CN101422695A - 大湿法双路浓淡供液脱硫装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大湿法双路浓淡供液脱硫装置及脱硫工艺。目前常用的脱硫装置及脱硫工艺的碱液利用率不高，脱硫效率较低，而且管路与喷头容易结垢。本发明中的大湿法双路浓淡供液脱硫装置，包括吸收塔、脱硫循环泵和加碱泵，其特征在于：还包括氧化风机、石膏浆排出泵、石膏浆浓缩器和配液池，所述吸收塔的上部从下往上依次分别通过管路设置有淡液层、浓液层、反冲管和除雾器。本发明中的脱硫工艺包括烟气淡浆脱硫、烟气浓浆脱硫和烟气脱水除雾。本发明工艺简单，脱硫液的利用率高，脱硫成本低，烟气的脱硫效果好，而且管路与喷头不容易结垢堵塞。

Description

大湿法双路浓淡供液脱硫装置及工艺

技术领域

本发明涉及一种脱硫装置及脱硫工艺，尤其涉及一种大湿法双路浓淡供液脱硫装置及工艺，具体说是采用两路供液泵通过两路进液系统进入吸收塔进行脱硫的装置及脱硫的工艺。

背景技术

目前，脱硫领域采用的脱硫装置普遍存在碱液的利用率不高、管道容易结垢而阻塞等问题，致使脱硫效率降低，甚至由于管道阻力过大而使脱硫装置无法正常运行，尤其在使用钙基类作脱硫剂的情况下更为严重，如使用石灰作为脱硫剂时，管路中的阻力就比较大。目前在使用的烟气脱硫方法，有的工艺复杂，有的脱硫效率低，不能进行有效的脱硫。

当然，目前也有一些效果相对较好的脱硫装置，如专利号为01132260.8的中国专利中，公开了一种多级液幕喷雾洗涤式烟气脱硫装置，该装置中在桶体内与各级脱硫液喷淋管相对应的置有多级脱硫塔，脱硫塔由下挡环和顶盖组成，该装置的结构复杂，且不能有效的提高脱硫液的利用率。又如专利号为03104981.8的中国专利中，公开了一种湿法喷雾烟气脱硫装置，在该装置中洗涤吸收区的上部设有带喷嘴的喷淋层，该喷淋层由变径母管和变径支管组成，变径母管两端粗中间细，变径支管采用由粗变细再变粗的结构，由于装置中的管路粗细不等，这就使得脱硫液极易堵塞管路，且脱硫液的利用率较低。再如申请号为200720018589.3的中国专利中，公开了一种多层喷水循环流化床烟气脱硫装置，其顶部与电除尘器连接，在循环流化床脱硫塔内由其底部沿塔高方向设有多层喷水，电除尘器的返料气化斜槽与循环流化床脱硫塔连接，该设备中使用电除尘器，结构较复杂，能耗较多。

目前也有一些新型的脱硫方法，如申请号为200610047279.4的中国专利中，公开了一种烟气脱硫方法及装置，该专利中的方法较为繁琐，脱硫成本较高；又如申请号为200610200285.9的中国专利中，公开了一种双循环回路石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱硫方法，该方法只对处理含硫量较高的烟气效果较好，且该方法经常要调节上回路浆液和下回路浆液中的pH值，使得工艺较为复杂，同时也增加了工艺操作时的难度。

综上所述，目前常用的脱硫装置和脱硫工艺的碱液利用率不高，脱硫效率较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有脱硫装置中碱液利用率低和管道容易结垢的不足，而提供一种碱液利用率高，脱硫效果好，管道不易结垢的大湿法双路浓淡供液脱硫装置及工艺。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种大湿法双路浓淡供液脱硫装置，包括带有烟气入口和烟气出口的吸收塔、脱硫循环泵和加碱泵，其特征在于：还包括氧化风机、石膏浆排出泵、石膏浆浓缩器和配液池，所述吸收塔的上部从下往上依次分别通过管路设置有淡液层、浓液层、反冲管和除雾器，该吸收塔的下部通过管路与氧化风机相连，所述脱硫循环泵的两端通过管路分别与吸收塔的下部和淡液层相连，所述加碱泵的两端通过管路分别与配液池和浓液层相连，所述石膏浆排出泵的两端通过管路分别与吸收塔的下部和石膏浆浓缩器相连，该石膏浆浓缩器通过管路与配液池相连，所述配液池上方设置有碱液添加口。由此使得本发明中脱硫装置的脱硫效率高，脱硫液利用率高。

