CN105148716A - 一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔，包括塔体、塔顶、进烟口、排烟口等，所述塔体的底部开设有排污口，所述塔体上靠下的位置开设有进烟口，所述塔顶上开设有排烟口，所述塔顶的中心位置设有喷头，所述进烟口上端的塔体的内部设有分隔滤板，所述塔体的底部设有电机，所述刮料搅拌装置通过转轴与电机连接，所述塔体的内部设有脱硫剂，所述分隔滤板的上端的塔体上开设有循环口，所述循环口通过管道与喷头连接，所述循环口与喷头之间的管道上设有循环泵，所述液位探测头安装在分隔滤板的上端。本发明的分隔滤板能够将反应产生的硫酸钙分隔在分隔滤板的下端，大大减小了硫酸钙对脱硫反应的阻碍作用，增强了脱硫效果。

Description

一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔

技术领域

本发明涉及烟气脱硫技术领域，尤其涉及一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔。

背景技术

化石燃料的燃烧产物中的CO₂、SO₂和NO_X等气体污染物的排放，严重威胁着人类的健康及环境的安全，作为化石燃料之一的煤炭，在一次性能源消费量中，占有率高达70％左右，因此，燃煤产生的污染是我国大气污染的主要来源之一，燃煤锅炉在煤炭消费中有着举足轻重的地位，燃煤锅炉生产过程中产生的烟气中的气体污染物的比例很高，因此，燃煤锅炉的烟气处理是大气污染控制中最重要的问题之一。

现有的燃煤锅炉的烟气脱硫方法有以下几种：炭基催化法烟气脱硫技术、石灰石—石膏法烟气脱硫技术、旋转喷雾干燥烟气脱硫技术、磷铵肥法烟气脱硫技术、炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫技术、氨水洗涤法脱硫技术、海水脱硫技术，无论是哪种脱硫技术，其最终目的都是将烟气中的硫被脱硫剂脱除或者与脱硫剂反应生成沉淀排出，实现了清洁脱硫、节能减排的目的。其中，石灰石—石膏法烟气脱硫技术是世界上应用最广泛、技术最为成熟的一种脱硫技术，其工作原理是：将石灰石粉加水制成脱硫剂从脱硫塔的顶部喷入脱硫塔，泵入脱硫塔的脱硫剂与烟气充分接触、混合，并对烟气进行洗涤，使烟气中的SO₂与浆液中的硫酸钙进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏，经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水后运送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过换热器加热干燥后由烟囱排入大气，从而达到脱除SO₂的目的。

但是使用石灰石—石膏法烟气脱硫塔进行脱硫时产生的初级产物硫酸钙是微溶物，在生成的过程中无明显现象或生成物沉淀速度慢，这就导致了硫酸钙近乎均匀的分布在脱硫剂中，对脱硫剂的脱硫反应造成一定的阻碍，从而减小了脱硫效果，而且为了实现节能减排，通常将脱硫塔的脱硫剂循环利用，此时，分布在脱硫剂中的硫酸钙则随着脱硫剂遍及到整个循环系统，使得脱硫剂中的硫酸钙不容易达到饱和状态，因此也减缓了硫酸钙结晶形成二水石膏的速度，这不仅给循环系统带来很大的腐蚀和阻碍，还严重影响了循环脱硫剂的脱硫效果；而且沉淀下来的硫酸钙沉积在脱硫塔的底部，经过长期使用，越来越多的硫酸钙累积，如果没有足够的流体冲击，沉积的硫酸钙很难完全排出，使得脱硫塔的清洗困难；传统的脱硫塔的喷头都设置在顶部，因此在经过脱硫后排放的烟气中携带有大量的水分，这就造成微溶在脱硫剂中的硫酸钙和悬浮于脱硫剂中的硫酸钙被烟气大量带出，这时通常需要对排放出的烟气再进行脱水处理和残留硫酸钙的收集处理，增多了脱硫工序，使得整个脱硫系统更加复杂，提高了脱硫成本。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前使用的技术中燃煤锅炉烟气脱硫时需要另外设置脱水设备、脱硫反应受到反应产物的阻碍的问题，而导致的脱硫成本高、脱硫效果差等问题，提供一种建设及运行成本低、无二次污染、脱硫效果好的燃煤锅炉的烟气脱硫塔。

