CN106237799B - 一种烟气脱硫系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种烟气脱硫系统，该系统包括除尘装置、进烟管、排烟管、散热装置、脱硫装置、加热装置、氧化装置、除雾装置、吸收液存储装置、储存器和烟囱，其创新点在于：所述散热装置的进口与除尘装置的出口相连，散热装置出口与脱硫装置的侧壁下方一侧通过进烟管相连，脱硫装置的底部与氧化装置的底部相连，氧化装置的底部与储存器相连；所述排烟管一侧连接脱硫装置的顶部，另一侧连接除雾装置；加热装置设于烟囱和除雾装置中间任意位置处。本发明的有益效果是：本发明的烟气脱硫系统的脱硫设备成本低、减小设备占地面积；系统中的布液装置在氨水喷淋过程中，始终处于均匀喷淋状态。

Description

一种烟气脱硫系统
技术领域
本发明涉及脱出烟气中的二氧化硫的技术领域，尤其涉及一种烟气脱硫系统。
背景技术
目前我国是二氧化硫的总体排放量位居世界首位，烟气中的二氧化硫若直接排放在空气中会形成酸雨，对环境造成严重影响。烟气脱硫是将烟气中的硫氧化物进行去除。烟气中的二氧化硫实质上是酸性的，可以通过与适当的碱性物质反应从烟气中脱除二氧化硫。所用的碱性物质与烟道气中的二氧化硫发生反应，产生了一种亚硫酸盐和硫酸盐的混合物(根据所用的碱性物质不同，这些盐可能是钙盐、钠盐、镁盐或铵盐)。亚硫酸盐和硫酸盐间的比率取决于工艺条件，在某些工艺中，所有亚硫酸盐都转化成了硫酸盐，传统的脱硫系统存在脱硫不足，脱硫效率不高等问题，目前，人们一直在研究更好的烟气脱硫系统。
例如中国专利CN103706237B提供了一种烟气脱硫系统，包括烟气脱硫塔，所述烟气脱硫塔包括塔体和由塔体围成的塔体内腔，并且所述烟气脱硫塔沿着烟气流动方向被划分为洗涤段、吸收段和回收段，其中在烟气脱硫塔的吸收段内设置填料层脱硫段和喷雾脱硫装置的脱硫组合，该发明将脱硫步骤集成在一个脱硫塔中，这样的设计在实际生产过程中对加工提出了高标准，很难达到所需精度要求。例如中国专利CN104959034A公开了一种烟气脱硫方法及装置、烟气一体化脱硫脱硝系统及方法，该烟气脱硫方法包括使待处理烟气通过脱硫催化剂形成的填料层进行脱硫，脱硫产物以硫酸的形式吸附在填料层中，得脱硫后烟气；用水或稀硫酸对填料层进行喷淋使填料层吸附的硫酸脱附；用待处理烟气或脱硫后烟气对硫酸脱附后的脱硫催化剂进行干燥使脱硫催化剂再生，该发明中脱硫过程较为复杂，且必须具备两个或两个以上的脱硫塔才能完成烟气脱硫，这样增加了设备成本和占用较大的工作场地，且在喷淋过程中不能对填料层进行均匀喷淋。
发明内容
为克服现有技术中存在的脱硫装置占用场地大、喷淋不均、设备成本高的问题，本发明提供了一种烟气脱硫系统。
本发明披露了一种烟气脱硫系统，该系统包括除尘装置、进烟管、排烟管、散热装置、脱硫装置、加热装置、氧化装置、除雾装置、吸收液存储装置、储存器和烟囱，其创新点在于：所述散热装置的进口与除尘装置的出口相连，散热装置出口与脱硫装置的侧壁下方一侧通过进烟管相连，脱硫装置的底部与氧化装置侧壁上部相连，氧化装置的底部与储存器相连；所述排烟管一侧连接脱硫装置的顶部，另一侧连接除雾装置；加热装置设于烟囱和除雾装置中间任意位置处。通过这样位置关系的限定安装，在不降低脱硫效率的前提下，可以更好的缩小烟气脱硫系统整体在实际使用中的占地面积。
