燃氣輪機燃重油煙氣脫硫消煙系統的製作方法

2023-04-24 04:52:41

專利名稱：燃氣輪機燃重油煙氣脫硫消煙系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於煙氣脫硫消煙技術領域，特別涉及燃氣輪機燃重油煙氣脫硫消煙設備的設計。
背景技術：
燃氣輪機聯合循環發電設備以其高效、低投資和無可比擬的調峰能力越來越被人們所接受。一般燃氣輪機聯合循環發電主要是依賴天然氣、經過淨化的城市煤氣和輕油等能源發展起來的。近年來由於石油和天燃氣價格急劇上漲，一些燃氣輪機聯合循環發電用戶為了節約成本，改用燃燒價格相對低廉的重油燃料。作為燃料油，重油有不易霧化和蒸發、難燃和易於受熱分解而析出大量碳黑等一系列缺點，燃燒時很容易造成積碳、結焦、冒煙以及其它不完全燃燒損失。使用的重油，有的硫含量比較高，灰分含量較少。燃料中的硫和燃燒產生的煙氣灰分中的鹼金屬(鈉、鉀)以及釩(在重油的灰中常含有釩)會使餘熱鍋爐管壁產生高溫腐蝕。同時，由於重油含硫量和灰分增加，會造成正常運行時煙氣中的煙塵和二氧化硫等汙染物排放濃度超標，並且由於產生油灰與粉煤灰性質區別較大，在餘熱鍋爐翅片換熱管積灰，影響傳熱效果，需定期採用局部爆炸清灰。在清灰期間，煙氣煙塵和二氧化硫濃度增加較大，超標排放造成環境汙染，失去了保護環境的作用。因此，以天然氣、經過淨化的城市煤氣和輕油為主燃料的燃氣輪機改用重油後必將對環境造成汙染。

發明內容
本實用新型的目的是為了有效去除燃氣輪機燃重油煙氣中的二氧化硫和灰分，設計出一種燃氣輪機燃重油煙氣脫硫消煙系統，對通用的初級脫硫除塵裝置進行了改進，來治理燃重油燃氣輪機煙氣中所含的SO2和灰分，本實用新型具有脫硫除塵效率高，可靠性高，運行成本低，結構緊湊，維修方便，阻力小，處理量大和較好的操作彈性等優點。
本實用新型設計的一種燃氣輪機燃重油煙氣脫硫消煙系統，其特徵在於，包括煙氣脫硫除塵裝置、吸收液循環裝置、氧化曝氣裝置、吸收乳液製備裝置、汙水處理裝置、檢測儀表及電器自控裝置，以及連接管道及設置在連接管道中的引風機、多個泵及多個閥門，其連接關係為該煙氣脫硫除塵裝置通過連接管道及閥門分別與所述吸收液循環裝置、吸收乳液製備裝置相連；該吸收液循環裝置通過連接管道及閥門分別與所述氧化曝氣裝置和汙水處理裝置相連，所述儀表及電器自控裝置與所述閥門和泵相連，通過檢測儀表發出的信號來控制其工作。
本實用新型的特點及效果本實用新型利用目前國內外大型煙氣脫硫工程中最先進的空塔技術，該脫硫除塵塔集煙氣降溫冷卻、脫硫除塵吸收、煙氣除霧脫水和氧化曝氣等多項功能為一體，具有設備脫硫除塵效率高，可靠性高，運行成本低，結構緊湊，設計合理，佔地面積小，煙氣含水量少等特點。尤其對於燃重油燃氣輪機產生的微細及含油顆粒灰塵具有較高的除塵效率，同時對硫、塵含量瞬時變化較大的煙塵有特別的脫硫除塵效果。
該產品主要應用於電廠燃氣輪機燃重油所產生的煙氣脫硫除塵，以達到淨化煙氣的目的，同時也適用於燃油鍋爐等燃含硫量較高的重油所產生的煙氣的脫硫除塵。


圖1為本實用新型的實施例總體結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型設計的燃氣輪機燃重油煙氣脫硫消煙系統結合實施例及附圖詳細說明如下本實用新型的燃氣輪機燃重油煙氣脫硫消煙系統，包括煙氣脫硫除塵裝置、吸收液循環裝置、氧化曝氣裝置、吸收乳液製備裝置、汙水處理裝置、檢測儀表及電器自控裝置，以及連接管道及設置在連接管道中的引風機、多個泵及多個閥門，其連接關係為該煙氣脫硫除塵裝置通過連接管道及閥門分別與所述吸收液循環裝置、吸收乳液製備裝置相連；該吸收液循環裝置通過連接管道及閥門分別與所述氧化曝氣裝置和汙水處理裝置相連，所述儀表及電器自控裝置與所述閥門和泵相連，通過檢測儀表發出的信號來控制其工作。
