CN102631821A - 一种半干法-湿法协同脱硫设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半干法-湿法协同脱硫设备及方法，包括静电除尘器、烟道、消石灰给料装置、水雾化系统、湿式逆流喷淋脱硫塔和湿式静电除尘器；静电除尘器、烟道和湿式逆流喷淋脱硫塔依次相连，湿式逆流喷淋脱硫塔内或下游还设有湿式静电除尘器；消石灰给料装置和水雾化系统设置在烟道上。本发明适用于湿法烟气脱硫的增效改造或高硫煤的烟气高效脱硫，不仅能提高烟气综合脱硫能力，还能深度脱除烟气中的液滴、PM2.5等其它污染物，并无须改动原有湿式逆流喷淋脱硫塔，具有投资省、占地少、能耗低等特点。
Description
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，特别是涉及一种脱除燃煤特别是高硫煤烟气中二氧化硫的半干法-湿法协同脱硫设备及方法。
背景技术
目前，二氧化硫是我国大气污染的主要污染物之一，污染十分严重。据统计，我国排放的二氧化硫已连续多年超过或接近2000万吨，居世界首位。电力工业是排放二氧化硫的主要行业，而火力发电在我国电力生产中占主导地位，火电厂二氧化硫排放量占全国总排放量的50%以上。随着国家对环保的日益重视和节能减排标准的逐步提高，控制火电厂二氧化硫排放的任务将越来越艰巨。烟气脱硫是控制火电厂二氧化硫排放的主要途径，常用的烟气脱硫技术主要有湿法烟气脱硫技术和半干法烟气脱硫技术。
半干法脱硫工艺具有设备简单、投资省、技术要求低等优点，且能有效脱除湿法脱硫工艺不易脱除的SO3、HF、HCI气体，但是其脱硫效率适中、吸收剂需采用价格更高的消石灰、钙硫比高，适用于中、低硫煤等。
石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺是当前我国应用最多、最有效的烟气脱硫方法，设计脱硫效率一般不低于90%，其具有脱硫效率高、脱硫剂利用率高、技术成熟、设备可靠性高等优点，但是这种脱硫工艺投资大、占地面积大、运行费用、技术要求较高且对SO3、HF、HCI气体的脱除能力较低。
环境保护部2011年7月29日发布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中规定，新建火力发电锅炉自2012年1月1日起，现有火力发电锅炉自2014年7月1日起，均执行100mg的二氧化硫排放标准。二氧化硫排放标准的提高对现有火电厂脱硫装置的脱硫性能提出了更严格的要求，需改变脱硫装置结构或运行方式以适应新要求。
另外，火电厂烟气脱硫装置一般根据燃煤含硫量进行设计，而目前电厂生产用煤只能根据市场供应情况确定，煤种含硫量波动很大，使得燃用煤种与设计煤种存在较大的差异，原设计脱硫装置有时不能满足二氧化硫排放要求。此外，有些新建机组，受区域燃煤煤种的限制，设计煤种含硫量达4%-5%，为了达标排放，脱硫装置的脱硫效率须达到很高水平。上述问题的共同点是要求脱硫装置达到至少95%以上很高的脱硫效率，目前采用较多的技术是增加喷淋层和双塔串联技术，而这不仅受到场地条件的限制，也将大幅增加脱硫成本，使脱硫装置的经济性降低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术存在的不足，提供一种半干法-湿法协同脱硫设备及方法。
