帶有循環漿液噴淋系統及雙層管式煙氣均布器的脫硫系統的製作方法

2023-05-31 11:21:16

本實用新型涉及一種脫硫系統的結構，具體的說是一種帶有循環漿液噴淋系統及雙層管式煙氣均布器的脫硫系統。

背景技術：

在傳統脫硫工藝的吸收塔通常為帶有多個噴淋層的噴淋空塔。由於目前的排放規範對SO2的排放標準為35mg/Nm3，對傳統的脫硫工藝來說這是一個嚴苛的標準。為保證脫硫效率，在傳統脫硫工藝的基礎上往往會採用增加噴淋層、增加塔外漿池及增加串聯塔等方式提高脫硫效率。由於霧霾在各大城市中的爆發頻率越來越高，在提高SO2的排放標準的同時，新的排放規範還對粉塵的排放標準提出了更高的要求，粉塵的排放標準為5mg/Nm3。而增加噴淋層、增加塔外漿池及增加串聯塔等方式不能降低粉塵的排放濃度。並且，上述現有技術方案有著投資大、工期長以及能耗高等缺點，制約了脫硫項目的開展，因此有必要進行改進。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了克服背景技術的不足之處，而提供一種帶有循環漿液噴淋系統及雙層管式煙氣均布器的脫硫系統。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案為：帶有循環漿液噴淋系統及雙層管式煙氣均布器的脫硫系統，包括脫硫吸收塔，所述脫硫吸收塔內部自下而上依次安裝有漿液池、吸收塔入口、煙氣均布器、噴淋層、除霧器和吸收塔出口，所述除霧器為三級除霧器，所述噴淋層包括自上而下依次布置的第一噴淋層、第二噴淋層、第三噴淋層和第四噴淋層，所述煙氣均布器位於吸收塔入口和第四噴淋層之間，其特徵在於：還包括第一石灰乳加藥泵、第一漿液循環泵和石灰乳儲罐；所述脫硫吸收塔上端設有第一加藥口，第一加藥口位於第一噴淋層和吸收塔出口之間，脫硫吸收塔下端設有第二加藥口，第二加藥口位於漿液池下端且與漿液池連通，石灰乳儲罐上設有第三加藥口；所述第一漿液循環泵的輸出端與第一加藥口連通，第一漿液循環泵的輸入端與第二加藥口連通，第一石灰乳加藥泵的輸入端與石灰乳儲罐上的第三加藥口連通，第一石灰乳加藥泵的輸出端與第一漿液循環泵的輸入端連通；所述煙氣均布器包括上排煙氣均布器和下排煙氣均布器，上排煙氣均布器由多個間隔布置且中心線位於同一水平面的上煙氣管構成，下排煙氣均布器由多個間隔布置且中心線位於同一水平面的下煙氣管構成，上煙氣管的直徑和下煙氣管的直徑相同，且上煙氣管兩端和下煙氣管兩端均與脫硫吸收塔的內壁連接；相鄰兩個上煙氣管之間的間隙為第一間隙，相鄰兩個下煙氣管之間的間隙為第二間隙，相鄰的第一間隙和第二間隙在脫硫吸收塔內部呈錯位布置。

在上述技術方案中，相鄰兩個上煙氣管之間的中心距等於1.7～1.9倍的上煙氣管的直徑，相鄰兩個下煙氣管之間的中心距等於1.7～1.9倍的下煙氣管的直徑，相鄰的上煙氣管和下煙氣管在豎直方向上的中心距等於0.7～0.9倍的上煙氣管的直徑。

在上述技術方案中，相鄰兩個上煙氣管之間的中心距等於1.8倍的上煙氣管的直徑，相鄰兩個下煙氣管之間的中心距等於1.8倍的下煙氣管的直徑，相鄰的上煙氣管和下煙氣管在豎直方向上的中心距等於0.8倍的上煙氣管的直徑。

