闭第二碱液箱清水注水阀41。在正常脱硫工作时,若第一碱液箱43向双流体喷头11供应碱液时,当储存在第一碱液箱43中的氢氧化钠水溶液消耗到液位低至设定值时,第一声光报警器57发出声光信号,提醒操作人员关闭泵前第一碱液箱供液开关阀48,开启泵前第二碱液箱供液开关阀50,转换成第二碱液箱44向喷射系统供应碱液;同样当第二碱液箱44向双流体喷头11供应碱液时,当储存在第二碱液箱44中的氢氧化钠水溶液消耗到液位低至设定值时,第二声光报警器58发出声光信号,提醒操作人员关闭泵前第二碱液箱供液开关阀50,开启泵前第一碱液箱供液开关阀48,转换成第一碱液箱43向喷射系统供应碱液。

图6中,标号53指的是第一液位传感器信号线,59指的是电源,61指的是第二液位传感器信号线。

综上所述,本实施例钠基喷雾干燥脱硫系统解决了现有脱硫技术中结垢和堵塞、富液难以处理、腐蚀和磨损及形成白烟雾等难以解决的问题。同时,与钙基喷雾干燥脱硫工艺方法相比,解决了钙基喷雾干燥脱硫工艺的制浆工艺复杂、一次性投资高,泵、管道和喷雾装置堵塞等问题。此外,在使用时,本实施例钠基喷雾干燥脱硫系统比其它脱硫方式相比,脱硫效率高,占地面积小,节水、节能效果显著。

下面给出本发明的一个具体应用实施例

本实施例钠基喷雾干燥脱硫系统用于处理风量为260000m3/h,烟气温度为165℃,烟气含硫量为750mg/nm3的烟气。脱硫装置壳体的外形尺寸为长×宽×高=8000mm×8000mm×21000mm。

具体实施时,首先进行碱液准备工作,在容量为12立方米的第一碱液箱43和容量为12立方米的第二碱液箱44中各投放800kg片状氢氧化钠固态物,然后分别开启第一碱液箱清水注水阀39和第二碱液箱清水注水阀41,向第一碱液箱43和第二碱液箱44加注清水;每箱的加注量均为8立方米,当清水加注达到设定位置时,第一声光报警器57发出声光信号,提醒操作人员关闭第一碱液箱清水注水阀39;在第二碱液箱44实施注水时,当清水液位达到设定位置时,第二声光报警器58发出声光信号,提醒操作人员关闭第二碱液箱清水注水阀41;此时,开启空气压缩机26,待压缩空气主减压阀22上的压力表值达到规定值时,开启压缩空气主开关阀23,再开启第一碱液箱搅拌压缩空气开关阀32(首次使用时应根据第一碱液箱43中液面翻滚情况调整第一碱液箱搅拌压缩空气减压阀34达到适度的搅拌气压),对第一碱液箱43中的液体进行气动搅拌,待片状氢氧化钠固态物全部溶解为止。开启第二碱液箱搅拌压缩空气开关阀31(首次使用时应根据第二碱液箱44中液面翻滚情况调整第二碱液箱搅拌压缩空气减压阀33达到适度的搅拌气压),对第二碱液箱44中的液体进行气动搅拌,待片状氢氧化钠固态物全部溶解为止。此时碱液准备工作结束。

系统正式工作时(若确定先用第一碱液箱43向双流体喷头供应碱液),开启泵前第一碱液箱供液开关阀48,关闭泵前第二碱液箱供液开关阀50,接通控制装置的电源59,开启空气压缩机26,待压缩空气主减压阀22上的压力表值达到规定值时,开启压缩空气主开关阀23。使钠基喷雾干燥脱硫器的各系统均处于正常工作状态。此时,含硫的高温烟气在引风机的驱动下通过烟气管道7上升达到烟气管道7顶部,因惯性作用,高温烟气流会撞击设置在烟气管道7上方的导流盖15,使高温烟气流向下流动,经由钢板焊制而成的具有一定长度网格的上层整流格栅13整流,使高温烟气流能比较均匀地通过由喷射支路碱液管9、供液连接短管10、双流体喷头11、喷射支路压缩空气管12、喷射支路压缩空气减压阀17、喷射压缩空气支路阀19,喷射碱液支路阀18、压缩空气连接短管51、喷射系统压缩空气主管线20和喷射碱液主管线21组成的喷射系统。

