CN101874975B - 双碱式半干法烟气脱硫装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
双碱式半干法烟气脱硫装置及工艺，它涉及一种双碱式烟气脱硫装置及工艺。本发明解决了双碱法烟气脱硫技术存在的运行费用高以及半干法烟气脱硫技术存在的脱硫效率低的问题。本发明的第一种脱硫装置的雾化喷嘴设置在脱硫塔内，除尘设备内的固体颗粒物通过物料传动器传送回脱硫塔内；第一种脱硫工艺采用的是第一种脱硫装置，其脱硫过程是在脱硫塔内进行的；第二种脱硫装置的雾化喷嘴设置在排放烟气管道内，固体颗粒物沉淀在除尘设备内；第二种脱硫工艺采用的是第二种脱硫装置，其脱硫过程是在排放烟气管道内进行的。本发明实现了85-90％脱硫效率，氢氧化钠消耗量小于15％，运行费用低。
Description
技术领域
本发明涉及一种双碱式烟气脱硫装置及工艺，属于烟气脱硫工艺技术领域。
背景技术
目前，SO2减排是我国大气污染治理工作的迫切任务。大型火电厂的SO2减排技术主要是引进技术，其中85％以上是石灰石-石膏湿法。该方法脱硫效率高、运行稳定，但是建设费用高，运行电耗大，不适合燃用中低硫煤的工业锅炉，中低硫煤的工业锅炉的蒸发量在670t/h以下。
已有的双碱法烟气脱硫技术投资低，双碱法包括钠钙双碱法(NaOH-Ca(OH)2)、镁钙双碱法(MgO-Ca(OH)2)等，双碱法均应用于湿法脱硫工艺中，因烟气中O2的存在使得双碱法中第一碱(NaOH、MgO)的消耗量也较大，一般在10-15％，第一碱(NaOH、MgO)的价格昂贵，使得双碱法烟气脱硫技术的运行费用高。
半干法烟气脱硫技术中普遍以Ca(OH)2为脱硫剂，其水溶性差，脱硫剂浆液活性低，使得半干法烟气脱硫技术的脱硫效率低，其脱硫效率仅为80％。
发明内容
本发明的目的是为了解决双碱法烟气脱硫技术存在的运行费用高以及半干法烟气脱硫技术存在的脱硫效率低的问题，进而提供一种双碱式半干法烟气脱硫装置及工艺。
本发明的双碱式半干法烟气脱硫装置的技术方案一是：脱硫装置包括熟石灰浆液制备器、烧碱溶液制备器、混合浆液制备器、熟石灰浆液管、烧碱溶液管、混合浆液管、脱硫塔、多个雾化喷嘴、除尘设备、物料传送器、气体流通管、排气管和与雾化喷嘴的个数相匹配的多个带有气体控制阀的加压管，所述熟石灰浆液制备器通过熟石灰浆液管与混合浆液制备器连通，所述烧碱溶液制备器通过烧碱溶液管与混合浆液制备器连通，所述多个雾化喷嘴沿脱硫塔的高度方向布置在脱硫塔内，所述混合浆液管由一个主干管和与雾化喷嘴的个数相匹配的多个支管组成，主干管的一端与混合浆液制备器连通，主干管的另一端与每个支管的一端连通，每个支管的另一端穿过脱硫塔的壁与脱硫塔内相应的雾化喷嘴连通，每个带有气体控制阀的加压管均安装在相应的支管上，且与支管连通，所述脱硫塔的上端通过气体流通管与除尘设备的上端连通，所述排气管安装在除尘设备的上端，排气管与除尘设备连通，所述除尘设备的底端通过物料传送器与脱硫塔的下端连通，排放烟气管道安装在脱硫塔的底端。
本发明的双碱式半干法烟气脱硫装置的技术方案二是：脱硫装置包括熟石灰浆液制备器、烧碱溶液制备器、混合浆液制备器、熟石灰浆液管、烧碱溶液管、混合浆液管、多个雾化喷嘴、除尘设备、气体流通管、排气管和与雾化喷嘴的个数相匹配的多个带有气体控制阀的加压管，所述熟石灰浆液制备器通过熟石灰浆液管与混合浆液制备器连通，所述烧碱溶液制备器通过烧碱溶液管与混合浆液制备器连通，所述多个雾化喷嘴沿排放烟气管道的长度方向布置在排放烟气管道内，所述混合浆液管由一个主干管和与雾化喷嘴的个数相匹配的多个支管组成，主干管的一端与混合浆液制备器连通，主干管的另一端与每个支管的一端连通，每个支管的另一端穿过排放烟气管道的壁与排放烟气管道内相应的雾化喷嘴连通，每个带有气体控制阀的加压管均安装在相应的支管上，且与支管连通，所述排放烟气管道通过气体流通管与除尘设备的上端连通，所述排气管安装在除尘设备的上端，排气管与除尘设备连通。