为实现上述目的，本发明所设计的一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔，包括塔体、塔顶、进烟口、排烟口、排污口、循环口、循环泵、管道、喷头、脱硫剂、布烟管、换热器，其特征在于：还包括刮料搅拌装置、转轴、电机、分隔滤板、液位探测头、分隔筒、分离导流螺旋，所述塔体的上端设有塔顶，所述塔体的底部开设有排污口，所述塔体上靠下的位置开设有进烟口，所述塔顶上开设有排烟口，所述塔顶的中心位置设有喷头，所述进烟口上端的塔体的内部设有分隔滤板，所述塔体的底部设有电机，所述刮料搅拌装置通过转轴与电机连接，所述塔体的内部设有脱硫剂，所述分隔滤板将塔体内部的脱硫剂分隔为上、下两部分，所述分隔滤板的上端的塔体上开设有循环口，所述循环口通过管道与喷头连接，所述循环口与喷头之间的管道上设有循环泵，所述液位探测头安装在分隔滤板的上端，所述布烟管与进烟口连通对应安装在塔体的内部，所述分隔筒固定设置在塔顶的下端，所述分隔筒的外壁的上部设有分离导流螺旋，所述换热器设置在分隔筒与塔体之间，所述换热器为环形结构，所述换热器位于分离导流螺旋的下端。

本发明还包括加剂口、加剂泵、脱硫剂储存罐，所述循环泵与喷头之间的管道上设有加剂口，所述加剂口通过管道与脱硫剂储存罐连接，所述加剂口与脱硫剂储存罐之间的管道上设有加剂泵。

所述布烟管包括两端的两个固定直管和中间的一个环形管，所述环形管与两个固定直管连通设置，所述布烟管上开设有出烟孔，所述出烟孔有N个，N≥1，N个所述出烟孔均匀分布在布烟管上，所述环形管的中心便于转轴穿过安装。

所述刮料搅拌装置包括安装座、安装孔、功能板，所述安装座的中心开设有安装孔，所述安装座的外侧设有功能板，所述功能板有N个，N≥1，所述功能板包括刷体、板体、安装体，所述板体为横截面为三角形结构的棱板，所述刷体通过安装体安装在板体的上端，所述安装孔安装在转轴的上端将刮料搅拌装置与电机连接在一起。

所述进烟口的位置高于排污口。

所述刮料搅拌装置紧贴设置在分隔滤板的下端。

所述分隔筒为绝热筒，所述分隔筒以喷头为中心设置在喷头的外侧。

本发明所设计的一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔，工作时，将燃煤锅炉产生的烟气通过风机从所述进烟口吹入到所述布烟管中，所述布烟管中的烟气通过所述出烟孔进入所述分隔滤板下端的所述脱硫剂中，烟气中的SO₂与所述脱硫剂发生氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏，其反应方程式为：

①SO₂+H₂O→H⁺+HSO₃ ^-

②H⁺+HSO₃ ^-+1/2O₂→2H⁺+SO₄ ^2-

③CaCO₃+2H⁺+H₂O→Ca²⁺+2H₂O+CO₂↑

④Ca²⁺+SO₄ ^2-+2H₂O→CaSO₄·2H₂O

方程式④中的CaSO₄·2H₂O为二水石膏，经过初步脱硫的烟气通过所述分隔滤板的过滤后进入所述分隔滤板上端的脱硫剂中进行再次脱硫，通过所述分隔滤板将硫酸钙过滤，使其在所述分隔板下端的所述脱硫剂中悬浮并结晶形成石膏，经过再次脱硫后的携水烟气向上流动，通过所述换热器加热干燥后经由所述分离导流螺旋再次进行固液气分离，分离出的气体由所述排烟口排入大气，从而达到脱除SO₂的目的，当所述分隔滤板被结晶的石膏堵塞时，启动所述电机，通过所述转轴带动所述刮料搅拌装置便可对所述分隔滤板上的石膏进行清理，通过所述排污口可将所述分隔滤板下端的所述脱硫剂中的结晶石膏排出，所述分隔滤板上端的脱硫剂从所述循环口排出，通过所述循环泵泵入到所述喷头，再从所述喷头喷下，形成所述脱硫剂的循环系统，所述液位探测头用于检测所述分隔滤板上端的脱硫剂的液位，当脱硫剂的液位低于所述分隔滤板时反馈给控制系统，由控制系统控制开启所述加剂泵，将脱硫剂储存罐中的脱硫剂从所述加剂口泵入，从所述喷头喷入。

