CN106861354A - 一种冷凝法节水湿式脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷凝法节水湿式脱硫装置，包括主塔，主塔上方设置有冷凝节水塔，冷凝节水塔包括冷却塔体、可调冷凝循环机构、第二喷淋装置、第二除雾器，冷却塔体的下端与主塔上端的烟气出口处连通连接，冷却塔体内下端设有可调冷凝循环机构，冷却塔体内可调冷凝循环机构上方设置有第二除雾器，第二喷淋装置位于冷却塔体内可调冷凝循环机构与第二除雾器之间空间内。本申请具有实现脱硫系统的零补水目标，脱硫系统不再依靠外部工艺水补水，减少大气污染物治理过程带来的系统水耗的增加。

Description

一种冷凝法节水湿式脱硫装置

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硫装置，特别是一种冷凝法节水湿式脱硫装置。

背景技术

目前由于国内的以燃煤为主的能源结构在国内短时间内难以改观，造成我国成为世界上耗煤量最大的国家，为此国家也付出极大的环境代价，雾霾天气在我国经济发达的京津冀、长三角地区时有发生，国家为了改善大气环境质量，对燃煤火电锅炉及工业锅炉均推出了超低排放要求，即燃煤烟气三大污染物指标提出了严酷的要求：1)粉尘达到5-10mg/Nm3；2)二氧化硫达到35mg/Nm3，3)氮氧化物50mg/Nm3等指标要求，针对于这样高的脱硫效率，湿法脱硫(占整体脱硫装置的90％以上)及高效的湿式电除雾器的应用比例得到了广泛的应用。目前我国配置的湿法脱硫装置又以石灰石—石膏法占主导地位，通常的湿法工艺都是将120℃-150℃的高温烟气直接接入有浆液密集喷淋的脱硫塔内，进入吸收塔的高温烟气在塔内由下部往上部流动，循环喷淋浆液在塔内由喷嘴由高处往下落下，在烟气与浆液的逆向流动接触过程中实现传质和传热，在脱硫塔上部出来的烟气已达相对饱和，烟气温度也与循环浆液温度相等(达到45℃-55℃)，高温烟气降温时放出的热量通过脱硫浆液中的水分蒸发带走实现温度平衡，并且在排放该类水蒸气时呈白烟状；这样在湿法脱硫过程中产生了大量的水消耗，以300MW装机容量测算，每小时湿法脱硫的水耗量达到50吨/小时，每年运行时间按5500测算水消耗量达到27.5万吨，我国装机达9.16亿千瓦时，90％的容量采用湿法脱硫工艺，装机容量为8.24亿千瓦时，相当于有2746.7台30万千瓦时机组，2746.7乘以27.5万吨每年湿法脱硫蒸发水量为75634.2万吨。可见湿法脱硫的水资源消耗是非常大的，在水资源越来越缺乏的今天，考虑湿法脱硫的节水具有深远的战略意义，同时在多煤少水的高寒地区，节水具有很好的经济效益。

发明内容

本发明的目的就是为了解决背景技术中提出的问题，提供一种冷凝法节水湿式脱硫装置，其具有能够实现污染物的超低排放，脱硫出口的高温饱和净烟气冷却并凝结成冷凝水回收。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:一种冷凝法节水湿式脱硫装置，包括脱硫吸收装置，所述脱硫吸收装置包括烟气进口、烟气出口、第一喷淋装置、第一除雾器和主塔，主塔内底部设有吸收浆池，主塔内吸收浆池上方设置有第一喷淋装置，主塔中部外侧设置有烟气进口，主塔顶部设置有烟气出口，主塔内第一喷淋装置上方设置有第一除雾器，其特征在于主塔上方设置有冷凝节水塔，冷凝节水塔包括冷却塔体、可调冷凝循环机构、第二喷淋装置、第二除雾器，冷却塔体的下端与主塔上端的烟气出口处连通连接，冷却塔体内下端设有可调冷凝循环机构，冷却塔体内可调冷凝循环机构上方设置有第二除雾器，第二喷淋装置位于冷却塔体内可调冷凝循环机构与第二除雾器之间空间内。

对于本发明的一种优化，所述可调冷凝循环机构包括设置于冷却塔外或塔内的集水槽、设置于冷却塔体内的上层、下层，上层和下层均分别由若干横向排列的文丘棒构成，上层叠加于下层上侧且上层的文丘棒与下层的文丘棒间隔交互设置，上层的文丘棒与下层的文丘棒间隔之间形成若干文丘里通道，可调冷凝循环机构横向一侧的冷却塔体上开设有与冷却塔体外侧的集水槽连通的通口。