在上述技術方案中，還包括第二石灰乳加藥泵和第二漿液循環泵，所述脫硫吸收塔上端還設有第四加藥口，第四加藥口位於第一噴淋層和第二噴淋層之間，脫硫吸收塔下端設有第五加藥口，第五加藥口位於第二加藥口上方，石灰乳儲罐上設有第六加藥口，所述第二漿液循環泵的輸入端與第五加藥口連通，第二漿液循環泵的輸出端與第四加藥口連通，第二石灰乳加藥泵的輸入端與石灰乳儲罐上的第六加藥口連通，第二石灰乳加藥泵的輸出端與第二漿液循環泵的輸入端連通。

在上述技術方案中，所述第一漿液循環泵的輸入端與第二石灰乳加藥泵的輸出端連通。

在上述技術方案中，第二漿液循環泵的輸入端與第一石灰乳加藥泵的輸出端連通。

實際工作時，石灰乳加藥泵可採用變頻泵或工頻泵。石灰乳加藥泵可配置1臺或多臺備用泵。作為備用，石灰乳加藥管路設支路連接至吸收塔噴淋層第二高層對應的吸收塔漿液循環管路中。

與現有技術相比，本實用新型不僅能提高脫硫效率，具有投資小、工期短、能耗低的優點，而且還具有如下有益效果：

1、增加煙氣和漿液接觸時間，採用雙層管式煙氣均布系統時，噴淋層中的漿液下落至均布系統上方後，會沿兩層管式煙氣均布系統的間隙落下，由於兩層均布系統見的空隙呈折返結構，漿液通過時會有較長的緩衝時間。因此對比噴淋空塔，煙氣和漿液接觸時間增加，該時間取決於雙層管式煙氣均布系統排布間距以及每層管式煙氣均布系統管道排布距離。採用雙層管式煙氣均布系統能增加脫硫及除塵效率效率主要是因為比噴淋空塔更能有效地接觸漿液。

2、氣流均布，煙氣由吸收塔入口進入，煙氣由下至上進入煙氣均布系統，之後均勻通過吸收塔噴淋層。設置煙氣均布系統後，吸收塔內的氣體流速得到了很好的均布作用，大部分氣體流速處在平均流速範圍內；而沒有煙氣均布系統時，氣體的流速分布比例分布範圍較寬。

為了防止煙氣偏流，無煙氣均布系統的吸收塔在噴淋層噴嘴的設計上需充分考慮煙氣在吸收塔內流速不均勻性所帶來的影響，因煙氣流速在塔內同一截面內流速是不均勻的，有的區域流速高，有的區域流速低，在氣體流速高的區域，需多布置噴嘴，氣體流速低的區域需減少噴嘴的布置，

無煙氣均布系統的吸收塔在吸收塔設計方面，需建立完善氣體流動模型來優化噴嘴的布置，以使煙氣在吸收塔內流速均勻。因此，無煙氣均布系統器的吸收塔在每層噴淋層採用較多數量的噴嘴，相應的液/氣比較有多孔性分布器時要高。

3、緩衝作用，煙氣均布系統形成的折返結構間隙還可起到一定的緩衝作用，當煙氣負荷有所變化時，使吸收塔的操作平穩，不易引起SO2及粉塵脫除率的波動。

4、本實用新型既能提高脫硫效率，還能提高除塵效率，又具有投資小、工期短、能耗低等優點。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為圖1的A向視圖。

圖3為圖2的B-B剖示意圖。

圖4為圖2的C-C剖示意圖。

圖中1-脫硫吸收塔，21-第一漿液循環泵，22-第二漿液循環泵，31-第一石灰乳加藥泵，32-第二石灰乳加藥泵，41-吸收塔入口，42-除霧器，43-吸收塔出口，5-噴淋層，51-第一噴淋層，52-第二噴淋層，53-第三噴淋層，54-第四噴淋層，61-第一加藥口，62-第二加藥口，63-第三加藥口，64-第四加藥口，65-第五加藥口，66-第六加藥口，7-漿液池，8-煙氣均布器，81-上排煙氣均布器，82-下排煙氣均布器，83-上煙氣管，84-下煙氣管，85-第一間隙，86-第二間隙，9-石灰乳儲罐。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本實用新型的實施情況，但它們並不構成對本實用新型的限定，僅作舉例而已。同時通過說明使本實用新型的優點更加清楚和容易理解。

