CN102688685A - 一种烟气脱硫系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气脱硫系统和方法，系统为在主脱硫塔前方还设有前置脱硫塔，所述前置脱硫塔中部具有前置脱硫进烟口，顶部具有前置脱硫出烟口和位于前置脱硫出烟口下方的前置喷淋装置，所述前置脱硫塔底部为反应池，所述反应池具有氧化空气进口、浆液出口、进料口和石膏排放口，所述再生池经输送泵、脱水装置连接到所述前置脱硫塔底部的进料口，所述浆液出口经第三循环泵连接所述前置喷淋装置，所述前置脱硫出烟口连接到所述主脱硫塔的进烟口。该脱硫系统和方法具有将双碱法脱硫产物充分利用、不会造成污染，提高脱硫效率的优点。

Description

一种烟气脱硫系统和方法

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硫系统和方法，属于电厂、化工厂、冶炼厂等的废气处理技术领域。

背景技术

双碱法脱硫是指采用钠碱（NaOH、Na₂C0₃等）和钙碱(CaO、Ca(OH)₂)两种碱性物质做脱硫剂的脱硫方法。主要工艺过程是：清水池一次性加入钠碱制成钠碱脱硫液(循环水)，用泵打入脱硫塔进行脱硫。在脱硫过程中，烟气中的飞灰同时被循环水湿润而捕集进入循环水，从脱硫塔排出的循环水变为灰水(稀灰浆)，一起流入沉淀池（如果需要）。上清液溢流进入再生池与投加的钙碱进行反应，置换出的钠碱（NaOH等）溶解在循环水中，同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙，与未反应完全的钙碱一起可通过脱水收集。这部分脱水收集后产物成分复杂，较难利用，并且，其中生成的亚硫酸钙不稳定，容易氧化和分解，造成二次污染，而未反应完全的钙碱一起清除，会造成脱硫剂钙碱浪费。

发明内容

本发明所述要解决的技术问题是提供一种充分利用双碱法脱硫产物中的未完全反应的钙碱，克服双碱法脱硫产物中亚硫酸钙等的二次污染、并提高脱硫效果的烟气脱硫系统，以克服现有技术存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种烟气脱硫系统，包括主脱硫塔、再生池，所述脱硫塔中部具有进烟口，顶部具有出烟口和位于出烟口下方的主喷淋装置，底部具有浆液池，所述浆液池经第一循环泵连接到主喷淋装置，所述再生池再经第二循环泵连接到浆液池，其特征在于：所述主脱硫塔前方还设有前置脱硫塔，所述前置脱硫塔中部具有前置脱硫进烟口，顶部具有前置脱硫出烟口和位于前置脱硫出烟口下方的前置喷淋装置，所述前置脱硫塔底部为反应池，所述反应池具有氧化空气进口、浆液出口、进料口和石膏排放口，所述再生池经输送泵、脱水装置连接到所述前置脱硫塔底部的进料口，所述浆液出口经第三循环泵连接所述前置喷淋装置，所述前置脱硫出烟口连接到所述主脱硫塔的进烟口。

所述再生池还连接有钙碱投料装置。所述前置脱硫塔的氧化空气进口连接有氧化风机。

所述钙碱为Ca(OH)₂或CaO；所述钠碱为NaOH或Na₂CO₃。

所述浆液出口位于反应池的底部，所述石膏排放口位于反应池的底部。

所述原烟管道仅连接到前置脱硫进烟口，或者所述原烟管道分两路，一路连接前置脱硫进烟口，另一路连接主脱硫塔的进烟口。

另外，本发明还提供一种烟气脱硫方法，该方法是在主脱硫塔前设置有前置脱硫塔，在主脱硫塔和再生池中进行双碱法脱硫，而将双碱法脱硫生成的包含有CaSO₃、CaSO₄、Ca(OH)₂物质的脱硫产物经脱水后输送到前置脱硫脱塔的反应池中配成反应浆液，然后向反应浆液内通入氧化空气使得亚硫酸钙氧化成石膏，同时在前置脱硫塔中用反应浆液喷淋洗涤进入前置脱硫塔内的烟气，用烟气中洗涤下来的部分酸性物质进入反应池中维持亚硫酸钙适合氧化生成石膏的低PH值环境，洗涤过的烟气则进入主脱硫塔进行双碱法脱硫。

