CN107261795A - 一种烟气高效脱硫设备及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气高效脱硫设备，包括进气管、反应室、喷淋室、设置在喷淋室顶部的出气管；喷淋室底部为可供液体回流至反应室的斜面；反应室顶部安装有气缸，其活塞杆上固定安装有密封盖板；在密封盖板下方设置有若干气嘴，气路上设置输气电磁阀；反应室上部通过补水管、补水泵与溶液池连接，下部为盛装氢氧化钙饱和溶液、呈倒圆台形的反应池，反应池液面下设置有均气槽和均液槽，均气槽与进气管连接，均液槽通过喷淋泵与喷淋装置连接；反应池底部与受排渣电磁阀控制的排渣管连接。本发明还公开了其处理方法。本发明具有反应简单可靠、脱硫效率可达95％‑97％、腐蚀较小、用电量极低、可无人值守运行、运行维护费用低及无二次污染等优点。

Description

一种烟气高效脱硫设备及处理方法

技术领域

本发明涉及环保领域，尤其涉及一种烟气脱硫设备及处理方法。

背景技术

脱硫，泛指燃烧前脱去燃料中的硫分以及烟道气排放前的去硫过程。是防治大气污染的重要技术措施之一。目前脱硫方法一般有燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硫等三种。随着工业的发展和人们生活水平的提高，对能源的渴求也不断增加，燃煤烟气中的二氧化硫已经成为大气污染的主要原因。减少二氧化硫污染已成为当今大气环境治理的当务之急。不少烟气脱硫工艺已经在工业中广泛应用，其对各类锅炉和焚烧炉尾气的治理也具有重要的现实意义。

其中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫(Flue gas desulfurization，简称 FGD)，在FGD技术中，按脱硫剂的种类划分，传统的可分为以下五种方法：以CaCO3(石灰石)为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3 为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。世界上普遍脱硫使用的商业化技术是钙法，所占比例在90％以上。按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法。湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高(最高可达90％)等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。

上述的钙法(石灰石——石膏法脱硫工艺)是世界上应用最广泛的一种湿法脱硫技术，日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约 90％采用此工艺。它的工作原理是：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10％，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95％。石膏法的优点是工艺成熟、适用于不同容量的机组，应用范围最广，脱硫剂利用充分，脱硫效率可达95％以上，对机组容量无限制。石膏法的脱硫剂来源丰富，价格较低，副产品石膏利用前景较好；不足之处是系统比较复杂，占地面积大，初投资及厂用电较高，一般需进行废水处理。

双碱法也是目前脱硫技术流行的研究热门，采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用，比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造。双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂，配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中二氧化硫来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。脱硫工艺主要包括5个部分：(1)吸收剂制备与补充；(2)吸收剂浆液喷淋；(3)塔内雾滴与烟气接触混合；(4)再生池浆液还原钠基碱；(5) 石膏脱水处理。但是，其占地较大，运行中反应多，不可控因素增多，反应的自动化程度低，需要人为的密切监视和控制，且脱硫90％左右，不够彻底。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种单一采用氢氧化钙溶液进行脱硫处理、反应简单可靠、脱硫效率可达95％-97％、腐蚀较小、用电量极低、可无人值守运行、运行维护费用低及无二次污染的烟气高效脱硫设备及处理方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种烟气高效脱硫设备，包括进气管、脱硫系统、出气管；所述脱硫系统包括反应室和后端的喷淋室；喷淋室的高度高于反应室，底部为可供液体回流至反应室的斜面；反应室顶部安装有气缸，其活塞杆上固定安装有密封盖板；在所述密封盖板下方设置有若干气嘴，其供气管从活塞杆心部穿过密封盖板，气路上设置了输气电磁阀；反应室上部通过补水管、补水泵与溶液池连接，下部为盛装氢氧化钙饱和溶液、呈倒圆台形的反应池，反应池内部在液面以下设置有两道环形槽，分别为均气槽和均液槽，均气槽与进气管连接，均液槽为阶梯槽，紧贴池壁的大端设置有滤网，小端通过喷淋泵与位于喷淋室上部的喷淋装置连接；反应池底部与受排渣电磁阀控制的排渣管连接；所述出气管设置在喷淋室的顶部。

上述的一种烟气高效脱硫设备，其中：还包括设置在进气管与脱硫系统之间的除尘器。

上述的一种烟气高效脱硫设备，其中：所述除尘器为湿式电除尘器。

上述的一种烟气高效脱硫设备，其中：所述除尘器与脱硫系统之间设置有单向阀。

上述的一种烟气高效脱硫设备，其中：所述密封盖板的边缘截面为圆弧形。

上述的一种烟气高效脱硫设备，其中：在所述喷淋装置的下方安装有内部设置了若干螺旋形烟道的烟气缓冲装置。

上述的一种烟气高效脱硫设备，其中：还设置有控制气缸、输气电磁阀、排渣电磁阀、补水泵顺序启动和关闭的PLC控制系统。

上述的一种烟气高效脱硫设备的处理方法，包括以下步骤：

1)烟气进入除尘器，将固体尘埃去除；

2)除尘后的烟气经过单向阀、均气槽进入氢氧化钙饱和溶液的反应池，气泡在溶液中本身起到搅拌作用，烟气中二氧化硫气体与氢氧化钙饱和溶液反应生成亚硫酸钙沉淀，向底部沉积；烟气中绝大部分二氧化硫被去除；

