CN103816793B - 一种串行塔活性碱基超高效脱硫系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种串行塔活性碱基超高效脱硫系统，包括连通的上吸收室和下吸收室，下吸收室的底部设有第一进液口、第一出液口和第二出液口，第一进液口通过设有泵的第一管道连接至石灰石浆液槽，第一出液口通过设有泵的第二管道连接至位于下吸收室顶部的第一喷头，第二出液口通过设有泵的第三管道连接至位于上吸收室内顶部的第二喷头；下吸收室设有进气口，下吸收室侧壁位于石灰石浆液的液面以下设有氧化空气进口，上吸收室的顶部设有出气口；本发明结构简单合理，只需最小投资来增加泵和储罐即可完成对设备的改造，并可以将SO_x最大化地脱除至非常低的水平，且原料可循环利用，节约成本的同时环保节能。

Description

一种串行塔活性碱基超高效脱硫系统

技术领域

本发明涉及一种工业气体排放处理系统，具体的说是一种串行塔活性碱基超高效脱硫系统，尤其适用于电厂排放的烟气脱硫处理。

背景技术

自20世纪初最初注意到从发电厂排放的大量SO_x对环境造成影响时，如何从烟气中去除氧化硫已成为广泛共识。自此以后，该领域已经随着在二十世纪七十年代早期时工业规模化实现的烟气脱硫（FGD）而大幅发展。当前有许多方法用于从烟气中去除该酸性气体，其中最普遍的方法是钙基FGD工艺，其包含石灰石基湿式FGD和石灰基半干燥FGD，酸性气体烟气与吸收塔中浆液基喷雾接触；例如，酸性气体被吸收到液体中并与碱反应以形成中性不溶钙盐，该盐通过过滤去除并作为副产品处理或出售。

由于火电厂的排放压力，已不断增加FGD技术，包括新建和改造的使用。FGD工艺的工艺性能和主要部件也在改进以符合更严格的排放标准并降低资本及运营成本。最新的钙基FGD技术也在随着SO_x脱除率高达99%的现代设计能力而增长。然而，由于单元负荷、环境条件和FGD停机时间的变化，大多数湿法系统以约97%的捕获效率运行，其绝对SO₂排放水平通常不小于50ppm。如果新排放标准设定为17.5ppm，那么对于由硫含量为约3.5%的煤产生的4000ppm烟气，要求最低去除效率为99.6%，这意味着在保持钙基FGD系统的成本效益的同时将需要实施烟气脱硫系统的改进以提高去除效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种串行塔活性碱基超高效脱硫系统，结构简单，可大幅度提高脱除率，且可以循环利用原料，节约成本。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种串行塔活性碱基超高效脱硫系统，包括吸收塔，吸收塔内部分为上下两个吸收室，上吸收室和下吸收室通过烟道连通，且上吸收室底部为存储液体的结构；下吸收室的底部设有第一进液口、第一出液口和第二出液口，第一进液口通过设有泵的第一管道连接至石灰石浆液槽，将石灰石浆液打入到下吸收室的底部，第一出液口通过设有泵的第二管道连接至位于下吸收室顶部的第一喷头，第二出液口通过设有泵的第三管道连接至位于上吸收室内顶部的第二喷头，第三管道上设有苛性碱投入口；下吸收室侧壁位于石灰石浆液的液面上方设有进气口，进气口通过设有风机的管道连接电厂含硫氧化物烟气的排放口，下吸收室侧壁位于石灰石浆液的液面以下设有氧化空气进口，上吸收室的顶部设有出气口；上吸收室的底部设有第三出液口，第三出液口通过设有泵的管道连接至一个回流槽，回流槽上设有第二进液口和第四出液口，第二进液口通过设有泵的管道连接至第二出液口，第四出液口通过设有泵的管道连接至位于上吸收室内顶部的第二喷头。

这样，来自电厂煤燃烧的烟气流进入下吸收室，此烟气流中的SO_x浓度为100-6000ppm并且取决于煤的种类，在下吸收器中，烟气向上流动并与石灰石浆液接触，下吸收室底部的溶液通过浆料泵从下吸收室底部再循环至上吸收室的顶部。保持下吸收室底部的液体体积和pH值，以使溶解石灰石和所吸收的亚硫酸盐产品的反应为亚硫酸钙以及将亚硫酸盐氧化成硫酸盐，上吸收室顶部进一步洗涤SO_x分子至非常低水平<10ppm（SO_x深度脱除）或所需目标，可大幅度提高脱除率，且设备简单，科学合理。

另外，通过设置回流槽将上下吸收室的吸收液回收再输送至上吸收室进入循环喷洒，不仅可以提高SO_x脱除率，而且可以使原料回收利用，节约成本；因为在上下吸收室内生成的硫酸钠可与回流槽内的碳酸钙反应生成硫酸钙，硫酸钙又可重新回到上吸收室时进行循环利用。

本发明进一下限定的技术方案是：

前述的串行塔活性碱基超高效脱硫系统，其中上吸收室底面中间开有烟道，烟道位于上吸收室内的部分高于上吸收室底面，位于所述上吸收室内的部分的外壁与上吸收室内的内壁之间形成存储液槽。

