CN101844036A - 塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法烟气脱硫工艺 - Google Patents

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王建华
吴景辉
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本发明属湿法烟气脱硫技术领域，涉及塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法烟气脱硫工艺，其特征在于：在吸收塔的浆液池内氧化自动隔离器与氧化空气管间隔排列、交替设置，将整个浆液池分割为上部低pH值区和下部高pH值区；采用钙基强碱型物质作为吸收剂；吸收剂浆液从吸收塔顶部喷淋而下与烟气接触进行二氧化硫吸收，然后落入浆液池上部低pH值区强制氧化；采用射流搅拌系统，防止吸收塔塔底固体物沉淀；由上排浆口进行排浆、石膏脱水，生成含水率小于10％的石膏粉状固体。本发明的有益效果是：只需要较小的液气比便可达到理想的脱硫效率，在吸收塔单塔内完成二氧化硫的吸收、副产物的强制氧化和结晶，设备投资省，电耗运行费用低。

Description

塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法烟气脱硫工艺
技术领域
本发明属湿法烟气脱硫技术领域，涉及以生石灰、熟石灰或电石渣等钙基强碱型物质作为吸收剂，在一个塔(吸收塔)内完成二氧化硫的吸收、副产物的强制氧化和结晶，最终经由脱水系统生成石膏，吸收塔外部不另外设置氧化设施。
背景技术
通常，在以钙基弱碱(如碳酸钙)作为吸收剂的湿式石灰石-石膏烟气脱硫工艺中，石灰石属于中性化合物，且其在水中的溶解度较小。因此，吸收塔内浆液池容易保持适合初级副产物(亚硫酸钙)强制氧化的弱酸性条件(pH＝4.5-5.5)，进而保证脱硫副产物石膏的品质。但是在以钙基弱碱作为吸收剂的脱硫过程中，需要有较大的液气比才能保证二氧化硫的吸收过程有理想的脱硫效率。
而在以钙基强碱(如生石灰、熟石灰、电石渣)作为吸收剂的传统湿式石灰-石膏法烟气脱硫工艺中，吸收剂属于强碱性物质，因此，其与二氧化硫有较好的反应活性，在二氧化硫的吸后过程中只需要较小的液气比便可达到理想的脱硫效率。但是，由于吸收剂的强碱性，使得吸收塔浆液池难以保持适合强制氧化的弱酸性条件。因此，二氧化硫的吸收和副产物的强制氧化和结晶过程无法在同一个吸收塔内完成。若吸收塔浆液作抛弃处理，将造成严重的环境污染；而要完成氧化结晶过程，则需在吸收塔外另行设置氧化结晶塔或池进行。通常首先是在吸收塔内由吸收剂浆液与含二氧化硫的烟气接触反应，生成初级副产物亚硫酸钙；然后将亚硫酸钙排出，进入氧化塔或池，用酸调节pH后再鼓入空气进行强制氧化、结晶，得到终副产物石膏。
可见，钙基弱碱-石膏法和传统钙基强碱-石膏法烟气脱硫工艺都存在设备投资较大，运行费用较高的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的弊病，提供一种设备投资省、运行费用低的塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法烟气脱硫工艺，可在达到理想的烟气脱硫效率的同时，保证脱硫副产物的品质。
为达到上述目的，采用的技术方案是：塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法烟气脱硫工艺，包括吸收塔烟气脱硫、吸收剂浆液的供浆、循环和排浆，以及石膏脱水系统，其特征在于：
(1)在吸收塔的浆液池内氧化自动隔离器与氧化空气管间隔排列、交替设置，将整个浆液池分割为上下两部分，上部为低pH值区，下部为高pH值区；
(2)吸收剂浆液罐中采用钙基强碱型物质作为吸收剂，所述浆液罐通过供浆泵和置于吸收塔浆液池高pH值区侧壁的供浆入口管道连接相通，吸收剂浆液由供浆泵送入吸收塔浆液池高pH值区，使强碱性吸收剂对吸收塔上部低pH值区的影响减到最小；
(3)所述吸收塔底部置有循环出口，吸收塔浆液池高pH值区吸收剂浆液与结晶的脱硫副产物一起由循环泵从循环出口抽出，然后进入吸收塔顶部喷淋层喷淋，与烟气接触进行二氧化硫吸收，吸收二氧化硫后的浆液落入浆液池上部低pH值区，进行强制氧化；
(4)在所述氧化自动隔离器下方设置射流管，所述射流管末端置有的喷嘴朝向吸收塔塔底，射流泵从吸收塔浆液池塔壁的射流泵上、下吸入口将浆液抽出，加压后通过射流管重新输送回浆液池内，当浆液从射流管末端喷嘴中冲出时产生射流，进而防止吸收塔塔底固体物产生沉淀，采用射流搅拌系统代替常规的搅拌器搅拌；
