CN105688635A - 一种兼顾烟气脱硫与脱硫剂处理装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种兼顾烟气脱硫与脱硫剂处理装置及其工作方法。所述处理装置包括有风机、脱硫喷淋塔、烟囱、稀盐酸桶、尼龙泵、沉降池、进气管道、出气管道、浆液进料管道、加药管道、出料管道、控制阀门和pH值检测仪。所述工作方法包括以下步骤：配料进气、喷淋脱硫、排气、稀盐酸加药和废液处理。本发明的优点是：在脱硫喷淋塔内同时完成烟气脱硫与脱硫剂处理功能，设备构成简单，占用场地少；废液再生周期短，可以循环吸收，无废液排放；脱硫渣无毒，无二次污染，可综合利用；原料来源广泛，生产成本低；工作方法操作简便，安全可靠。

Description

一种兼顾烟气脱硫与脱硫剂处理装置及其工作方法
技术领域
本发明属于资源综合利用技术领域，具体涉及一种兼顾烟气脱硫与脱硫剂处理装置及其工作方法。
背景技术
随着工业的发展，越来越多的工业燃煤锅炉应用于电力、化工、冶金、有色、建材、轻工等各行各业，随之而来的大气污染严重危害了人群的身心健康，为了有效去除工业燃煤锅炉烟气中含有的有害物质硫化物，各种脱硫工艺、设备也应运而生。
在燃煤锅炉脱硫方面，国外常用的烟气脱硫技术有很多，采取措施按处理阶段分为燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硫。
燃烧前脱硫主要为煤炭洗选脱硫，即在燃烧前对煤进行净化，去除原煤中部分硫分和灰分，分为物理法、化学法和微生物法等。物理选洗仅能去除煤中无机硫的80%，占煤中硫总含量的15%～30%，无法满足燃煤二氧化硫污染控制要求，故只能作为燃煤脱硫的一种辅助手段。微生物法是在细菌浸出金属的基础上应用于煤炭工业的一项生物工程新技术，可脱除煤中的有机硫和无机硫，煤炭入洗率美国为42%，英国为94.9%，法国为88.7%，日本为98.2%。提高煤炭的入洗率有望显著改善燃煤二氧化硫污染。
燃烧中脱硫是指，在煤燃烧过程中加入石灰石或白云石作脱硫剂，碳酸钙、碳酸镁受热分解生成氧化钙、氧化镁，与烟气中二氧化硫反应生成硫酸盐，随灰分排出。
燃烧后烟气脱硫技术，基本原理是酸碱中和反应。烟气中的二氧化硫是酸性物质，通过与碱性物质发生反应，生成亚硫酸盐或硫酸盐，从而将烟气中的二氧化硫脱除。最常用的碱性物质是石灰石、生石灰和熟石灰，也可用氨和海水等其它碱性物质。
按照脱硫方式和产物形态的不同，烟气脱硫技术可分为湿法、半干法、干法三大类。
美国能源部在国内AESGreenidge4号机组（104MW机组）安装的一套组合技术环保型电厂示范装置。其主要路线为：低氮燃烧器+SNCR+SCR+CFB-FGD（烟气循环流化床脱SO2、SO3工艺）+脱汞（活性焦脱汞工艺）+布袋除尘器示范装置。
日本高效烟气处理技术：1、低氮燃烧器+SCR+低温电除尘器（MGGH+电除尘器）+石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺+MGGH工艺；2、低氮燃烧器+SCR+移动极板电除尘器+石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺；3、低氮燃烧器+SCR+电除尘器+活性焦干法烟气脱硫、脱硝、脱汞工艺+以及电除尘器工艺。
