CN1048649C - 湿法烟道气脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本发明与一个罐氧化系统的湿法烟气脱硫装置有关，有一从底罐供入含有钙化合物泥浆的吸收塔，一循环泵用来把罐内泥浆送入吸收罐上部的烟气入口以与烟气接触，供气装置把空气输入罐内进行氧化，从而通过泥浆来吸收和氧化烟气中的二氧化硫以获得副产品石膏，其特征在于一真空型带状过滤器沿吸收塔侧壁外表面安置，而从循环泵排出的部分泥浆则导入带状过滤器进行脱水，从而分离和回收石膏。

Description

湿法烟道气脱硫装置

本发明涉及一用于分离和回收副产品石膏且结构小而简单的湿法烟道气脱硫装置。

作为湿法脱硫装置，主流是把空气输入到吸收塔罐，通过使吸收泥浆(由钙化合物如石灰石组成)接触空气后吸收二氧化硫(硫酸气)且氧化，故不需要氧化塔(所谓罐氧化系统)。图3是这种湿法钙石膏脱硫装置的构成实例。

该装置有一个在图中未示出马达带动呈水平旋转的搅拌杆，该搅拌杆支撑在吸收塔1的罐2内的空心旋转轴3上，送气管5从空心旋转轴3伸出，其开口端5a则延伸到搅拌杆4的下侧，而旋转接头6用来把空心旋转轴3的底端侧连到气源。通过转动空心旋转轴3同时在压力下输入空气，空气C从送气管5输入到搅拌杆4旋转方向背侧所产生的汽相区。由搅拌杆4转动引起的漩涡力会在汽相区的末端产生分裂现象而形成多个均匀细小的气泡，而吸收二氧化硫的吸收泥浆液在罐内和空气有效地混合。这样整个容积的吸收泥浆液在进行氧化同时可获得石膏。

在此装置内，未经处理的烟气A引入到一吸收塔1的烟气入口1a处，吸收泥浆液由一循环泵7从一集管8喷出，这样烟气A就与喷出泥浆液接触且吸收和去掉未处理烟气中的二氧化硫，经处理的烟气B则从烟气出口1b处排出。吸收二氧化硫的吸收泥浆从集管8中喷出穿过一填料9向下流入罐2内，通过与由于搅拌杆4搅拌所引起的分裂现象而产生的多气泡相接触而氧化，进而导致中和反应而产生石膏。在此过程中发生的主要反应由公式(1)到公式(3)来表示：

(吸收塔烟气入口)

                           (1)

    (罐内)

                    (2)

        (3)

这样，石膏和一定量的作为吸收剂的石灰石就悬浮在罐2内，而悬浮体由一泥浆泵10吸出且通过一增稠器而转变成浓缩液D，把此浓缩液D通过一泥浆泵11a送入一固液分离器12，经过滤就可取出干石膏(一般水份约为10％)。另一方面，从增稠器11来的清液F和从固液分离器来的过滤液都送到一过液滤罐13，其内加入石灰石G以形成吸收泥，该吸收泥浆再经泥浆泵14输到罐2内。

在此装置内，空心旋转轴3，送气管5和旋转接头6一起组成空气供输装置。在操作中，为了维持高的脱硫率和石膏纯度，在罐内未经处理的烟气A的二氧化硫浓度和PH值由传感器来测定，石灰石的输送量和吸收泥浆的输送量由一图未示出的控制装置加以适当调整，而吸收泥浆则从一单独的图未示出的石灰石泥浆罐输入。

这样，在此湿法烟气脱硫装置中，对石膏泥浆的固液分离过程，该固液分离装置由多个复杂且大型装置组成，诸如泥浆泵10，11a，增稠器11和固液分离器(离心分离器，倾析式离心沉淀机等)，为了采用不断循环已分离的水减少排水量，因此就需过滤罐13和泥浆泵14。因此，为了减小湿法烟气脱硫装置的尺寸并且节省安装空间，也就迫切要求缩小和简化用于固液分离过程所需的结构。