本发明的采用技术方案一的脱硫装置的双碱式半干法烟气脱硫工艺的步骤为：
步骤一：在熟石灰浆液制备器内将生石灰与水混合制备成质量浓度为10-25％的熟石灰浆液，在烧碱溶液制备器内将氢氧化钠与水混合制备成质量浓度为2-10％烧碱溶液；
步骤二：熟石灰浆液通过熟石灰浆液管流入混合浆液制备器内，同时烧碱溶液通过烧碱溶液管流入混合浆液制备器内，熟石灰浆液和烧碱溶液混合，制备成pH值为8-12，质量浓度为10-25％的混合浆液，然后混合浆液流入混合浆液管内；
步骤三：压力为0.4MPa的压缩空气或压力为0.4MPa的水蒸汽通过带有气体控制阀的加压管将混合浆液管内的混合浆液雾化并由脱硫塔内的雾化喷嘴喷出，雾化的气液比为0.1-0.35，雾化液滴直径在0.05-0.1mm；
步骤四：将锅炉或窑炉的排放烟气管道中的烟气直接引到脱硫塔内，烟气与脱硫塔内的雾化液接触，利用烟气的显热将雾化液的液滴蒸干，同时雾化液吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钙、亚硫酸钠、硫酸钙、硫酸钠，脱硫后的烟气为富含固体颗粒物的气体，其颗粒物浓度8-100g/Nm3，脱硫后的烟气通过气体流通管进入除尘设备，除尘后经排气管排放，固体颗粒物收集在除尘设备内，固体颗粒物通过物料传动器传送回脱硫塔内。
本发明的采用技术方案二的脱硫装置的双碱式半干法烟气脱硫工艺的步骤为：
步骤一：在熟石灰浆液制备器内将生石灰与水混合制备成质量浓度为10-25％的熟石灰浆液，在烧碱溶液制备器内将氢氧化钠与水混合制备成质量浓度为2-10％烧碱溶液；
步骤二：熟石灰浆液通过熟石灰浆液管流入混合浆液制备器内，同时烧碱溶液通过烧碱溶液管流入混合浆液制备器内，熟石灰浆液和烧碱溶液混合，制备成pH值为8-12，质量浓度为10-25％的混合浆液，然后混合浆液流入混合浆液管内；
步骤三：压力为0.4MPa的压缩空气或压力为0.4MPa的水蒸汽通过带有气体控制阀的加压管将混合浆液管内的混合浆液雾化并由排放烟气管道内的雾化喷嘴喷出，雾化的气液比为0.1-0.35，雾化液滴直径在0.05-0.1mm，烟气与排放烟气管道内的雾化液接触，利用烟气的显热将雾化液的液滴蒸干，同时雾化液吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钙、亚硫酸钠、硫酸钙、硫酸钠，脱硫后的烟气为富含固体颗粒物的气体，其颗粒物浓度8-100g/Nm3，脱硫后的烟气通过气体流通管进入除尘设备，除尘后经排气管排放，固体颗粒物收集在除尘设备内。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明的技术方案一脱硫装置及方法的脱硫是在脱硫塔内完成的，雾化干燥后的产物颗粒回送至脱硫塔，尤其适合含硫量在1-2.5％煤；而本发明的技术方案二脱硫装置及方法的脱硫是在排放烟气管道内完成的，雾化干燥后的产物颗粒外排，尤其适合含硫量低于1％的煤；本发明的两种技术方案的装置及方法均以生石灰(CaO)和氢氧化钠(NaOH)两种脱硫剂制备的混合浆液为脱硫剂；混合浆液的pH值为8-12，其水溶性好，混合浆液活性高，混合浆液采用压缩空气或蒸汽雾化的方式雾化后与烟气接触，气液接触比表面积大，脱硫剂的利用率高，本发明实现了85-90％脱硫效率，氢氧化钠消耗量小于15％，耗电比常规简易湿法石灰(石灰石)-石膏湿法、或双碱法节电20-35％以上，运行费用低。
