CN101306313A - 烟气湿法脱硫吸收氧化装置 - Google Patents

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CN101306313A CNA2008100189554A CN200810018955A CN101306313A CN 101306313 A CN101306313 A CN 101306313A CN A2008100189554 A CNA2008100189554 A CN A2008100189554A CN 200810018955 A CN200810018955 A CN 200810018955A CN 101306313 A CN101306313 A CN 101306313A
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王小明
李忠华
吴伟民
吴春华
祝业青
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Abstract

本发明涉及一种烟气湿法脱硫吸收氧化装置，用于石灰石/石膏烟气湿法脱硫吸收并氧化过程。包含吸收塔，设有烟气出、入口，塔内设有除雾器、装有多个喷嘴的喷淋管、氧化喷枪、搅拌器，塔底浆液池与喷淋管之部设有循环管路和循环泵，喷淋管下方的吸收塔内壁上装有浆液均布环，环上分布有小孔；氧化喷枪与搅拌器一一对应地设置在同一层，氧化喷枪位于对应的搅拌器上方。浆液均布环的设置可解决吸收塔内壁附近烟气的流通并代替喷嘴的喷淋，喷嘴不必紧靠塔壁，从而防止塔壁刺穿漏浆问题。搅拌器旁布设氧化空气喷枪，既起搅拌作用又起均匀分布氧化空气作用，从而提高氧化空气和亚硫酸钙的接触时间，提高了氧化效率。

