CN102357341A - 生物质锅炉烟气脱硫装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物质锅炉烟气脱硫装置及工艺，以生物质锅炉烟气在吸收塔内通过石灰乳浆液的喷淋洗涤去除大量的SO2，反应生成的脱硫产物在吸收塔浆池中被通入的空气强制氧化生成硫酸钙并在浆池中结晶生成二水石膏；通过流量计调节进入吸收塔的石灰乳浆液量，使吸收塔浆池pH值维持在5.6～5.8，控制吸收塔内浆液以小于8％～10％浓度排出，排出后的浆液泵送进入锅炉排渣系统。本发明无需石膏脱水系统，也无任何废水、废渣及副产物排除，解决了电站石膏二次污染的问题；通过设置于吸收塔地坑内的液下泵，一运一备，即可实现石膏排出、事故排放，浆液返回等多重系统功能，大大降低常规湿法脱硫的设备投资。
Description
技术领域
本发明涉及一种脱除二氧化硫的装置及工艺，特别涉及一种应用于生物质锅炉烟气的脱除二氧化硫的装置及工艺。
背景技术
随着国内利用生物质燃料发电的项目逐步增多，生物质电站(锅炉容量通常小于150t/h)烟气排放控制也纳入区域环境控制的范畴中。对于地处中心城市附近的生物质锅炉，烟气中SO2浓度虽较低约200mg/Nm3，但仍不能满足区域控制要求，如北京市《锅炉大气污染物排放标准》(DB11/139-2007)二氧化硫排放浓度要求不超过20mg/Nm3。有建设烟气脱硫装置的需求。
国内已有的脱硫技术和工艺系统多适用于大型燃煤电站锅炉，比如石灰石-石膏湿法脱硫工艺、循环流化床半干法脱硫工艺、氨法脱硫工艺、双碱法脱硫工艺等。石灰石-石膏湿法脱硫工艺系统复杂，应用于小机组，经济性差，故障率高；循环流化床半干法脱硫工艺要求高浓度的循环物料，不适合生物质锅炉；氨法脱硫使用氨水作为脱硫剂，在小型锅炉应用中将造成大量逃逸氨；双碱法脱硫工艺以纯碱为脱硫剂，运行费用高，可靠性差。
截至目前，国内生物质锅炉烟气脱硫技术还处于空白，无法满足生物质锅炉的环保需求。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足，而提供一种生物质锅炉烟气脱硫装置及工艺，这种脱硫技术具有脱硫效率高、运行可靠、投资和运行费用低、无脱硫副产物处理问题、自动化程度高的特点，以适应新型的生物质锅炉环保要求。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
生物质锅炉烟气脱硫装置，包括吸收塔，吸收塔的上段内设喷淋装置与除雾器，吸收塔的中段连接生物质锅炉烟气导入装置，吸收塔的下段通过氧气鼓风机与空气相通，吸收塔外设有实现浆液循环喷淋的循环浆液泵，吸收塔的下段通过计量泵与石灰乳吸附剂产生装置相连，吸收塔的底部连有浆液排放系统，浆液排放系统包括与吸收塔相连的浆液地坑，浆液地坑通过两个地坑泵分别与事故浆液箱和锅炉排渣系统相连，事故浆液箱设有与浆液地坑相连的回流管。
所述的石灰乳吸附剂产生装置，包括石灰乳制备箱、石灰乳计量箱，石灰乳计量箱通过计量泵与吸收塔相通，并通过石灰乳循环泵与石灰乳制备箱相连，石灰乳制备箱连着工艺水箱和石灰粉仓。
石灰乳制备箱内设搅拌器，石灰乳制备箱通过计量仓与石灰粉仓相连。
生物质锅炉烟气导入装置包括引入气体的管道，引入气体的管道连有两个侧路管道，一个侧路管道通上设有挡板门密封风机、加热器，另一个侧路管道通过净烟气挡板门与烟囱相连，引入气体的管道上设原烟气挡板门和旁路挡板门。
所述的喷淋装置贴壁环形区域采用90°喷射角实心锥型，中心区域采用120°喷射角空心锥型。
所述的除雾器通过工艺水泵与工艺水箱相连。
生物质锅炉烟气脱硫工艺，以生物质锅炉烟气在吸收塔内通过石灰乳浆液的喷淋洗涤去除大量的SO2，反应生成的脱硫产物在吸收塔浆池中被通入的空气强制氧化生成硫酸钙并在浆池中结晶生成二水石膏；通过流量计调节进入吸收塔的石灰乳浆液量，使吸收塔浆池pH值维持在5.6～5.8，控制吸收塔内浆液以8％～10％(wt％)浓度排出，排出后的浆液泵送进入锅炉排渣系统。