进一步的，所述除尘装置与散热装置之间设有温度传感器III；散热装置与脱硫装置之间的进烟管上还依次安装有温度传感器I、气泵I和气体流量阀I。温度传感器III用于检测烟气初始进入散热装置3中烟气温度，控制散热装置3的散热强度；温度传感器I4用于测量经过散热装置3后进烟管中烟气的温度，气体流量阀I6用于控制烟气进入脱硫装置中的流量，烟气速度和温度对脱硫效率有很大影响，因此通过调节烟气的温度和流量，为烟气脱硫作出较好的脱硫准备。
进一步的，所述吸收液存储装置与脱硫装置顶部正中位置相连，两者连接线路中还设有泵III和流量阀III。
进一步的，所述脱硫装置包括旋转电机、喷淋装置、轴承和脱硫装置本体；所述喷淋装置和轴承处于同一轴向上，轴承设于喷淋圆筒上方圆孔内，将脱硫装置内部与外界分离；旋转电机与喷淋装置侧壁相连，设于脱硫装置本体外部。通过旋转电机带动喷淋装置整体旋转，得到更均匀的喷淋效果，且该脱硫装置结构简单，降低了设备成本。
进一步的，所述喷淋装置包括进液装置和布液装置；所述进液装置位于布液装置的顶部，进液装置整体呈微喇叭状，底部直径小于顶部直径；进液装置和布液装置两者同轴线分布，进液装置的底部伸入布液装置的内部。这样的设计保证氨水通过进液装置进入布液装置时增大氨水压力，避免在脱硫装置启动阶段因压力不足，出现氨水从布液装置中滴落的情况。
进一步的，所述布液装置为圆柱形，圆周一侧上设有布液喷头，相对的另一侧设有相同数量的布液喷头，圆周两侧上的布液喷头在轴向方向上两两交错布置。这样的设计目的是避免氨水在布液装置中喷淋过程中，布液喷头之间出现氨水流量不匀，出现不均匀喷淋现象。
进一步的，所述旋转电机与喷淋装置的布液装置连接，连接位置设于布液装置露出于脱硫装置本体外侧的布液装置部分。这样设计的目的是将氨水均匀喷洒在脱硫装置内部，充分与烟气接触，可以有效对烟气进行脱硫处理。
进一步的，所述氧化装置包括氧化塔、气泵II、流量阀II、氧气罐和电动机；所述电动机设于氧化塔顶部正中间位置，氧化塔顶部靠近电动机处设有进气口，用于输入氧气；氧气罐设于氧化塔外侧任意位置处；氧气罐和氧化塔之间设有气体流量阀II和气泵II。
进一步的，所述氧化塔分为上部圆筒段和下部圆锥段，两段之间通过可翻转的圆形钢板进行分隔；所述圆形钢板分为左右半圆形钢板，且根据圆形中心线相互对称，左右半圆形钢板与氧化塔侧壁各有一个铰接点，左右半圆形钢板通过铰接点可进行向下翻转。这样的设计目的是将氧化塔的上部圆筒段和下部圆锥段进行分隔，保证上部圆筒段中亚硫酸氢铵与氧气的反应及硫酸铵的蒸发。
进一步的，所述电动机设于氧化塔顶部正中间位置，电动机与旋转件相连，旋转件设于氧化塔圆筒段内部。这样设计的目的是将亚硫酸氢铵溶液进行搅拌，使得与氧气充分接触生成硫酸铵。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的烟气脱离系统更好的缩小烟气脱硫系统整体在实际使用中的占地面积，且降低设备成本。
(2)本发明的烟气脱硫系统中的布液装置在氨水喷淋过程中，始终处于均匀喷淋状态；
(3)本发明中脱硫装置中的旋转电机带动喷淋装置旋转，将氨水均匀喷洒在脱硫装置内部，充分与烟气接触，可以有效对烟气进行脱硫处理；
(4)本发明的氧化塔中电动机和叶轮的组合将亚硫酸氢铵溶液进行搅拌，使得与氧气充分接触生成硫酸铵。
附图说明
图1是烟气脱硫系统示意图；
图2是脱硫装置中喷淋装置示意图；