因此，本发明的主要目的是提供一种湿法烟气脱硫装置，它在小且简单的结构内就能通过分离固液来回收石膏，从而从整体上减小尺寸，减小安装空间。

为达到此目的，本发明提供的罐氧化系统的湿法烟气脱硫装置有一吸收塔，塔内有一从底罐供应含钙化合物泥浆，一把罐内泥浆输入到吸收罐上部的烟气入口以与烟气接触的循环泵，和把空气输到罐内进行氧化的空气输入装置从而通过泥浆来吸收和氧化烟气中的二氧化硫以获得副产品石膏，其中一真空型带状过滤器沿着吸收塔侧壁的外表面安置而部分循环泵排出的泥浆引入带状过滤器进行脱水，从而分离和回收石膏。

在另一个本发明湿法烟气脱硫装置的实施例中，一含石膏浓缩泥浆的旋液分离器连到管子的末端，把部分泥浆引入带状过滤器，浓缩泥浆则从旋液分离器的下端排出，向下流入带状过滤器的泥浆入口。

在一个本发明的湿法烟气脱硫装置的不同实施例中，一用于带状过滤器的真空泵起到供气装置的气源作用。

根据本发明，真空型带状过滤器沿着吸收塔侧壁的外表面安置，而从循环泵排出的部分泥浆引入带状过滤器进行脱水来分离和回收石膏，因此循环泵也起到为分离和回收石膏而吸出泥浆的泵的作用，结果部件数缩减，况且用来分离和回收石膏的管子和其它结构显著地减小了尺寸而吸收塔周围的空间则非常紧凑。

此外，在泥浆中浓缩石膏部分的旋液分离器连到管子的末端把泥浆引入带状过滤器，从旋液分离器下端排出的浓缩泥浆向下流入带状过滤器的泥浆入口，而在此情况下，借助旋液分离器和带状过滤器分两个阶段脱水，首先由该旋液分离器去掉未反应的钙化合物，如果吸收塔的罐内含水量和未反应钙化合物含水量很高，那么可获得纯度极高的石膏固体物质。在这种情况下。石膏泥浆从循环泵输入旋液分离器，流出旋液分离器的浓缩泥浆则直接引入带状过滤器而不需要附加的泥浆泵，这样围绕着吸收塔，旋液分离器安装紧凑。

况且，当用于带状过滤器的真空泵起到供气装置的气源作用时，部件数进一步缩小。

图1是表明本发明一实施例中湿法烟气脱硫装置主要部件的外形。

图2是本装置的实施例中，湿法烟气脱硫装置的一般结构图。

图3表明常规湿法烟气脱硫装置一实例的一般结构图。

下文参照图1和图2来说明本发明的一个实施例，在图3所示的湿法烟气脱硫装置中相同部件用同一标号表示而省去了重复说明。

如图1所示，在本发明的湿法烟气脱硫装置实施例中，利用吸收塔1的部分结构，沿着吸收塔1的一侧边安置和支撑一旋液分离器20和一带状过滤器30，循环泵7的排出侧通过管子14、15连到一集管8，从管子15管端伸出的管子16则连到旋液分离器20，从循环泵7排出的部分泥浆则引入旋液分离器20和带状过滤器30进行浓缩，从而分离和回收石膏。

旋液分离器20以与一般旋液分离器相同的原理操作，借助用固体颗粒(粗颗粒)的离心沉淀来分离固体和液体或粗颗粒，并且有一上部为圆柱形而下部为倒锥形的本体21和一集积粗颗粒的排出管22连到本体21的下端开口，同时一其下端伸入本体21的竖管23设置在上端的轴线上。在本体21上端的外周有一连到管16的入口孔(未示出)，用来把从管16输入的泥浆以切线方向导入本体21内。

旋液分离器20的分离特性，像一般湿法旋液分离器一样随着本体21设定的形状和尺寸以及根据所供泥浆流量和性质的竖管23而变化。在此实施例中，为了使从管子16所供泥浆内的水和未反应的石灰石(CaCO₃)可大量地从竖管23中流出，要设定部件的形状尺寸以便通过提高石膏固体物质(CaSO₄2H₂O)的浓度使从排出管22的流出量达到最大限度，同时，例如从竖管23流出的水和未反应的石灰石可直接回到罐2进行再循环或通过把下文提到的一真空罐41连到竖管23上，通过一泥浆泵43，水和未反应石灰石就能回到罐2以便流动和再循环。