本发明的有益效果是：本发明结构简单合理，只需最小投资来增加泵和储罐即可完成对设备的改造，并可以将SO_x最大化地脱除至非常低的水平，且原料可循环利用，节约成本的同时环保节能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种串行塔活性碱基超高效脱硫系统，包括吸收塔，吸收塔内部分为上下两个吸收室，上吸收室1和下吸收室通2过烟道3连通，且上吸收室底部为存储液体的结构；下吸收室的底部设有第一进液口4、第一出液口5和第二出液口6，第一进液口4通过设有泵的第一管道连接至石灰石浆液槽7，将石灰石浆液打入到下吸收室的底部，第一出液口5通过设有泵的第二管道连接至位于下吸收室顶部的第一喷头8，第二出液口6通过设有泵的第三管道连接至位于上吸收室内顶部的第二喷头9，第三管道上设有苛性碱投入口15；下吸收室侧壁位于石灰石浆液的液面上方设有进气口10，进气口通过设有风机的管道连接电厂含硫氧化物烟气的排放口，下吸收室侧壁位于石灰石浆液的液面以下设有氧化空气进口11，上吸收室的顶部设有出气口12；上吸收室的底部设有第三出液口13，第三出液口13通过设有泵的管道连接至一个回流槽14，回流槽14上设有第二进液口17和第四出液口16，第二进液口17通过设有泵的管道连接至第二出液口6，第四出液口16通过设有泵的管道连接至位于上吸收室内顶部的第二喷头9。其中上吸收室底面中间开有烟道3，烟道3位于上吸收室内的部分高于上吸收室底面，位于所述上吸收室内的部分的外壁与上吸收室内的内壁之间形成存储液槽。

其中涉及到的主要反应为：

SO₂+H₂O←→H₂SO₃吸收

CaCO₃+H₂SO₃←→CaSO₃+CO₂+H₂O中和

CaSO₃+1/2O₂←→CaSO₄氧化

CaSO₃+1/2H₂O←→CaSO₃+1/2H₂O结晶

CaSO₄+2H₂O←→CaSO₄+2H₂O结晶

NaHCO₃+SO₃←→Na₂SO₃+H₂O

Na₂SO₃+Ca+←→CaSO₃+2Na+

来自电厂煤燃烧的烟气流进入下吸收室，此烟气流中的SO_x浓度为100-6000ppm并且取决于煤的种类，在下吸收器中，烟气向上流动并与石灰石浆液接触，下吸收室底部的溶液通过浆料泵从下吸收室底部再循环至上吸收室的顶部。保持下吸收室底部的液体体积和pH值，以使溶解石灰石和所吸收的亚硫酸盐产品的反应为亚硫酸钙以及将亚硫酸盐氧化成硫酸盐，上吸收室顶部进一步洗涤SO_x分子至非常低水平<10ppm（SO_x深度脱除）或所需目标，可大幅度提高脱除率，且设备简单，科学合理。通过设置回流槽将上下吸收室的吸收液回收再输送至上吸收室进入循环喷洒，不仅可以提高SO_x脱除率，而且可以使原料回收利用，节约成本；因为在上下吸收室内生成的硫酸钠可与回流槽内的碳酸钙反应生成硫酸钙，硫酸钙又可重新回到上吸收室时进行循环利用。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种串行塔活性碱基超高效脱硫系统，包括吸收塔，所述吸收塔内部分为上下两个吸收室，所述上吸收室（1）和下吸收室（2）通过烟道（3）连通，且所述上吸收室底部为存储液体的结构；所述下吸收室的底部设有第一进液口（4）和第一出液口（5），所述第一进液口（4）通过设有泵的第一管道连接至石灰石浆液槽（7），将石灰石浆液打入到所述下吸收室的底部，所述第一出液口（5）通过设有泵的第二管道连接至位于下吸收室顶部的第一喷头（8），所述下吸收室侧壁位于石灰石浆液的液面上方设有进气口（10），所述进气口通过设有风机的管道连接电厂含硫氧化物烟气的排放口，所述下吸收室侧壁位于石灰石浆液的液面以下设有氧化空气进口（11），所述上吸收室的顶部设有出气口（12）；所述上吸收室的底部设有第三出液口（13），所述第三出液口（13）通过设有泵的管道连接至一个回流槽（14），所述回流槽（14）上设有第四出液口（16），所述第四出液口（16）通过设有泵的管道连接至位于上吸收室内顶部的第二喷头（9）；其特征在于：

所述下吸收室的底部设有第二出液口（6），所述第二出液口（6）通过设有泵的第三管道连接至位于上吸收室内顶部的第二喷头（9），所述第三管道上设有苛性碱投入口（15）；所述回流槽（14）上设有第二进液口（17），所述第二进液口（17）通过设有泵的管道连接至所述第二出液口（6）。

2.如权利要求1所述的串行塔活性碱基超高效脱硫系统，其特征在于：所述上吸收室底面中间开有所述烟道（3），所述烟道（3）位于所述上吸收室内的部分高于所述上吸收室底面，所述位于所述上吸收室内的部分的外壁与所述上吸收室内的内壁之间形成存储液槽。