图3是散热装置示意图。
结合附图在其上标记：
1-除尘装置；2-温度传感器III，3-散热装置；4-温度传感器I，5-气泵I，6-气体流量阀I，7-脱硫装置本体，71-进液装置，72-旋转电机，73-轴承，74-布液装置，8-吸收液存储装置，9-泵III，10-流量阀III，11-流量阀II，12-泵II，130-氧化塔，131-电动机，132-叶轮，133-过滤装置，134-气体流量阀II，135-气泵II，136-氧气罐，137-加热层，14-储存器，15-除雾装置，16-泵I，17-流量阀I，18-加热装置，19-温度传感器II，20-烟囱，31-散热管道，32-循环泵，33-水箱。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施方式披露了一种烟气脱硫系统；如图1所示，该系统包括除尘装置1、进烟管、排烟管、散热装置3、脱硫装置、加热装置18、氧化装置、除雾装置15、吸收液存储装置8、储存器14和烟囱20，所述散热装置3的进口与除尘装置1的出口相连，散热装置3出口与脱硫装置的侧壁下方一侧通过进烟管相连，脱硫装置的底部与氧化装置侧壁上部相连，氧化装置的底部与储存器14相连，储存器14用于存储脱硫过程中产生的副产品；所述排烟管一侧连接脱硫装置的顶部，另一侧连接除雾装置15；加热装置18设于烟囱20和除雾装置15中间任意位置处；通过这样位置关系的限定安装，在不降低脱硫效率的前提下，可以更好的缩小烟气脱硫系统整体在实际使用中的占地面积。除尘装置1与散热装置3之间设有温度传感器III2，用于检测烟气初始进入散热装置3中烟气温度，控制散热装置3的散热强度；散热装置3与脱硫装置之间的进烟管上还依次安装有温度传感器I4、气泵I5和气体流量阀I6，温度传感器I4用于测量经过散热装置3后进烟管中烟气的温度，气体流量阀I6用于控制烟气进入脱硫装置中的流量，烟气速度和温度对脱硫效率有很大影响，因此通过调节烟气的温度和流量，为烟气脱硫作出较好的准备。所述吸收液存储装置8与脱硫塔顶部正中位置相连，两者连接线路中还设有泵III9和流量阀III10；泵III9和流量阀III10用于控制吸收液进入脱硫装置中的速率。所述加热装置18采用电磁加热装置，加热装置18和烟囱20之间设有温度传感器II19，通过温度传感器II19控制烟气进入烟囱20时的温度。
优选的，本实施例中采用氨水作为脱硫装置中的脱硫剂；如图2所示，所述脱硫装置包括旋转电机72、喷淋装置、轴承73和脱硫装置本体7；所述脱硫装置本体7分为上部圆筒和下部圆锥，所述脱硫装置本体的上部圆筒顶部正中间位置开有圆孔，所述圆孔的直径与轴承73的外径一致，所述喷淋装置和轴承73处于同一轴向上，轴承73设于喷淋圆筒上方圆孔内，将脱硫装置内部与外界分离；旋转电机72与喷淋装置侧壁相连，设于脱硫装置本体7外部；通过旋转电机带动喷淋装置整体旋转，得到更均匀的喷淋效果，且该脱硫装置结构简单，降低了设备成本。所述喷淋装置包括进液装置71和布液装置74；所述进液装置71位于布液装置74的顶部，进液装置71整体呈微喇叭状，底部直径小于顶部直径；进液装置71和布液装置74两者同轴线分布，进液装置71的底部伸入布液装置74的内部；这样的设计保证氨水通过进液装置71进入布液装置74时增大氨水压力，避免在脱硫装置启动阶段因压力不足，出现氨水从布液装置中滴落的情况；所述布液装置74为圆柱形，圆周一侧上设有布液喷头，相对的另一侧设有相同数量的布液喷头，圆周两侧上的布液喷头在轴向方向上两两交错布置，这样的设计目的是避免氨水在布液装置74中喷淋过程中，布液喷头之间出现氨水流量不匀，出现不均匀喷淋现象。