帶有酸鹼度調節裝置的液柱噴射煙氣脫硫方法及系統的製作方法
2023-06-24 20:06:21
專利名稱：帶有酸鹼度調節裝置的液柱噴射煙氣脫硫方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於煙氣溼法脫硫技術領域，尤其涉及煤粉鍋爐、層燃鍋爐或其他燃燒設備排出的煙氣中的二氧化硫脫除的方法及系統。
二氧化硫的汙染一直是世界許多國家環境保護的工作重點，各國先後開發的煙氣脫硫技術已達200多種。但是，能夠應用到工業上的只有十多種。到目前為止，在燃煤的工業鍋爐和電站鍋爐中，90％以上是採用溼法煙氣脫硫，其中以石灰石-石膏法為主，它的脫硫效率較高，是煙氣脫硫最有效的方法。而其它脫硫方法脫硫效率低，很難滿足日益嚴格的環保要求。
傳統的石灰石-石膏法煙氣脫硫技術，通常存在系統相對複雜，佔地面積較大，脫硫反應塔採用填料形式，系統阻力較大，而且容易出現結垢和堵塞現象，導致初投資及運行成本都較高。
為了解決上述缺陷，中國發明專利公開號為CN1117889A和CN1221647A中公開了一種液柱噴射煙氣脫硫技術，其主要特點是改填料塔為噴射塔，在塔內設置噴射裝置，將脫硫劑漿液通過噴嘴向上噴射，在此過程中使其與煙氣中二氧化硫充分反應，實現高效脫硫和防止結垢和堵塞。同時，將脫硫反應區和脫硫副產物氧化反應區設置在同一塔體內，能有效節省系統的佔地面積，因此該專利技術得到了較好的應用。但是，由於該技術對於煙氣負荷調節適應能力較差，不能根據實際運行工況對脫硫反應區和氧化反應區的酸鹼度較好地進行調節，因此導致脫硫效率偏低(脫硫效率僅為70-90％)，脫硫劑的利用率不高以及脫硫最終產物石膏的質量下降等缺陷。這是因為煙氣中的二氧化硫在塔體內穿過液柱噴射引起的脫硫反應的實質就是酸鹼中和反應，只有在最佳的PH值(酸鹼度)條件下才能得到最佳的脫硫效果。因此，如何對各反應區PH值進行合理調配，使得煙氣中的二氧化硫始終處於最佳脫硫反應環境中，是值得研究的問題。
針對上述現有技術存在問題，本發明的目的和任務是提供一種帶有酸鹼度調節裝置的液柱噴射方法及系統，該系統能夠使不同反應區的PH值得到合理調配，使得煙氣中的二氧化硫始終處於最佳脫硫反應環境中，從而進一步提高脫硫效率以及脫硫劑的利用率，同時提高脫硫副產物的氧化效率以及增強煙氣負荷調節適應能力。
本發明的目的和任務是通過以下技術方案來實現的一種帶有酸鹼度調節裝置的液柱噴射煙氣脫硫方法，該方法是將燃燒設備中排出的煙氣從反應塔中部徑向送入反應塔，鹼液池中的脫硫劑漿液通過輸液泵送入反應塔下部，脫硫劑漿液由裝在反應塔中的噴射裝置向上噴射，在塔內形成先自下而上與煙氣順流的液柱，然後在頂部散開，形成自上而下與煙氣逆流的液滴，在上噴和分散落下的過程中，形成氣液高度混合、傳質、傳熱的脫硫反應區；脫硫後的煙氣穿過反應塔上部的除霧器，除去煙氣中的水分和細灰；脫硫反應後的漿液與脫除的灰塵細顆粒一道沿塔體向下流動進入塔底部的脫硫副產物的氧化區，氧化區內的亞硫酸鈣在氧化風機送來的空氣中的氧作用下進一步氧化形成硫酸鈣，經濃縮、沉澱後，氧化區內比重較大的部分進入石膏處理系統，其特徵是反應塔內脫硫反應區與脫硫副產物氧化反應區的酸鹼度可根據實際負荷的變化進行調節，其調節方法是通過調控從鹼液池輸送的脫硫劑漿液的供給量來進行自動調節。
上述反應塔內脫硫反應區與脫硫副產物氧化反應區的酸鹼度最佳控制範圍是脫硫反應區的酸鹼度範圍控制在5～8；脫硫副產物氧化反應區的酸鹼度範圍控制在3.5～5.5。
