CN107224865B - 一种湿法脱硫水平衡控制节水系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿法脱硫水平衡控制节水系统及方法，系统包括：脱硫塔；除雾器，位于脱硫塔中；集水槽，收集清洗除雾器的冲洗水；冲洗水箱，提供冲洗水；集水箱，储存集水槽收集的冲洗水；旋流站，对收集到的冲洗水进行浓缩和分级；集水槽与集水箱之间的连通管道上设有第一阀门；集水槽与集水槽下方的脱硫塔的连通管道上设有第二阀门，系统内部水平衡失稳时，打开第一阀门，关闭第二阀门，循环利用冲洗水，水平衡稳定时，打开第二阀门，关闭第一阀门，冲洗水直接落入到脱硫塔中。本发明的湿法脱硫水平衡控制节水系统及方法通过回收利用除雾器冲洗水，不仅可以维持系统的水平衡稳定，还可以循环利用除雾器冲洗水，从而达到节水的目的。

Description

一种湿法脱硫水平衡控制节水系统及方法

技术领域

本发明涉及脱硫系统的结构改进技术领域，尤指一种湿法脱硫水平衡控制节水系统及方法。

背景技术

石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术是目前世界上燃煤电厂烟气脱硫应用最广泛的方法。国内烟气处理过程中，通常在湿电除尘器前端设置低温省煤器，一方面能回收烟气余热，一方面降低除尘器的飞灰比电阻，利于除尘。但是，安装低温省煤器后的脱硫系统在实际运行过程中，烟气温度往往会出现低于90℃的情况。由于烟气温度过低，吸收塔内水蒸发量减少，系统实际耗水量减少。然而在设计条件一定时，系统耗水量基本上是不能改变的，所以当系统补水量远超过了系统耗水量，此时脱硫系统的水平衡会无法保证。

在湿法烟气脱硫系统中，水平衡数据是系统设计的重要依据，也是运行管理的重要参数。湿法脱硫系统的耗水点主要有：烟气以气态形式带入到大气中的水(即塔内蒸发水)，烟气以液态水的形式带入到大气中的水，石膏排出时的附着水和结晶水以及FGD系统排出的脱硫废水。

为了维持系统的正常运行，必须要补充系统消耗的同等水量。这主要通过除雾器的冲洗水来实现，除雾器冲洗水不仅冲洗烟气经过除雾器时残留的浆液保证除雾器的正常运行，还起着调节吸收塔液位平衡的作用。这部分冲洗水的用量较大，约占整个FGD系统总用水量的58％～68％，同时除雾器的冲洗水作为FGD系统补充水进入吸收塔浆液池中，起到调节吸收塔液位平衡的作用。因此当系统耗水量减少时，如仍然采用干净工业水作为除雾器冲洗水源，补充水量会超过FGD系统消耗的水量，造成水平衡失衡，此时需要优化系统流程，重新建立系统的水平衡。

因此，本申请人致力于提供一种湿法脱硫水平衡控制节水系统及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种湿法脱硫水平衡控制节水系统及方法，通过回收利用除雾器冲洗水，不仅可以维持系统的水平衡稳定，还可以循环利用除雾器冲洗水，从而达到节水的目的。

本发明提供的技术方案如下：

一种湿法脱硫水平衡控制节水系统，包括：脱硫塔；除雾器，设置在所述脱硫塔中，且靠近所述脱硫塔的烟气出口；集水槽，设置在所述除雾器下方，用于收集清洗完所述除雾器的冲洗水；冲洗水箱，设置在所述脱硫塔外部，且与所述脱硫塔连通，且所述冲洗水箱与所述脱硫塔的连通口位于所述除雾器的上方，所述冲洗水箱用于提供冲洗所述除雾器的冲洗水；集水箱，设置在所述脱硫塔外部，与所述集水槽连通，用于储存所述集水槽收集的冲洗水；旋流站，与所述集水箱连通，用于对收集到的冲洗水进行浓缩和分级；所述集水槽的出水口通过第一管道与所述集水箱连通，所述第一管道上设有第一阀门；所述集水槽的出水口通过第二管道与所述集水槽下方的所述脱硫塔连通，所述第二管道上设有第二阀门。

