CN104740991B - 一种燃煤烟气湿法除尘脱硫的方法 - Google Patents

Abstract

一种燃煤烟气湿法除尘脱硫方法，涉及一种煤烟除尘脱硫方法，该方法使燃煤烟气与脱硫剂并流进入管式脱硫反应器（1），边流动、边混合、边反应、边吸湿原烟中带入的灰渣及杂质，再经脱硫气液分离装置（2）进行气液分离、灰渣分离装置（4）进行液固分离。该发明除尘与脱硫同时进行；采用管式脱硫反应器代替各种脱硫技术中气液逆流操作的塔式脱硫反应器。该发明提供的气液接触方式为气液并流流动，液相为连续相，气相为分散相，气接接触充分，气液相界面更新迅速，气液接触时间长，除尘脱硫效果好。本发明可用于大型电厂、工业和民用锅炉新建除尘脱硫操作，也可用于对已有除尘脱硫装置进行改造，以期提高除尘脱硫效果，降低运行费用。

Description

一种燃煤烟气湿法除尘脱硫的方法

技术领域

本发明涉及一种煤烟除尘脱硫方法，特别是涉及一种燃煤烟气湿法除尘脱硫的方法。

背景技术

火电厂、工业和民用燃煤锅炉产生的烟气中含有的灰尘（固体颗粒）和二氧化硫是大气污染的重要原因，世界各国均在致力燃煤烟气的治理，并对燃煤烟气污染物有严格的排放标准。

目前世界各国燃煤烟气净化技术中除尘和脱硫多为分别进行的，来自燃煤锅炉的原烟先经除尘后，再进入脱硫操作。脱硫操作可分为干法、半干法和湿法脱硫技术。我国湿法脱硫占总烟气脱硫技术的85%左右。湿法脱硫技术是在脱硫塔内进行的，其操作过程为气相为连续相，液相为分散相，气液逆流接触。尽管这是目前世界各国普遍采用的脱硫技术，但这种操作方法无法保证气液充分接触，且气液接触时间短。为保证一定的脱硫效果，则需通过增加塔高来实现，故设备投资巨大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃煤烟气湿法除尘脱硫的方法，该方法为除尘脱硫一体化技术，采用液相为连续相，气相为分散相，装置长期运行无结垢，所提出的新工艺和装备对于提高除尘脱硫效果、降低设备投资、降低运行费用、改善大气环境具有重要意义。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种燃煤烟气湿法除尘脱硫方法，所述方法包括以下装置和工艺：

A. 所用装置包括：管式脱硫反应器、脱硫气液分离器、烟气换热器、灰渣分离器、灰渣池、管式第二反应器、氧化气液分离器、石膏分离器、物料输送装置、设备间连接管线，控制和显示仪表及各种附件，管式脱硫反应器和管式第二反应器为空管或管内设置有对在其内流动的物料有混合作用的扰流元件。

B. 所用工艺包括：a. 采用石灰石浆液（采用其它脱硫剂的运行方法见实施例）作为脱硫剂；b. 来自锅炉的原烟与来自脱硫剂中间罐的石灰石浆液汇合并流进入管式脱硫反应器边流动、边混合、边反应、边吸湿原烟带入的灰渣及杂质；c. 出管式脱硫反应器的气液固混合物料经脱硫气液分离装置、灰渣分离装置进行气、液和灰渣的分离操作。由脱硫气液分离装置分离出的净化烟气经烟气换热器升温后由烟囱排出；由灰渣分离装置分出的灰渣进入灰渣池；d. 由灰渣分离装置分出的液相与空气汇合并流进入管式第二反应器边流动、边混合、边反应；e. 出管式第二反应器的气液固混合物料经氧化气液分离装置、石膏分离装置进行气、液和石膏的分离操作；f. 由氧化气液分离装置分离出的液固混合物料进入石膏分离装置，分离出的石膏浆液经进一步脱水得高品质石膏；g. 经石膏分离装置脱除石膏后的稀浆液返回脱硫剂中间罐再次参与脱硫反应或返回参与配制石灰石浆液；h. 氧化后空气可引入烟囱排出或自行排放。