三菱重工自1964年完成第一套石灰膏发电站锅炉烟气脱硫设备以来，于80年代初又相继研制和开发了一系列的锅炉烟气脱硫方法，并取得了成功的运行经验。他们研制的脱硫设备最主要的特点就是首先要求有较高的可靠性和稳定性，其次是工艺流程简单，易操作，效率高以及运行费用低等。因此日本三菱重工的脱硫设备在世界上享有很高的信誉，三菱重工向欧美和中国提供的烟气脱硫设备主要以石灰膏法、简易石灰膏法、氢氧化镁法、半干法以及混合法为主，我国的华能珞璜电厂一期工程2×360MW机组配套引进日本三菱重工的湿法石灰石-石膏法脱硫技术，脱硫效率达95%以上。
日立公司从1962年前后开始开发石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术，迄今经过了三个发展阶段：早期多孔板吸收塔阶段，改进喷雾塔阶段，除尘、吸收和氧化三合一阶段，还开发了简易型高速平流塔技术。日本有专利采用含钙离子的碱性尘泥浆液吸收烟气中的氧化硫，可提高碱性尘泥中碱的溶出率，提高了氧化硫的吸收率，而且能防止结垢。循环使用吸收过的碱性尘泥浆液，吸收率不仅不降低，且可显著提高。但实际工业化应用较少。
专利号为CN97105110.0，名称为“一种高效烟气脱硫工艺”的中国专利公开了一种由氢氧化钠和亚硫酸钠混合液构成的吸收液，首先通过脱硫器2吸收烟气中的二氧化硫生成亚硫酸钠，然后进入脱硫器1，吸收二氧化硫生成亚酸氢钠溶液，烟气经过两次脱硫，再经除湿器后排空，将所得的溶液回收再生循环使用。该发明生产投入高，所用设备结构复杂，脱硫效果只能达到80-85％，循环再生周期较慢，工作效率不高。
申请号为200910033519.9，名称为“一种脱硫设备组及其工作方法”的中国专利公开了一种脱硫设备组，包括有风机、脱硫喷淋塔、排气管道、烟囱、循环水池。具体工作方法为：制药进气、喷淋脱硫、干燥、排气，废液回收再生循环工作。该发明申请依然采取分阶段处理含硫烟气和脱硫剂，处理流程长、设备数量多，占地规模大，采用的处理药物种类多，整体成本高。该技术方案依旧采用石灰石或白云石作脱硫剂脱硫。
发明内容
为了克服现有的脱硫设备和工作方法的不足，本发明提供一种兼顾烟气脱硫与脱硫剂处理装置及其工作方法，对赤泥、烟气进行资源化利用，实现“综合治理、变废为宝”的目的。所述脱硫剂处理装置结构简单，工作稳定，生产投资小，使用寿命长。所述的脱硫装置的工作方法脱硫效果好，达到90％以上；废液再生周期短，工作效率高；脱硫剂可以循环吸收，无废液排放；脱硫渣无毒，无二次污染，可综合利用，安全可靠；脱硫剂原料来源广泛，工作方法操作简便，生产成本低。
为实现上述目标，本发明采用以下技术方案：
一种兼顾烟气脱硫与脱硫剂处理装置，包括有风机、脱硫喷淋塔、烟囱、稀盐酸桶、尼龙泵、沉降池、进气管道、出气管道、浆液进料管道、加药管道、出料管道、控制阀门和pH值检测仪。所述喷淋塔的顶部设置有烟气出口，烟气进口设置在脱硫喷淋塔下部的一侧，出料口设置在脱硫喷淋塔下部的另一侧，脱硫喷淋塔内部自上而下依次设置有若干浆液喷淋装置、若干加药喷淋装置；所述进气管道经由控制阀门与所述喷淋塔的烟气进口相连通；所述浆液进料管道经由控制阀门与所述喷淋塔内的浆液喷淋装置相连通；所述出气管道一端连接所述喷淋塔的烟气出口，另一端连接所述风机的一端；所述风机的另一端经由管道与所述烟囱相通；所述加药管道的一端经由控制阀门与所述喷淋塔内的加药喷淋装置相连通，另一端与所述尼龙泵的一端相连通，所述尼龙泵的另一端与所述稀盐酸桶相连通；所述喷淋塔的出料口经由出料管道连接至所述沉降池；所述沉降池内设置有pH值检测仪。
一种兼顾烟气脱硫与脱硫剂处理装置工作方法，包括以下步骤：
1）配料进气。原料使用赤泥配料，用泥浆泵将赤泥浆液经由浆液进料管道和控制阀门送至脱硫喷淋塔的浆液喷淋装置，通过控制阀门调节赤泥浆液的输送量；风机将锅炉产生的经过除尘处理的烟气经由进气管道和控制阀门送入脱硫喷淋塔内，通过控制阀门调节烟气的输送量。