当所述第一阀门打开，所述第二阀门关闭时，所述集水槽的出水口与所述集水箱连通，所述集水槽的出水口与所述集水槽下方的脱硫塔断开；当所述第一阀门关闭，所述第二阀门打开时，所述集水槽的出水口与所述集水箱断开，所述集水槽的出水口与所述集水槽下方的脱硫塔连通。

优选地，所述除雾器包括沿着所述脱硫塔的高度方向自上而下依次设置的二级除雾器与一级除雾器。

优选地，所述一级除雾器包括至少一个V型管排，所述V型管排包括多个V型管道，单个所述V型管道包括一对子管道，一对所述子管道之间具有夹角并形成V型结构，所述子管道的横截面为U型或者圆弧形，所述V型管道的底端处具有输出冲洗水的出水口。

优选地，所述V型管道中子管道与水平面的最小夹角为10～15°；和/或；所述V型管道中的一对所述子管道的底端之间具有间隙，所述间隙形成所述V型管道的出水口，一对所述子管道的底端形成所述V型管道的底端；和/或；所述一级除雾器包括多个V型管排，且相邻排的所述V型管排之间具有间距。

优选地，所述湿法脱硫水平衡控制节水系统还包括用于监测烟气温度的温度监测器，所述温度监测器设置在低温省煤器和所述脱硫塔之间，且所述温度监测器与控制器通讯连接，所述控制器与所述第一阀门和第二阀门通讯连接；当所述温度监测器监测到所述烟气温度小于或等于预设温度时，所述控制器打开所述第一阀门，关闭所述第二阀门；当所述温度监测器监测到所述烟气温度大于所述预设温度时，所述控制器关闭所述第一阀门，打开所述第二阀门。

本发明公开了一种湿法脱硫水平衡控制节水方法，包括步骤：

S10：冲洗除雾器；

S20：收集冲洗完所述除雾器的冲洗水；

S30：当系统内部水平衡失稳时，连通收集冲洗水的集水槽和脱硫塔外部的用于收集冲洗水的集水箱；

S40当系统内部水平衡稳定时，连通所述集水槽和所述集水槽下方的脱硫塔，所述集水槽中收集到的冲洗水落入到所述脱硫塔中。

优选地，所述除雾器包括沿着所述脱硫塔的高度方向自上而下依次设置的二级除雾器与一级除雾器。

优选地，所述一级除雾器包括至少一个V型管排，所述V型管排包括多个V型管道，单个所述V型管道包括一对子管道，一对所述子管道之间具有夹角并形成V型结构。所述子管道的横截面为U型或者圆弧形，所述V型管道的底端处具有输出冲洗水的出水口。

优选地，所述V型管道的子管道与水平面的最小夹角为10～15°；和/或；所述V型管道中的一对所述子管道的底端之间具有间隙，所述间隙形成所述V型管道的出水口，一对所述子管道的底端形成所述V型管道的底端；和/或；所述一级除雾器包括多个V型管排，且相邻排的所述V型管排之间具有间距。

优选地，在所述步骤S30中，所述系统内部水平衡失稳是指所述脱硫塔中烟气的温度小于或等于预设温度；在所述步骤S40中，所述系统内部水平衡稳定是指所述脱硫塔中烟气的温度大于所述预设温度。

本发明提供的一种湿法脱硫水平衡控制节水系统及方法能够带来以下至少一种有益效果：

1、本发明的湿法脱硫水平衡控制节水系统在水平衡保持稳定时，将第一阀门关闭，第二阀门打开，冲洗水从冲洗水箱进入到脱硫塔中冲洗除雾器，冲洗完除雾器的冲洗水从集水槽直接落入到脱水塔底部，系统内水平衡失稳时，第一阀门打开，第二阀门关闭，冲洗完除雾器的冲洗水从集水槽进入到脱硫塔外部的集水箱中，再通过旋流站浓缩和分级后，将上层清液输送至冲洗水箱中，进行下一轮的冲洗循环，本发明的控制节水系统即可以维持系统内部的水平衡稳定，还可以节约水资源，且其结构简单，容易操作控制。

2、本发明的湿法脱硫水平衡控制节水系统中的除雾器包括两层，其中一级除雾器多个V型管道形成的V型管排组成，V型管道由半管型的子管道形成，该一级除雾器即可以有效拦截烟气中夹带的大颗粒雾滴，还可以对冲洗完二级除雾器的冲洗水进行导流，使冲洗水可以顺利流入集水槽中。