所述旋转电机72与喷淋装置的布液装置74连接，连接位置设于布液装置74露出于脱硫装置本体7外侧的部分，通过旋转电机72的启动，带动布液装置74整体在脱硫装置本体7中的旋转运动，这样设计的目的是将氨水均匀喷洒在脱硫装置内部，充分与烟气接触，可以有效对烟气进行脱硫处理。氨水布液喷头中喷出，到达脱硫装置底部，然后将底层的反应液送至氧化装置；上层的反应液通过泵I16送至喷淋装置的进液装置71中，用于循环喷淋，通过流量阀I17进行调节。氨水从喷头中喷出，氨水吸收二氧化硫，生成亚硫酸氢铵，亚硫酸氢铵与氨水还原成亚硫酸铵，亚硫酸铵吸收二氧化硫，氨水在脱硫塔中的流量保证脱硫装置中亚硫酸铵的比例；在氧化塔130中的亚硫酸氢铵通过与氧气反应，生成硫酸铵。
优选的，所述氧化装置包括氧化塔130、气泵II135、流量阀II11、氧气罐136和电动机131；所述氧化塔130分为上部圆筒段和下部圆锥段，两段之间通过可翻转的圆形钢板进行分隔；所述圆形钢板分为左右半圆形钢板，且根据圆形中心线相互对称，左右半圆形钢板与氧化塔130侧壁各有一个铰接点，左右半圆形钢板通过铰接点可进行向下翻转；这样的设计目的是将氧化塔的上部圆筒段和下部圆锥段进行分隔，保证上部圆筒段中亚硫酸氢铵与氧气的反应及硫酸铵的蒸发。圆筒段外部侧壁包裹加热层137，圆锥段内部设有过滤装置133；所述电动机131设于氧化塔130顶部正中间位置，电动机131与旋转件相连，旋转件设于氧化塔130圆筒段内部，用于将亚硫酸氢铵溶液进行搅拌，使得与氧气充分接触，本实施例中旋转件采用叶轮132形式；所述氧化塔130圆筒段侧壁上部设有进液口，用于输入脱硫装置中排出的反应液；氧化塔130顶部靠近电动机131处设有进气口，用于输入氧气；氧气罐136设于氧化塔130外侧任意位置处，氧气罐136和氧化塔130之间还设有气体流量阀II和气泵II135，控制氧气进入氧化塔130中的流量。在氧化塔130中的亚硫酸氢铵通过与氧气反应，生成硫酸铵。控制一定流量的亚硫酸氢铵进入氧化塔130，此时氧化塔130中的圆形钢板处于关闭状态，此时通过叶轮132搅拌亚硫酸氢铵溶液，使其与氧气的得到充分反应后，启动氧化塔130外部的加热层137，使得溶于液体中的硫酸铵在氧化塔130中通过加热蒸发析出，当硫酸铵析出后，圆形钢板向下翻转，硫酸铵落入氧化塔130的圆锥段，圆锥段中的过滤装置133过滤硫酸铵中的杂质，不阻碍硫酸铵的下落；所述氧化塔130底部与储存器14相连，因此储存器14用于储存脱硫过程中获得副产品硫酸铵。
优选的，如图3所示，所述散热装置3包括散热管道31、水箱33和循环泵32；所述散热管道31设于进烟管外侧；本实施例中散热管道31采用蛇形弯管，与进烟管有更大接触面积；循环泵32设于散热管道31和水箱33之间的任意位置处；循环泵32抽取水箱33中的水，水流方向与进烟管中烟气方向相反。由于进烟管上设有温度传感器III2，通过温度传感器III2测量烟气的初始进入的温度，控制循环泵32抽吸水的速率，温度传感器I4检测途径散热装置3后的烟气温度，从而调节进烟管中烟气进入脱硫装置中的温度。散热装置3中当水经过散热管道31后，流经氧化塔130外侧，回到水箱33中；将吸收到的热量传送给氧化塔130外部的加热层137，可以充分利用烟气余热，避免资源浪费。