采用上述技术方案，本发明通过在主脱硫塔前设有前置脱硫塔，并将主脱硫塔中生成的脱硫产物(主要成分为CaSO₃、CaSO₄、Ca(OH)₂等)输送给前置脱硫塔，一方面前置喷淋装置洗涤部分SO₂、HCl、HF等酸性物质，可维持前置脱硫塔的反应池在亚硫酸钙适合氧化生成CaSO₄.2H₂O的低PH值环境下运行，增加氧化效果。另一方面将主脱硫塔中生成的脱硫产物(主要成分为CaSO₃、CaSO₄、Ca(OH)₂等)输送给前置脱硫塔，可将主脱硫塔生成的脱硫产物中的钙碱充分的在酸性环境下与洗涤下来的酸性物质反应，达到脱硫剂的充分利用；同时可将CaSO₃充分氧化成石膏CaSO₄.2H₂O。石膏化学稳定性好，不容易氧化或分解，不仅不会造成二次污染，并且可作建筑建材，达到资源的综合利用。最后，烟气经过前置喷淋装置洗涤后，脱除部分SO2、HCl、HF等有害物质，再到主脱硫塔中，会总体提高系统的脱硫效率。因此，本发明的脱硫系统具有将双碱法脱硫产物充分利用、不会造成二次污染，提高脱硫效率的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明的结构示意图；

图中：

1-主脱硫塔，101-进烟口，102-出烟口，103-除雾器，2-主喷淋装置，105-浆液池，5-前置脱硫塔，201-前置脱硫进烟口，202-前置脱硫出烟口，203-前置除雾器，7-前置喷淋装置，205-反应池，42-氧化空气进口，225-浆液出口，235-进料口，8-石膏排放口，3-再生池，4-脱水装置，31-第一循环泵，32-第二循环泵，33-输送泵，34-第三循环泵，41-氧化风机，6-钙碱投料装置。

具体实施方式

如图1所示，本发明的脱硫系统包括主脱硫塔1、前置脱硫塔5、再生池300、脱水装置4。

其中，主脱硫塔1中部具有进烟口101，顶部具有出烟口102，在主脱硫塔1内位于出烟口102下方分别具有除雾器103和主喷淋装置2，在主脱硫塔1底部具有浆液池105。

前置脱硫塔5在中部具有前置脱硫进烟口201，顶部具有前置脱硫出烟口202，在前置脱硫塔5内位于前置脱硫出烟口202的下方依次设置有前置除雾器203和前置喷淋装置7。在前置脱硫塔5的底部具有反应池205。该反应池205具有氧化空气进口42、浆液出口225、进料口235和石膏排放口8，浆液出口225位于反应池205的底部，石膏排放口8也位于反应池205的底部。

脱水装置4具有进液口401、滤液出口402以及产物出口403。

前置脱硫塔5的前置脱硫出烟口202连接到主脱硫塔1的进烟口101。主脱硫塔1的浆液池105经第一循环泵31分两路，一路连接到主喷淋装置2，另一路连接到再生池300或者主脱硫塔1的浆液池105经第一循环泵31仅连接到主喷淋装置2，另外主脱硫塔1的浆液池105再单独通过一个输送泵连接到再生池。再生池300再经第二循环泵32连接到浆液池105。并且再生池300还通过输送泵33连接到脱水装置4的进液口，脱水装置4的滤液出口连接回再生池300，脱水装置4的产物出口连接到前置脱硫塔5的反应池205的进料口235。反应池205的浆液出口225经第三循环泵34连接到前置喷淋装置7。氧化空气进口42上连接有氧化风机41。

另外，再生池300上还连接有钙碱投料装置6。

以上就是本发明的脱硫系统，其工作方式如下：

烟气由主脱硫塔1中部进烟口101进入，顶部出烟口102排出。在烟气流动过程中，主脱硫塔1顶部的主喷淋装置2喷出NaOH溶液以吸收烟气中的SO2。这一过程中涉及的反应为：

${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3+{\mathrm{SO}}_2\⇒{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_3+{\mathrm{CO}}_2\↑---\left(1\right)$

$2\mathrm{NaOH}+{\mathrm{SO}}_2\⇒{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_3+H_{2}O---\left(2\right)$

${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_3+{\mathrm{SO}}_2+H_{2}O\⇔2\mathrm{NaHS}{O}_3---\left(3\right)$

这时，主脱硫塔1中的浆液池105的浆液中包含的物质有Na₂SO₃、NaHSO₃，浆液然后经第一循环泵31输入到再生池300。

在再生池300，通过钙碱投料装置301投入石灰水（Ca(OH)₂）,在生池中发生如下反应：

$2\mathrm{NaHS}{O}_3+\mathrm{Ca}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2\⇔{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_3+\mathrm{CaS}{O}_3\·\frac{1}{2}{H}_{2}O+\frac{3}{2}{H}_{2}O---\left(4\right)$

${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_3+\mathrm{Ca}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2\⇒2\mathrm{NaOh}+\mathrm{CaS}{O}_3---\left(5\right)$