3、本申请人经过多次试验得出，烟气在吸收塔内被洗涤，很快会达到水气饱和，大量水被蒸发随净烟气带走，这是水平衡中水耗的主要部分，当脱硫系统入口的烟气温度降低时，随烟气带走的水就会降低，而除雾器冲洗耗水却保持不变，此时脱硫系统补水量将超过耗水量，系统水平衡失衡，因此，本发明的湿法脱硫水平衡控制节水系统通过监测烟气的温度可以快速便捷地判断系统内部的水平衡是否保持稳定。

4、本发明的湿法脱硫水平衡控制节水方法将冲洗完除雾器的冲洗水收集到集水槽中，并在系统水平衡失稳时将集水槽中的冲洗水引流到脱硫塔外部，在系统水平衡稳定时，使集水槽中的冲洗水直接落入到脱硫塔中，从而使脱硫系统内部可以保持水平衡的稳定，并且还可以节约水资源。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明的湿法脱硫水平衡控制节水系统及方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明的湿法脱硫水平衡控制节水系统的一种具体实施例的结构示意图；

图2是图1中所示的湿法脱硫水平衡控制节水系统的一级除雾器的结构示意图；

图3是图2中所示的一级除雾器中子管道的横截面示意图；

图4是本发明的一种湿法脱硫水平衡控制节水系统的另一种具体实施例的结构示意图。

附图标号说明：

脱硫塔1，，一级除雾器2，V型管道21，支架22，子管道211，钩状结构212，二级除雾器3，集水槽4，冲洗水箱5，集水箱6，旋流站7，第一阀门8，第二阀门9。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

如图1所示，本具体实施例公开了一种湿法脱硫水平衡控制节水系统，包括：脱硫塔1；除雾器，设置在脱硫塔1中，且靠近脱硫塔1的烟气出口；集水槽4，设置在除雾器下方，用于收集清洗完除雾器的冲洗水；冲洗水箱5，设置在脱硫塔1外部，且与脱硫塔1连通，且冲洗水箱5与脱硫塔1的连通口位于除雾器的上方，冲洗水箱5用于提供冲洗除雾器的冲洗水；集水箱6，设置在脱硫塔1外部，与集水槽4连通，用于储存集水槽4收集的冲洗水；旋流站7，与集水箱6连通，用于对收集到的冲洗水进行浓缩和分级。集水槽4的出水口通过第一管道与集水箱6连通，第一管道上设有第一阀门8；集水槽4的出水口通过第二管道与集水槽4下方的所述脱硫塔1连通，第二管道上设有第二阀门9。

当第一阀门8打开，第二阀门9关闭时，集水槽4的出水口与集水箱6连通，集水槽4的出水口与集水槽4下方的脱硫塔1断开，这种情况可以解决脱硫塔中烟气温度较低时，系统内部的水平衡失稳的问题。当第一阀门8关闭，第二阀门9打开时，集水槽4的出水口与集水箱6断开，集水槽4的出水口与集水槽4下方的脱硫塔1连通，这种情况适用于脱硫塔中烟气温度适中时系统中水平衡稳定的情况。

在本实施例中，除雾器包括沿着脱硫塔1的高度方向自上而下依次设置的二级除雾器3与一级除雾器2，其中二级除雾器3具体为屋脊式除雾器，一级除雾器2具体为管式除雾器。

如图2和图3所示，一级除雾器2包括两排V型管排，V型管排包括多个V型管道21，V型管道21包括一对子管道211，子管道固定在支架22上，一对子管道211之间具有夹角并形成V型结构，子管道211的横截面为U型，V型管道21的尖端处具有输出冲洗水的出水口。U型子管道的两端还设有钩状结构212，钩状结构212的设置便于除雾器夹带雾滴，还可以一方面起到拦截作用，另外还降低了管内容易结垢的风险

具体的，V型管道21中子管道211与水平面的最小夹角α为10～15°。V型管道21中的一对子管道211的底端之间具有间隙，间隙形成V型管道21的出水口，一对子管道211的底端形成V型管道21的底端；一级除雾器2包括多个V型管排21，且相邻排的V型管道21之间具有间距。需要说明的是，这里的子管道的底端及V型管道的底端均是指在使用状态下时，二者位于下部的一端。