3)氢氧化钙饱和溶液通过均液槽和喷淋泵被抽入喷淋装置，喷淋装置保持向下喷淋；残余部分二氧化硫的烟气进入喷淋室，并通过烟气缓冲装置的若干螺旋形烟道，速度被极大降低，与喷淋溶液中的氢氧化钙充分反应，沉淀物被喷淋液体带入反应池；

4)PLC控制系统按照预设时间，定时启动气缸，活塞杆向下伸出，将密封盖板压紧在反应池壁上，基本保证密封；PLC控制系统在气缸到位后，按预设时间启动排渣电磁阀和输气电磁阀，输气电磁阀增大内部气压，将亚硫酸钙沉淀压入排渣管；PLC控制系统控制关闭排渣电磁阀和输气电磁阀，同时控制气缸回缩，密封盖板上升；PLC控制系统控制补水泵从溶液池中定量抽取氢氧化钙饱和溶液进入反应池。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：氢氧化钙饱和溶液因为溶质的溶解度不大，所以对设备的腐蚀较小；且可流动，比传统的钙法和镁法的物料流转更为顺畅；溶液中去除一次二氧化硫，约70-80％，喷淋再去除一次，总体脱硫效率约为95％-97％，且两次脱硫产物综合处理，设备简单易维护；均气槽和进液均液槽、出液均液槽的作用都是使通气和通液面积增大，增加囤积，避免堵塞；密封盖板和气嘴的加入，使每个循环时间的产物及时排出，避免堵塞，并且通过补水泵及时补水，避免溶液中溶质消耗影响反应速度；烟气缓冲装置使烟气在喷淋液体中反应更充分；单向阀的设置避免烟气为负压时反应池内液体发生反吸进入除尘器；PLC 系统使整个系统更为智能，保证无人值守亦可顺利进行。

附图说明

附图1是本发明的系统结构示意简图。

图中：补水泵1、补水管2、进气管3、除尘器4、反应室5、氢氧化钙饱和溶液6、气缸7、供气管8、输气电磁阀9、密封盖板10、出气管 11、喷淋装置12、烟气缓冲装置13、喷淋室14、喷淋泵15、溶液池16、单向阀17、均气槽18、均液槽19、气嘴20、亚硫酸钙沉淀21、滤网22、排渣管23、排渣电磁阀24、排渣池25。

具体实施方式

实施例1：

如附图所示，一种烟气高效脱硫设备，包括进气管3、设置在进气气路上的湿式电除尘器4和单向阀17、脱硫系统、出气管11；所述脱硫系统包括反应室5和后端的喷淋室14；喷淋室14的高度高于反应室5，底部为可供液体回流至反应室5的斜面；反应室5顶部安装有气缸7，其活塞杆上固定安装有密封盖板10，密封盖板10的边缘截面为圆弧形即一小段球面，因此，密封盖板10在与倒圆台形反应池内壁的密封实际上为球面与锥面的密封，密封效果较好；在所述密封盖板10下方设置有若干气嘴20，其供气管8从活塞杆心部穿过密封盖板10以保证密封，气路上设置了输气电磁阀9；反应室5上部通过补水管2、补水泵1与溶液池16连接，下部为盛装氢氧化钙饱和溶液6、呈倒圆台形的反应池，反应池内部在液面以下设置有两道环形槽，分别为均气槽18和均液槽19，均气槽 18与进气管3连接，均液槽19为阶梯槽，紧贴池壁的大端设置有滤网22，小端通过喷淋泵15与位于喷淋室14上部的喷淋装置12连接，喷淋装置 12的下方安装有内部设置了若干螺旋形烟道的烟气缓冲装置13，这种烟气缓冲装置为现有技术，此处不赘述；反应池底部与受排渣电磁阀24控制的排渣管23连接；所述出气管11设置在喷淋室14的顶部；还设置有控制气缸7、输气电磁阀9、排渣电磁阀24、补水泵1顺序启动和关闭的 PLC控制系统。

一种上述的烟气高效脱硫设备的处理方法，包括以下步骤：

1)烟气进入除尘器4，将固体尘埃去除；

2)除尘后的烟气经过单向阀17、均气槽18进入氢氧化钙饱和溶液6 的反应池，气泡在溶液中本身起到搅拌作用，烟气中二氧化硫气体与氢氧化钙饱和溶液6反应生成亚硫酸钙沉淀21，向底部沉积；烟气中绝大部分二氧化硫被去除；