附图说明
图1是本发明的第一种技术方案的脱硫装置的整体结构示意图，图2是本发明的第二种技术方案的脱硫装置的整体结构示意图，
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的第一种脱硫装置包括熟石灰浆液制备器1、烧碱溶液制备器2、混合浆液制备器3、熟石灰浆液管4、烧碱溶液管5、混合浆液管6、脱硫塔8、多个雾化喷嘴9、除尘设备11、物料传送器12、气体流通管13、排气管14和与雾化喷嘴9的个数相匹配的多个带有气体控制阀的加压管7，所述熟石灰浆液制备器1通过熟石灰浆液管4与混合浆液制备器3连通，所述烧碱溶液制备器2通过烧碱溶液管5与混合浆液制备器3连通，所述多个雾化喷嘴9沿脱硫塔8的高度方向布置在脱硫塔8内，所述混合浆液管6由一个主干管6-1和与雾化喷嘴9的个数相匹配的多个支管6-2组成，主干管6-1的一端与混合浆液制备器3连通，主干管6-1的另一端与每个支管6-2的一端连通，每个支管6-2的另一端穿过脱硫塔8的壁与脱硫塔8内相应的雾化喷嘴9连通，每个带有气体控制阀的加压管7均安装在相应的支管6-2上，且与支管6-2连通，所述脱硫塔8的上端通过气体流通管13与除尘设备11的上端连通，所述排气管14安装在除尘设备11的上端，排气管14与除尘设备11连通，所述除尘设备11的底端通过物料传送器12与脱硫塔8的下端连通，排放烟气管道10安装在脱硫塔8的底端。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点在于，脱硫装置还增加有多个工艺补水管15和多个阀门16，工艺补水管15和阀门16的个数与支管6-2的个数相匹配，每个工艺补水管15均安装在相应的支管6-2上，且与支管6-2连通，每个工艺补水管15上安装有一个阀门16。如此设置，便于调节混合浆液的质量浓度。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的第二种脱硫装置包括熟石灰浆液制备器1、烧碱溶液制备器2、混合浆液制备器3、熟石灰浆液管4、烧碱溶液管5、混合浆液管6、多个雾化喷嘴9、除尘设备11、气体流通管13、排气管14和与雾化喷嘴9的个数相匹配的多个带有气体控制阀的加压管7，所述熟石灰浆液制备器1通过熟石灰浆液管4与混合浆液制备器3连通，所述烧碱溶液制备器2通过烧碱溶液管5与混合浆液制备器3连通，所述多个雾化喷嘴9沿排放烟气管道10的长度方向布置在排放烟气管道10内，所述混合浆液管6由一个主干管6-1和与雾化喷嘴9的个数相匹配的多个支管6-2组成，主干管6-1的一端与混合浆液制备器3连通，主干管6-1的另一端与每个支管6-2的一端连通，每个支管6-2的另一端穿过排放烟气管道10的壁与排放烟气管道10内相应的雾化喷嘴9连通，每个带有气体控制阀的加压管7均安装在相应的支管6-2上，且与支管6-2连通，所述排放烟气管道10通过气体流通管13与除尘设备11的上端连通，所述排气管14安装在除尘设备11的上端，排气管14与除尘设备11连通。
