CN105214472A

CN105214472A - 一种双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔

Info

Publication number: CN105214472A
Application number: CN201510604107.1A
Authority: CN
Inventors: 刘玉新; 刘畅
Original assignee: Datang Environment Industry Group Co Ltd
Current assignee: Datang Environment Industry Group Co Ltd
Priority date: 2015-09-21
Filing date: 2015-09-21
Publication date: 2016-01-06

Abstract

本发明提供一种双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，包括：一主塔塔体，内部设有一多层喷淋装置，所述多层喷淋装置包括：一单向喷淋层，及位于所述单向喷淋层下方的多个双向喷淋层；一辅塔塔体；连通多层喷淋装置的多根浆液循环管道，所述浆液循环管道一部分连通主塔塔体的一主塔浆液池；另一部分连通辅塔塔体的一辅塔浆液池；每根所述浆液循环管道上均设有增压装置。使喷淋层的浆液覆盖率最高可达285％，让石膏浆液与烟气中的二氧化硫充分接触反应，将排放烟气中的二氧化硫浓度减低至25mg/Nm³以下，达到“超低排放”的标准要求。

Description

一种双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其涉及湿法烟气脱硫设备，具体涉及一种双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔。

背景技术

随着中国经济不断发展，电力需求持续增大,雾霾持续影响，控制PM2.5提到了议事日程。地方政府、电力企业纷纷提出“超低排放”、“近零排放”、“达到燃机排放标准”的建设或改造要求。“超低排放”，要求实现科学指导火电行业可持续发展超洁净排放。

发展改革委印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》严控大气污染物排放。新建燃煤发电机组(含在建和项目已纳入国家火电建设规划的机组)应同步建设先进高效脱硫、脱硝和除尘设施，不得设置烟气旁路通道。

东部地区(辽宁、北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、广东、海南等11省市)新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6％条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50mg/Nm³)。

中部地区(黑龙江、吉林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等8省)新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值。支持同步开展大气污染物联合协同脱除，减少三氧化硫、汞、砷等污染物排放。

目前现有的湿法烟气脱硫系统在实际燃煤含硫量达到3.0％的条件下，入口二氧化硫(即在基准氧含量6％条件下，标态，干态)浓度为6500mg/Nm³时，可使出口烟气二氧化硫排放浓度低于200mg/Nm³，系统脱硫效率达到97％以上。

可见，现有的脱硫设施已无法满足二氧化硫(SO₂)“超低排放”，即排放浓度不超过35mg/Nm³的排放要求。

如何提高脱硫效率，保证在我国现有的燃煤质量条件下，满足“超低排放”的排放标准，是本领域技术人员亟需解决的技术问题和湿法烟气脱硫技术的重要研究方向。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，通过提高石膏浆液覆盖率，使石膏浆液与烟气中的二氧化硫充分接触反应，提高脱除率。

为达上述目的，本发明采取的具体技术方案是：

一种双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，包括：

一主塔塔体，内部设有一多层喷淋装置，所述多层喷淋装置包括：一单向喷淋层，及位于所述单向喷淋层下方的多个双向喷淋层；

一辅塔塔体；

连通多层喷淋装置的多根浆液循环管道，所述浆液循环管道一部分连通主塔塔体的一主塔浆液池；另一部分连通辅塔塔体的一辅塔浆液池；每根所述浆液循环管道上均设有增压装置。

进一步地，所述双向喷淋层的数量为2-5层。

进一步地，所述双向喷淋层包括喷淋管道及均布于喷淋管道之上的双向喷嘴。

进一步地，所述双向喷嘴的规格为DN80-120㎜,平均喷嘴流体流量1000-1061(-2％/+5％)L/min。

进一步地，所述双向喷淋层层间的距离为2-3m，优选2.5m。

进一步地，所述单向喷淋层与最上一层双向喷淋层之间的距离为为2-3m，优选2.5m。

进一步地，所述塔体中的烟气流量与所述多根浆液循环管道中的浆液总循环量之间的液气比为不小于30L/m³。

进一步地，还包括一烟气入口，所述烟气入口及最下一层双向喷淋层之间设有格栅均流模块。

进一步地，所述格栅均流模块包括多个栅板；所述栅板交叉布置形成多个均流孔；所述栅板厚度为2.2-3.5mm；所述格栅均流模块高度为0.5-1.2m；所述均流孔的尺寸为0.02-0.065㎡。

进一步地，所述主塔浆液池与所述辅塔浆液池连通。

通过采取上述技术方案，本发明实现双向喷淋，同时配合配置的辅塔浆液池，并采取每个喷淋层单独使用一根循环管道，每根循环管道配置单独的增压装置，形成多循环模式，以保证双向喷淋所需的浆液循环量，使喷淋层的浆液覆盖率最高可达285％，让石膏浆液与烟气中的二氧化硫充分接触反应，将排放烟气中的二氧化硫浓度减低至25mg/Nm³以下，达到“超低排放”的标准要求。