本實用新型可採用常規成熟產品，現對各主要設備的一種實施例結合圖1分別說明如下本實施例的煙氣吸收除塵裝置採用脫硫除塵塔，該脫硫除塵塔包括外殼10，分別設置在外殼下部及頂部的進氣口11和出氣口12，外殼內部從下到上依次設置塔式氣體分布器13、多層(可採用3-4層)吸收液噴淋器14、穿流篩板15(也可不設置)和除霧器及除霧器清洗裝置16，在脫硫除塵塔內設置有壓力傳感器。本實施例的除霧器採用本申請人的專利產品(專利號為ZL 0129077.7)，達到中國環境保護產品認定技術條件HCRJ012-1988《溼式煙氣脫硫除塵裝置》標準的要求。
該塔內從下到上分為液封區、降溫、除塵區、SO2吸收及微細煙塵捕集區和除霧區。本實施例的脫硫除塵塔集煙氣降溫、除塵、脫硫、氧化曝氣和除霧於一體，具有結構簡單、投資少、佔地面積小、阻力低，運行費用少、除塵和脫硫效率高，運行穩定可靠和操作彈性大等特點。
本實施例的吸收液循環裝置由循環沉澱池21和循環泵22組成，其中，循環沉澱池21的出水口通過循環泵22與脫硫除塵塔的吸收液噴淋器14相連，脫硫除塵塔通過管道或明渠將其底部的吸收液送入循環沉澱池21中，循環沉澱池21內設置有PH值檢測儀。
本實施例的氧化曝氣裝置由氧化風機(如羅茨風機)31及與其相連設置在循環沉澱池21底部的曝氣器32組成。
本實施例的吸收乳液製備裝置包括裝有脫硫劑的提升機41，置於該提升機出口端的儲料鬥42、設置在該儲料鬥出口端的輸送機43，電子計量稱44、消化槽45、乳液槽46，以及設置在乳液槽出口管道中的乳液泵47。
本實施例的汙水處理裝置包括壓濾機51及設置在該壓濾機出口的汙泥鬥52及設置在該壓濾機進口的渣漿泵53。
本實施例的工作過程為首先將脫硫除塵塔的下端進氣口11通過引風機6與餘熱鍋爐相連，脫硫除塵塔的上端出口12通過管道與煙囪7相連；工作時餘熱鍋爐排出的煙氣經引風機6增壓後送入脫硫除塵塔，由設在進氣口11上端的塔式氣體分布器13將煙氣均勻地分布在塔斷面上，當煙氣進入塔後，立即與設置在塔式氣體分布器附近的吸收液噴頭噴出的液滴密切接觸，形成一降溫、除塵區。
煙氣經過降溫、除塵區時，高溫煙氣與吸收液直接接觸，傳熱速度快，吸收液中的水驟然汽化，煙氣急劇降溫，並產生大量蒸汽，此時煙氣中所含的大粒徑顆粒被吸收液捕獲並帶入液封區，而細顆粒隨煙氣帶入SO2吸收及微細煙塵捕集區中。在SO2吸收及微細煙塵捕集區中，含大量水蒸汽的煙氣被淋降的吸收液所冷卻，大部分水蒸汽冷凝成霧，結霧首先是在霧核(細煙塵)表面形成，逐漸長大成液滴，待液滴長大到不能被煙氣所攜帶時降至液封區中，將細煙塵捕集下來。
SO2的捕集是一種典型的化學吸收過程。煙氣中的SO2擴散到淋降吸收液滴表面後，溶解於液相中，與其中的脫硫劑陽離子結合生成亞硫酸鹽，將硫從系統中移出。與此同時，煙氣中所含的O2(煙氣中含有大量O2，這是由燃氣輪機特性所決定)擴散到吸收液滴表面，並溶解於液相中，使生成的亞硫酸鹽部分氧化成硫酸鹽。由於生成亞硫酸鹽及其氧化反應速度較快，因此該過程阻力主要是SO2及O2的擴散阻力，可以說該脫SO2過程是由傳質速率所控制。增大煙氣與吸收劑的接觸面積及煙氣與吸收劑的相對速度，對脫SO2是有利的。提高吸收液噴淋器的霧化效果，降低霧滴粒徑，採用穿流篩板及增大霧滴與煙氣的相對速度等均是提高脫SO2效率的有力措施。當然降低霧滴粒徑與增大霧滴與煙氣相對速度是矛盾的，因為過小的霧滴及過高的速度會使霧滴被煙氣帶走，造成液泛，這是不允許的。
經過脫硫除塵後的煙氣進入改進型的折板除霧器，除去煙氣中夾帶的霧滴，通過煙氣擋板門進入煙囪排放。
通過在吸收液循環槽內設置強制氧化曝氣裝置將在脫硫除塵塔內未被氧化的脫硫產物亞硫酸鹽全部轉化為硫酸鹽。本實施例的主要設備是氧化風機和曝氣器，在吸收液循環槽內進行氧化曝氣。為了減少廢渣量，降低排放廢水COD含量，保證充分進行氧化反應，曝氣量需過量。設計氧利用率為30％。
吸收乳液製備裝置採用立體布置，其特點是自動化程度高，佔地面積小。脫硫劑通過儲料鬥、輸送機及電子計量秤加入到消化槽與工藝水混合製成吸收乳液，通過置於循環沉澱池內的PH值檢測儀發出信號給乳液泵，將乳液槽內的乳液加入塔內。
