一種溼法脫硫水平衡控制節水系統及方法與流程

2023-05-27 22:28:46 2

本發明涉及脫硫系統的結構改進技術領域，尤指一種溼法脫硫水平衡控制節水系統及方法。

背景技術：

石灰石-石膏溼法煙氣脫硫技術是目前世界上燃煤電廠煙氣脫硫應用最廣泛的方法。國內煙氣處理過程中，通常在溼電除塵器前端設置低溫省煤器，一方面能回收煙氣餘熱，一方面降低除塵器的飛灰比電阻，利於除塵。但是，安裝低溫省煤器後的脫硫系統在實際運行過程中，煙氣溫度往往會出現低於90℃的情況。由於煙氣溫度過低，吸收塔內水蒸發量減少，系統實際耗水量減少。然而在設計條件一定時，系統耗水量基本上是不能改變的，所以當系統補水量遠超過了系統耗水量，此時脫硫系統的水平衡會無法保證。

在溼法煙氣脫硫系統中，水平衡數據是系統設計的重要依據，也是運行管理的重要參數。溼法脫硫系統的耗水點主要有：煙氣以氣態形式帶入到大氣中的水(即塔內蒸發水)，煙氣以液態水的形式帶入到大氣中的水，石膏排出時的附著水和結晶水以及fgd系統排出的脫硫廢水。

為了維持系統的正常運行，必須要補充系統消耗的同等水量。這主要通過除霧器的衝洗水來實現，除霧器衝洗水不僅衝洗煙氣經過除霧器時殘留的漿液保證除霧器的正常運行，還起著調節吸收塔液位平衡的作用。這部分衝洗水的用量較大，約佔整個fgd系統總用水量的58％～68％，同時除霧器的衝洗水作為fgd系統補充水進入吸收塔漿液池中，起到調節吸收塔液位平衡的作用。因此當系統耗水量減少時，如仍然採用乾淨工業水作為除霧器衝洗水源，補充水量會超過fgd系統消耗的水量，造成水平衡失衡，此時需要優化系統流程，重新建立系統的水平衡。

因此，本申請人致力於提供一種溼法脫硫水平衡控制節水系統及方法。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種溼法脫硫水平衡控制節水系統及方法，通過回收利用除霧器衝洗水，不僅可以維持系統的水平衡穩定，還可以循環利用除霧器衝洗水，從而達到節水的目的。

本發明提供的技術方案如下：

一種溼法脫硫水平衡控制節水系統，包括：脫硫塔；除霧器，設置在所述脫硫塔中，且靠近所述脫硫塔的煙氣出口；集水槽，設置在所述除霧器下方，用於收集清洗完所述除霧器的衝洗水；衝洗水箱，設置在所述脫硫塔外部，且與所述脫硫塔連通，且所述衝洗水箱與所述脫硫塔的連通口位於所述除霧器的上方，所述衝洗水箱用於提供衝洗所述除霧器的衝洗水；集水箱，設置在所述脫硫塔外部，與所述集水槽連通，用於儲存所述集水槽收集的衝洗水；旋流站，與所述集水箱連通，用於對收集到的衝洗水進行濃縮和分級；所述集水槽的出水口通過第一管道與所述集水箱連通，所述第一管道上設有第一閥門；所述集水槽的出水口通過第二管道與所述集水槽下方的所述脫硫塔連通，所述第二管道上設有第二閥門。

當所述第一閥門打開，所述第二閥門關閉時，所述集水槽的出水口與所述集水箱連通，所述集水槽的出水口與所述集水槽下方的脫硫塔斷開；當所述第一閥門關閉，所述第二閥門打開時，所述集水槽的出水口與所述集水箱斷開，所述集水槽的出水口與所述集水槽下方的脫硫塔連通。

優選地，所述除霧器包括沿著所述脫硫塔的高度方向自上而下依次設置的二級除霧器與一級除霧器。

優選地，所述一級除霧器包括至少一個v型管排，所述v型管排包括多個v型管道，單個所述v型管道包括一對子管道，一對所述子管道之間具有夾角並形成v型結構，所述子管道的橫截面為u型或者圓弧形，所述v型管道的底端處具有輸出衝洗水的出水口。