所述的生物质锅炉烟气脱硫工艺，脱硫后净烟气经吸收塔上部的两级除雾器除雾，使出口烟气中液滴浓度小于75mg/Nm3。
本发明为适用于以秸秆等天然植物为燃料的生物质锅炉的高效烟气脱硫工艺，以消石灰乳作为脱硫剂，通过计量仓定量给料，石灰乳计量泵定量输送入吸收塔，计量控制的前馈信号来自烟囱入口的SO2浓度，反馈信号来自吸收塔浆池pH值，控制范围为5.6～5.8，并针对生物质锅炉出口烟气SO2浓度低、HCl浓度高的特点，为控制塔内氯离子，使吸收塔内浆液以较低浓度(8％～10％)排出，全部进入锅炉排渣系统，以实现水量平衡，为避免对排渣系统的设备产生腐蚀，进入渣系统前可进行适当的pH值调节后。整个技术无需石膏脱水系统，也无任何副产物及废水排出，解决了电站石膏二次污染的问题。
通过设置于吸收塔地坑内的液下泵，一运一备，即可实现石膏排出、事故排放，浆液返回等多重系统功能。大大降低常规湿法脱硫的设备投资。
吸收塔采用喷淋截面双重策略，贴壁600mm环形区域采用90度喷射角实心锥型，中心区域采用120度喷射角空心锥型，消石灰浆液从上层两台循环泵入口加入，充分保证与烟气的活性接触，实现200mg/Nm3超低入口浓度，大于90％的脱硫效率；吸收塔采用喷淋空塔，浆池低密度控制，高效氧化，无结垢风险。
附图说明
图1为本发明的装置结构图；
其中1.吸收塔、2.吸收塔搅拌器，3.循环浆液泵，4.氧气鼓风机，5.地坑泵，6.地坑搅拌器，7.石灰粉仓，8.计量仓，9.石灰乳制备箱，10.搅拌器，11.石灰乳循环泵，12.石灰乳计量箱，13.石灰乳计量箱搅拌器，14.计量泵，15.挡板门密封风机，16.加热器，17.旁路挡板门，18.原烟气挡板门，19.净烟气挡板门，20.工艺水箱，21.工艺水泵，22.事故浆液箱，23.事故浆液箱搅拌器，24.锅炉排渣系统，25.浆液地坑。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明。
生物质锅炉烟气脱硫装置，包括吸收塔1，吸收塔1的上段内设喷淋装置与除雾器，吸收塔1的中段连接生物质锅炉烟气导入装置，吸收塔1的下段通过氧气鼓风机4与空气相通，吸收塔1外设有实现浆液循环喷淋的循环浆液泵3，吸收塔1的下段通过计量泵14与石灰乳吸附剂产生装置相连，吸收塔1的底部连有浆液排放系统，浆液排放系统包括与吸收塔1相连的浆液地坑25，浆液地坑25通过两个地坑泵5分别与事故浆液箱22和锅炉排渣系统24相连，事故浆液箱22设有与浆液地坑25相连的回流管。
所述的石灰乳吸附剂产生装置，包括石灰乳制备箱9、石灰乳计量箱12，石灰乳计量箱12通过计量泵14与吸收塔1相通，并通过石灰乳循环泵11与石灰乳制备箱9相连，石灰乳制备箱9连着工艺水箱20和石灰粉仓7。
石灰乳制备箱9内设搅拌器10，石灰乳制备箱9通过计量仓8与石灰粉仓7相连。
生物质锅炉烟气导入装置包括引入气体的管道，引入气体的管道连有两个侧路管道，一个侧路管道通上设有挡板门密封风机15、加热器16，另一个侧路管道通过净烟气挡板门19与烟囱相连，引入气体的管道上设原烟气挡板门18和旁路挡板门17。
所述的喷淋装置贴壁环形区域采用90°喷射角实心锥型，中心区域采用120°喷射角空心锥型。
所述的除雾器通过工艺水泵21与工艺水箱20相连。
实施例1
生物质锅炉烟气脱硫工艺，以生物质锅炉烟气在吸收塔内通过石灰乳浆液的喷淋洗涤去除大量的SO2，反应生成的脱硫产物在吸收塔浆池中被通入的空气强制氧化生成硫酸钙并在浆池中结晶生成二水石膏；通过流量计调节进入吸收塔的石灰乳浆液量，使吸收塔浆池pH值维持在5.6～5.8，控制吸收塔内浆液以8％～10％浓度排出，排出后的浆液泵送进入锅炉排渣系统。