2）喷淋脱硫。喷淋装置将泥浆泵送来的赤泥浆液经过喷洒，与烟气接触反应，烟气量在10万m3/h，在整个装置内部吸收泥浆液流量为10-12m3/h，主要反应原理为：
H2O+SO2(g)/CO2→SO3 2-(aq)/CO3 2-(aq)+2H+(1)
2NaAlO2(aq)+SO3 2-(aq)/CO3 2-(aq)+2H+→Na2SO3/Na2CO3+2Al(OH)3(2)
Na2O·Al2O3·1.7SiO2·2H2O+SO2+2H2O→Na2SO3+Al2O3·1.7SiO2·2H2O(3)
Na2SiO3(aq)+SO3 2-(aq)/CO3 2-(aq)+2H+→Na2SO3/Na2CO3+H2SiO3(4)
2[Fe(OH)4]?(aq)+3SO3 2-(aq)/CO3 2-(aq)+4H+→Fe2(SO3)3/Fe2(CO3)3+6H2O(5)
SO3 2-(aq)/CO3 2-(aq)+Ca2+(aq)→CaSO3/CaCO3(6)
3）排气。利用风机将脱硫后的气体经烟囱排空。
4）稀盐酸加药。用尼龙泵将稀盐酸送至脱硫喷淋塔底部加药口，与喷淋到底部的赤泥浆液混合反应。
5）废液处理。稀盐酸与赤泥浆液混合反应后的浆液经出料口流入沉降池内，通过所述pH值检测仪可对出口浆液进行酸碱度检测，并控制加药桶上的电动阀门进行加药，沉淀池内的沉淀物脱碱赤泥送入桶装设备运出。
本发明的优点和有益效果为：在脱硫喷淋塔内同时完成烟气脱硫与脱硫剂处理功能，设备构成简单，占用场地少；废液再生周期短，可以循环吸收，无废液排放；脱硫渣无毒，无二次污染，可综合利用；原料来源广泛，生产成本低；工作方法操作简便，安全可靠。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明所述的一种兼顾烟气脱硫与脱硫剂处理装置结构示意图。
图中1是浆液进料口，2是烟气进口，3是脱硫喷淋塔，4是尼龙泵，5是稀盐酸桶，6是沉降池，7是烟囱，8是浆液喷淋装置，9是控制阀门，10是加药阀，11是加药喷淋装置，12是出料口及阀门，13是风机，14是pH值检测仪。
图2为本发明所述的一种兼顾烟气脱硫与脱硫剂处理装置工作方法流程图。
具体实施方式
实施例1
一种兼顾烟气脱硫与脱硫剂处理装置，包括有风机13、脱硫喷淋塔3、烟囱7、稀盐酸桶5、尼龙泵4、沉降池6、进气管道、出气管道、浆液进料管道、加药管道、出料管道、控制阀门9和PH值检测仪。所述喷淋塔3的顶部设置有烟气出口，烟气进口2设置在脱硫喷淋塔3下部的一侧，出料口12设置在脱硫喷淋塔3下部的另一侧，脱硫喷淋塔3内部自上而下依次设置有若干浆液喷淋装置8、若干加药喷淋装置11；所述进气管道经由控制阀门9与所述喷淋塔3的烟气进口2相连通；所述浆液进料管道经由控制阀门9与所述喷淋塔3内的浆液喷淋装置8相连通；所述出气管道一端连接所述喷淋塔3的烟气出口，另一端连接所述风机13的一端；所述风机13的另一端经由管道与所述烟囱7相通；所述加药管道的一端经由加药阀10与所述喷淋塔3内的加药喷淋装置11相连通，另一端与所述尼龙泵4的一端相连通，所述尼龙泵4的另一端与所述稀盐酸桶5相连通；所述喷淋塔3的出料口12经由出料管道连接至所述沉降池6；所述出料口12设置有PH值检测仪14。
一种兼顾烟气脱硫与脱硫剂处理装置工作方法，包括以下步骤：
1）配料进气。原料使用赤泥配料，用泥浆泵将赤泥浆液经由浆液进料管道和控制阀门9送至脱硫喷淋塔3的浆液喷淋装置8，通过控制阀门9调节赤泥浆液的输送量；风机13将锅炉产生的经过除尘处理的烟气经由进气管道和控制阀门9送入脱硫喷淋塔3内，通过控制阀门9调节烟气的输送量。