採用如上述煙氣脫硫方法的液柱噴射煙氣脫硫系統，該系統主要包括煙氣輸送系統，脫硫劑漿液供給系統，含有脫硫反應區和氧化反應區的反應塔，工業水給水與除霧系統以及石膏處理系統組成，所述煙氣輸送系統包括煙道、煙氣閥門和送風機；脫硫劑漿液供給系統由鹼液池、漿液輸送泵和循環泵組成，反應塔由輸水管、除霧器、煙氣入口、煙氣出口、液柱噴射系統和鼓風系統組成，其特徵在於在漿液輸送泵的出口設置一個酸鹼度調節裝置，該酸鹼度調節裝置是由流量調節裝置及酸鹼度監測裝置所組成，並通過管道與循環泵的入口及反應塔下部的漿液入口相連。
本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果由於在該液柱噴射脫硫系統中設置了一個酸鹼度調節裝置，因此該系統可以根據煙氣負荷的變化合理調配脫硫反應區與副產物氧化反應區的酸鹼度，使得煙氣中的二氧化硫始終處於最佳脫硫反應環境中從而有效地提高了脫硫效率和脫硫劑的利用率，同時也提高了脫硫反應副產物的氧化效率。
附
圖1是本發明的具體工藝流程圖。
附圖2為反應塔的結構示意圖。
下面結合附圖具體說明本發明的原理、結構、工藝過程及最佳實施方式該煙氣脫硫系統主要包括煙氣輸送系統，脫硫劑漿液供給系統，含有脫硫反應區和脫硫副產物氧化反應區的反應塔，工業水給水與除霧系統以及石膏處理系統組成，所述煙氣輸送系統包括煙道1、煙氣閥門2和送風機4；脫硫劑漿液供給系統由鹼液池6、漿液輸送泵7和循環泵15組成；反應塔9由輸水管、除霧器17、煙氣入口、煙氣出口、液柱噴射系統18和鼓風系統8組成。在漿液輸送泵7的出口設置一個酸鹼度調節裝置21，該酸鹼度調節裝置是由流量調節裝置及酸鹼度監測裝置所組成，並通過管道與循環泵15的入口及反應塔9下部的漿液入口相連。該調節裝置可隨時監測脫硫反應區及脫硫副產物氧化反應區的PH值，並可對從鹼液池輸送的脫硫劑漿液的供給量進行調控，從而達到上述目的。其工藝方法是從燃燒設備中排出的煙氣經煙道1通過煙氣閥門2的控制，由送風機4從反應塔中下部徑向進入反應塔9；脫硫劑漿液由裝在反應塔中下部的液柱噴射裝置向上噴射，在塔內形成先自下而上與煙氣順流的液柱，然後在頂部散開，形成自上而下與煙氣逆流的液滴。在這上噴散落的過程中，形成氣液高度混合、傳質、傳熱的高效脫硫反應區。煙氣在反應塔內上升過程中，與脫硫劑漿液充分混合，可洗去部分細顆粒灰塵。脫硫後的煙氣穿過反應塔上部的除霧器17，可同時除去煙氣中的水分和細灰；脫硫反應後的漿液與脫除的灰塵細顆粒一道沿塔體向下流動進入塔底部的脫硫副產物氧化反應區，氧化反應區內的亞硫酸鈣在氧化風機8送來的空氣中氧的作用下進一步氧化形成硫酸鈣。經濃縮、沉澱後，氧化區內比重較大的部分(主要是灰渣和硫酸鈣)進入石膏處理系統；較稀的部分(含有未完全反應的脫硫劑)被送回塔內循環使用。當煙氣量或煙氣中二氧化硫含量發生變化時，要求反應區的PH隨之變化，此時可調節安裝在漿液輸送泵7出口的酸鹼度調節裝置21，該調節裝置可以控制進入脫硫反應區及氧化區的漿液供給量，從而實現對PH值合理調配，使之適應煙氣負荷及二氧化硫含量的變化。脫硫反應後的煙氣再進行除霧降塵處理，通過閥門2和部分煙氣混合，排往煙囪3。