具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式三的不同点在于，脱硫装置还增加有多个工艺补水管15和多个阀门16，工艺补水管15和阀门16的个数与支管6-2的个数相匹配，每个工艺补水管15均安装在相应的支管6-2上，且与支管6-2连通，每个工艺补水管15上安装有一个阀门16。如此设置，便于调节混合浆液的质量浓度。其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式采用第一种脱硫装置的双碱式半干法烟气脱硫工艺的步骤为：
步骤一：在熟石灰浆液制备器1内将生石灰与水混合制备成质量浓度为10-25％的熟石灰浆液，在烧碱溶液制备器2内将氢氧化钠与水混合制备成质量浓度为2-10％烧碱溶液；
步骤二：熟石灰浆液通过熟石灰浆液管4流入混合浆液制备器3内，同时烧碱溶液通过烧碱溶液管5流入混合浆液制备器3内，熟石灰浆液和烧碱溶液混合，制备成pH值为8-12，质量浓度为10-25％的混合浆液，然后混合浆液流入混合浆液管6内；
步骤三：压力为0.4MPa的压缩空气或压力为0.4MPa的水蒸汽通过带有气体控制阀的加压管7将混合浆液管6内的混合浆液雾化并由脱硫塔8内的雾化喷嘴9喷出，雾化的气液比为0.1-0.35，雾化液滴直径在0.05-0.1mm；
步骤四：将锅炉或窑炉的排放烟气管道10中的烟气直接引到脱硫塔8内，烟气与脱硫塔8内的雾化液接触，利用烟气的显热将雾化液的液滴蒸干，同时雾化液吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钙、亚硫酸钠、硫酸钙、硫酸钠，脱硫后的烟气为富含固体颗粒物的气体，其颗粒物浓度8-100g/Nm3，脱硫后的烟气通过气体流通管13进入除尘设备11，除尘后经排气管14排放，固体颗粒物收集在除尘设备11内，固体颗粒物通过物料传动器12传送回脱硫塔8内。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式五的不同点在于，本实施方式中当步骤二中的混合浆液需要稀释时，采用工艺补水管15进行补水。提高的混合浆液的利用率。
具体实施方式七：结合图2说明本实施方式，本实施方式采用第二种脱硫装置的双碱式半干法烟气脱硫工艺的步骤为：
步骤一：在熟石灰浆液制备器1内将生石灰与水混合制备成质量浓度为10-25％的熟石灰浆液，在烧碱溶液制备器2内将氢氧化钠与水混合制备成质量浓度为2-10％烧碱溶液；
步骤二：熟石灰浆液通过熟石灰浆液管4流入混合浆液制备器3内，同时烧碱溶液通过烧碱溶液管5流入混合浆液制备器3内，熟石灰浆液和烧碱溶液混合，制备成pH值为8-12，质量浓度为10-25％的混合浆液，然后混合浆液流入混合浆液管6内；
步骤三：压力为0.4MPa的压缩空气或压力为0.4MPa的水蒸汽通过带有气体控制阀的加压管7将混合浆液管6内的混合浆液雾化并由排放烟气管道10内的雾化喷嘴9喷出，雾化的气液比为0.1-0.35，雾化液滴直径在0.05-0.1mm，烟气与排放烟气管道10内的雾化液接触，利用烟气的显热将雾化液的液滴蒸干，同时雾化液吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钙、亚硫酸钠、硫酸钙、硫酸钠，脱硫后的烟气为富含固体颗粒物的气体，其颗粒物浓度8-100g/Nm3，脱硫后的烟气通过气体流通管13进入除尘设备11，除尘后经排气管14排放，固体颗粒物收集在除尘设备11内。