(5)在所述氧化自动隔离器的上方，吸收塔侧壁设置有上排浆口和排浆泵出口返塔回路的返回口，所述氧化自动隔离器下方设置有下排浆口，正常运行时，所述上排浆口处的石灰浓度最低而石膏浓度最高，可获得高品质的石膏，由上排浆口进行排浆，直接排入石膏脱水系统，生成含水率小于10％的石膏粉状固体。
所述氧化自动隔离器的安装高度由整个浆液池所需高度扣除氧化区高度得到。
所述钙基强碱型物质吸收剂为生石灰、熟石灰或电石渣；
在所述排浆泵出口返塔回路设置pH计或将pH计设置在吸收塔浆液池的低pH值区，按实时测定的pH值控制供浆流量以保持该低pH值区域建立一个适合氧化的pH范围，从而保证强制氧化的效果。
所述上排浆口高度通常位于氧化自动隔离器上方0.5～2米。
本发明的有益效果是：由于刚进入浆液池的吸收剂浆液pH较高，初步混合的循环浆液与二氧化硫的反应活性较好，因此只需要较小的液气比(约为同等条件钙基弱碱(石灰石)-石膏湿法脱硫技术液气比的40％-70％)便可达到理想的脱硫效率。同时由于循环量减小(烟气量不变，液气比减小即循环量减小)，吸收塔的喷淋阻力相应减小，也就降低了增压风机/引风机的扬程；氧化自动隔离器将浆池分割成相对独立的上下两个半区，供浆时进入吸收塔的强碱性的吸收剂对上部低pH值区的影响减到最小，石膏浆液排出口位于氧化自动隔离器的上部，此处的石灰浓度最低而石膏浓度最高，可获得高品质的石膏；对浆池上部低pH的实时控制，有利于在塔内建立一个适合氧化的pH环境十分重要；射流搅拌技术形成的对塔底部的冲击使浆液不沉淀，避免采用传统的搅拌器对液体上下对流方式进行搅动，因此该搅拌对浆池上部区域的影响随高度而递减，最大程度保证氧化自动隔离器处由于“文丘里效应”形成的浆液向下加速流动的效果。吸收塔内实现氧化不仅避免塔外增设氧化设施问题，也彻底解决由于氧化不理想造成的吸收塔浆液抛弃的环境污染问题。
采用此工艺不仅保证较高的脱硫效率和石膏品质，同时塔内工艺设备投资省，电耗运行费用低。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1吸收塔工作流程示意图。
图中，1-氧化自动隔离器；2-氧化空气管；3-上排浆口；4-下排浆口；5-供浆入口；6-循环出口；7-上部低pH值区；8-下部高pH值区；9-射流管；10-喷嘴；11-射流泵下吸入口；12-射流泵上吸入口；13-排浆泵出口返塔回路；14-喷淋；15-吸收塔；16-石膏脱水系统；17-供浆泵。
具体实施方式
图1为吸收塔工作流程图，由图所示可见，塔内氧化钙基强碱石膏湿法烟气脱硫工艺，包括吸收塔烟气脱硫、吸收剂浆液的供浆、循环和排浆，以及石膏脱水系统，其特征在于：
(1)在吸收塔的浆液池内氧化自动隔离器1与氧化空气管2间隔排列、交替设置，将整个浆液池分割为上下两部分：上部低pH值区7和下部高pH值区8；
(2)吸收剂浆液罐中采用钙基强碱型物质，如生石灰、熟石灰或电石渣等，经消化后制成吸收剂浆液，通过供浆泵17泵入置于吸收塔浆液池高pH值区8侧壁的供浆入口5，使强碱性吸收剂浆液对上部低pH值区7的影响减到最小；
(3)所述吸收塔底部置有循环出口6，吸收塔浆液池高pH值区8吸收剂浆液与结晶的脱硫副产物一起由循环泵从循环出口6抽出，然后进入吸收塔顶部喷淋层喷淋14，与烟气接触进行二氧化硫吸收，吸收二氧化硫后的浆液落入浆液池上部低pH值区7，进行强制氧化；
(4)在所述氧化自动隔离器1下方设置射流管9，所述射流管9带有朝向吸收塔塔底的喷嘴10，采用射流搅拌系统代替常规的搅拌器，射流泵从吸收塔浆液池塔壁的射流泵上吸入口12和下吸入口11将浆液抽出，加压后通过射流管9重新输送回浆液池形成回路。当浆液从射流管9末端喷嘴10中冲出时产生射流，由于该射流冲击作用，搅拌起塔底固体物，进而防止产生沉淀；
(5)在所述氧化自动隔离器1的上方，吸收塔侧壁设置有上排浆口3和排浆泵出口返塔回路13的返回口，所述氧化自动隔离器1下方设置有下排浆口4，正常运行时，所述上排浆口处的石灰浓度最低而石膏浓度最高，可获得高品质的石膏，由上排浆口3进行排浆，直接排入石膏脱水系统，生成含水率小于10％的石膏粉状固体。
所述氧化自动隔离器1的安装高度由整个浆液池所需高度扣除氧化区高度得到。
所述上排浆口3高度通常位于氧化自动隔离器1上方约0.5～2米处，此处的石灰含量最低，石膏含量最高。
在所述排浆泵出口返塔回路13设置pH计或将pH计设置在吸收塔浆液池的低pH值区7，按实时测定的pH值控制供浆流量以保持该低pH值区7建立一个适合氧化的pH范围，从而保证强制氧化的效果。