附图说明

图1为本发明在一实施例中的结构示意图。

图2为本发明在一实施例中CFD流场模拟的速度云图。

附图标记说明：1-主塔；2-辅塔；3-双向喷淋层；4-单向喷淋层；5-格栅均流模块；6-主塔循环管道；7-辅塔循环管道；8-烟气入口；9-烟气出口。

具体实施方式

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

如图1所示，本发明的双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，包括：主塔1，其塔体内部设有一多层喷淋装置，所述多层喷淋装置包括：单向喷淋层4及位于单向喷淋层4下方的多个双向喷淋层3；辅塔2，其塔体内的浆液池与主塔1的塔体内的浆液池连通。

连通多层喷淋装置的多根浆液循环管道，所述浆液循环管道一部分为主塔循环管道6，连通主塔1塔体的主塔浆液池；另一部分为辅塔循环管道7，连通辅塔2塔体的辅塔浆液池；每根所述浆液循环管道上均设有增压装置。所述增压装置例如可选泥浆增压泵。

其中，双向喷淋层3的数量可根据工况选自为2-5层，不限于图1中所示的4层。双向喷淋层3包括喷淋管道及均布于喷淋管道之上的双向喷嘴。所述双向喷嘴的规格为DN80-120㎜,平均喷嘴流体流量1000-1061(-2％/+5％)L/min。双向喷嘴优点及作用是具有流量大、减少喷嘴数量、大的畅通孔径降低喷嘴堵塞的风险、阻力小、磨损小、寿命长、低维护量、石灰石浆液与烟气中的二氧化硫充分接触，如在喷淋管直接安装上下方向相反的单向喷头则无法实现同样的功能，会造成喷嘴堵塞的风险大、阻力大、磨损大、寿命短、高维护量缺陷。

双向喷淋层层间的距离为2-3m，优选2.5m。单向喷淋层4与最上一层双向喷淋层3之间的距离为为2-3m，优选2.5m。这样设置层间距主要是使吸收塔容积要保证充分的浆液停留时间，浆池应保证在任何情况下浆液在吸收塔的停留时间不小于4min。含二氧化硫烟气与浆液充分反应时间不小于4min。

所述塔体中的烟气流量与所述多根浆液循环管道中的浆液总循环量之间的液气比(体积)为不小30L/m³，而现有脱硫吸收塔中液气比(体积)一般为15L/m³。通过调整上述增压装置配合双向喷淋的设置，可确保满足上述液气比，从而在同样的流量情况下，使含硫烟气和浆液的接触更加充分。

另外，还包括烟气入口8，烟气入口8及最下一层双向喷淋层3之间设有格栅均流模块5。格栅均流模块5包括多个栅板；所述栅板交叉布置形成多个均流孔；所述栅板厚度为2.2-3.5mm；所述格栅均流模块高度为0.5-1.2m；所述均流孔的尺寸为0.02-0.065㎡。

格栅均流模块5配合双向喷淋和主辅塔结构能够烟气流场分布更加均匀，如图2所示的CFD流场模拟中的速度云图，格栅均流模块5的介入，使得流场的分布无死角、无旁路、均匀化强，消除了吸收塔入口侧进口不均和产业的流场漩涡的对流场的不利影响。进一步提高了SO²的反应吸收率。

另外，主塔配合辅塔增加浆液的总量，使得浆液的循环时间增长，反应后的浆液在塔内停留的时间也加长了，保证了在浆液中生成石膏沉淀的充足时间，使已生成的石膏沉淀不加入脱硫循环过程，便于直接脱除。提高浆液吸收二氧化硫的能力。

综上，本发明通过主辅塔结构及多浆液循环管道各自增压的多循环模式、配合双向喷淋，可使脱硫吸收塔内的浆液的覆盖率达到285％以上，再配合格栅均流模块消除塔内的脱硫反应死角、旁路，能够使排放烟气中的二氧化硫浓度减低至25mg/Nm³以下，达到“超低排放”的标准要求。

下面用实际的工程实例对本发明作进一步介绍。

实施例1：

以一实际的热电厂2×300MW燃煤发电机组为例，应用如图1所示的双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，烟气流量为1098684m³/h，入口二氧化硫浓度为3820mg/Nm³,，烟气从烟气入口进入塔体内，通过格栅均流模块后，烟气流场分布更加均匀，而后，烟气与喷淋层喷出的石膏浆液接触反应，此时，二者的液气比(体积)为30L/m³，并且，烟气在穿过喷淋层过程中使得流场的分布无死角、无旁路、均匀化强，消除了吸收塔入口侧进口不均和产业的流场漩涡的对流场的不利影响。