本发明所述脱硫装置设置有一台以上的脱硫循环泵。由此使得本发明中的脱硫装置可以根据烟气的实际处理量与烟气含硫量来设置，达到资源的充分利用。

本发明所述吸收塔设置有一层以上的淡液层。由此使得本发明中的脱硫装置可以根据烟气的实际处理量与烟气含硫量来设置，达到具有较好的脱硫效果。

本发明所述吸收塔设置有一层以上的浓液层。由此使得本发明中的脱硫装置有较强的脱硫能力。

本发明所述浓液层和反冲管之间还通过管路设置有上部淡液层。由此使得浓液层喷出的高浓度脱硫液得到一定的稀释，有利于进一步减少塔内部件的结垢。

本发明所述上部淡液层的层数在四层以下。

本发明采用大湿法双路浓淡供液脱硫装置的脱硫工艺，其特征在于：

(1)将吸收塔下部的低浓度脱硫液输送到淡液层中进行喷淋，配液池中的高浓度脱硫液也被输送到浓液层中进行喷淋，与此同时待脱硫的烟气从烟气入口进入吸收塔；

(2)将第一步中待脱硫的烟气通过吸收塔中的淡液层，并与淡液层中喷淋下来的低浓度脱硫液相接触，该低浓度的脱硫液吸收了烟气中大部分的二氧化硫，经过淡液层后得到除去了大部分二氧化硫的烟气；

(3)再将第二步中得到的除去了大部分二氧化硫的烟气通过吸收塔中的浓液层，并与浓液层中喷淋下来的高浓度脱硫液相接触，该高浓度的脱硫液吸收了烟气中剩余的二氧化硫，经过浓液层后得到了脱硫后的净化烟气；

(4)然后从第三步中得到的脱硫后的净化烟气通过除雾器，该除雾器除去了脱硫后烟气中的水分，经过除雾器后得到了干燥的烟气；

(5)最后从第四步中得到的干燥的烟气从烟气出口排出；

而所述淡液层中低浓度的脱硫液和浓液层中高浓度的脱硫液经过喷淋后，吸收烟气中二氧化硫使浆液浓度降低，且两部份脱硫液相混合，均在重力作用下汇集到吸收塔的底部，成为新的低浓度脱硫液，该新的低浓度脱硫液再被输送到淡液层中进行喷淋。由此使得本发明中脱硫工艺的脱硫效率高，脱硫液的利用率高。

本发明所述汇集到吸收塔底部的新的低浓度脱硫液中的半水石膏经过氧化和浓缩后形成石膏浆，该石膏浆通过管路被输送到石膏浆浓缩器中进行浓缩，该石膏浆浓缩后得到滤液，所述滤液通过管路被输送到配液池中。由此使得本发明中脱硫工艺的脱硫液利用率高。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明中的脱硫装置结构简单，在吸收塔内设置有淡液层和浓液层，且浓液层位于淡液层的上方，在淡液层中喷淋的是浓度较低的脱硫液，浓液层中喷淋的是浓度较高的脱硫液，这样在吸收塔内的脱硫液浓度分布是由下往上依次变浓。当含硫烟气由下往上经过吸收塔时，含硫烟气先与淡液层中浓度较低的脱硫液接触，由于此时烟气中的含硫量较高，故与低浓度的脱硫液接触时，能够去除大部分的二氧化硫；当烟气经过淡液层后，含硫量减小，若此时再用低浓度的脱硫液来吸收烟气中的二氧化硫，则使得吸收效果较差。本发明的脱硫工艺中烟气通过淡液层后，就进入浓液层，使用高浓度的脱硫液来吸收烟气中剩余的二氧化硫，这样能够有效的除去残留在烟气中的二氧化硫，使得烟气的脱硫效果较好。

本发明使用的高浓度脱硫液在浓液层中喷淋出来，通过吸收含硫量较低的烟气后，再与烟气逆流向下，在这个过程中，高浓度的脱硫液与不停上升的烟气充分接触，脱硫液的浓度渐渐降低，使得脱硫液的利用率较高。当高浓度脱硫液通过吸收烟气而下落到达吸收塔的底部后，脱硫液的浓度较低，但还是具有一定的脱硫能力，浓液层中喷淋下来的高浓度脱硫液与淡液层中喷淋下来的低浓度脱硫液在喷淋下落的过程中相互混合，从而形成新的低浓度脱硫液，该新的低浓度脱硫液积聚在吸收塔的底部，这些新的低浓度脱硫液被脱硫循环泵打到淡液层中进行喷淋，来吸收含二氧化硫量较高的烟气，以到达脱硫液的充分利用，节约资源，降低脱硫成本。