工作原理：
锅炉烟气通过进烟管进入脱硫系统中，先经过除尘装置1，将烟气中的粉尘进行过滤；温度传感器III2检测通过除尘装置1后进烟管中烟气温度，当烟气管中的烟气温度过高，则增大散热装置3中循环泵32的抽吸速率，加快水循环过程；当温度传感器III2检测烟气温度处于高温但并不过高，则降低循环泵32的抽吸速率，降低水循环过程。温度传感器I4检测途经散热装置3后的烟气温度，满足进入脱硫装置的条件。通过调节气体流量阀I6的开度，控制烟气进入脱硫装置的烟气速度，使得烟气温度和速度两者同时满足进入脱硫装置的条件。烟气从脱硫本体的侧壁底部进入，此时开启泵IV，将氨水从吸收液存储装置8中泵入脱硫本体内部，通过流量阀IV控制氨水进入脱硫本体的流量。
氨水进入喷淋装置的进液装置71中，由于进液装置71整体呈微喇叭状，使得氨水进入布液装置74中有较大的水压；氨水通过布液喷头在脱硫装置本体7中进行喷淋，由于布液装置74圆周一侧上设有布液喷头，相对的另一侧设有相同数量的布液喷头，圆周两侧上的布液喷头在轴向方向上两两交错布置，避免了氨水在布液装置74中喷淋过程中，布液喷头之间出现氨水流量不匀，出现不均匀喷淋现象。此时通过通过旋转电机72的启动，带动布液装置74整体在脱硫装置本体7中的旋转运动，使得氨水均匀喷淋脱硫装置内部，充分与烟气接触，可以有效对烟气进行脱硫处理。氨水从布液喷头中喷出，到达脱硫装置底部，然后做底层的亚硫酸氢铵通过泵送至氧化装置，上层的亚硫酸氢铵通过泵I16的抽吸，送至喷淋装置的进液装置71中，用于循环喷淋，拖过流量阀I17进行流量控制。亚硫酸氢铵与氨水还原成亚硫酸铵，亚硫酸铵继续吸收二氧化硫，氨水在脱硫塔中的流量维持脱硫装置中亚硫酸铵的比例。
亚硫酸氢铵溶液通过泵II12和流量阀II11进入氧化塔130中，此时气泵II135将氧气罐136中的氧气打入氧化塔130中，通过电动机131带动叶轮132将亚硫酸氢铵溶液进行搅拌，使得溶液中的亚硫酸氢铵与氧气反应进行充分反应，生成硫酸铵，在搅拌过程中氧化塔130中的圆形钢板处于闭合状态，将氧化塔130分隔成两部分。当亚硫酸氢铵与氧气反应充分反应后，启动氧化塔130外部的加热层137，通过加热蒸发溶液，将硫酸铵进行结晶析出，蒸发结束后，将圆形钢板向下打开，硫酸铵落入过滤装置133中。该过滤装置133过滤掉硫酸铵中的杂质，不阻碍硫酸铵的通过，硫酸铵在储存器14中被收集。脱硫装置中的烟气通过排烟管排出，进过除雾装置15，出去烟气中的液滴，进入加热装置18中，通过加热装置18对排出的烟气进行加热，通过温度传感器II19进行监控，保证排出烟气的温度达到标准。脱硫系统中散热装置3从初始烟气中获得的热量，通过水流经氧化塔130外侧，回到水箱33中；将吸收到的热量传送给氧化塔130外部的加热层137，可以调高氧化塔130的温度，可以降低加热层137的加热功率，可以充分利用烟气余热，避免资源浪费。