在变频碱液泵46的驱动下,氢氧化钠水溶液从第一碱液箱43流出,经泵前第一碱液箱供液管47、泵前第一碱液箱供液开关阀48、变频碱液泵46、喷射碱液主管线21、喷射支路碱液管9、供液连接短管10后达到双流体喷头11内;同时经空气压缩机26、空气压缩机输出管线25、压缩空气储气罐24、压缩空气主减压阀22、压缩空气主开关阀23、喷射压缩空气主管线20、喷射支路压缩空气管12、压缩空气连接短管51后的高压压缩空气也达到双流体喷头11内。氢氧化钠水溶液和高压压缩空气在双流体喷头11内混合后从双流体喷头11的喷口处喷出,喷出时因气流和液流间存在着巨大的速度差,高速流动的高压压缩空气会将液体流中的液膜撕碎,瞬间使氢氧化钠水溶液形成数量巨大的微米级液滴,这些数量巨大的微米级液滴在喷射区区域内形成均匀的氢氧化钠水溶液雾区,当高温烟气通过这片雾区时,因数量巨大的微米级氢氧化钠水溶液液滴具有极大的比表面积,此时,高温烟气中的so2迅速与超细氢氧化钠水溶液液滴中氢氧化钠发生以下化学反应:

so2+2naoh→na2so3+h2o

na2so3+h2o+so2→2nahso3

nahso3+naoh→na2so3+h2o

na2so3+1/2o2→na2so4

最终反应物为微粒状亚硫酸钠或硫酸钠液滴。这些液滴随烟气继续在装置内运行,在高温烟气作用下干燥形成固态亚硫酸钠或硫酸钠颗粒,这些固态亚硫酸钠或硫酸钠颗粒的一部分在后级的袋式除尘器中随烟灰一起被去除,另一部分落入装置下部的灰斗4中,经星型卸料阀3、气力输灰支线管27、气力输灰主管线2输送到远端的灰仓中。气力输灰系统的主动力是经空气压缩机26、空气压缩机输出管线25、压缩空气储气罐24、压缩空气主减压阀22、压缩空气主开关阀23、气力输灰压缩空气管线30、气力输灰压缩空气减压阀28、气力输灰压缩空气脉冲阀29的高压压缩空气。经上述处理,高温烟气中的绝大部分so2被去除,实现了高效脱除高温烟气中二氧化硫的目的。

在工作时,控制系统完成的工作是:若出口so2传感器54测得烟气出口5处脱硫后烟气中的so2浓度值高于设定值时,通过出口so2传感器信号线55将浓度信号输入hni触摸屏微处理器56中,经计算处理然后发出控制信号给变频器60,增加输出频率,提高变频碱液泵46的转速,达到增加碱液供应系统向喷射系统提供的碱液的流量,最终实现降低烟气出口脱5处硫后烟气中的so2浓度,反之,若出口so2传感器54测得烟气出口5处脱硫后烟气中的so2浓度值低于于设定值时,通过出口so2传感器信号线55将浓度信号输入hni触摸屏微处理器56中,然后经计算处理后发出控制信号给变频器60,降低输出频率,降低变频碱液泵46的转速,达到减少碱液供应系统向喷射系统提供的碱液的流量,最终实现降低碱液的消耗量,降低系统的使用成本。此外,在第一碱液箱43实施注水时,当清水液位达到设定位置时,第一声光报警器57发出声光信号,提醒操作人员关闭第一碱液箱清水注水阀39;在第二碱液箱44实施注水时,当清水液位达到设定位置时,第二声光报警器58发出声光信号,提醒操作人员关闭第二碱液箱清水注水阀41;在正常脱硫工作时,若第一碱液箱43向双流体喷头供应碱液时,当储存在第一碱液箱43中的氢氧化钠水溶液消耗到液位低至设定值时,第一声光报警器57发出声光信号,提醒操作人员关闭泵前第一碱液箱供液开关阀48,开启泵前第二碱液箱供液开关阀50,转换成第二碱液箱44向双流体喷头11供应碱液;同样当第二碱液箱44向双流体喷头供应碱液时,当储存在第二碱液箱44中的氢氧化钠水溶液消耗到液位低至设定值时,第二声光报警器58发出声光信号,提醒操作人员关闭泵前第二碱液箱供液开关阀50,开启泵前第一碱液箱供液开关阀48,转换成第一碱液箱43向双流体喷头供应碱液。

在停炉时,变频碱液泵46停止工作,此时,关闭第一碱液箱清水注水阀39和第二碱液箱清水注水阀41;开启清水清洗阀38,清洗清水经清水清洗管37、喷射碱液主管线21、喷射支路碱液管9、供液连接短管10后达到双流体喷头11内,经空气压缩机26、空气压缩机输出管线25、压缩空气储气罐24、压缩空气主减压阀22、压缩空气主开关阀23、喷射压缩空气主管线20、喷射支路压缩空气管12、压缩空气连接短管51后的高压压缩空气也达到双流体喷头11内。清洗清水和高压压缩空气在双流体喷头11内混合后从双流体喷头11的喷口处喷出,运行20分钟后,整个泵后碱液供应装置、输液管线中残存的氢氧化钠水溶液被完全清洗干净,避免残存的氢氧化钠水溶液干燥析出固态氢氧化钠造成供液系统和喷射系统的堵塞,为下次开炉做好准备、

经最终检测,在烟气出口处,烟气中的so2的浓度仅为21mg/nm3,脱除so2的效率为97.2%。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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