对于本发明的一种优化，上层由若干开口朝上的引流槽管排列构成，上层叠加于下层上侧且上层的引流槽管与下层的文丘棒间隔交互设置，上层的引流槽管的下侧壁与下层的文丘棒间隔之间形成若干文丘里通道，引流槽管的上侧槽作为介质引流槽。

对于本发明的一种优化，冷却塔体外设置有执行机构，所述下层与冷却塔体内壁之间纵向导向连接，所述执行机构驱使下层沿着冷却塔体内壁纵向调节从而控制下层与上层之间的间距。

对于本发明的一种优化，主塔外吸收浆池通过管路与第一喷淋装置连通连接，且该管路上设置有主塔循环泵，主塔外侧设置有冷凝液循环池，集水槽通过管路与冷凝液循环池连通连接，冷凝液循环池的底部通过管路与第二喷淋装置连通连接，该管路上设置有冷凝液循环池循环泵。

对于本发明的一种优化，冷凝液循环池的底部与第二喷淋装置之间的管路上并接有空冷器和/或循环液换热器。

对于本发明的一种优化，所述节水湿法脱硫装置包括至少一组次冷凝节水塔，冷却塔体上端的通口为脱硫后烟气排放口脱硫后烟气排放口与次冷凝节水塔连通连接，冷却塔体的下端与主塔上端对接或冷却塔体的下端与主塔上端通过管道连通连接。

对于本发明的一种优化，所述执行机构包括若干与冷却塔连接的驱动电机，下层的下侧连接有支撑架，支撑架的周侧冷却塔壁上开设有导槽，导槽外设置有与冷却塔体连接的密封仓，各驱动电机分别连接于密封仓上侧的冷却塔体上，各驱动电机动力输出端分别穿过密封仓并作用连接于支撑架伸出导槽外一端。

对于本发明的一种优化，所述文丘棒为圆形棒、多边形棒或椭圆形棒。

对于本发明的一种优化，所述引流槽管的与文丘棒连接之间的下侧壁为弧形壁或多边形壁。

本发明与背景技术相比，具有：脱硫吸收装置、节水冷却塔与空冷器和/或循环液换热器构成湿法脱硫节水系统，能够实现脱硫系统的节水目标，脱硫系统节少外部工艺水补水；并且通过空冷器和/或循环液换热器将收集的冷凝水进行冷却，其换热效率高；将大大减少湿法脱硫系统的工艺水消耗，，促进节水降耗的环保型产业发展，社会环境效益显著；消除原脱硫吸收装置烟气出口在平排放时的白烟状高温饱和净烟气；主塔上方设置有冷凝节水塔，经主塔脱硫的同时伴随烟气往主塔底部的浆液里传热，造成水分的大量蒸发，此时烟气达到饱和并沿着主塔上升流入至冷凝节水塔，而在进入冷凝节水塔前通过循环浆液喷淋装置及除雾器实现降温除雾，冷凝节水塔内设置的可调冷凝循环机构中上层与下层的设置为采用文丘里原理，由主塔流入的烟气由上层与下层之间形成的文丘里通道向上窜，由第二喷淋装置喷出冷却水则自然洒落于可调冷凝循环机构上，并在文丘里通道内处实现再次雾化，则烟气与冷却水在文丘里通道内实现高度混合，且通过控制上层与下层之间文丘里通道的间距，实现不同气量下该部位通气不漏液，气通过冷却水充分与冷却水接触，同时冷却水则由于烟气向上的冲击力，导致冷却水积于文丘里通道上部，使冷却水不会通过该文丘里通道往下引流，冷却水经充分与烟气接触后由上层及与下层形成的文丘里通道引导至集水槽。

附图说明

图1是节水消白烟湿法脱硫装置的系统原理图。

图2是冷凝循环机构与执行机构的连接示意图。

图3是实施例1所述上层和下层的连接示意图。

图4是冷却塔与集水槽的连接示意图。

图5是实施例2所述上层和下层的连接示意图。

具体实施方式

实施例1：参照图1-4。一种冷凝法节水湿式脱硫装置，包括脱硫吸收装置1，所述脱硫吸收装置1包括烟气进口11、烟气出口12、第一喷淋装置13、第一除雾器14和主塔15，主塔15内底部设有吸收浆池16，主塔15内吸收浆池16上方设置有第一喷淋装置13，主塔15中部外侧设置有烟气进口11，主塔15顶部设置有烟气出口12，主塔15内第一喷淋装置13上方设置有第一除雾器14，主塔15上方设置有冷凝节水塔2，冷凝节水塔2包括冷却塔体21、可调冷凝循环机构22、第二喷淋装置23、第二除雾器24，冷却塔体21的下端与主塔15上端的烟气出口12处连通连接，冷却塔体21内下端设有可调冷凝循环机构22，冷却塔体21内可调冷凝循环机构22上方设置有第二除雾器24，第二喷淋装置23位于冷却塔体21内可调冷凝循环机构22与第二除雾器24之间空间内。