本发明的有益效果为：本发明使用分隔滤板将塔体内部的脱硫剂分隔为上、下两部分，分隔滤板能够将与脱硫剂反应生成的初级产物硫酸钙过滤，将产生的硫酸钙微溶物分隔在分隔滤板的下端，使烟气通过分隔滤板进入分隔滤板上端的脱硫剂中再次脱硫，从而大大减小了脱硫剂中大量的硫酸钙对脱硫反应的阻碍作用，从而增强了脱硫效果，还将循环口设置在分隔滤板上端的塔体上，从而减少了在脱硫剂循环的过程中大量硫酸钙随着脱硫剂进入循环系统，避免了硫酸钙的流失，提高了硫酸钙的结晶速度，不仅减小了硫酸钙对循环系统的腐蚀和阻碍，还保证了脱硫效果，通过液位探测头可对脱硫剂的液位进行检测，当脱硫剂的液位低于分隔滤板时，液位探测头能够准确探测并反馈给控制系统，由控制系统控制加剂泵将脱硫剂储存罐中的脱硫剂从喷头泵入塔体，从而保证了脱硫剂的循环，提高了脱硫效果；还将刮料搅拌装置紧贴设置在分隔滤板的下端，通过电机能够控制刮料搅拌装置工作，从而对分隔滤板的底部进行清理，将粘附在分隔滤板上的硫酸钙清除，不仅保证了烟气通过率，还对分隔滤板下端的流体进行引导搅拌作用，使沉积在脱硫塔底部的硫酸钙形成的石膏流动并悬浮在分隔滤板下端的脱硫剂中，通过排污口可方便的排出，方便了脱硫塔的清洗；还在喷头的下端增设了分隔筒，绝热的分隔筒避免了上升的烟气过多的与循环脱硫剂的接触，减小了烟气上升过程中的携水率，增强了换热器的加热干燥效果，通过分离导流螺旋的作用可进一步将干燥后的烟气进行固液气分离，不仅大大减小了微溶在脱硫剂中的硫酸钙和悬浮于脱硫剂中的硫酸钙的浓度，提高了脱硫效果，还减少了烟气后期的二次脱水处理和残留硫酸钙的收集处理减少了脱硫工序，简化了脱硫系统，降低了脱硫成本。

附图说明

图1为本发明燃煤锅炉的烟气脱硫塔的结构示意图；

图2为本发明燃煤锅炉的烟气脱硫塔布烟管的结构示意图；

图3为本发明燃煤锅炉的烟气脱硫塔刮料搅拌装置的结构示意图；

图4为本发明燃煤锅炉的烟气脱硫塔功能板的结构示意图。

如图1、图2、图3、图4,塔体-1、塔顶-2、进烟口-3、排烟口-4、排污口-5、循环口-6、循环泵-7、管道-8、喷头-9、脱硫剂-10、布烟管-11、固定直管-111、环形管-112、出烟孔-113、换热器-12、刮料搅拌装置-13、安装座-131、安装孔-132、功能板-133、刷体-1331、板体-1332、安装体-1333、转轴-14、电机-15、分隔滤板-16、液位探测头-17、分隔筒-18、分离导流螺旋-19、加剂口-20、加剂泵-21、脱硫剂储存罐-22。

具体实施方式

根据图1、图2、图3、图4,对本发明进行进一步说明：

本发明所设计的一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔，包括塔体1、塔顶2、进烟口3、排烟口4、排污口5、循环口6、循环泵7、管道8、喷头9、脱硫剂10、布烟管11、换热器12、刮料搅拌装置13、转轴14、电机15、分隔滤板16、液位探测头17、分隔筒18、分离导流螺旋19，塔体1的上端设有塔顶2，塔体1的底部开设有排污口5，塔体1上靠下的位置开设有进烟口3，塔顶2上开设有排烟口4，塔顶2的中心位置设有喷头9，进烟口3上端的塔体1的内部设有分隔滤板16，塔体1的底部设有电机15，刮料搅拌装置13通过转轴14与电机15连接，塔体1的内部设有脱硫剂10，分隔滤板16将塔体1内部的脱硫剂10分隔为上、下两部分，分隔滤板16的上端的塔体1上开设有循环口6，循环口6通过管道8与喷头9连接，循环口6与喷头9之间的管道8上设有循环泵7，液位探测头17安装在分隔滤板16的上端，布烟管11与进烟口3连通对应安装在塔体1的内部，分隔筒18固定设置在塔顶2的下端，分隔筒18的外壁的上部设有分离导流螺旋19，换热器12设置在分隔筒18与塔体1之间，换热器12为环形结构，换热器12位于分离导流螺旋19的下端。