所述的一种燃煤烟气湿法除尘脱硫方法，管式脱硫反应器及管式第二反应器前设置单台或多台喷射器，或设置增压风机，或同时设置喷射器和增压风机；

所述的一种燃煤烟气湿法除尘脱硫方法，原烟进入管式脱硫反应器前如果已先进行常规除尘操作或不需获得高品质石膏时可不设置灰渣分离装置和灰渣池；

所述的一种燃煤烟气湿法除尘脱硫方法，管式脱硫反应器和管式第二反应器内设置的对在其内流动的物料有混合作用的扰流元件的一种结构为由芯轴、左旋螺片、右旋螺片构成，左旋螺片与右旋螺片固设在芯轴上，芯轴与管壁无相对运动；管式脱硫反应器和管式第二反应器内设置的对在其内流动的物料有混合作用的扰流元件或为化工填料、市售静态混合器，并不限于前述结构。

所述的一种燃煤烟气湿法除尘脱硫方法，脱硫气液分离器、灰渣分离器、氧化气液分离器、石膏分离器的一种结构为筒体内设置单头或多头螺旋盘管。用于气液或气固分离时，螺旋盘管出口位于筒体内液面以上；用于液固或液液分离时，螺旋盘管出口位于筒体内液面以下。脱硫气液分离器、灰渣分离器、氧化气液分离器、石膏分离器或为旋液分离装置、离心分离装置、沉降分离装置、过滤分离装置，并不限于前述装置。

所述的一种燃煤烟气湿法除尘脱硫方法，由灰渣分离装置分出的液相与空气汇合前或汇合后可加入氧化催化剂。

所述的一种燃煤烟气湿法除尘脱硫方法，管式脱硫反应器、脱硫气液分离装置、烟气换热器、灰渣分离器、灰渣池的组合使用适用于钙碱法脱硫、海水脱硫、氨法脱硫、钠碱法脱硫、双碱法脱硫操作，并不限于前述湿法除尘脱硫操作。

本发明的优点与效果是：

1. 除尘与脱硫同时进行；

2. 液相为连续相，气相为分散相，脱硫剂充足（脱硫剂过量操作），脱硫完全；

3. 采用管式脱硫反应器，反应器内设扰流元件，气液混合接触充分，气液相界面更新迅速，气液接触时间长，气液传质效果好，除尘与脱硫效率高、效果好；

4. 由于采用液相为连续相，装置长期运行无结垢，无定期清洗操作；

5. 装置结构简单，设备投资少，占地面积小；操作简便，正常运行周期长，运行费用低；

6. 可用于大型电厂、工业与民用燃煤锅炉新建配套除尘脱硫装置，也可用于已有除尘脱硫装置的升级改造。

附图说明

图1为以石灰石浆液为脱硫剂的燃煤烟气除尘脱硫技术所用装置简图；

图2为一种管式脱硫反应器和管式第二反应器通过轴线的剖面简图；

图3为一种管式脱硫反应器和管式第二反应器垂直于轴线的剖面简图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种燃煤烟气湿法除尘脱硫技术，所用的脱硫剂为石灰石浆液；所用的装置包括：管式脱硫反应器1、脱硫气液分离器2、烟气换热器3、灰渣分离器、4灰渣池5、管式第二反应器6、氧化气液分离器7、石膏分离器8、物料输送装置、设备间连接管线，控制和显示仪表及各种附件。

管式脱硫反应器1和管式第二反应器6直管段内设置对在其内流动的物料有混合作用的扰流元件，扰流元件由芯轴、左旋螺片、右旋螺片构成，左旋螺片与右旋螺片固设在芯轴上，芯轴与管壁无相对运动；左旋螺片与右旋螺片首尾相连，每垂直于轴线截面设置3个螺旋片。

脱硫气液分离器2、灰渣分离器4、氧化气液分离器7、石膏分离器8的结构为筒体内设置四头螺旋盘管；脱硫气液分离器2和氧化气液分离器7筒体内设置的螺旋盘管出口位于筒体内液面以上；灰渣分离器4和石膏分离器8筒体内设置的螺旋盘管出口位于筒体内液面以下。