在本实施例中，湿法脱硫水平衡控制节水系统还包括用于监测烟气温度的温度监测器(图中未示出)，温度监测器设置在低温省煤器和脱硫塔之间，温度监测器与控制器通讯连接，控制器与第一阀门8和第二阀门9通讯连接。当温度监测器监测到烟气温度小于或等于预设温度时，控制器打开第一阀门8，关闭第二阀门9。当温度监测器监测到烟气温度大于预设温度时，控制器关闭第一阀门8，打开第二阀门9。在本实施例中，预设温度具体为90℃。

如图1所示湿法脱硫水平衡控制节水系统中，旋流站7对集水箱6中的冲洗水进行固液分离后，仅将上层浆液输送到了冲洗水箱5中。而在图4中所示的湿法脱硫水平衡控制节水系统中，旋流站7对集水箱6中的冲洗水进行固液分离后，一部分上层清液输送到冲洗水箱5中再利用，一部分上层清液用于系统制浆，图4中的实施例相比于图1中的实施例可以更加充分利用除雾器冲洗水。

本具体实施例公开了一种湿法脱硫水平衡控制节水方法，包括步骤：

S10：冲洗除雾器；

S20：收集冲洗完除雾器的冲洗水；

S30：当系统内部水平衡失稳时，连通收集冲洗水的集水槽和脱硫塔外部的用于收集冲洗水的集水箱；

S40当系统内部水平衡稳定时，连通集水槽和所述集水槽下方的脱硫塔，集水槽中收集到的冲洗水落入到脱硫塔中。

在本具体实施例中，湿法脱硫水平衡控制节水方法中使用的除雾器包括沿着脱硫塔的高度方向自上而下依次设置的二级除雾器与一级除雾器，其中，二级除雾器具体为屋脊式除雾器，一级除雾器具体为管式除雾器。

具体的，一级除雾器包括两排V型管排，每排V型管排包括多个V型管道，V型管道包括一对子管道，一对子管道之间具有夹角并形成V型结构，子管道的横截面为U型，V型管道的底端处具有输出冲洗水的出水口。

具体的，V型管道的子管道与水平面的最小夹角为10～15°，V型管道中的一对子管道的底端之间具有间隙，间隙形成所述V型管道的出水口，一对子管道的底端形成V型管道的底端；一级除雾器包括多个V型管排，且相邻排的V型管排之间具有间距。需要说明的是，这里的子管道的底端及V型管道的底端均是指在使用状态下时，二者位于下部的一端。

具体的，在步骤S30中，系统内部水平衡失稳是指脱硫塔中烟气的温度小于或等于预设温度；在步骤S40中，系统内部水平衡稳定是指脱硫塔中烟气的温度大于预设温度。在本实施例中，预设温度具体为90℃。

当然了，在本发明的湿法脱硫水平衡控制节水系统及方法的其他具体实施例中，除雾器还可以设置三级除雾器或更多级数的除雾器；二级除雾器也可以选用管式或其他形式的除雾器；一级除雾器还可以设置三排或更多排的V型管道；V型管道中的子管道的横截面还可以为类圆弧形结构或者类似于U型的结构，V型管道中的子管道也可以为其他形式的半管式结构，也就是说，子管道的结构只要是顶部开口可以接收冲洗水即可；V型管道还可以根据需要进行结构调整；集水槽还可以直接将冲洗完除雾器的冲洗水引流至冲洗水箱，而不通过集水箱和旋流站，但是这种方法会导致冲洗水浓度过高，不易输送，且冲洗效果较差；当然了，预设温度还可以根据实际情况进行具体设置，也可以根据需要设为一个温度范围，此处不再赘述。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种湿法脱硫水平衡控制节水系统，其特征在于，包括：