優選地，所述v型管道中子管道與水平面的最小夾角為10～15°；和/或；所述v型管道中的一對所述子管道的底端之間具有間隙，所述間隙形成所述v型管道的出水口，一對所述子管道的底端形成所述v型管道的底端；和/或；所述一級除霧器包括多個v型管排，且相鄰排的所述v型管排之間具有間距。

優選地，所述溼法脫硫水平衡控制節水系統還包括用於監測煙氣溫度的溫度監測器，所述溫度監測器設置在低溫省煤器和所述脫硫塔之間，且所述溫度監測器與控制器通訊連接，所述控制器與所述第一閥門和第二閥門通訊連接；當所述溫度監測器監測到所述煙氣溫度小於或等於預設溫度時，所述控制器打開所述第一閥門，關閉所述第二閥門；當所述溫度監測器監測到所述煙氣溫度大於所述預設溫度時，所述控制器關閉所述第一閥門，打開所述第二閥門。

本發明公開了一種溼法脫硫水平衡控制節水方法，包括步驟：

s10：衝洗除霧器；

s20：收集衝洗完所述除霧器的衝洗水；

s30：當系統內部水平衡失穩時，連通收集衝洗水的集水槽和脫硫塔外部的用於收集衝洗水的集水箱；

s40當系統內部水平衡穩定時，連通所述集水槽和所述集水槽下方的脫硫塔，所述集水槽中收集到的衝洗水落入到所述脫硫塔中。

優選地，所述除霧器包括沿著所述脫硫塔的高度方向自上而下依次設置的二級除霧器與一級除霧器。

優選地，所述一級除霧器包括至少一個v型管排，所述v型管排包括多個v型管道，單個所述v型管道包括一對子管道，一對所述子管道之間具有夾角並形成v型結構。所述子管道的橫截面為u型或者圓弧形，所述v型管道的底端處具有輸出衝洗水的出水口。

優選地，所述v型管道的子管道與水平面的最小夾角為10～15°；和/或；所述v型管道中的一對所述子管道的底端之間具有間隙，所述間隙形成所述v型管道的出水口，一對所述子管道的底端形成所述v型管道的底端；和/或；所述一級除霧器包括多個v型管排，且相鄰排的所述v型管排之間具有間距。

優選地，在所述步驟s30中，所述系統內部水平衡失穩是指所述脫硫塔中煙氣的溫度小於或等於預設溫度；在所述步驟s40中，所述系統內部水平衡穩定是指所述脫硫塔中煙氣的溫度大於所述預設溫度。

本發明提供的一種溼法脫硫水平衡控制節水系統及方法能夠帶來以下至少一種有益效果：

1、本發明的溼法脫硫水平衡控制節水系統在水平衡保持穩定時，將第一閥門關閉，第二閥門打開，衝洗水從衝洗水箱進入到脫硫塔中衝洗除霧器，衝洗完除霧器的衝洗水從集水槽直接落入到脫水塔底部，系統內水平衡失穩時，第一閥門打開，第二閥門關閉，衝洗完除霧器的衝洗水從集水槽進入到脫硫塔外部的集水箱中，再通過旋流站濃縮和分級後，將上層清液輸送至衝洗水箱中，進行下一輪的衝洗循環，本發明的控制節水系統即可以維持系統內部的水平衡穩定，還可以節約水資源，且其結構簡單，容易操作控制。

2、本發明的溼法脫硫水平衡控制節水系統中的除霧器包括兩層，其中一級除霧器多個v型管道形成的v型管排組成，v型管道由半管型的子管道形成，該一級除霧器即可以有效攔截煙氣中夾帶的大顆粒霧滴，還可以對衝洗完二級除霧器的衝洗水進行導流，使衝洗水可以順利流入集水槽中。

3、本申請人經過多次試驗得出，煙氣在吸收塔內被洗滌，很快會達到水氣飽和，大量水被蒸發隨淨煙氣帶走，這是水平衡中水耗的主要部分，當脫硫系統入口的煙氣溫度降低時，隨煙氣帶走的水就會降低，而除霧器衝洗耗水卻保持不變，此時脫硫系統補水量將超過耗水量，系統水平衡失衡，因此，本發明的溼法脫硫水平衡控制節水系統通過監測煙氣的溫度可以快速便捷地判斷系統內部的水平衡是否保持穩定。