Description

烟气湿法脱硫吸收氧化装置
技术领域
本发明涉及一种用于石灰石/石膏烟气湿法脱硫的吸收氧化装置。
背景技术
目前，国内火电厂烟气脱硫采用的工艺主要有湿法石灰石/石膏烟气脱硫工艺、CFB脱硫工艺、LIFAC脱硫工艺以及海水脱硫工艺等等，其中湿法石灰石/石膏烟气脱硫工艺占90％左右。石灰石/石膏烟气脱硫工艺的主要过程是：火电厂锅炉机组尾部的烟气吸收塔入口通入，吸收塔内的多层喷嘴将吸收剂浆液以雾状均匀分布于充有烟气的吸收塔中，烟气中的二氧化硫被吸收浆液洗涤并与浆液中的碳酸钙发生反应；吸收了SO2的浆液降落至塔底，其中的亚硫酸钙被鼓入的空气氧化成硫酸钙(即石膏)一小部分石膏浆液出塔后进入排浆系统，大部分浆液与加入的新鲜吸收剂浆液混合，由循环泵打入雾化喷嘴，循环再喷雾。在吸收塔的顶部设有除雾器，以除去脱硫后烟气带出的细小液滴，干净烟气从吸收塔出口排入大气。
目前，传统的吸收塔存在的主要问题有：
1、为了尽量减小烟气在塔壁附近形成的喷淋空白区，喷嘴的布置要尽量延伸到塔壁附近，由于喷嘴靠近塔的内壁，易对塔壁造成损害，易导致吸收塔壁刺穿漏浆，严重影响了装置的长期运行；
2、吸收塔塔底浆液池内搅拌器与氧化喷枪互为独立地分开设置，即下层设搅拌器、上层氧化设氧化空气喷枪。由于喷枪远离搅拌器，浆液氧化不充分，亚硫酸钙不能很好地转为稳定的硫酸钙，影响了石膏的结晶形成。脱硫石膏成分分析显示，亚硫酸钙含量很高，硫酸钙含量较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的烟气湿法烟气湿法脱硫吸收氧化装置，能够克服塔壁刺穿漏浆，并使吸收塔浆液池内亚硫酸钙充分氧化。
本烟气湿法脱硫吸收氧化装置包含吸收塔，设有烟气出、入口，塔内设有除雾器、含多个喷嘴的喷淋管、氧化喷枪、搅拌器，塔底浆液池与喷淋管之部设有循环管路和循环泵，在喷淋管下方的吸收塔内壁上装有浆液均布环，环上分布有小孔；搅拌器分层设置，每层至少设有3个搅拌器，氧化喷枪一一对应地设置在各搅拌器旁，例如可将氧化喷枪设于对应搅拌器的上方。
所说的搅拌器为一层设置，一层设有四个搅拌器。
所说的喷淋管共三层，在每层喷淋管下方的吸收塔内壁上分别装有浆液均布环。
本装置中，浆液被喷嘴雾化喷出，大部分液体与由下而上的烟气逆流接触脱除二氧化硫，小部分边缘的浆液喷淋到浆液均布环上，直接从小孔流下，与塔内边缘区内的上升烟气逆流接触，脱除烟气中的二氧化硫。
吸收塔底部浆液池内的每台搅拌器旁设有对应氧化喷枪，这样，搅拌器既起搅拌作用又起均匀分散空气的作用，一方面防止浆液在吸收塔内沉淀，另一方面使氧化空气在吸收塔内均匀分布，确保脱硫后的亚硫酸钙能与空气充分接触氧化，反应形成稳定的硫酸钙。
因此，浆液均布环能有效地解决吸收塔内壁附近的烟气脱硫，从而装置在设计喷嘴布局时，可使喷嘴与吸收塔塔壁之间保留安全距离，即喷嘴不必紧靠塔壁。因此，浆液均布环的设置在不影响喷淋密度的前提下，既保证了脱硫效率，又解决了吸收塔塔壁刺穿漏浆问题；同时，浆液均布环上小孔的尺寸和位置根据浆液均布环所处位置的压力和浆液流量情况计算确定，既不减少烟气的通流面积，又加强了气液接触，有利于提高脱硫效率，进而在保证脱硫效率的情况下可以适当降低液气比，优化配置循环泵和循环管，降低工程投资费用。
另外，本装置中的搅拌器采用一层布置(300MW及以下机组脱硫工程)，每台搅拌器旁布设氧化空气喷枪，搅拌器既起搅拌作用又起均匀分布氧化空气作用，在不影响浆液池搅拌效果的前提下，加大了氧化空气的分布点，提高了氧化空气分布的均匀性，从而提高氧化空气和亚硫酸钙的接触时间，提高了氧化效率，使亚硫酸钙的转化率提高。
附图说明
图1为本发明湿法脱硫吸收氧化装置的结构示意图。
图2为浆液均布环的俯视图。
图3为图2的B部放大结构图。
图4为图1的A部放大结构图。
图5表示四台搅拌器在塔内同一层布局的示意图。
其中，1为吸收塔，1-1为塔底浆液池，1-2为烟气入口，1-3为烟气出口，2为除雾器，3为喷淋管，4为喷嘴，5为氧化喷枪，6为搅拌器，7为循环管路8为浆液入口滤网，9为循环泵进口膨胀节，10为循环泵，11循环泵出口膨胀节，12为浆液均布环，12-1为浆液均布环上的小孔。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，本发明脱硫吸收氧化装置的吸收塔1的上部设有除雾器2、喷淋管3，底部浆液池1-1内设有喷嘴4、氧化喷枪5、搅拌器6；底部浆液池1-1与三层喷淋管3之间以循环管7相连，循环管路7的入口设有滤网8，循环管路7通过进口膨胀节9和出口膨胀节11接入循环泵10；在每层喷淋3下方的吸收塔塔壁上分别装有一个浆液均布环12；塔底浆液池1-1内，氧化喷枪5与搅拌器6布置在同一层，氧化喷枪5设置在搅拌器6上方，氧化喷枪5一一对应地设置在搅拌器6的上方。