带状过滤器30是一卧式带型的真空过滤机，它有二个回转支撑的鼓轮31，32，安置成垂直吸收塔1的侧面，一多孔带33水平地绕在鼓轮31、32上而旋转，若干绕着多孔带33安置的导辊34以与鼓轮31、32相同的方向安置，一环状带形式的过滤布35以旋转状态绕在这些导辊34上，而过滤布35的背面则紧紧地固定在多孔带33上，在上侧安置一泥浆进料盘36和一真空盘37，这样这些盘的上开口可正对着多孔带33上侧的背面，一送料机38用来把从旋液分离器20的排出管22流下泥浆导向到多孔带33上游端位置(泥浆入口)的过滤布35上。

这里，为了把泥浆导入该过滤范围内，泥浆进料盘36安置在多孔带33(过滤区)上游侧的特定范围内，县设计成可接收在导向过滤布33的泥浆过滤液，并且只能靠自身重力和过滤布35才可过滤石膏的固体物质，过滤液按要求排出。

真空盘37安置在多孔带33(脱水区)的下游侧的特定范围内，且设计成可在多孔带33的背面滑动，同时要维持在上开口侧的密封性以便在该脱水范围内以真空状态过滤泥浆。该真空盘37通过真空罐41连到真空泵42，如图2所示。

送料机38上端连到排出管22而下端开口有一锥度，使泥浆在宽度方向可均匀地流下到过滤布35上。

在此情况下，真空泵42能产生一足以供给用于吸收塔氧化反应所需空气的排出压力，按要求，排气侧则通过一缓冲罐类似装置(未示出)而连到吸收塔1的供气装置(旋转接头6)上。

收集在真空罐41底部的过滤液可直接回到吸收塔1的罐2，通过其吸入侧连到真空罐41底部的泥浆泵43而进行再循环。

在真空过滤通过送料机45在传送带46上被接纳后，石膏固体物E落入下游侧过滤布35的折转位置并送出到吸收塔1附近。

带状过滤器30也有一喷嘴(未示出)，用来把水喷入靠近过滤布35下游侧折转位置靠近下侧的位置处，并且通过喷嘴喷出的水，在过滤布35进入过滤区之前清洗过滤布35。

所以在构成的湿法烟气去流装置中，其操作过程将在下文描述。

来自石灰石泥浆罐(未示出)，由石灰石组成的吸收泥浆输入到罐2，借助循环泵7和搅拌杆4的连续作用，烟气被脱硫用和相关技术的同样操作而产生石膏。在静止状态下，罐2内的石膏和作为吸收剂的少量石灰石(固体物质浓度约重量的30％或更少)是处于悬浮状态。罐2内的部分泥浆通过与循环泵7排出侧相连的管14、15而引出，泥浆中一部分通过管16引入到旋液分离器20，在旋液分离器20内，水和未处理的石灰石被分开，并从竖管23中排出，浓缩成石膏固体物的泥浆则从排出管22流下。

从排出管22流下的泥浆通过送料机38均匀地导入带状过滤器30的上游端，首先泥浆在过滤区内借助重力作用稍加脱水并以均匀厚度广铺在过滤布35的整个宽度上。当多孔带33和过滤布回转时，真空盘37进入已安置的脱水区，在其中以真空过滤，最后只有泥浆的固体物质到达带状过滤器30的末端(过滤布35的折叠位置)，且排入传送带46，从而作为石膏E(固体物质含量约为重量的90％或超过90％)而取出。

这样，根据本发明实施例的装置，通过由旋液分离器20组成结构简单的分离和回收装置，而带状过滤器30紧凑地安置在吸收塔1周边的侧向就能取出含水低和杂质(未反应的石灰石)低的石膏E，这就不需要复杂和大的设备诸如泥浆泵、增稠器和长管，从而显著地降低成本并且大大地节省了安装空间，特别在该实施例中，因为带状过滤器30的真空泵42也起到吸收塔1氧化的气源作用，特别用于分离和回收石膏所需的设备就只有旋液分离器20，带状过滤器30和真空罐41，除了真空罐41的安装空间外，只需在吸收塔1的一侧有一个小的安装侧边就可。