本发明在引风系统阻力允许的范围内，充分利用现有场地条件，首先在烟道上利用半干法脱硫技术脱除部分二氧化硫，然后再进行湿法烟气脱硫，来提高总的脱硫效率，降低投资和运行成本。
本发明的半干法-湿法协同脱硫设备，包括静电除尘器、烟道、消石灰给料装置、水雾化系统、湿式逆流喷淋脱硫塔、湿式静电除尘器；静电除尘器、烟道和湿式逆流喷淋脱硫塔依次相连，湿式逆流喷淋脱硫塔内或下游设有湿式静电除尘器；消石灰给料装置和水雾化系统设置在烟道上。
作为本发明的进一步改进，本设备还包括连接湿式静电除尘器和湿式逆流喷淋塔浆液池的回料管。
所述的烟道是竖直烟道或水平烟道。
本发明还提供了一种半干法-湿法协同脱硫的方法，包括如下步骤：
（1）烟气在静电除尘器中进行除尘；
（2）除尘后的烟气在烟道中与消石灰发生反应，进行半干法脱硫；
（3）烟气携带未反应的消石灰颗粒进入湿式逆流喷淋脱硫塔进行湿法脱硫；
（4）烟气经湿式静电除尘器去除雾滴、粉尘。
作为本方法进一步改进，在步骤（4）后还包括湿式静电除尘器捕集的粉尘由回料管送回湿式脱硫塔浆液池的步骤。
所述的烟道是竖直烟道或水平烟道。
所述粉尘包括PM2.5。
所述半干法-湿法协同脱硫方法中使用的消石灰与烟气中二氧化硫的化学计量比为1.03～1.1。
本发明的有益效果是，不仅能实现烟气中的二氧化硫的高效脱除，而且能脱除烟气中的三氧化硫、氟化氢和氯化氢气体以及超细颗粒物等，达到烟气中污染物的深度脱除。利用半干法脱硫过程中未利用的消石灰颗粒作为脱硫剂，实现了脱硫剂的充分利用。烟道中喷入的水雾，使烟气温度降低、烟气含湿量增加，减少了湿法脱硫系统的水耗量。湿式静电除尘器对多污染物（SO3、微细粉尘、Hg）具有一定的脱除效果。本发明适用于已有电厂湿法脱硫装置的增效改造，同时适用于燃用高硫煤的电厂烟气脱硫，具有投资省、效率高、占地小、能耗低、运行稳定等特点。
附图说明
图1为利用原有烟道的半干法-湿法协同脱硫设备示意图。
图2为增设竖直烟道的半干法-湿法协同脱硫设备示意图。
图3为增设水平烟道的半干法-湿法协同脱硫设备示意图。
其中，1、静电除尘器；2、烟道；3、消石灰给料装置；4、水雾化系统；5、湿式逆流喷淋脱硫塔；6、湿式静电除尘器；7、回料管；8、挡板门；9、竖直烟道；10、水平烟道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：
燃煤锅炉产生的烟气进入静电除尘器1，经过净化后烟气进入烟道2，在烟道2内，烟气中二氧化硫与由消石灰给料装置3送入的消石灰颗粒和由水雾化系统4送入的雾滴发生反应，进行半干法脱硫过程，脱除烟气中的一部分二氧化硫和大部分三氧化硫、氟化氢和氯化氢气体。
经过烟道半干法脱硫后的烟气携带未反应的消石灰颗粒进入湿式逆流喷淋脱硫塔5，烟气在塔内进一步进行湿法脱硫过程，消石灰颗粒被洗涤下来进入湿式逆流喷淋脱硫塔5的制浆系统，提供湿法脱硫所需脱硫剂。烟气在湿式逆流喷淋脱硫塔5中进一步脱除剩余的二氧化硫。
湿法洗涤后的烟气经湿式静电除尘器6去除烟气中携带的雾滴、粉尘和残余的三氧化硫，然后进入烟囱排入大气。
湿式静电除尘器6捕集的粉尘经回料管7送回湿式逆流喷淋脱硫塔5浆液池，重新进行脱硫。
实施例2：