所述可调冷凝循环机构22包括设置于冷却塔外或塔内的集水槽7、设置于冷却塔体21内的上层3、下层4，上层3和下层4均分别由若干横向排列的文丘棒5构成，上层3叠加于下层4上侧且上层3的文丘棒5与下层4的文丘棒5间隔交互设置，上层3的文丘棒5与下层4的文丘棒5间隔之间形成若干文丘里通道6，可调冷凝循环机构22横向一侧的冷却塔体21上开设有与冷却塔体21外侧的集水槽7连通的通口8。所述文丘棒5为圆形棒、多边形棒或椭圆形棒。

冷却塔体21外设置有执行机构25，所述下层4与冷却塔体21内壁之间纵向导向连接，所述执行机构25驱使下层4沿着冷却塔体21内壁纵向调节从而控制下层4与上层3之间的间距。，从而可调节文丘里通道6的间隙，在不同气量下确保该部通气不漏液，保证冷凝循环机构22的水平衡，不会沿着文丘里通道6向下漏液。

主塔15外吸收浆池16通过管路与第一喷淋装置13连通连接，且该管路上设置有主塔循环泵17，主塔15外侧设置有冷凝液循环池18，集水槽7通过管路与冷凝液循环池18连通连接，冷凝液循环池18的底部通过管路与第二喷淋装置23连通连接，该管路上设置有冷凝液循环池循环泵19。冷凝液循环池18的底部与第二喷淋装置23之间的管路上并接有空冷器9和/或循环液换热器10。

冷却塔体21的下端与主塔15上端对接或冷却塔体21的下端与主塔15上端通过管道连通连接。冷却塔体21上端的通口为脱硫后烟气排放口212。

所述执行机构25包括若干与冷却塔连接的驱动电机251，下层4的下侧连接有支撑架41，支撑架41的周侧冷却塔壁上开设有导槽151，导槽151外设置有与冷却塔体21连接的密封仓211，各驱动电机251分别连接于密封仓211上侧的冷却塔体21上，各驱动电机251动力输出端252分别穿过密封仓211并作用连接于支撑架41伸出导槽151外一端。

实施例2：参照图5。在实施例1的基础上，上层3由若干开口朝上的引流槽管31排列构成，上层3叠加于下层4上侧且上层3的引流槽管31与下层4的文丘棒5间隔交互设置，上层3的引流槽管31的下侧壁与下层4的文丘棒5间隔之间形成若干文丘里通道6，引流槽管31的上侧槽作为介质引流槽311。所述引流槽管31的与文丘棒5连接之间的下侧壁为弧形壁或多边形壁。

实施例3：本申请利用CL、F离子容易脱除的特点，气液传热快于二氧化硫脱除的特点合理设置脱硫塔上下二个功能区，确保首先将CL、F离子脱除干净，实现出口烟气达到饱和，SO2大部脱除；然后先设置一层平板除雾器，减少烟气出口的雾膜夹带，再采用设置有文丘里通道6的冷凝循环机构22，且确保该部通气不漏液，保证冷凝循环机构水平衡，这样运行中循环将液的低CL离子浓度、高PH值、低含固量运行，可是冷凝循环机构上层浆液与烟气接触降温并进行精脱硝后随浆液进冷却器进行冷却，大大降低冷却器的材质要求及成本。

一种节水消白烟湿法脱硫装置技术原理为：脱硫吸收装置1的烟气出口12的高温饱和净烟气进入节水消白烟冷却塔内实现冷凝水回收。在节水消白烟冷却塔内采用低温侧冷却循环水喷淋与脱硫吸收塔出口高温饱和净烟气直接逆向接触，实现高温饱和烟气的换热降温冷凝，利用喷淋冷却循环水和管束式除尘除雾器将冷凝的细小雾滴捕悉，实现冷凝水的回收。而经过二次洗涤后，烟气中的主要污染物SO2、尘、SO3的排放浓度进一步降低。换热后的高温侧冷却循环水泵送至空冷器或换热器，与空气或冷却液换热实现冷却循环水的降温，并重新返回节水消白烟冷却塔内。回收的凝结水溢流至储水槽进行储存，回用到脱硫系统或外排作其它用途。