被Ca(OH)₂置换出的上层NaOH溶液再由第一循环泵32输送主喷淋装置循环使用。

而输出泵503抽出再生池300底层沉淀（主要成分为CaSO₃、CaSO₃、Ca(OH)₂）输送至脱水装置4中脱水（将浆液中的溶于水的NaOH和各种离子脱去），滤液（包含溶于水的NaOH和各种离子）返回再生池300中，不溶于水的成分（主要成分为CaSO₃、CaSO₃、Ca(OH)₂）再送至前置脱硫塔5底部的反应池205。原烟气由前置脱硫塔5中部进入，顶部流出。同时第三循环泵34从反应池中抽出上层的浆液，经前置喷淋装置7喷出洗涤烟气。氧化风机41通过氧化空气进515鼓入空气进入反应池504浆液中，提供氧化气氛。上层石灰水经喷淋装置喷淋吸收原烟气中SO₂，进入反应池时为酸性。在反应池中发生如下反应：

Ca（OH）₂+SO₂→CaSO₃+H₂O          (6)

CaSO₃+1/2O₂→CaSO₄                (7)

CaSO₄+2H₂O→CaSO₄·2H₂O           (8)

反应后，脱硫产物中CaSO₃及Ca（OH）₂大部转化为CaSO₄·2H2O（即石膏）。反应池中沉淀物石膏由石膏排放口排出。

在本实施例中，原烟管道500仅连接前置脱硫塔5的前置进烟口201，另外，还可以原烟管道500分两路，一路连接前置脱硫塔5的前置进烟口，另一路直接进入主脱硫塔1的进烟101。

通过上述详细，描述可以看出本发明具有如下优点：

1、双碱法脱硫产物中不稳定的CaSO₃转换为性质稳定的石膏，避免了二次污染，而石膏又可以回收利用，变废为宝。

2、在双碱法脱硫中未充分使用的Ca（OH）₂用来对烟气进行前置脱硫，先脱去原烟中的一部分SO₂，有利于双碱法脱硫的后续处理，提高了脱硫效率。

3、改进后的脱硫系统运行过程中不额外添加其它原料，运行成本低。

Claims (7)

1.一种烟气脱硫系统，包括主脱硫塔、再生池，所述脱硫塔中部具有进烟口，顶部具有出烟口和位于出烟口下方的主喷淋装置，底部具有浆液池，所述浆液池经第一循环泵连接到主喷淋装置，所述再生池再经第二循环泵连接到浆液池，其特征在于：所述主脱硫塔前方还设有前置脱硫塔，所述前置脱硫塔中部具有前置脱硫进烟口，顶部具有前置脱硫出烟口和位于前置脱硫出烟口下方的前置喷淋装置，所述前置脱硫塔底部为反应池，所述反应池具有氧化空气进口、浆液出口、进料口和石膏排放口，所述再生池经输送泵、脱水装置连接到所述前置脱硫塔底部的进料口，所述浆液出口经第三循环泵连接所述前置喷淋装置，所述前置脱硫出烟口连接到所述主脱硫塔的进烟口。

2.根据权利要求1所述的烟气脱硫系统，其特征在于：所述再生池还连接有钙碱投料装置。

3.根据权利要求1所述的烟气脱硫系统，其特征在于：所述前置脱硫塔的氧化空气进口连接有氧化风机。

4.根据权利要求1所述的烟气脱硫系统，其特征在于：所述浆液出口和石膏排放口均位于反应池的底部。

5.根据权利要求1所述的烟气脱硫系统，其特征在于：所述原烟管道仅连接到前置脱硫进烟口，或者所述原烟管道分两路，一路连接前置脱硫进烟口，另一路连接主脱硫塔的进烟口。

6.一种烟气脱硫方法，该方法是在主脱硫塔前设置有前置脱硫塔，在主脱硫塔和再生池中进行双碱法脱硫，而将双碱法脱硫生成的包含有CaSO₃、CaSO₄、Ca(OH)₂物质的脱硫产物经脱水后输送到前置脱硫脱塔的反应池中配成反应浆液，然后向反应浆液内通入氧化空气使得亚硫酸钙氧化成石膏，同时在前置脱硫塔中用反应浆液喷淋洗涤进入前置脱硫塔内的烟气，用烟气中洗涤下来的部分酸性物质进入反应池中维持亚硫酸钙适合氧化生成石膏的低PH值环境，洗涤过的烟气则进入主脱硫塔进行双碱法脱硫。

7.根据权利要求6所述的烟气脱硫方法，其特征在于：所述钙碱为Ca(OH)₂或CaO；所述钠碱为为NaOH或Na₂CO₃。

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