參閱附圖可知：帶有循環漿液噴淋系統及雙層管式煙氣均布器的脫硫系統，包括脫硫吸收塔1，所述脫硫吸收塔1內部自下而上依次安裝有漿液池7、吸收塔入口41、煙氣均布器8、噴淋層5、除霧器42和吸收塔出口43，所述除霧器42為三級除霧器，所述噴淋層5包括自上而下依次布置的第一噴淋層51、第二噴淋層52、第三噴淋層53和第四噴淋層54，所述煙氣均布器8位於吸收塔入口41和第四噴淋層54之間，其特徵在於：還包括第一石灰乳加藥泵31、第一漿液循環泵21和石灰乳儲罐9；所述脫硫吸收塔1上端設有第一加藥口61，第一加藥口61位於第一噴淋層51和吸收塔出口43之間，脫硫吸收塔1下端設有第二加藥口62，第二加藥口62位於漿液池7下端且與漿液池7連通，石灰乳儲罐9上設有第三加藥口63；所述第一漿液循環泵21的輸出端與第一加藥口61連通，第一漿液循環泵21的輸入端與第二加藥口62連通，第一石灰乳加藥泵31的輸入端與石灰乳儲罐9上的第三加藥口63連通，第一石灰乳加藥泵31的輸出端與第一漿液循環泵21的輸入端連通；所述煙氣均布器8包括上排煙氣均布器81和下排煙氣均布器82，上排煙氣均布器81由多個間隔布置且中心線位於同一水平面的上煙氣管83構成，下排煙氣均布器82由多個間隔布置且中心線位於同一水平面的下煙氣管84構成，上煙氣管83的直徑和下煙氣管84的直徑相同，且上煙氣管83兩端和下煙氣管84兩端均與脫硫吸收塔1的內壁連接；相鄰兩個上煙氣管83之間的間隙為第一間隙85，相鄰兩個下煙氣管84之間的間隙為第二間隙86，相鄰的第一間隙85和第二間隙86在脫硫吸收塔1內部呈錯位布置。

優選的，相鄰兩個上煙氣管83之間的中心距等於1.7～1.9倍的上煙氣管83的直徑，相鄰兩個下煙氣管84之間的中心距等於1.7～1.9倍的下煙氣管84的直徑，相鄰的上煙氣管83和下煙氣管84在豎直方向上的中心距等於0.7～0.9倍的上煙氣管83的直徑。

優選的，相鄰兩個上煙氣管83之間的中心距等於1.8倍的上煙氣管83的直徑，相鄰兩個下煙氣管84之間的中心距等於1.8倍的下煙氣管84的直徑，相鄰的上煙氣管83和下煙氣管84在豎直方向上的中心距等於0.8倍的上煙氣管83的直徑。

優選的，還包括第二石灰乳加藥泵32和第二漿液循環泵22，所述脫硫吸收塔1上端還設有第四加藥口64，第四加藥口64位於第一噴淋層51和第二噴淋層52之間，脫硫吸收塔1下端設有第五加藥口65，第五加藥口65位於第二加藥口62上方，石灰乳儲罐9上設有第六加藥口66，所述第二漿液循環泵22的輸入端與第五加藥口65連通，第二漿液循環泵22的輸出端與第四加藥口64連通，第二石灰乳加藥泵32的輸入端與石灰乳儲罐9上的第六加藥口66連通，第二石灰乳加藥泵32的輸出端與第二漿液循環泵22的輸入端連通。

