CN107308797A - 一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺 - Google Patents

一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺 Download PDF

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Abstract

一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺,属于烟气脱硫工艺领域。本发明为了解决现有工业生产既能实现超低硫化气体排放,同时又能实现节约水资源的问题。本发明包括以下步骤:步骤一、流化床脱硫;步骤二、烟气分离;步骤三、将脱硫灰的烟气进行除尘处理;步骤四、进行湿式脱硫处理;步骤五、将脱硫后的烟气进入除尘除雾节水装置进行净化;本发明锅炉或焚烧炉出来的烟气分别进行流化床式脱硫和湿式脱硫处理,经过流化床脱硫用的吸收剂被分离并再次输送至于反应器,经过流化床脱硫处理的烟气除雾处理后,经过除尘除雾节水装置将分离出来的水可以回收至脱硫系统中,本发明的工艺实现超低硫化气体排放,兼具实现节约水资源。

Description

一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺,属于烟气脱 硫工艺领域。
背景技术
[0002] 燃煤锅炉产生的烟气和钢铁行业的烧结工序产生的烟气均含有二氧化硫,在本技 术领域实施脱硫是保护环境的重要对象。
[0003] 我国是一个燃煤大国,燃煤产生的二氧化硫和粉尘给我国的大气环境造成了严重 的污染,烟气脱硫除尘装置为改善我国的大气环境发挥了重要的作用。
[0004] 随着我国环保排放要求的日益严格,许多地方要求烟气排放中的二氧化硫浓度小 于35mg/Nm3,粉尘浓度小于20mg/Nm3,有些地方甚至提出了 5mg/Nm3的要求。
[0005]许多电厂采用了 “湿式脱硫塔+湿式电除尘器”的配置方式,以满足超低排放的要 求。但湿式电除尘器投资高、占地面积大、运行费用也非常高,性价比很差,特别是对于我国 这样一个处于发展中、并且以燃煤为主的国家来说,更难于承受。实际上,西方发达国家电 厂也极少采用湿式电除尘器,仅在燃烧高硫煤、三氧化硫排放浓度高、烟气带色严重的场合 使用。
[0006] 湿法脱硫容易带来的另一个问题是“烟囱雨”问题,烟囱雨呈酸性,含有粉尘、石 膏、石灰石及溶解盐等物质,给电厂周边带来新的环境问题。
[0007] 此外,我国是一个严重缺水的国家,特别是西北、华北以及内蒙古地区。而西北、内 蒙古等地煤炭资源丰富,新老电厂众多,进一步加剧了当地的水荒问题,而采用湿法脱硫工 艺面临的问题是严重浪费水资源。
发明内容
[0008] 本发明的目的是为了解决现有工业生产既能实现超低硫化气体排放,同时又能实 现节约水资源的问题,进而提供一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺。
[0009] 本发明的技术方案:
[0010] 一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺包括以下步骤:
[0011] 步骤一、流化床脱硫;
[0012] 从锅炉或焚烧炉出来的烟气进入反应器的底部与雾化的石灰浆混合,反应器内的 石灰浆在干燥过程中与烟气中的二氧化硫及其他酸性气体进行中和反应;
[0013] 步骤二、烟气分离;
[0014] 经过步骤一反应的烟气经过设置在反应器出口端的旋风分离器将含有脱硫灰的 烟气、未反应完全的石灰的流化床床料在旋风分离器中分离;
[0015] 步骤三、将脱硫灰的烟气进行除尘处理;
[0016] 经过步骤二中旋风分离器分离出的带有脱硫灰的烟气输送到除尘器中进行除尘 处理;
[0017] 步骤四、进行湿式脱硫处理;
[0018] 将步骤三中进行除尘处理的烟气输送到湿式脱硫塔塔体内进行除雾处理,烟气在 湿式脱硫塔内的折板除雾器和布置在折板除雾器上的喷淋装置作用下,将步骤一至步骤三 中有效脱离的硫化物颗粒进行再次脱硫处理;
[0019] 步骤五、将脱硫后的烟气进入除尘除雾节水装置进行净化;
[0020]在脱硫后的湿式脱硫塔的上端烟道内安装有除尘除雾节水装置,脱硫后的烟气进 入除尘除雾节水装置进行净化。
[0021]优选的、步骤一中的石灰将在石灰浆制备槽中经过石灰浆栗抽出,经过压缩机压 缩后进入反应器中。
[0022]优选的:步骤二中经过旋风分离器分离后的未反应完全的石灰的流化床床料,其 中99%被送回反应器中,1 %的床料作为副产品脱硫灰排出到脱硫灰仓中。
[0023]优选的:步骤五中除尘除雾节水装置净化步骤包括:
[0024]第一步、喷淋,脱硫后的烟气首先进入除尘除雾节水装置的撞击冷却室,撞击冷却 室内的雾化喷嘴对脱硫后的烟气进行持续性喷淋,烟气中的细微颗粒与从除尘除雾节水装 置内喷出的雾滴发生强烈碰撞,水汽开始在细微颗粒表面凝聚,并使细微颗粒直径变大,形 成含有小颗粒的烟气;