其具體實施步驟是將一定粒度的生石灰顆粒，餵入鹼液池6，和水攪拌後由漿液輸送泵7將鹼液池6中的漿液送給酸鹼度調節裝置21，由酸鹼調節裝置分別給塔體9、循環泵15供給漿液。具有脫硫功能的漿液由循環泵15通過金屬管道送給位於塔體9內的液柱射裝置18，向上噴射的漿液與塔內的煙氣接觸並發生脫硫反應。脫硫反應後的清潔溼煙氣經過塔體上部的除霧17後進入煙囪3排空。脫硫反應後的副產物亞硫酸鈣下行至位於塔體9下部的氧化反應區，與來自鼓風機8的空氣中的氧發生氧化反應，生成石膏硫酸鈣。石膏硫酸鈣產物在塔底濃縮部被石膏泵20抽吸出來，部分返回氧化區，部分送往轉移池12，再送至石膏分離機10分離石膏，廢液送至濾液池11排汙處理。
當煙氣量和煙氣中二氧化硫濃度發生變化時，反應塔內脫硫反應區的PH值通過酸鹼度調節裝置21，調節來自漿液輸送泵7送往循環泵15的鹼液量來調控；氧化反應區的PH值通過改變脫硫反應區的PH值和調節來自酸鹼度調節裝置21送往塔體的漿液供給量來共同調節。
清水池5的水取自工業用水，它除了經過供水管給除霧器17供水外，還給鹼液池6供水。
權利要求
1．一種帶有酸鹼度調節裝置的液柱噴射煙氣脫硫方法，該方法是將燃燒設備中排出的煙氣從反應塔中部徑向送入反應塔，鹼液池中的脫硫劑漿液通過輸液泵送入反應塔下部，脫硫劑漿液由裝在反應塔中的噴射裝置向上噴射，在塔內形成先自下而上與煙氣順流的液柱，然後在頂部散開，形成自上而下與煙氣逆流的液滴，在上噴和分散落下的過程中，形成氣液高度混合、傳質、傳熱的脫硫反應區；脫硫後的煙氣穿過反應塔上部的除霧器，除去煙氣中的水分和細灰；脫硫反應後的漿液與脫除的灰塵細顆粒一道沿塔體向下流動進入塔底部的脫硫副產物的氧化區，氧化區內的亞硫酸鈣在氧化風機送來的空氣中的氧作用下進一步氧化形成硫酸鈣，經濃縮、沉澱後，氧化區內比重較大的部分進入石膏處理系統，其特徵是反應塔內脫硫反應區與脫硫副產物氧化反應區的酸鹼度可根據實際負荷的變化進行調節，其調節方法是通過調控從鹼液池輸送的脫硫劑漿液的供給量來進行自動調節。
2．按照權利要求1所述的一種帶有酸鹼度調節裝置達到液柱噴射煙氣脫硫方法，其特徵是反應塔內脫硫反應區的酸鹼度範圍控制在5～8，脫硫副產物氧化反應區的酸鹼度範圍控制在3.5～5.5。
3．一種採用如權利1所述煙氣脫硫方法的液柱噴射煙氣脫硫系統，該系統主要包括煙氣輸送系統，脫硫劑漿液供給系統，含有脫硫反應區和氧化反應區的反應塔，工業水給水與除霧系統以及石膏處理系統等組成，所述煙氣輸送系統包括煙道、煙氣閥門和送風機；脫硫劑漿液供給系統由鹼液池、漿液輸送泵和循環泵組成，反應塔由輸水管、除霧器、煙氣入口、煙氣出口、液柱噴射系統和鼓風系統組成，其特徵在於在漿液輸送泵的出口設置一個酸鹼度調節裝置，該酸鹼度調節裝置是由流量調節裝置及酸鹼度監測裝置所組成，並通過管道與循環泵的入口及反應塔下部的漿液入口相連。
全文摘要
帶有酸鹼度調節裝置的液柱噴射煙氣脫硫方法及系統,涉及一種燃燒設備中煙脫硫的技術及設備。本發明的特點是在系統中增設一個酸鹼度調節裝置,使該系統可以根據煙氣負荷的變化合理調配脫硫反應區與氧化反應區的酸鹼度,從而使煙氣中的二氧化硫始終處於最佳脫硫反應環境中。因此本發明與現有技術相比,具有脫硫效率高,脫硫劑利用率高,液氣比可調範圍大等優點;同時也提高了脫硫反應副產物的氧化效率及石膏的質量。特別適用於二氧化硫濃度含量或煙氣量變化量較大的煙氣淨化。
文檔編號B01D53/79GK1286135SQ0012347
公開日2001年3月7日 申請日期2000年8月18日 優先權日2000年8月18日
發明者項光明, 姚強, 李定凱, 佟會玲, 廖洪強, 鄭躍紅, 徐紀青, 陳昌和, 徐旭常, 李彥, 祁海鷹, 由長福 申請人:清華大學, 清華同方股份有限公司