况且在本实施例的湿法烟气脱硫装置中，借助旋液分离器的分离作用，未反应石灰石的混和率保持在低水平，从而获得了高纯度和高质量的石膏E。通常循环泵7的吸口位置靠近罐2内石灰石的供料位置，且设定在未反应石灰石的高浓度位置(一般石灰石含量为约5％)，结果有效地进行吸收和氧化反应，因此通过把循环泵7排出的泥浆仅进行脱水且回收固体物质，石灰石以相同含量出现在所得的石膏内，故而不想把其作为石膏板的材料，然而，在实施例中，由于石灰石可由旋液分离器20有效地分离，在所得的石膏E中的石灰石含量最终可压低(约2％)。

旋液分离器20也稍加脱水，因此最后获得高固体物质浓度的石膏E而不需在罐2内设定高的固体物质浓度(例如30％)或不用一长的带状过滤器30。因此保持小的安装空间，罐2内的固体物质浓度可设定低些(例如20％)，这就能减小循环泵7的能耗。

本发明并不单纯局限于上述的实施例，而是可应用在各个实施例中，例如，如果并不想使副产品石膏有高纯度(例如应用于水泥时，如果石灰石含量约在5％也没有关系)，那么就不需旋液分离器20，这种情况下，通过在罐2内设定高的固体物质浓度或借助延长带状过滤器30的长度来增加脱水能力，这样就可得到石膏E最终的固体物质浓度(约90％或更多)，或者旋液分离器20可由其它分离器诸如小的增稠器所代替。

通过在带状过滤器30上配置一喷嘴，用来在放置真空盘37的脱水区的上游侧喷出清洗水，它具有清洗石膏块的功能以获得降低氯和其它杂质含量的优质石膏(氯含量为100PPm或更小)，而在罐2的泥浆中可含有约10000PPm的氯。

根据本发明，为了分离和回收石膏，循环泵可起到吸出泥浆的泵的作用，从而部件数大大缩减而且管子和分离及回收石膏的其它结构尺寸也显著地减小，这样它们就能紧凑地安装在吸收塔周围的空间内，因而装置成本显著降低而且可大大地节省安装空间。

况且，通过把在泥浆中浓缩石膏含量的旋液分离器连到使泥浆引入带状过滤器的管子末端，从旋液分离器20下端排出的浓缩泥浆向下流入带状过滤器的泥浆入口，这样就设计成通过旋液分离器和带状过滤器两个阶段脱水，进而由该旋液分离器去掉了未反应的钙化合物，结果要是在吸收塔中罐内的水和未反应钙化合物含量很高，那么最终就可获得极高纯度的石膏固体物质。这种情况下，石膏泥浆从循环泵送入旋液分离器，从旋液分离器排出的浓缩泥浆直接引入到带状过滤器，因此就毋须附加的泥浆泵，该旋液分离器也紧凑地安装在吸收塔周围，这就可维持低的设备成本和小的安装空间。

更有甚者，当用于带状过滤器的泵起到供气装置的气源作用时，这就使部件数减小，设备成本进一步降低而且节省安装空间。

现在描述的本发明，显然，可用多种方式变换，这种变型并不认为偏离本发明的精神和保护范围，各种修改对本专业技术人员来说是显而易见的，并应该包括在下列权利要求书的保护范围之内。

Claims (3)

1.一个罐氧化系统的湿法烟气脱硫装置有一从底罐供入含有钙化合物泥浆的吸收塔，一循环泵用来把罐内泥浆送入吸收罐上部的烟气入口与烟气接触，供气装置把用于氧化的空气输入罐内，从而通过泥浆来吸收和氧化烟气中的二氧化硫以获得副产品石膏，其特征在于一真空型带状过滤器沿吸收塔侧壁外表面安置，从循环泵排出的部分泥浆则导入带状过滤器进行脱水，从而分离和回收石膏。

2.根据权利要求1所述的湿法烟气脱硫装置，其特征在于在泥浆中用来浓缩石膏含量的旋液分离器连到把部分泥浆导入带状过滤器的管道末端，从旋液分离器下端排出的浓缩泥浆则向下流入带状过滤器的泥浆入口。

3.根据权利要求1或2所述的湿法烟气脱硫装置，其特征在于用于带状过滤器的真空泵起到供气装置的气源作用。

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