本发明还包括加剂口20、加剂泵21、脱硫剂储存罐22，循环泵7与喷头9之间的管道8上设有加剂口20，加剂口20通过管道8与脱硫剂储存罐22连接，加剂口20与脱硫剂储存罐22之间的管道8上设有加剂泵21。

进一步的，布烟管11包括两端的两个固定直管111和中间的一个环形管112，环形管112与两个固定直管111连通设置，布烟管11上开设有出烟孔113，出烟孔113有N个，N≥1，N个出烟孔113均匀分布在布烟管11上，环形管112的中心便于转轴14穿过安装。

进一步的，刮料搅拌装置13包括安装座131、安装孔132、功能板133，安装座131的中心开设有安装孔132，安装座131的外侧设有功能板133，功能板133有N个，N≥1，功能板133包括刷体1331、板体1332、安装体1333，板体1332为横截面为三角形结构的棱板，刷体1331通过安装体1333安装在板体1332的上端，安装孔132安装在转轴14的上端将刮料搅拌装置13与电机15连接在一起。

进一步的，进烟口3的位置高于排污口5。

进一步的，刮料搅拌装置13紧贴设置在分隔滤板16的下端。

进一步的，分隔筒18为绝热筒，分隔筒18以喷头9为中心设置在喷头9的外侧。

本发明所设计的一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔，工作时，将燃煤锅炉产生的烟气通过风机从进烟口3吹入到布烟管11中，布烟管11中的烟气通过出烟孔113进入分隔滤板16下端的脱硫剂10中，烟气中的SO₂与脱硫剂10发生氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏，其反应方程式为：

①SO₂+H₂O→H⁺+HSO₃ ^-

②H⁺+HSO₃ ^-+1/2O₂→2H⁺+SO₄ ^2-

③CaCO₃+2H⁺+H₂O→Ca²⁺+2H₂O+CO₂↑

④Ca²⁺+SO₄ ^2-+2H₂O→CaSO₄·2H₂O

方程式④中的CaSO₄·2H₂O为二水石膏，经过初步脱硫的烟气通过分隔滤板16的过滤后进入分隔滤板16上端的脱硫剂10中进行再次脱硫，通过分隔滤板16将硫酸钙过滤，使其在分隔板下端的脱硫剂10中悬浮并结晶形成石膏，经过再次脱硫后的携水烟气向上流动，通过换热器12加热干燥后经由分离导流螺旋19再次进行固液气分离，分离出的气体由排烟口4排入大气，从而达到脱除SO₂的目的，当分隔滤板16被结晶的石膏堵塞时，启动电机15，通过转轴14带动刮料搅拌装置13便可对分隔滤板16上的石膏进行清理，通过排污口5可将分隔滤板16下端的脱硫剂10中的结晶石膏排出，分隔滤板16上端的脱硫剂10从循环口6排出，通过循环泵7泵入到喷头9，再从喷头9喷下，形成脱硫剂10的循环系统，液位探测头17用于检测分隔滤板16上端的脱硫剂10的液位，当脱硫剂10的液位低于分隔滤板16时反馈给控制系统，由控制系统控制开启加剂泵21，将脱硫剂储存罐22中的脱硫剂10从加剂口20泵入，从喷头9喷入。