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种烟气脱硫系统，该系统包括除尘装置(1)、进烟管、排烟管、散热装置(3)、脱硫装置、加热装置(18)、氧化装置、除雾装置(15)、吸收液存储装置(8)、储存器(14)和烟囱(20)，其特征在于：所述散热装置(3)的进口与除尘装置(1)的出口相连，散热装置(3)出口与脱硫装置的侧壁下方一侧通过进烟管相连，脱硫装置的底部与氧化装置的侧壁上部相连，氧化装置的底部与储存器(14)相连；所述排烟管一侧连接脱硫装置的顶部，另一侧连接除雾装置(15)；加热装置(18)设于烟囱(20)和除雾装置(15)中间任意位置处；所述除尘装置(1)与散热装置(3)之间设有温度传感器III(2)；散热装置(3)与脱硫装置之间的进烟管上还依次安装有温度传感器I(4)、气泵I(5)和气体流量阀I(6)；所述散热装置(3)包括散热管道(31)、水箱(33)和循环泵(32)；所述散热管道(31)设于进烟管外侧；散热管道(31)采用蛇形弯管；循环泵(32)设于散热管道(31)和水箱(33)之间的任意位置处；循环泵(32)抽取水箱(33)中的水，水流方向与进烟管中烟气方向相反；所述氧化装置包括氧化塔(130)、气泵II(135)、流量阀II(11)、氧气罐(136)和电动机(131)；所述电动机(131)设于氧化塔(130)顶部正中间位置，氧化塔(130)顶部靠近电动机(131)处设有进气口，用于输入氧气；氧气罐(136)设于氧化塔(130)外侧任意位置处；氧气罐(136)和氧化塔(130)之间设有气体流量阀II和气泵II(135)；
所述氧化塔(130)分为上部圆筒段和下部圆锥段，两段之间通过可翻转的圆形钢板进行分隔；所述圆形钢板分为左右半圆形钢板，且根据圆形中心线相互对称，左右半圆形钢板与氧化塔(130)侧壁各有一个铰接点，左右半圆形钢板通过铰接点进行向下翻转；
所述电动机(131)设于氧化塔(130)顶部正中间位置，电动机(131)与旋转件相连，旋转件设于氧化塔(130)圆筒段内部。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫系统，其特征在于：所述吸收液存储装置(8)与脱硫装置顶部正中位置相连，两者连接线路中还设有泵III(9)和流量阀III(10)。
3.根据权利要求1所述的烟气脱硫系统，其特征在于：所述脱硫装置包括旋转电机(72)、喷淋装置、轴承(73)和脱硫装置本体(7)；所述脱硫装置本体(7)的上部圆筒顶部正中间位置开有圆孔，所述圆孔的直径与轴承(73)的外径一致，所述喷淋装置和轴承(73)处于同一轴向上，轴承(73)设于喷淋装置上方圆孔内，将脱硫装置内部与外界分离；旋转电机(72)与喷淋装置侧壁相连，设于脱硫装置本体(7)外部。
4.根据权利要求3所述的烟气脱硫系统，其特征在于：所述喷淋装置包括进液装置(71)和布液装置(74)；所述进液装置(71)位于布液装置(74)的顶部，进液装置(71)整体呈微喇叭状，底部直径小于顶部直径；进液装置(71)和布液装置(74)两者同轴线分布，进液装置(71)的底部伸入布液装置(74)的内部。
5.根据权利要求4所述的烟气脱硫系统，其特征在于：所述布液装置(74)为圆柱形，圆周一侧上设有布液喷头，相对的另一侧设有相同数量的布液喷头，圆周两侧上的布液喷头在轴向方向上两两交错布置。
6.根据权利要求5所述的烟气脱硫系统，其特征在于：所述旋转电机(72)与喷淋装置的布液装置(74)连接，连接位置设于布液装置(74)露出于脱硫装置本体(7)的上侧部分。
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