为了达到理想的效果，需要保证足够的浆液循环量，浆液循环量至少需要为33000m³/h，另外，为了使每层双向喷淋层均发挥最大效用，浆液循环管道为各自增压，增压装置为增压泵，所述增压泵的参数,每台泵的流量为6600m³/h，压力为2.5MP、扬程为31m，各自循环的多循环模式，能够使根浆液循环管道中的浆液循环量平均分布。多循环模式浆液循环量较大，而主塔浆液池的容积有限，一般为1500m³，为了满足浆液容量需求，且不会因为对塔体的浆液池结构改造影响脱硫吸收塔整体结构的稳定性，设置辅塔，辅塔浆液池的容量为700m³，且可根据实际情况调整辅塔的容积。

热电厂2×300MW燃煤发电机组脱硫超低排放施工实例，各部分的参数表如下：

通过按照上表中参数配置脱硫系统，并调整增压装置实现前述气液比，可将二氧化硫的排放浓度降低至22.5-24.5mg/Nm³。

实施例2：

以另一热电厂2×350MW燃煤发电机组为例，应用如图1所示的双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，烟气流量为1390000m³/h，入口二氧化硫浓度为3600mg/Nm³,，烟气从烟气入口进入塔体内，通过格栅均流模块后，烟气烟气流场分布更加均匀，而后，烟气与喷淋层喷出的石膏浆液接触反应，此时，二者的液气比为30L/m³，并且，烟气在穿过喷淋层过程中使得流场的分布无死角、无旁路、均匀化强，消除了吸收塔入口侧进口不均和产业的流场漩涡的对流场的不利影响。

为了达到理想的效果，需要保证足够的浆液循环量，浆液循环量至少需要为30000m³/h，另外，为了使每层双向喷淋层均发挥最大效用，浆液循环管道为各自增压，增压装置为增压泵，所述增压泵的参数,每台泵的流量为6000m³/h，压力为2.5MP，扬程为29m，各自循环的多循环模式，能够使根浆液循环管道中的浆液循环量平均分布。多循环模式浆液循环量较大，而主塔浆液池的容积有限，一般为1400m³，为了满足浆液容量需求，且不会因为对塔体的浆液池结构改造影响脱硫吸收塔整体结构的稳定性，设置辅塔，辅塔浆液池的容量为700m³，且可根据实际情况调整辅塔的容积。

热电厂2×350MW机脱硫超低排放施工实例，各部分的参数表：

通过按照上表中参数配置脱硫系统，并调整增压装置实现前述气液比，可将二氧化硫的排放浓度降低至23.5-24.8mg/Nm³。

综上，本发明通过采取双向喷淋的模式，同时配合配置的辅塔浆液池，并采取每个喷淋层单独使用一根循环管道，每根循环管道配置单独的增压装置，形成多循环模式，以保证双向喷淋所需的浆液循环量，使喷淋层的浆液覆盖率最高可达285％，让石膏浆液与烟气中的二氧化硫充分接触反应，将排放烟气中的二氧化硫浓度减低至25mg/Nm³以下，达到“超低排放”的标准要求。并且适宜通过对现有的脱硫系统进行改造实现，非常具有推广价值。

Claims

1.一种双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，其特征在于，包括：

一主塔塔体，内部设有一多层喷淋装置，所述多层喷淋装置包括：一单向喷淋层及位于所述单向喷淋层下方的多个双向喷淋层；

一辅塔塔体；

2.如权利要求1所述的双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，其特征在于，所述双向喷淋层的数量为2-5层。

3.如权利要求1所述的双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，其特征在于，所述双向喷淋层包括喷淋管道及均布于喷淋管道之上的双向喷嘴。

4.如权利要求3所述的双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，其特征在于，所述双向喷嘴的规格为DN80-120㎜,平均喷嘴流体流量1000-1061(-2％/+5％)L/min。

5.如权利要求1所述的双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，其特征在于，所述双向喷淋层层间的距离为2-3m。

6.如权利要求1所述的双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，其特征在于，所述单向喷淋层与最上一层双向喷淋层之间的距离为为2-3m。

7.如权利要求1所述的双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，其特征在于，所述主塔塔体中的烟气流量与所述多根浆液循环管道中的浆液总循环量之间的液气比为不小于30L/m³。

8.如权利要求1所述的双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，其特征在于，还包括一烟气入口，所述烟气入口及最下一层双向喷淋层之间设有一格栅均流模块。

9.如权利要求8所述的双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，其特征在于，所述格栅均流模块包括多个栅板；所述栅板交叉布置形成多个均流孔；所述栅板厚度为2.2-3.5mm；所述格栅均流模块高度为0.5-1.2m；所述均流孔的尺寸为0.02-0.065㎡。

10.如权利要求1所述的双塔双向喷淋多循环的脱硫吸收塔，其特征在于，所述主塔浆液池与所述辅塔浆液池连通。