对于长度不足的烟道，为延长烟道中半干法脱硫过程的反应时间，在原有烟道上增设一挡板门8，同时增设竖直烟道9作为本实施例的烟道。燃煤锅炉产生的烟气进入静电除尘器1，烟气经过净化后进入竖直烟道9，在竖直烟道9内烟气与由消石灰给料装置3送入的消石灰颗粒和由水雾化系统4送入的雾滴发生反应，进行半干法脱硫过程，脱除烟气中的一部分二氧化硫和大部分三氧化硫、氟化氢和氯化氢。
烟气携带未反应的消石灰颗粒进入湿式逆流喷淋脱硫塔5，烟气在湿式逆流喷淋脱硫塔5内进行湿法脱硫过程，消石灰颗粒被洗涤下来进入湿式逆流喷淋脱硫塔的制浆系统，提供湿法脱硫所需脱硫剂。烟气在湿式逆流喷淋脱硫塔5中进一步脱除剩余的二氧化硫。
洗涤后的烟气经湿式静电除尘器6去除烟气中携带的雾滴、粉尘和残余的三氧化硫，然后进入烟囱排入大气。
湿式静电除尘器6捕集的粉尘经回料管7送回湿式逆流喷淋脱硫塔5浆液池，重新进行脱硫。
实施例3：
对于长度不足的烟道，为延长烟道中半干法脱硫过程的反应时间，在原烟道2上增设一挡板门8，同时增设水平烟道10作为本实施例的烟道。燃煤锅炉产生的烟气经过锅炉引风机，进入静电除尘器1，烟气经过净化后进入水平烟道10，在水平烟道10内烟气与由消石灰给料装置3送入的消石灰颗粒和由水雾化系统4送入的雾滴发生反应，进行半干法脱硫过程，脱除烟气中的一部分二氧化硫和大部分三氧化硫、氟化氢和氯化氢。
烟气携带未反应的消石灰颗粒进入湿式逆流喷淋脱硫塔5，烟气在湿式逆流喷淋脱硫塔5内进行湿法脱硫过程，消石灰颗粒被洗涤下来进入湿式逆流喷淋脱硫塔的制浆系统，提供湿法脱硫所需脱硫剂。烟气在湿式逆流喷淋脱硫塔中进一步脱除剩余的二氧化硫。
洗涤后的烟气经湿式静电除尘器6去除烟气中携带的雾滴、粉尘和残余的三氧化硫，然后进入烟囱排入大气。
湿式静电除尘器6捕集的粉尘经回料管7送回湿式逆流喷淋脱硫塔5浆液池，重新进行脱硫。
Claims (8)
1.一种半干法-湿法协同脱硫设备，其特征是，包括静电除尘器、烟道、消石灰给料装置、水雾化系统、湿式逆流喷淋脱硫塔、湿式静电除尘器；静电除尘器、烟道和湿式逆流喷淋脱硫塔依次相连，湿式逆流喷淋脱硫塔内或下游设有湿式静电除尘器；消石灰给料装置和水雾化系统设置在烟道上。
2.如权利要求1所述的半干法-湿法协同脱硫设备，其特征是，还包括连接湿式静电除尘器和湿式逆流喷淋塔浆液池的回料管。
3.如权利要求1所述的半干法-湿法协同脱硫设备，其特征是，所述的烟道是竖直烟道或水平烟道。
4.一种半干法-湿法协同脱硫的方法，包括如下步骤：
（1）烟气在静电除尘器中进行除尘；
（2）除尘后的烟气在烟道中与消石灰发生反应，进行半干法脱硫；
（3）烟气携带未反应的消石灰颗粒进入湿式逆流喷淋脱硫塔进行湿法脱硫；
（4）烟气经湿式静电除尘器去除雾滴、粉尘。
5.如权利要求4所述的半干法-湿法协同脱硫的方法，其特征是，在步骤（4）后还包括湿式静电除尘器捕集的粉尘由回料管送回湿式脱硫塔浆液池的步骤。
6.如权利要求4所述的半干法-湿法协同脱硫的方法，其特征是，所述的烟道是竖直烟道或水平烟道。
7.如权利要求4所述的半干法-湿法协同脱硫的方法，其特征是，所述粉尘包括PM2.5。
8.如权利要求4所述的半干法-湿法协同脱硫的方法，其特征是，所述半干法-湿法协同脱硫方法中使用的消石灰与烟气中二氧化硫的化学计量比为1.03～1.1。
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