所用的运行方法包括：a. 采用石灰石浆液作为脱硫剂为例； b. 来自锅炉的原烟与来自脱硫剂中间罐的石灰石浆液汇合并流进入管式脱硫反应器1，边流动、边混合、边反应、边吸湿原烟带入的灰渣及杂质；c. 出管式脱硫反应器1的气液固混合物料经脱硫气液分离装置2、灰渣分离装置4进行气、液和灰渣的分离操作。由脱硫气液分离装置2分离出的净化烟气经烟气换热器3升温后由烟囱排出；由灰渣分离装置4分出的灰渣进入灰渣池5；d.由灰渣分离装置4分出的液相与空气汇合并流进入管式第二反应器6边流动、边混合、边反应；e. 出管式第二反应器6的气液固混合物料经氧化气液分离装置7、石膏分离装置8进行气、液和石膏的分离操作；f. 由氧化气液分离装置7分离出的液固混合物料进入石膏分离装置8，分离出的石膏浆液经进一步脱水得高品质石膏；g. 经石膏分离装置8脱除石膏后的稀浆液返回脱硫剂中间罐再次参与脱硫反应或返回参与配制石灰石浆液；h. 氧化后空气可引入烟囱排出或自行排放。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于由灰渣分离装置4分出的液相与空气汇合前加入氧化催化剂。

实施例3

实施例3与实施例1基本相同，不同之处在于管式脱硫反应器1和管式第二反应器6内的扰流元件为化工填料。

实施例4

实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于所用的灰渣分离器4和石膏分离器8为传统的旋液分离器。

实施例5（双碱法）

实施例5与实施例1基本相同，不同之处在于进入管式脱硫反应器1的脱硫剂为钠碱液，进入管式第二反应器的不是空气而是钙碱液，可不使用实施例1中的氧化气液分离器。

实施例6（海水脱硫法）

实施例6与实施例1基本相同，不同之处在于所用的脱硫剂为海水，所用装置无石膏分离器8；进入管式第二反应器6的介质为脱硫后的海水和空气及一部分新鲜海水。由氧化气液分离器下部引出的是经氧化的可排入大海的恢复海水。

实施例7（钠碱法）

实施例7与实施例1基本相同，不同之处在于所用的脱硫剂为钠碱液（NaHO或Na₂CO₃）；所用的设备无管式第二反应器6、第二气液分离器7和石膏分离器8；由灰渣分离器4引出的富含亚硫酸盐的贫脱硫剂去加热再生。

Claims (1)

1.一种燃煤烟气湿法除尘脱硫的方法，其特征在于：

A. 所述方法采用的除尘脱硫装置包括：管式脱硫反应器（1）、脱硫气液分离器（2）、烟气换热器（3）、灰渣分离器（4）、灰渣池（5）、管式第二反应器（6）、氧化气液分离器（7）、石膏分离器（8）、物料输送装置、设备间连接管线、控制和显示仪表，管式脱硫反应器（1）和管式第二反应器（6）内设置对在其内流动的物料有混合作用的扰流元件，扰流元件的结构为由芯轴、左旋螺片、右旋螺片构成，左旋螺片与右旋螺片固设在芯轴上，芯轴与管壁无相对运动；脱硫气液分离器（2）、灰渣分离器（4）、氧化气液分离器（7）、石膏分离器（8）的结构为筒体内设置多头螺旋盘管；

B. 所述方法包括：

a. 来自锅炉的原烟气与来自脱硫剂中间罐的脱硫浆液汇合并流进入管式脱硫反应器（1），边流动、边混合、边反应、边吸湿原烟气带入的灰渣及杂质，以液相为连续相、气相为分散相进行操作；

b. 出管式脱硫反应器（1）的气液固混合物料经脱硫气液分离器（2）、灰渣分离器（4）进行气、液和灰渣的分离操作；由脱硫气液分离器（2）分离出的净化烟气经烟气换热器（3）与原烟气换热升温后由烟囱排出；

c. 由灰渣分离器（4）分出的液相与空气汇合并流进入管式第二反应器（6）边流动、边混合、边反应；

d. 出管式第二反应器（6）的气液固混合物料经氧化气液分离器（7）、石膏分离器（8）进行气、液和石膏的分离操作；

e. 由氧化气液分离器（7）分离出的液固混合物料进入石膏分离器（8），分离出的石膏浆液经进一步脱水得高品质石膏；

f. 经石膏分离器（8）脱除石膏后的稀浆液返回脱硫剂中间罐再次参与脱硫反应或返回参与配制石灰石浆液；

g. 氧化后空气可引入烟囱排出或自行排放。