2）喷淋脱硫。浆液喷淋装置8将泥浆泵送来的赤泥浆液经过喷洒，与烟气接触反应，烟气量在10万m3/h，在整个装置内部吸收泥浆液流量10-12m3/h，主要反应原理为：
H2O+SO2(g)/CO2→SO3 2-(aq)/CO3 2-(aq)+2H+(1)
2NaAlO2(aq)+SO3 2-(aq)/CO3 2-(aq)+2H+→Na2SO3/Na2CO3+2Al(OH)3(2)
Na2O·Al2O3·1.7SiO2·2H2O+SO2+2H2O→Na2SO3+Al2O3·1.7SiO2·2H2O(3)
Na2SiO3(aq)+SO3 2-(aq)/CO3 2-(aq)+2H+→Na2SO3/Na2CO3+H2SiO3(4)
2[Fe(OH)4]?(aq)+3SO3 2-(aq)/CO3 2-(aq)+4H+→Fe2(SO3)3/Fe2(CO3)3+6H2O(5)
SO3 2-(aq)/CO3 2-(aq)+Ca2+(aq)→CaSO3/CaCO3(6)
3）排气。利用风机13将脱硫后的气体经烟囱7排空。
4）稀盐酸加药。用尼龙泵4将稀盐酸送至脱硫喷淋塔3底部的加药口，与喷淋到底部的赤泥浆液混合反应。
5）废液处理。稀盐酸与赤泥浆液混合反应后的浆液经出料口12流入沉降池6内，通过所述pH值检测仪14可对出口浆液进行酸碱度检测，并控制加药桶上的电动阀门10进行加药，沉淀池内的沉淀物脱碱赤泥送入桶装设备运出。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种兼顾烟气脱硫与脱硫剂处理装置，其特征在于：所述处理装置包括有风机、脱硫喷淋塔、烟囱、稀盐酸桶、尼龙泵、沉降池、进气管道、出气管道、浆液进料管道、加药管道、出料管道、控制阀门和PH值检测仪；所述喷淋塔的顶部设置有烟气出口，烟气进口设置在脱硫喷淋塔下部的一侧，出料口设置在脱硫喷淋塔下部的另一侧，脱硫喷淋塔内部自上而下依次设置有若干浆液喷淋装置、若干加药喷淋装置；所述进气管道经由控制阀门与所述喷淋塔的烟气进口相连通；所述浆液进料管道经由控制阀门与所述喷淋塔内的浆液喷淋装置相连通；所述出气管道一端连接所述喷淋塔的烟气出口，另一端连接所述风机的一端；所述风机的另一端经由管道与所述烟囱相通；所述加药管道的一端经由控制阀门与所述喷淋塔内的加药喷淋装置相连通，另一端与所述尼龙泵的一端相连通，所述尼龙泵的另一端与所述稀盐酸桶相连通；所述喷淋塔的出料口经由出料管道连接至所述沉降池；所述出料口设置有pH值检测仪。
2.一种兼顾烟气脱硫与脱硫剂处理装置工作方法，其特征在于，所述工作方法包括以下步骤：
1）配料进气：原料使用赤泥配料，用泥浆泵将赤泥浆液经由浆液进料管道和控制阀门送至脱硫喷淋塔的浆液喷淋装置，通过控制阀门调节赤泥浆液的输送量；风机将锅炉产生的经过除尘处理的烟气经由进气管道和控制阀门送入脱硫喷淋塔内，通过控制阀门调节烟气的输送量；
2）喷淋脱硫：喷淋装置将泥浆泵送来的赤泥浆液经过喷洒，与烟气接触反应，烟气量在10万m3/h，在整个装置内部吸收泥浆液流量10-12m3/h；
3）排气：利用风机将脱硫后的气体经烟囱排空；
4）稀盐酸加药：用尼龙泵将稀盐酸送至脱硫喷淋塔底部加药口，与喷淋到底部的赤泥浆液混合反应；
5）废液处理：稀盐酸与赤泥浆液混合反应后的浆液经出料口流入沉降池内，通过所述pH值检测仪可对出口浆液进行酸碱度检测，并控制加药桶上的电动阀门进行加药，沉淀池内的沉淀物脱碱赤泥送入桶装设备运出。
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