優選的，所述第一漿液循環泵21的輸入端與第二石灰乳加藥泵32的輸出端連通。

優選的，第二漿液循環泵22的輸入端與第一石灰乳加藥泵31的輸出端連通。

優選的，所述上煙氣管83和下煙氣管84均由碳鋼外襯橡膠、UNSS35205合金材料和碳鋼外襯玻璃鱗片樹脂中的一種製成。實際工作時，上煙氣管83和下煙氣管84也可採用與UNSS35205合金材料等同的其它合金材料。

實際工作時，本實用新型將進入吸收塔的煙氣進行均布，這有利於改善吸收塔內的流場，提高吸收塔的脫硫效率。同時，噴淋的漿液與煙氣在通過均布系統時會發生多次轉向，能大幅降低煙氣中粉塵的含量。使用該技術後，脫硫效率可達到99％以上，除塵效率可達到80％以上。

實際工作時，煙氣進入吸收塔後上升；而石灰石/石膏漿液由循環泵送至各噴淋層的霧化噴嘴，向吸收塔下方成霧罩形狀噴射，形成液霧高度疊加的噴淋區,漿液液滴快速下降；均勻上升煙氣與快速下降漿液形成逆向流，煙氣中所含的汙染氣體絕大部分因此被清洗入漿液，與漿液中的懸浮石灰石微粒發生化學反應而被脫除。這樣通過消耗石灰石作為吸收反應劑，煙氣中的SO2，SO3，HCI和HF被分離出來，而且煙氣中包含的大部分的固體如灰和菸灰，也被液體衝洗從煙氣中分離。在吸收塔上部裝有三級除霧器，經洗滌脫硫淨化後帶液滴的溼煙氣，通過安裝在吸收塔頂部的除霧器除去大部分液滴後，由吸收塔頂部引出，經煙囪排入大氣。

吸收塔漿液中pH值選擇在5到6之間，如果pH值超過此值,吸收塔會有結垢問題出現；如果pH值低於此值，漿液的吸收能力下降,最終影響到SO2的脫除率和副產品石膏質量。

噴淋層安裝在吸收塔上部煙氣區。每臺循環泵對應於各自的一層噴淋層，噴嘴採用耐磨性能極佳的SiC材料的旋轉空錐霧化噴嘴。循環泵將漿液輸送到噴嘴，通過噴嘴將漿液細密地噴淋到煙氣區。

吸收塔最頂部設置一個三級的除霧器，除霧器將煙氣中夾帶的大部分漿液液滴分離出來。煙氣出口含霧滴小於20mg/Nm3。除霧器由衝洗程序控制，衝洗方式為脈衝式。除霧器的衝洗使用的是工藝水，衝洗有兩個目的，一方面是防止除霧器結垢，另一方面是補充因煙氣飽和而帶走的水份,以維持吸收塔內要求的液位。

本實用新型所述的雙層管式煙氣均布器布置在吸收塔入口與最底層的層噴淋層之間。通過調整雙層管式煙氣均布器中上排煙氣均布器和下排煙氣均布器之間的間距，以及每排煙氣均布器中相鄰兩個煙氣均布管之間的距離，可以調整漿液在脫硫系統中的緩衝時間以滿足不同項目的需要。

煙氣均布器的材料選擇主要依據吸收塔內介質的腐蝕性，通常腐蝕介質為以下幾種：石膏晶體顆粒、石灰石顆粒、SO82-、SO32-、Cl-、F-等，特別是新生態的H2SO3、H2SO4、HF、HCl是導致設備腐蝕的主體，因此煙氣均布器的材料選擇上要能有效的預防上述各種腐蝕因素，根據運行經驗煙氣均布器的材料可採用UNSS35205或等同合金材料，也可採用碳鋼外襯橡膠或碳鋼外襯玻璃鱗片樹脂結構製作。

其它未說明的部分均屬於現有技術。