本发明浓缩在吸收塔底部的石膏，通过石膏浆排出泵而输送到石膏浆浓缩器中进行，在石膏浆浓缩器中浓缩好后的滤液通过管路输送到配液池中，然后由加碱泵将配液池中的脱硫液输送到浓液层中，实现资源的循环利用。

本发明中在浓液层和反冲管之间还通过管路设置有上部淡液层，本发明中所说的上部淡液层与淡液层的结构与构造基本相同，由于其设置在浓液层上方，故命名为上部淡液层。

本发明管路中输送的是不同浓度的脱硫液，在淡液层中喷淋的是低浓度、低PH值的脱硫液，使得管路不易堵塞，在本发明的上部设置有反冲管，用于吸收塔内部的清洗。本发明工艺简单，脱硫液的利用率高，脱硫成本低，烟气的脱硫效果好。

附图说明

图1是本发明实施例脱硫装置的结构示意图。

图2是本发明实施例整个脱硫工艺的框图示意图。

图3是本发明实施例烟气脱硫过程的框图示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例：

参见图1，本发明中的脱硫装置包括吸收塔23、脱硫循环泵17、加碱泵9、配液池5、氧化风机27、石膏浆排出泵29、碱液补充口3、工艺水管11、管路和阀门。

其中吸收塔23的外壳采用花岗岩制成，以提高外壳的耐酸性、耐碱性和耐磨性，本发明吸收塔23的外壳也可采用不锈钢或碳素钢加防腐处理。吸收塔23内的上部从下往上依次分别通过管路设置有三层淡液层22、浓液层21、反冲管20和除雾器19，本发明在浓液层21和反冲管20之间还可以通过管路设置有上部淡液层，该上部淡液层的层数可以在四层以下，本发明中所说的上部淡液层与淡液层22的结构与构造基本相同，由于其设置在浓液层21的上方，故命名为上部淡液层，由此使得浓液层21喷出的高浓度脱硫液得到一定的稀释，有利于进一步减少塔内部件的结垢。吸收塔上还设置有烟气入口41和烟气出口42。需要脱硫的烟气从吸收塔23的烟气入口41进入吸收塔23内，经过吸收塔23内部后脱硫后，再从吸收塔23的烟气出口42流出。本发明中设置有三台脱硫循环泵17，三个第一阀门16和三条十八号管路18。第一阀门16的一端通过管路与吸收塔23的下部相连，另一端通过管路与脱硫循环泵17的一端相连，脱硫循环泵17的另一端通过十八号管路18而与吸收塔23中的淡液层22相连。第一阀门16、吸收塔23的下部接口、脱硫循环泵17、十八号管路18与吸收塔23中部的淡液层22构成了一路进液系统。打开第一阀门16，脱硫循环泵17抽取吸收塔23下部的脱硫液，脱硫液通过十八号管路18而流到吸收塔23中部的淡液层22，并从淡液层22中喷淋出来，从而实现对烟气进行脱硫处理，这样就完成了向吸收塔23内的淡浆供液。

第二阀门4的一端通过管路与配液池5相连，另一端通过管路与加碱泵9的一端相连，加碱泵9的另一端通过管路与第三阀门10的一端相连，第三阀门10的另一端通过十五号管路15而与吸收塔23中上部的浓液层21相连。由第二阀门4、配液池5、加碱泵9、第三阀门10、吸收塔23内上部的浓液层21构成另一路进液系统。打开第二阀门4与第三阀门10，加碱泵9抽取配液池5中的脱硫液，该脱硫液通过十五号管路15而流到吸收塔23内上部的浓液层21，从而实现对烟气的浓浆脱硫处理，这样就完成了向吸收塔23内的浓浆供液。通过两路供液，将浓碱液与淡碱液通过不同的管路供给到吸收塔的不同脱硫区域，能够有效地解决脱硫过程中碱液的使用效率不高和管道结垢的问题。

第四阀门7的一端通过六号管路6与配液池5相连，另一端通过八号管路8而与工艺水管11相连，打开第四阀门7，工艺水管11就可以通过六号管路6与八号管路8向配液池5补充配液用水。第五阀门13的一端通过十二号管路12与工艺水管11相连，另一端通过十四号管路14与吸收塔23上部的反冲管20相连，打开第五阀门13，工艺水管11就可以通过十二号管路12与十四号管路14向吸收塔23上部的反冲管20供水，从而实现对除雾器的冲洗。