3)氢氧化钙饱和溶液6通过均液槽19和喷淋泵15被抽入喷淋装置 12，喷淋装置12保持向下喷淋；残余部分二氧化硫的烟气进入喷淋室14，并通过烟气缓冲装置13的若干螺旋形烟道，速度被极大降低，与喷淋溶液中的氢氧化钙充分反应，沉淀物被喷淋液体带入反应池；

4)PLC控制系统按照预设时间，定时启动气缸7，活塞杆向下伸出，将密封盖板10压紧在反应池壁上，基本保证密封；PLC控制系统在气缸7 到位后，按预设时间启动排渣电磁阀24和输气电磁阀9，输气电磁阀9 增大内部气压，将亚硫酸钙沉淀21压入排渣管23；PLC控制系统控制关闭排渣电磁阀24和输气电磁阀9，同时控制气缸7回缩，密封盖板10上升；PLC控制系统控制补水泵1从溶液池16中定量抽取氢氧化钙饱和溶液进入反应池。

对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种烟气高效脱硫设备，包括进气管(3)、脱硫系统、出气管(11)，其特征在于，所述脱硫系统包括反应室(5)和后端的喷淋室(14)；喷淋室(14)的高度高于反应室(5)，底部为可供液体回流至反应室(5)的斜面；反应室(5)顶部安装有气缸(7)，其活塞杆上固定安装有密封盖板(10)；在所述密封盖板(10)下方设置有若干气嘴(20)，其供气管(8)从活塞杆心部穿过密封盖板(10)，气路上设置了输气电磁阀(9)；反应室(5)上部通过补水管(2)、补水泵(1)与溶液池(16)连接，下部为盛装氢氧化钙饱和溶液(6)、呈倒圆台形的反应池，反应池内部在液面以下设置有两道环形槽，分别为均气槽(18)和均液槽(19)，均气槽(18)与进气管(3)连接，均液槽(19)为阶梯槽，紧贴池壁的大端设置有滤网(22)，小端通过喷淋泵(15)与位于喷淋室(14)上部的喷淋装置(12)连接；反应池底部与受排渣电磁阀(24)控制的排渣管(23)连接；所述出气管(11)设置在喷淋室(14)的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种烟气高效脱硫设备，其特征在于，还包括设置在进气管(3)与脱硫系统之间的除尘器(4)。

3.根据权利要求2所述的一种烟气高效脱硫设备，其特征在于，所述除尘器(4)为湿式电除尘器。

4.根据权利要求3所述的一种烟气高效脱硫设备，其特征在于，所述除尘器(4)与脱硫系统之间设置有单向阀(17)。

5.根据权利要求4所述的一种烟气高效脱硫设备，其特征在于，所述密封盖板(10)的边缘截面为圆弧形。

6.根据权利要求5所述的一种烟气高效脱硫设备，其特征在于，在所述喷淋装置(12)的下方安装有内部设置了若干螺旋形烟道的烟气缓冲装置(13)。

7.根据权利要求6所述的一种烟气高效脱硫设备，其特征在于，还设置有控制气缸(7)、输气电磁阀(9)、排渣电磁阀(24)、补水泵(1)顺序启动和关闭的PLC控制系统。

8.根据权利要求7所述的一种烟气高效脱硫设备的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)烟气进入除尘器(4)，将固体尘埃去除；

2)除尘后的烟气经过单向阀(17)、均气槽(18)进入氢氧化钙饱和溶液(6)的反应池，气泡在溶液中本身起到搅拌作用，烟气中二氧化硫气体与氢氧化钙饱和溶液(6)反应生成亚硫酸钙沉淀(21)，向底部沉积；烟气中绝大部分二氧化硫被去除；

3)氢氧化钙饱和溶液(6)通过均液槽(19)和喷淋泵(15)被抽入喷淋装置(12)，喷淋装置(12)保持向下喷淋；残余部分二氧化硫的烟气进入喷淋室(14)，并通过烟气缓冲装置(13)的若干螺旋形烟道，速度被极大降低，与喷淋溶液中的氢氧化钙充分反应，沉淀物被喷淋液体带入反应池；

4)PLC控制系统按照预设时间，定时启动气缸(7)，活塞杆向下伸出，将密封盖板(10)压紧在反应池壁上，基本保证密封；PLC控制系统在气缸(7)到位后，按预设时间启动排渣电磁阀(24)和输气电磁阀(9)，输气电磁阀(9)增大内部气压，将亚硫酸钙沉淀(21)压入排渣管(23)；PLC控制系统控制关闭排渣电磁阀(24)和输气电磁阀(9)，同时控制气缸(7)回缩，密封盖板(10)上升；PLC控制系统控制补水泵(1)从溶液池(16)中定量抽取氢氧化钙饱和溶液进入反应池。