4、本發明的溼法脫硫水平衡控制節水方法將衝洗完除霧器的衝洗水收集到集水槽中，並在系統水平衡失穩時將集水槽中的衝洗水引流到脫硫塔外部，在系統水平衡穩定時，使集水槽中的衝洗水直接落入到脫硫塔中，從而使脫硫系統內部可以保持水平衡的穩定，並且還可以節約水資源。

附圖說明

下面將以明確易懂的方式，結合附圖說明優選實施方式，對本發明的溼法脫硫水平衡控制節水系統及方法的上述特性、技術特徵、優點及其實現方式予以進一步說明。

圖1是本發明的溼法脫硫水平衡控制節水系統的一種具體實施例的結構示意圖；

圖2是圖1中所示的溼法脫硫水平衡控制節水系統的一級除霧器的結構示意圖；

圖3是圖2中所示的一級除霧器中子管道的橫截面示意圖；

圖4是本發明的一種溼法脫硫水平衡控制節水系統的另一種具體實施例的結構示意圖。

附圖標號說明：

脫硫塔1，，一級除霧器2，v型管道21，支架22，子管道211，鉤狀結構212，二級除霧器3，集水槽4，衝洗水箱5，集水箱6，旋流站7，第一閥門8，第二閥門9。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對照附圖說明本發明的具體實施方式。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖，並獲得其他的實施方式。為使圖面簡潔，各圖中的只示意性地表示出了與本發明相關的部分，它們並不代表其作為產品的實際結構。

如圖1所示，本具體實施例公開了一種溼法脫硫水平衡控制節水系統，包括：脫硫塔1；除霧器，設置在脫硫塔1中，且靠近脫硫塔1的煙氣出口；集水槽4，設置在除霧器下方，用於收集清洗完除霧器的衝洗水；衝洗水箱5，設置在脫硫塔1外部，且與脫硫塔1連通，且衝洗水箱5與脫硫塔1的連通口位於除霧器的上方，衝洗水箱5用於提供衝洗除霧器的衝洗水；集水箱6，設置在脫硫塔1外部，與集水槽4連通，用於儲存集水槽4收集的衝洗水；旋流站7，與集水箱6連通，用於對收集到的衝洗水進行濃縮和分級。集水槽4的出水口通過第一管道與集水箱6連通，第一管道上設有第一閥門8；集水槽4的出水口通過第二管道與集水槽4下方的所述脫硫塔1連通，第二管道上設有第二閥門9。

當第一閥門8打開，第二閥門9關閉時，集水槽4的出水口與集水箱6連通，集水槽4的出水口與集水槽4下方的脫硫塔1斷開，這種情況可以解決脫硫塔中煙氣溫度較低時，系統內部的水平衡失穩的問題。當第一閥門8關閉，第二閥門9打開時，集水槽4的出水口與集水箱6斷開，集水槽4的出水口與集水槽4下方的脫硫塔1連通，這種情況適用於脫硫塔中煙氣溫度適中時系統中水平衡穩定的情況。

在本實施例中，除霧器包括沿著脫硫塔1的高度方向自上而下依次設置的二級除霧器3與一級除霧器2，其中二級除霧器3具體為屋脊式除霧器，一級除霧器2具體為管式除霧器。

如圖2和圖3所示，一級除霧器2包括兩排v型管排，v型管排包括多個v型管道21，v型管道21包括一對子管道211，子管道固定在支架22上，一對子管道211之間具有夾角並形成v型結構，子管道211的橫截面為u型，v型管道21的尖端處具有輸出衝洗水的出水口。u型子管道的兩端還設有鉤狀結構212，鉤狀結構212的設置便於除霧器夾帶霧滴，還可以一方面起到攔截作用，另外還降低了管內容易結垢的風險