Claims (4)

1.塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法烟气脱硫工艺，包括吸收塔烟气脱硫，吸收剂浆液的供浆、循环和排浆，以及石膏脱水，其特征在于：
(1)在吸收塔的浆液池内氧化自动隔离器与氧化空气管间隔排列、交替设置，将整个浆液池分割为上，下两部分，上部为低pH值区和下部为高pH值区；
(2)吸收剂浆液罐中采用钙基强碱型物质作为吸收剂，所述浆液罐通过供浆泵和置于吸收塔浆液池高pH值区侧壁的供浆入口管道连接相通，吸收剂浆液由供浆泵送入吸收塔浆液池高pH值区，使强碱性吸收剂对吸收塔上部低pH值区的影响减到最小；
(3)所述吸收塔底部置有循环出口，吸收塔浆液池高pH值区吸收剂浆液与结晶的脱硫副产物一起由循环泵从循环出口抽出，然后进入吸收塔顶部喷淋层喷淋，与烟气接触进行二氧化硫吸收，吸收二氧化硫后的浆液落入浆液池上部低pH值区，进行强制氧化；
(4)在所述氧化自动隔离器下方设置射流管，所述射流管末端置有的喷嘴朝向吸收塔塔底，射流泵从吸收塔浆液池塔壁的射流泵上、下吸入口将浆液抽出，加压后通过射流管重新输送回浆液池内，当浆液从射流管末端喷嘴中冲出时产生射流，进而防止吸收塔塔底固体物产生沉淀，采用射流搅拌系统代替常规的搅拌器搅拌；
(5)在所述氧化自动隔离器的上方，吸收塔侧壁设置有上排浆口和排浆泵出口返塔回路的返回口，所述氧化自动隔离器下方设置有下排浆口，正常运行时，所述上排浆口处的石灰浓度最低而石膏浓度最高，可获得高品质的石膏，由上排浆口进行排浆，直接排入石膏脱水系统，生成含水率小于10％的石膏粉状固体。
2.根据权利要求1所述塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法烟气脱硫工艺，其特征在于：所述钙基强碱型物质吸收剂为生石灰、熟石灰或电石渣。
3.根据权利要求1所述塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法烟气脱硫工艺，其特征在于：在所述排浆泵出口返塔回路设置pH计或在吸收塔浆液池的低pH值区设置pH计，按实时测定的pH值控制供浆流量以保持该低pH值区域建立一个适合氧化的pH范围，从而保证强制氧化的效果。
4.根据权利要求1所述塔内氧化-钙基强碱-石膏湿法烟气脱硫工艺，其特征在于：所述吸收塔侧壁设置的上排浆口高度位于氧化自动隔离器上方0.5～2米处。
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