具体实施方式八：结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式七的不同点在于，本实施方式中当步骤二中的混合浆液需要稀释时，采用工艺补水管15进行补水。提高了混合浆液的利用率。
Claims (8)
1.一种双碱式半干法烟气脱硫装置，它包括熟石灰浆液制备器(1)、烧碱溶液制备器(2)、混合浆液制备器(3)、熟石灰浆液管(4)、烧碱溶液管(5)、混合浆液管(6)、脱硫塔(8)、多个雾化喷嘴(9)、除尘设备(11)、物料传送器(12)、气体流通管(13)、排气管(14)和与雾化喷嘴(9)的个数相匹配的多个带有气体控制阀的加压管(7)，其特征在于：所述熟石灰浆液制备器(1)通过熟石灰浆液管(4)与混合浆液制备器(3)连通，所述烧碱溶液制备器(2)通过烧碱溶液管(5)与混合浆液制备器(3)连通，所述多个雾化喷嘴(9)沿脱硫塔(8)的高度方向布置在脱硫塔(8)内，所述混合浆液管(6)由一个主干管(6-1)和与雾化喷嘴(9)的个数相匹配的多个支管(6-2)组成，主干管(6-1)的一端与混合浆液制备器(3)连通，主干管(6-1)的另一端与每个支管(6-2)的一端连通，每个支管(6-2)的另一端穿过脱硫塔(8)的壁与脱硫塔(8)内相应的雾化喷嘴(9)连通，每个带有气体控制阀的加压管(7)均安装在相应的支管(6-2)上，且与支管(6-2)连通，所述脱硫塔(8)的上端通过气体流通管(13)与除尘设备(11)的上端连通，所述排气管(14)安装在除尘设备(11)的上端，排气管(14)与除尘设备(11)连通，所述除尘设备(11)的底端通过物料传送器(12)与脱硫塔(8)的下端连通，排放烟气管道(10)安装在脱硫塔(8)的底端。
2.根据权利要求1所述双碱式半干法烟气脱硫装置，其特征在于：脱硫装置还包括多个工艺补水管(15)和多个阀门(16)，工艺补水管(15)和阀门(16)的个数与支管(6-2)的个数相匹配，每个工艺补水管(15)均安装在相应的支管(6-2)上，且与支管(6-2)连通，每个工艺补水管(15)上安装有一个阀门(16)。
3.一种双碱式半干法烟气脱硫装置，它包括熟石灰浆液制备器(1)、烧碱溶液制备器(2)、混合浆液制备器(3)、熟石灰浆液管(4)、烧碱溶液管(5)、混合浆液管(6)、多个雾化喷嘴(9)、除尘设备(11)、气体流通管(13)、排气管(14)和与雾化喷嘴(9)的个数相匹配的多个带有气体控制阀的加压管(7)，其特征在于：所述熟石灰浆液制备器(1)通过熟石灰浆液管(4)与混合浆液制备器(3)连通，所述烧碱溶液制备器(2)通过烧碱溶液管(5)与混合浆液制备器(3)连通，所述多个雾化喷嘴(9)沿排放烟气管道(10)的长度方向布置在排放烟气管道(10)内，所述混合浆液管(6)由一个主干管(6-1)和与雾化喷嘴(9)的个数相匹配的多个支管(6-2)组成，主干管(6-1)的一端与混合浆液制备器(3)连通，主干管(6-1)的另一端与每个支管(6-2)的一端连通，每个支管(6-2)的另一端穿过排放烟气管道(10)的壁与排放烟气管道(10)内相应的雾化喷嘴(9)连通，每个带有气体控制阀的加压管(7)均安装在相应的支管(6-2)上，且与支管(6-2)连通，所述排放烟气管道(10)通过气体流通管(13)与除尘设备(11)的上端连通，所述排气管(14)安装在除尘设备(11)的上端，排气管(14)与除尘设备(11)连通。