本发明装置中，烟气从吸收塔1的入口1-2进入并在塔内上升；吸收剂石灰石浆液从喷嘴4雾化喷出，大部分浆液与上升的烟气逆流接触，石灰石浆液吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钙，小部分边缘的浆液喷淋到浆液均布环12上，直接从小孔12-1流下，与塔内边缘区的上升烟气逆流接触，同样吸收其中的二氧化硫。生成的亚硫酸钙浆液下降至塔底浆液池1-1，在搅拌器6不断下与喷枪5喷入的高压空气氧化为硫酸钙，即石膏。脱除了二氧化硫的净化烟气经除雾器2去除雾滴后由吸收塔出口1-3排入大气。
浆液池1-1内的浆液中除含有石膏外，还有部分未反应的石灰石。将该浆液通过滤网8、由循环泵10抽出，通过循环管路7返回喷淋管3，与补入的新鲜吸收剂一同喷淋。
实施例
330MW脱硫机组，烟气含硫为2.5％，本实施例脱硫氧化装置和传统装置(即对照例)的结构区别如表1。
表1
  装置设备   对照例   本实施例
  喷淋管 三层喷淋管，喷淋管设有紧靠塔内壁的喷嘴 三层喷淋管，塔内壁附近不设置喷嘴
浆液均布环 无   装于每层喷淋管下方的内壁，平板弯制而成内径12.3m、外径12.8m的圆环，均匀分布φ5mm的小孔，开孔率为48.8％
  搅拌器   两层分布，共6台   共4台，一层分布
  氧化空气喷枪   3个   4个，对应设置于搅拌器的上方
  循环泵   700mm口径，3台   600mm口径，3台
工艺设计条件如表2。
表2
  设计条件   对照例   本实施例
  烟气，m3/h   1,863,922.09   1,863,922.09
  烟温，℃   118.04   118.04
  含湿量，v/v   7.023   7.023
  SO2浓度，mg/Nm3 3,784.9 3,784.9
  HCl浓度，mg/Nm3   63.70   63.70
  HF浓度，mg/Nm3 27.30 27.30
  SO3浓度，mg/Nm3 63.70 63.70
  当地大气压，Pa 89,290 89,290
  脱硫率，％   95   95
  Ca/S   1.03   1.03
  空塔流速，m/s   3.4   3.4
  L/G，L/Nm3   15.0   13
  石灰石纯度，％   93.0   93.0
  脱硫产物排浆浓度，％ 50 50
  含尘浓度，mg/Nm3 137 137
  除尘效率，％   75   75
在相同的工艺条件下，本发明装置与传统装置的实施效果比较如下：
1.本发明装置脱硫效率提高，液气比(L/G)由15降低13(见表2)，循环量减少，喷淋管和喷嘴的数量有所减少，另外，循环泵的型号可由对照例的700mm口径改为600mm口径，从而可降低工程投资费约60万元。
2.每台搅拌器附近均布置氧化空气管，搅拌器既起搅拌作用又起均匀分布氧化空气作用，氧化效果佳。与对照例相比，增加一个喷枪，减少二台搅拌器，在不影响浆液池搅拌效果的前提下，加大了氧化空气的分布点，提高了氧化空气分布的均匀性，也提高了氧化空气和亚硫酸钙的接触时间，从而保证亚硫酸钙的氧化。这一方案可节节省费用约50万元。
3.装置运行半年后，本实施例装置喷淋区域没有磨损现象，达到了预期的效果。而对照例装置出现塔壁刺穿漏浆现象。
4.本实施例装置亚硫酸钙的氧化效率明显提高，达到了预期要求。对照例装置出现亚硫酸钙氧化度不够的情况，使得亚硫酸钙不能很好地转为稳定的硫酸钙，影响了石膏的结晶形成。脱硫石膏成分分析显示亚硫酸钙含量很高，硫酸钙含量较低。

Claims (2)

1、烟气湿法脱硫吸收氧化装置，包含吸收塔，设有烟气出、入口，塔内设有除雾器、装有多个喷嘴的喷淋管、氧化喷枪、搅拌器，塔底浆液池与喷淋管之部设有循环管路和循环泵，其特征在于喷淋管下方的吸收塔内壁上装有浆液均布环，环上分布有小孔；氧化喷枪与搅拌器一一对应地设置在同一层，氧化喷枪位于对应的搅拌器上方。
2、根据权利要求1所述的烟气湿法脱硫吸收氧化装置，其特征在于所说的喷淋管共三层，在每层喷淋管下方的吸收塔内壁上分别装有浆液均布环。
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