吸收塔浆池pH值维持在合理的范围内，以保证消石灰的溶解及SO2的吸收。原烟气进入吸收塔后，逆流通过喷淋区，与浆液充分接触，二氧化硫、氯化氢这些有害成份被吸收。脱硫后净烟气由装设于吸收塔上部的两级除雾器除雾，使出口烟气中液滴浓度小于75mg/Nm3。除雾器配有带喷嘴的冲洗管道，除雾器清洗水经喷嘴依次冲洗除雾器上沉积的固体颗粒，除雾器冲洗水还可以起到调节吸收塔浆池液位的作用。
生物质锅炉烟气导入装置的作用是将锅炉原烟气引入吸收塔，将脱硫后的净烟气引入烟囱排放。
石灰乳吸附剂产生装置的作用是储存消石灰粉，并向吸收塔供应合格的石灰浆液。
消石灰粉由罐车运送至电厂，气力输送入石灰粉仓。消石灰粉通过计量仓定量给料进入石灰乳制备箱，在石灰乳制备箱内与水混合成一定浓度的浆液，并通过石灰乳循环泵输送至石灰乳计量箱，最后经石灰乳计量泵定量输送入吸收塔。
浆液排放系统的功能是把吸收塔内多余的浆液输送至锅炉排渣装置，做为锅炉冲渣水的补充水之一。
吸收塔内浆液液位高约5.0m，利用自身液位形成的重力势差，把吸收塔内浆液连续地排入浆液地坑，由地坑泵作为石膏排出泵负责把浆液送往锅炉排渣系统。浆液地坑还接受整个脱硫系统正常运行、设备检修及日常清洗维护中产生的排出液，可将其送往锅炉冲渣系统或返回吸收塔内。吸收塔检修时需排空浆池，塔内浆液通过地坑泵排入事故浆液箱。在吸收塔重新启动时，事故浆液从事故浆液箱自流至浆液地坑，由地坑泵把浆液送回吸收塔，作为吸收塔再次启动时的石膏晶种。
工艺水系统提供除雾器和其他设备的冲洗水，提供运转设备的冷却水，由一座工艺水箱和两台工艺水泵组成。
Claims (8)
1.生物质锅炉烟气脱硫装置，包括吸收塔，吸收塔的上段内设喷淋装置与除雾器，吸收塔的中段连接生物质锅炉烟气导入装置，吸收塔的下段通过氧气鼓风机与空气相通，吸收塔外设有实现浆液循环喷淋的循环浆液泵，其特征是，吸收塔的下段通过计量泵与石灰乳吸附剂产生装置相连，吸收塔的底部连有浆液排放系统，浆液排放系统包括与吸收塔相连的浆液地坑，浆液地坑通过两个地坑泵分别与事故浆液箱和锅炉排渣系统相连，事故浆液箱设有与浆液地坑相连的回流管。
2.根据权利要求1所述的生物质锅炉烟气脱硫装置，其特征是，所述的石灰乳吸附剂产生装置，包括石灰乳制备箱、石灰乳计量箱，石灰乳计量箱通过计量泵与吸收塔相通，并通过石灰乳循环泵与石灰乳制备箱相连，石灰乳制备箱连着工艺水箱和石灰粉仓。
3.根据权利要求2所述的生物质锅炉烟气脱硫装置，其特征是，石灰乳制备箱内设搅拌器，石灰乳制备箱通过计量仓与石灰粉仓相连。
4.根据权利要求1所述的生物质锅炉烟气脱硫装置，其特征是，生物质锅炉烟气导入装置包括引入气体的管道，引入气体的管道连有两个侧路管道，一个侧路管道通上设有挡板门密封风机、加热器，另一个侧路管道通过净烟气挡板门与烟囱相连，引入气体的管道上设原烟气挡板门和旁路挡板门。
5.根据权利要求1所述的生物质锅炉烟气脱硫装置，其特征是，所述的喷淋装置贴壁环形区域采用90°喷射角实心锥型，中心区域采用120°喷射角空心锥型。
6.根据权利要求1所述的生物质锅炉烟气脱硫装置，其特征是，所述的除雾器通过工艺水泵与工艺水箱相连。
7.应用权利要求1所述的装置进行生物质锅炉烟气脱硫的工艺，以生物质锅炉烟气在吸收塔内通过石灰乳浆液的喷淋洗涤去除大量的SO2，反应生成的脱硫产物在吸收塔浆池中被通入的空气强制氧化生成硫酸钙并在浆池中结晶生成二水石膏，其特征是，通过流量计调节进入吸收塔的石灰乳浆液量，使吸收塔浆池pH值维持在5.6～5.8，控制吸收塔内浆液以8％～10％浓度排出，排出后的浆液泵送进入锅炉排渣系统。
8.根据权利要求7所述的生物质锅炉烟气脱硫的工艺，其特征是，脱硫后净烟气经吸收塔上部的两级除雾器除雾，使出口烟气中液滴浓度小于75mg/Nm3。
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