第六阀门31的一端通过三十二号管路32与吸收塔23下部相连，另一端通过三十号管路30与石膏浆排出泵29的一端相连，石膏浆排出泵29的另一端通过二十八号管路28与石膏浆浓缩器1相连。打开第六阀门31，石膏浆排出泵29就通过三十二号管路32、三十号管路30、二十八号管路28而从吸收塔23的底部抽取石膏浆液，并将抽取出的石膏浆液输送到石膏浆浓缩器1中，石膏浆液在石膏浆浓缩器1中进行脱水浓缩处理，石膏浆液经过石膏浆浓缩器1浓缩后形成含水率较低的石膏渣和具有脱硫能力的滤液。石膏浆浓缩器1通过二号管路2与配液池5相连，从石膏浆浓缩器1出来的滤液通过二号管路2而引回到配液池中，实现资源的再利用，从而提高了脱硫液的利用率。

第七阀门25的一端通过二十四号管路24与吸收塔23的下部相连，另一端通过二十六号管路26与氧化风机27相连，打开第七阀门25，氧化风机27就通过二十四号管路24和二十六号管路26而向吸收塔23内部的液体进行鼓泡氧化，使脱硫液中的亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子，从而提高脱硫液的利用率与防止塔体和管道结垢。在配液池5的上方设有碱液添加口3，制备好的浓碱液通过碱液添加口3而添加到配液池5中，以补充配液池5中脱硫碱液的消耗量。

参见图2和图3，使用本发明中的脱硫装置进行脱硫时，打开第一阀门16，启动脱硫循环泵17，脱硫循环泵17抽取吸收塔23下部的脱硫液，脱硫液通过十八号管路18而流到吸收塔23中部的淡液层22，并从淡液层22中喷淋出来；同时打开第二阀门4与第三阀门10，启动加碱泵9，加碱泵9抽取配液池5中的脱硫液，该脱硫液通过十五号管路15而流到吸收塔23内上部的浓液层21，并从浓液层21中喷淋出来；与此同时待脱硫的烟气从吸收塔23下部的烟气入口41进到吸收塔23内。

待脱硫的烟气先经过吸收塔23内的三层淡液层22，并与淡液层22中喷淋下来的低浓度脱硫液相接触，淡液层22中喷淋下来的脱硫液吸收了烟气中的二氧化硫，此时待脱硫烟气中的含硫量降低，大部分二氧化硫已经被脱硫液吸收，从而得到除去了大部分二氧化硫的烟气。

然后除去了大部分二氧化硫的烟气继续向上流动而进入浓液层21，并与浓液层21中喷淋下来的高浓度脱硫液相接触后，该高浓度的脱硫液吸收了烟气中剩余的二氧化硫，经过浓液层21后得到了脱硫后的烟气。经过脱硫后的烟气再通过除雾器19进行脱水除雾处理，该除雾器19除去了脱硫后烟气中的水分，经过除雾器19后得到了干燥的烟气，也就是得到了净化后的烟气。最后洁净后的烟气就从吸收塔23顶部的烟气出口42排出。

浓液层21中喷淋出来的浓碱液经过脱硫后，碱性降低。淡液层22中低浓度的脱硫液和浓液层21中高浓度的脱硫液经过喷淋后，在分别吸收二氧化硫的同时相互混合，均在重力作用下汇集到吸收塔23的底部，成为新的低浓度脱硫液，该新的低浓度脱硫液再由脱硫循环泵17而输送到淡液层22中进行喷淋。

打开第七阀门25，启动氧化风机27，氧化风机27就通过二十四号管路24和二十六号管路26而向吸收塔23底部新的低浓度脱硫液进行鼓泡氧化，使脱硫液中的亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子，从而提高脱硫液的利用率与防止塔体和管道结垢。汇集到吸收塔23底部的新的低浓度脱硫液中脱硫产物经过氧化和浓缩后形成石膏浆，打开第六阀门31，启动石膏浆排出泵29，吸收塔23底部的石膏浆就通过三十二号管路32、三十号管路30、二十八号管路28而被输送到石膏浆浓缩器1中，并在石膏浆浓缩器1中进行脱水浓缩处理，石膏浆液经过石膏浆浓缩器1浓缩后形成含水率较低的石膏渣和具有脱硫能力的滤液。这些滤液通过二号管路2而被输送到配液池5中。