本发明使用分隔滤板16将塔体1内部的脱硫剂10分隔为上、下两部分，分隔滤板16能够将与脱硫剂10反应生成的初级产物硫酸钙过滤，将产生的硫酸钙微溶物分隔在分隔滤板16的下端，使烟气通过分隔滤板16进入分隔滤板16上端的脱硫剂10中再次脱硫，从而大大减小了脱硫剂10中大量的硫酸钙对脱硫反应的阻碍作用，从而增强了脱硫效果，还将循环口6设置在分隔滤板16上端的塔体1上，从而减少了在脱硫剂10循环的过程中大量硫酸钙随着脱硫剂10进入循环系统，避免了硫酸钙的流失，提高了硫酸钙的结晶速度，不仅减小了硫酸钙对循环系统的腐蚀和阻碍，还保证了脱硫效果，通过液位探测头17可对脱硫剂10的液位进行检测，当脱硫剂10的液位低于分隔滤板16时，液位探测头17能够准确探测并反馈给控制系统，由控制系统控制加剂泵21将脱硫剂储存罐22中的脱硫剂10从喷头9泵入塔体1，从而保证了脱硫剂10的循环，提高了脱硫效果；还将刮料搅拌装置13紧贴设置在分隔滤板16的下端，通过电机15能够控制刮料搅拌装置13工作，从而对分隔滤板16的底部进行清理，将粘附在分隔滤板16上的硫酸钙清除，不仅保证了烟气通过率，还对分隔滤板16下端的流体进行引导搅拌作用，使沉积在脱硫塔底部的硫酸钙形成的石膏流动并悬浮在分隔滤板16下端的脱硫剂10中，通过排污口5可方便的排出，方便了脱硫塔的清洗；还在喷头9的下端增设了分隔筒18，绝热的分隔筒18避免了上升的烟气过多的与循环脱硫剂10的接触，减小了烟气上升过程中的携水率，增强了换热器12的加热干燥效果，通过分离导流螺旋19的作用可进一步将干燥后的烟气进行固液气分离，不仅大大减小了微溶在脱硫剂10中的硫酸钙和悬浮于脱硫剂10中的硫酸钙的浓度，提高了脱硫效果，还减少了烟气后期的二次脱水处理和残留硫酸钙的收集处理减少了脱硫工序，简化了脱硫系统，降低了脱硫成本。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔，包括塔体、塔顶、进烟口、排烟口、排污口、循环口、循环泵、管道、喷头、脱硫剂、布烟管、换热器，其特征在于：还包括刮料搅拌装置、转轴、电机、分隔滤板、液位探测头、分隔筒、分离导流螺旋，所述塔体的上端设有塔顶，所述塔体的底部开设有排污口，所述塔体上靠下的位置开设有进烟口，所述塔顶上开设有排烟口，所述塔顶的中心位置设有喷头，所述进烟口上端的塔体的内部设有分隔滤板，所述塔体的底部设有电机，所述刮料搅拌装置通过转轴与电机连接，所述塔体的内部设有脱硫剂，所述分隔滤板将塔体内部的脱硫剂分隔为上、下两部分，所述分隔滤板的上端的塔体上开设有循环口，所述循环口通过管道与喷头连接，所述循环口与喷头之间的管道上设有循环泵，所述液位探测头安装在分隔滤板的上端，所述布烟管与进烟口连通对应安装在塔体的内部，所述分隔筒固定设置在塔顶的下端，所述分隔筒的外壁的上部设有分离导流螺旋，所述换热器设置在分隔筒与塔体之间，所述换热器为环形结构，所述换热器位于分离导流螺旋的下端。

2.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔，其特征在于：还包括加剂口、加剂泵、脱硫剂储存罐，所述循环泵与喷头之间的管道上设有加剂口，所述加剂口通过管道与脱硫剂储存罐连接，所述加剂口与脱硫剂储存罐之间的管道上设有加剂泵。

3.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔，其特征在于：所述布烟管包括两端的两个固定直管和中间的一个环形管，所述环形管与两个固定直管连通设置，所述布烟管上开设有出烟孔，所述出烟孔有N个，N≥1，N个所述出烟孔均匀分布在布烟管上，所述环形管的中心便于转轴穿过安装。

4.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔，其特征在于：所述刮料搅拌装置包括安装座、安装孔、功能板，所述安装座的中心开设有安装孔，所述安装座的外侧设有功能板，所述功能板有N个，N≥1，所述功能板包括刷体、板体、安装体，所述板体为横截面为三角形结构的棱板，所述刷体通过安装体安装在板体的上端，所述安装孔安装在转轴的上端将刮料搅拌装置与电机连接在一起。

5.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔，其特征在于：所述进烟口的位置高于排污口。

6.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔，其特征在于：所述刮料搅拌装置紧贴设置在分隔滤板的下端。

7.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉的烟气脱硫塔，其特征在于：所述分隔筒为绝热筒，所述分隔筒以喷头为中心设置在喷头的外侧。