4.根据权利要求3所述双碱式半干法烟气脱硫装置，其特征在于：脱硫装置还包括多个工艺补水管(15)和多个阀门(16)，工艺补水管(15)和阀门(16)的个数与支管(6-2)的个数相匹配，每个工艺补水管(15)均安装在相应的支管(6-2)上，且与支管(6-2)连通，每个工艺补水管(15)上安装有一个阀门(16)。
5.一种使用权利要求1所述脱硫装置的双碱式半干法烟气脱硫工艺，其特征在于：脱硫工艺的步骤为：
步骤一：在熟石灰浆液制备器(1)内将生石灰与水混合制备成质量浓度为10-25％的熟石灰浆液，在烧碱溶液制备器(2)内将氢氧化钠与水混合制备成质量浓度为2-10％烧碱溶液；
步骤二：熟石灰浆液通过熟石灰浆液管(4)流入混合浆液制备器(3)内，同时烧碱溶液通过烧碱溶液管(5)流入混合浆液制备器(3)内，熟石灰浆液和烧碱溶液混合，制备成pH值为8-12，质量浓度为10-25％的混合浆液，然后混合浆液流入混合浆液管(6)内；
步骤三：压力为0.4MPa的压缩空气或压力为0.4MPa的水蒸汽通过带有气体控制阀的加压管(7)将混合浆液管(6)内的混合浆液雾化并由脱硫塔(8)内的雾化喷嘴(9)喷出，雾化的气液比为0.1-0.35，雾化液滴直径在0.05-0.1mm；
步骤四：将锅炉或窑炉的排放烟气管道(10)中的烟气直接引到脱硫塔(8)内，烟气与脱硫塔(8)内的雾化液接触，利用烟气的显热将雾化液的液滴蒸干，同时雾化液吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钙、亚硫酸钠、硫酸钙、硫酸钠，脱硫后的烟气为富含固体颗粒物的气体，其颗粒物浓度8-100g/Nm3，脱硫后的烟气通过气体流通管(13)进入除尘设备(11)，除尘后经排气管(14)排放，固体颗粒物收集在除尘设备(11)内，固体颗粒物通过物料传动器(12)传送回脱硫塔(8)内。
6.根据权利要求5所述双碱式半干法烟气脱硫工艺，其特征在于：当步骤二中的混合浆液需要稀释时，采用工艺补水管(15)进行补水。
7.一种使用权利要求3所述脱硫装置的双碱式半干法烟气脱硫工艺，其特征在于：脱硫工艺的步骤为：
步骤一：在熟石灰浆液制备器(1)内将生石灰与水混合制备成质量浓度为10-25％的熟石灰浆液，在烧碱溶液制备器(2)内将氢氧化钠与水混合制备成质量浓度为2-10％烧碱溶液；
步骤二：熟石灰浆液通过熟石灰浆液管(4)流入混合浆液制备器(3)内，同时烧碱溶液通过烧碱溶液管(5)流入混合浆液制备器(3)内，熟石灰浆液和烧碱溶液混合，制备成pH值为8-12，质量浓度为10-25％的混合浆液，然后混合浆液流入混合浆液管(6)内；
步骤三：压力为0.4MPa的压缩空气或压力为0.4MPa的水蒸汽通过带有气体控制阀的加压管(7)将混合浆液管(6)内的混合浆液雾化并由排放烟气管道(10)内的雾化喷嘴(9)喷出，雾化的气液比为0.1-0.35，雾化液滴直径在0.05-0.1mm，烟气与排放烟气管道(10)内的雾化液接触，利用烟气的显热将雾化液的液滴蒸干，同时雾化液吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钙、亚硫酸钠、硫酸钙、硫酸钠，脱硫后的烟气为富含固体颗粒物的气体，其颗粒物浓度8-100g/Nm3，脱硫后的烟气通过气体流通管(13)进入除尘设备(11)，除尘后经排气管(14)排放，固体颗粒物收集在除尘设备(11)内。
8.根据权利要求7所述双碱式半干法烟气脱硫工艺，其特征在于：当步骤二中的混合浆液需要稀释时，采用工艺补水管(15)进行补水。
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