需要理解到的是：本实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明，只是对本发明的简单说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种冷凝法节水湿式脱硫装置，包括脱硫吸收装置(1)，所述脱硫吸收装置(1)包括烟气进口(11)、烟气出口(12)、第一喷淋装置(13)、第一除雾器(14)和主塔(15)，主塔(15)内底部设有吸收浆池(16)，主塔(15)内吸收浆池(16)上方设置有第一喷淋装置(13)，主塔(15)中部外侧设置有烟气进口(11)，主塔(15)顶部设置有烟气出口(12)，主塔(15)内第一喷淋装置(13)上方设置有第一除雾器(14)，其特征在于主塔(15)上方设置有冷凝节水塔(2)，冷凝节水塔(2)包括冷却塔体(21)、可调冷凝循环机构(22)、第二喷淋装置(23)、第二除雾器(24)，冷却塔体(21)的下端与主塔(15)上端的烟气出口(12)处连通连接，冷却塔体(21)内下端设有可调冷凝循环机构(22)，冷却塔体(21)内可调冷凝循环机构(22)上方设置有第二除雾器(24)，第二喷淋装置(23)位于冷却塔体(21)内可调冷凝循环机构(22)与第二除雾器(24)之间空间内。

2.根据权利要求1所述冷凝法节水湿式脱硫装置，其特征是：所述可调冷凝循环机构(22)包括设置于冷却塔外或塔内的集水槽(7)、设置于冷却塔体(21)内的上层(3)、下层(4)，上层(3)和下层(4)均分别由若干横向排列的文丘棒(5)构成，上层(3)叠加于下层(4)上侧且上层(3)的文丘棒(5)与下层(4)的文丘棒(5)间隔交互设置，上层(3)的文丘棒(5)与下层(4)的文丘棒(5)间隔之间形成若干文丘里通道(6)，可调冷凝循环机构(22)横向一侧的冷却塔体(21)上开设有与冷却塔体(21)外侧的集水槽(7)连通的通口(8)。

3.根据权利要求2所述冷凝法节水湿式脱硫装置，其特征是：上层(3)由若干开口朝上的引流槽管(31)排列构成，上层(3)叠加于下层(4)上侧且上层(3)的引流槽管(3)与下层(4)的文丘棒(5)间隔交互设置，上层(3)的引流槽管(31)的下侧壁与下层(4)的文丘棒(5)间隔之间形成若干文丘里通道(6)，引流槽管(31)的上侧槽作为介质引流槽(311)。

4.根据权利要求2所述节水湿法脱硫装置，其特征是：冷却塔体(21)外设置有执行机构(25)，所述下层(4)与冷却塔体(21)内壁之间纵向导向连接，所述执行机构(25)驱使下层(4)沿着冷却塔体(21)内壁纵向调节从而控制下层(4)与上层(3)之间的间距。

5.根据权利要求1所述节水湿法脱硫装置，其特征是：主塔(15)外吸收浆池(16)通过管路与第一喷淋装置(13)连通连接，且该管路上设置有主塔循环泵(17)，主塔(15)外侧设置有冷凝液循环池(18)，集水槽(7)通过管路与冷凝液循环池(18)连通连接，冷凝液循环池(18)的底部通过管路与第二喷淋装置(23)连通连接，该管路上设置有冷凝液循环池循环泵(19)。

6.根据权利要求5所述节水湿法脱硫装置，其特征是：冷凝液循环池(18)的底部与第二喷淋装置(23)之间的管路上并接有空冷器(9)和/或循环液换热器(10)。

7.根据权利要求1所述节水湿法脱硫装置，其特征在于包括至少一组次冷凝节水塔(2a)，冷却塔体(21)上端的通口为脱硫后烟气排放口(212)脱硫后烟气排放口(212)与次冷凝节水塔(2a)连通连接，冷却塔体(21)的下端与主塔(15)上端对接或冷却塔体(21)的下端与主塔(15)上端通过管道连通连接。

8.根据权利要求2所述节水湿法脱硫装置，其特征是：所述执行机构(25)包括若干与冷却塔连接的驱动电机(251)，下层(4)的下侧连接有支撑架(41)，支撑架(41)的周侧冷却塔壁上开设有导槽(151)，导槽(151)外设置有与冷却塔体(21)连接的密封仓(211)，各驱动电机(251)分别连接于密封仓(211)上侧的冷却塔体(21)上，各驱动电机(251)动力输出端(252)分别穿过密封仓(211)并作用连接于支撑架(41)伸出导槽(151)外一端。

9.根据权利要求1所述节水湿法脱硫装置，其特征是：所述文丘棒(5)为圆形棒、多边形棒或椭圆形棒。

10.根据权利要求1所述节水湿法脱硫装置，其特征是：所述引流槽管(5)的与文丘棒连接之间的下侧壁为弧形壁或多边形壁。