汙水處理裝置主要是通過壓濾機將吸收液循環槽底部沉澱物濃縮脫水，濾渣外運，濾液大部分返回吸收液循環系統，少部分作為脫硫廢水達標排放。
本實施例的儀表及電器自控裝置是通過在脫硫除塵塔內設置的壓力傳感器接受的信號來控制塔頂端煙氣閥門打開或關閉及引風機6的啟動和停止，通過設置在循環沉澱池21內的PH值檢測儀發出信號給乳液泵來控制加入塔內的乳液量，為整個脫硫過程提供穩定可靠的監督控制與管理，保證整個系統的高效穩定運轉。
本實用新型的脫硫劑可以採用CaCO3(CaO)、Na2CO3、Na2CO3+CaO、MgO及NH3等。
本實施例的燃氣輪機燃重油煙氣脫硫消煙裝置的主要工藝條件為Ca/S為MgO工藝為1～5Ca工藝為1～5氣液比為MgO工藝為1～5Ca工藝為10～30脫硫塔內的線速為0.5～10m/s本實施例的各設備型號及技術參數如下燃氣輪機型號PG6541煙氣量 334000Nm3/h煙氣溫度180℃燃氣輪機背壓5100pa煙氣煙塵最高濃度800mg/Nm3設計煙塵排放濃度＜50mg/Nm3煙氣SO2最高濃度1892mg/Nm3設計SO2排放濃度＜400mg/Nm3脫硫除塵塔 φ6.2×21.3m引風機型號 JRF2×20F循環泵型號 150-UHB-ZK-A-210-30液氣比 1.2～1.3液體循環量 420m3/h脫硫劑 工業MgO(MgO含量為80％)Mg/S 1.05
工業MgO用量 409kg/h設計系統阻力 ＜1200paMgSO4產量 934kg/h除塵煙塵量 44kg/h廢渣量 147kg/h排放水量 3113Kg/h補充水量 6.68T/h(可採用鍋爐排汙水代替)耗電量 475KW系統佔地面積 200m2本實施例的主要性能指標脫硫效率＞90～95％，除塵效率＞95～98％，Ca/S＝1.05，系統可靠性＞95％。經環保部門測試，SO2及煙塵排放濃度均達到國家規定的大氣汙染物排放標準。
權利要求1.一種燃氣輪機燃重油煙氣脫硫消煙系統，其特徵在於，包括煙氣脫硫除塵裝置、吸收液循環裝置、氧化曝氣裝置、吸收乳液製備裝置、汙水處理裝置、檢測儀表及電器自控裝置，以及連接管道及設置在連接管道中的引風機、多個泵及多個閥門，其連接關係為該煙氣脫硫除塵裝置通過連接管道及閥門分別與所述吸收液循環裝置、吸收乳液製備裝置相連；該吸收液循環裝置通過連接管道及閥門分別與所述氧化曝氣裝置和汙水處理裝置相連，所述儀表及電器自控裝置與所述閥門和泵相連，通過檢測儀表發出的信號來控制其工作。
2.如權利要求1所述的燃氣輪機燃重油煙氣脫硫消煙系統，其特徵在於，所述煙氣脫硫除塵裝置採用脫硫除塵塔，該脫硫除塵塔包括外殼，分別設置在外殼下部及頂部的進氣口和出氣口，該外殼內部從下到上依次設置塔式氣體分布器、多層吸收液噴淋器、穿流篩板和除霧器及除霧器清洗裝置，在脫硫除塵塔內設置有壓力傳感器。
專利摘要本實用新型涉及燃氣輪機燃重油煙氣脫硫消煙系統，屬於煙氣脫硫消煙技術領域。本系統包括煙氣脫硫除塵裝置、吸收液循環裝置、氧化曝氣裝置、吸收乳液製備裝置、汙水處理裝置、檢測儀表及電器自控裝置，以及連接管道及設置在連接管道中的引風機、多個泵及多個閥門；該煙氣脫硫除塵裝置通過連接管道及閥門分別與所述吸收液循環裝置、吸收乳液製備裝置相連；該吸收液循環裝置通過連接管道及閥門分別與所述氧化曝氣裝置和汙水處理裝置相連，所述儀表及電器自控裝置與所述閥門和泵相連，通過檢測儀表發出的信號來控制其工作。本實用新型具有脫硫除塵效率高，可靠性高，運行成本低，結構緊湊，維修方便，阻力小，處理量大和較好的操作彈性等優點。
文檔編號B01D53/92GK2825083SQ20052011845
公開日2006年10月11日 申請日期2005年9月9日 優先權日2005年9月9日
發明者徐多祥, 王永安, 王文越, 顏學翔, 王煒 申請人:中美合資北京紫光威肯環境工程有限公司