脱硫塔；

除雾器，设置在所述脱硫塔中，且靠近所述脱硫塔的烟气出口；

集水槽，设置在所述除雾器下方，用于收集清洗完所述除雾器的冲洗水；

冲洗水箱，设置在所述脱硫塔外部，且与所述脱硫塔连通，且所述冲洗水箱与所述脱硫塔的连通口位于所述除雾器的上方，所述冲洗水箱用于提供冲洗所述除雾器的冲洗水；

集水箱，设置在所述脱硫塔外部，与所述集水槽连通，用于储存所述集水槽收集的冲洗水；

旋流站，与所述集水箱连通，用于对收集到的冲洗水进行浓缩和分级；

所述集水槽的出水口通过第一管道与所述集水箱连通，所述第一管道上设有第一阀门；

所述集水槽的出水口通过第二管道与所述集水槽下方的所述脱硫塔连通，所述第二管道上设有第二阀门；

用于监测烟气温度的温度监测器，所述温度监测器设置在低温省煤器和所述脱硫塔之间，且所述温度监测器与控制器通讯连接，所述控制器与所述第一阀门和第二阀门通讯连接；

当所述温度监测器监测到所述烟气温度小于或等于预设温度时，所述控制器打开所述第一阀门，关闭所述第二阀门；

当所述温度监测器监测到所述烟气温度大于所述预设温度时，所述控制器关闭所述第一阀门，打开所述第二阀门；

当所述第一阀门打开，所述第二阀门关闭时，所述集水槽的出水口与所述集水箱连通，所述集水槽的出水口与所述集水槽下方的脱硫塔断开；

当所述第一阀门关闭，所述第二阀门打开时，所述集水槽的出水口与所述集水箱断开，所述集水槽的出水口与所述集水槽下方的脱硫塔连通。

2.根据权利要求1所述的湿法脱硫水平衡控制节水系统，其特征在于：

所述除雾器包括沿着所述脱硫塔的高度方向自上而下依次设置的二级除雾器与一级除雾器。

3.根据权利要求2所述的湿法脱硫水平衡控制节水系统，其特征在于：

所述一级除雾器包括至少一个V型管排，所述V型管排包括多个V型管道，单个所述V型管道包括一对子管道，一对所述子管道之间具有夹角并形成V型结构，所述子管道的横截面为U型或者圆弧形，所述V型管道的底端处具有输出冲洗水的出水口。

4.根据权利要求3所述的湿法脱硫水平衡控制节水系统，其特征在于：

所述V型管道中子管道与水平面的最小夹角为10～15°；

和/或；

所述V型管道中的一对所述子管道的底端之间具有间隙，所述间隙形成所述V型管道的出水口，一对所述子管道的底端形成所述V型管道的底端；

和/或；

所述一级除雾器包括多个V型管排，且相邻排的所述V型管排之间具有间距。

5.一种湿法脱硫水平衡控制节水方法，其特征在于，包括步骤：

S10：冲洗除雾器；

S20：收集冲洗完所述除雾器的冲洗水；

S30：当系统内部水平衡失稳时，连通收集冲洗水的集水槽和脱硫塔外部的用于收集冲洗水的集水箱；

S40当系统内部水平衡稳定时，连通所述集水槽和所述集水槽下方的脱硫塔，所述集水槽中收集到的冲洗水落入到所述脱硫塔中；

在所述步骤S30中，所述系统内部水平衡失稳是指所述脱硫塔中烟气的温度小于或等于预设温度；

在所述步骤S40中，所述系统内部水平衡稳定是指所述脱硫塔中烟气的温度大于所述预设温度。

6.如权利要求5所述的湿法脱硫水平衡控制节水方法，其特征在于：

所述除雾器包括沿着所述脱硫塔的高度方向自上而下依次设置的二级除雾器与一级除雾器。

7.如权利要求6所述的湿法脱硫水平衡控制节水方法，其特征在于：

所述一级除雾器包括至少一个V型管排，所述V型管排包括多个V型管道，单个所述V型管道包括一对子管道，一对所述子管道之间具有夹角并形成V型结构，所述子管道的横截面为U型或者圆弧形，所述V型管道的尖端处具有输出冲洗水的出水口。

8.如权利要求7所述的湿法脱硫水平衡控制节水方法，其特征在于：

所述V型管道的子管道与水平面的最小夹角为10～15°；

和/或；

所述V型管道中的一对所述子管道的底端之间具有间隙，所述间隙形成所述V型管道的出水口，一对所述子管道的底端形成所述V型管道的底端；

和/或；

所述一级除雾器包括多个V型管排，且相邻排的所述V型管排之间具有间距。