当配液池5中需要增加水时，就打开第四阀门7，这样工艺水管11就可以通过六号管路6与八号管路8向配液池5补充配液用水。若需要冲洗除雾器时，只需打开第五阀门13，工艺水管11就可以通过十二号管路12与十四号管路14向吸收塔23上部的反冲管20供水，从而实现对除雾器19的冲洗。在配液池5的上方设有碱液添加口3，制备好的浓碱液通过碱液添加口3而添加到配液池5中，以补充配液池5中脱硫碱液的消耗量。

淡液层22与浓液层21分别都设有多组高效雾化喷头，从淡液层22喷淋出的是脱硫循环泵17从吸收塔23下部抽取上来的循环脱硫液，该循环脱硫液在上一个循环中已经对烟气进行过脱硫了，所以它的碱性较低，不易造成管路与喷头结垢，且这样循环利用脱硫液，提高了脱硫液的利用率。浓液层21喷出的是加碱泵9从配液池5中抽取的没有经历过脱硫的浓碱液，碱性浓度较高，将它设置在淡液层22的上方喷淋下来，有利于脱硫碱液与含硫烟气有足够的反应时间，从而提高脱硫的效率和提高脱硫碱液的利用率。

此外，需要说明的是，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。

Claims (8)

1、一种大湿法双路浓淡供液脱硫装置，包括带有烟气入口和烟气出口的吸收塔、脱硫循环泵和加碱泵，其特征在于：还包括氧化风机、石膏浆排出泵、石膏浆浓缩器和配液池，所述吸收塔的上部从下往上依次分别通过管路设置有淡液层、浓液层、反冲管和除雾器，该吸收塔的下部通过管路与氧化风机相连，所述脱硫循环泵的两端通过管路分别与吸收塔的下部和淡液层相连，所述加碱泵的两端通过管路分别与配液池和浓液层相连，所述石膏浆排出泵的两端通过管路分别与吸收塔的下部和石膏浆浓缩器相连，该石膏浆浓缩器通过管路与配液池相连，所述配液池上方设置有碱液添加口。

2、根据权利要求1所述的大湿法双路浓淡供液脱硫装置，其特征在于：所述脱硫装置设置有一台以上的脱硫循环泵。

3、根据权利要求1或2所述的大湿法双路浓淡供液脱硫装置，其特征在于：所述吸收塔设置有一层以上的淡液层。

4、根据权利要求1或2所述的大湿法双路浓淡供液脱硫装置，其特征在于：所述吸收塔设置有一层以上的浓液层。

5、根据权利要求1或2所述的大湿法双路浓淡供液脱硫装置，其特征在于：所述浓液层和反冲管之间还通过管路设置有上部淡液层。

6、根据权利要求5所述的大湿法双路浓淡供液脱硫装置，其特征在于：所述上部淡液层的层数在四层以下。

7、一种采用权利要求1所述的大湿法双路浓淡供液脱硫装置的脱硫工艺，其特征在于：

(1)将吸收塔下部的低浓度脱硫液输送到淡液层中进行喷淋，配液池中的高浓度脱硫液也被输送到浓液层中进行喷淋，与此同时待脱硫的烟气从烟气入口进入吸收塔；

(2)将第一步中待脱硫的烟气通过吸收塔中的淡液层，并与淡液层中喷淋下来的低浓度脱硫液相接触，该低浓度的脱硫液吸收了烟气中大部分的二氧化硫，经过淡液层后得到除去了大部分二氧化硫的烟气；

(3)再将第二步中得到的除去了大部分二氧化硫的烟气通过吸收塔中的浓液层，并与浓液层中喷淋下来的高浓度脱硫液相接触，该高浓度的脱硫液吸收了烟气中剩余的二氧化硫，经过浓液层后得到了脱硫后的烟气；

(4)然后从第三步中得到的脱硫后的烟气通过除雾器，该除雾器除去了脱硫后烟气中的水分，经过除雾器后得到了干燥的烟气；

(5)最后从第四步中得到的干燥的烟气从烟气出口排出；

而所述淡液层中低浓度的脱硫液和浓液层中高浓度的脱硫液经过喷淋后，均在重力作用下汇集到吸收塔的底部，且该汇集到吸收塔底部的低浓度脱硫液和高浓度脱硫液相混合而成为新的低浓度脱硫液，该新的低浓度脱硫液再被输送到淡液层中进行喷淋。

8、根据权利要求7所述的大湿法双路浓淡供液脱硫工艺，其特征在于：所述汇集到吸收塔底部的新的低浓度脱硫液经过沉淀后，从该新的低浓度脱硫液中沉降出石膏浆，该石膏浆通过管路被输送到石膏浆浓缩器中进行浓缩，该石膏浆浓缩后得到滤液，所述滤液通过管路被输送到配液池中。

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