具體的，v型管道21中子管道211與水平面的最小夾角α為10～15°。v型管道21中的一對子管道211的底端之間具有間隙，間隙形成v型管道21的出水口，一對子管道211的底端形成v型管道21的底端；一級除霧器2包括多個v型管排21，且相鄰排的v型管道21之間具有間距。需要說明的是，這裡的子管道的底端及v型管道的底端均是指在使用狀態下時，二者位於下部的一端。

在本實施例中，溼法脫硫水平衡控制節水系統還包括用於監測煙氣溫度的溫度監測器(圖中未示出)，溫度監測器設置在低溫省煤器和脫硫塔之間，溫度監測器與控制器通訊連接，控制器與第一閥門8和第二閥門9通訊連接。當溫度監測器監測到煙氣溫度小於或等於預設溫度時，控制器打開第一閥門8，關閉第二閥門9。當溫度監測器監測到煙氣溫度大於預設溫度時，控制器關閉第一閥門8，打開第二閥門9。在本實施例中，預設溫度具體為90℃。

如圖1所示溼法脫硫水平衡控制節水系統中，旋流站7對集水箱6中的衝洗水進行固液分離後，僅將上層漿液輸送到了衝洗水箱5中。而在圖4中所示的溼法脫硫水平衡控制節水系統中，旋流站7對集水箱6中的衝洗水進行固液分離後，一部分上層清液輸送到衝洗水箱5中再利用，一部分上層清液用於系統製漿，圖4中的實施例相比於圖1中的實施例可以更加充分利用除霧器衝洗水。

本具體實施例公開了一種溼法脫硫水平衡控制節水方法，包括步驟：

s10：衝洗除霧器；

s20：收集衝洗完除霧器的衝洗水；

s30：當系統內部水平衡失穩時，連通收集衝洗水的集水槽和脫硫塔外部的用於收集衝洗水的集水箱；

s40當系統內部水平衡穩定時，連通集水槽和所述集水槽下方的脫硫塔，集水槽中收集到的衝洗水落入到脫硫塔中。

在本具體實施例中，溼法脫硫水平衡控制節水方法中使用的除霧器包括沿著脫硫塔的高度方向自上而下依次設置的二級除霧器與一級除霧器，其中，二級除霧器具體為屋脊式除霧器，一級除霧器具體為管式除霧器。

具體的，一級除霧器包括兩排v型管排，每排v型管排包括多個v型管道，v型管道包括一對子管道，一對子管道之間具有夾角並形成v型結構，子管道的橫截面為u型，v型管道的底端處具有輸出衝洗水的出水口。

具體的，v型管道的子管道與水平面的最小夾角為10～15°，v型管道中的一對子管道的底端之間具有間隙，間隙形成所述v型管道的出水口，一對子管道的底端形成v型管道的底端；一級除霧器包括多個v型管排，且相鄰排的v型管排之間具有間距。需要說明的是，這裡的子管道的底端及v型管道的底端均是指在使用狀態下時，二者位於下部的一端。

具體的，在步驟s30中，系統內部水平衡失穩是指脫硫塔中煙氣的溫度小於或等於預設溫度；在步驟s40中，系統內部水平衡穩定是指脫硫塔中煙氣的溫度大於預設溫度。在本實施例中，預設溫度具體為90℃。

當然了，在本發明的溼法脫硫水平衡控制節水系統及方法的其他具體實施例中，除霧器還可以設置三級除霧器或更多級數的除霧器；二級除霧器也可以選用管式或其他形式的除霧器；一級除霧器還可以設置三排或更多排的v型管道；v型管道中的子管道的橫截面還可以為類圓弧形結構或者類似於u型的結構，v型管道中的子管道也可以為其他形式的半管式結構，也就是說，子管道的結構只要是頂部開口可以接收衝洗水即可；v型管道還可以根據需要進行結構調整；集水槽還可以直接將衝洗完除霧器的衝洗水引流至衝洗水箱，而不通過集水箱和旋流站，但是這種方法會導致衝洗水濃度過高，不易輸送，且衝洗效果較差；當然了，預設溫度還可以根據實際情況進行具體設置，也可以根據需要設為一個溫度範圍，此處不再贅述。

應當說明的是，上述實施例均可根據需要自由組合。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。