[0025]第二步、压缩,含有中等颗粒的烟气经过除尘除雾节水装置的喉道时,烟气中中等 颗粒之间的空间进一步压缩,增大了微细颗粒(粉尘与粉尘之间、粉尘与雾滴之间、液滴与 液滴之间)的碰撞几率,微细颗粒直径继续增大,形成含有中等颗粒的烟气;
[0026]第三步、凝并,含有中等颗粒的烟气进一步进入除尘除雾节水装置的凝并室,在凝 并室,烟气速度降低,温度也开始下降,压力开始回升,烟气中微细颗粒直径进一步增大,形 成含有大颗粒的烟气;
[o027t第四步、分离,最后含有大颗粒的烟气进入除尘除雾节水装置的细颗粒滤清单元, 通过离心力将大颗粒与气体分离,从而排出合格烟气,分离后的液体通过管路回收至脱硫 塔内。
[0028]本发明具有以下有益效果:
[0029] 1、一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺的循环流化床床料高 倍率循环,保证吸收剂与烟气的充分接触,提高吸收剂的利用率,同时烟气在反应器及旋风 分尚器中驻留时间短,并通过二次湿式脱硫处理,使得排放的烟气中硫化物含量得到进一 步过滤,满足超低排放标准。
[0030] 2、经过本发明工艺,可通过螺栓或焊接方式将除尘除雾节水装置安装于脱硫后的 脱硫塔内或烟道内,装置整体无运动部件,使用寿命长,维护费用低,具有自洁性能,可利用 收集的气液进行清洗,无结垢堵塞风险,解决了“石膏雨”问题,分离的烟气中的水可通过管 路回收至脱硫系统中,分离出来的水可用于脱硫系统,基本实现脱硫系统零补水。
[0031] 3、一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺脱硫效率高°,可以达 98%以上。 ’
附图说明
[0032]图1是一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺的工艺流程图;
[0033]图2是除尘除雾节水装置的结构主视图;
[0034]图中1-反应器,2-旋风分离器,3_除尘器,4-脱硫灰仓,5-石灰仓,6-石灰浆制备 槽,7-石灰浆泵,8_压缩机,湿式脱硫塔,10-雾化喷嘴,11-喉道,丨2-凝并室,13-细颗粒滤 清单元,14-涡扇叶片,15-疏水槽,16-除尘除雾节水装置,17-撞击冷却室。
具体实施方式
[0035]具体实施方式一、结合图1说明本实施方式的一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱 硫联用超低排放工艺包括以下步骤:
[0036] 步骤一、流化床脱硫;
[0037]从锅炉或焚烧炉出来的烟气进入反应器的底部与雾化的石灰浆混合,反应器内的 石灰浆在干燥过程中与烟气中的二氧化硫及其他酸性气体进行中和反应;
[0038] 步骤二、烟气分离;
[0039]经过步骤一反应的烟气经过设置在反应器出口端的旋风分离器将含有脱硫灰的 烟气、未反应完全的石灰的流化床床料在旋风分离器中分离;
[0040]步骤三、将脱硫灰的烟气进行除尘处理;
[0041]经过步骤二中旋风分离器分离出的带有脱硫灰的烟气输送到除尘器中进行除尘 处理;
[0042] 步骤四、进行湿式脱硫处理;
[0043]将步骤三中进行除尘处理的烟气输送到湿式脱硫塔塔体内进行除雾处理,烟气在 湿式脱硫塔内的折板除雾器和布置在折板除雾器上的喷淋装置作用下,将步骤一至步骤三 中有效脱离的硫化物颗粒进行再次脱硫处理;
[0044]步骤五、将脱硫后的烟气进入除尘除雾节水装置进行净化;
[0045]在脱硫后的湿式脱硫塔的上端烟道内安装有除尘除雾节水装置,脱硫后的烟气进 入除尘除雾节水装置进行净化。
[0046]具体实施方式一、结合图1说明本实施方式的一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱 硫联用超低排放工艺步骤一中的石灰将在石灰浆制备槽中经过石灰浆泵抽出,经过压缩机 压缩后进入反应器中。
[0047]具体实施方式三、结合图1说明本实施方式的一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱 硫联用超低排放工艺步骤二中经过旋风分离器分离后的未反应完全的石灰的流化床床料, 其中99%被送回反应器中,丨%的床料作为副产品脱硫灰排出到脱硫灰仓中。
[0048]具体实施方式四、结合图1说明本实施方式的一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱 硫联用超低排放工艺步骤五中除尘除雾节水装置净化步骤包括:
[0049]第一步、喷淋,脱硫后的烟气首先进入除尘除雾节水装置的撞击冷却室,撞击冷却 室内的雾化喷嘴对脱硫后的烟气进行持续性喷淋,烟气中的细微颗粒与从除尘除雾节水装 置内喷出的雾滴发生强烈碰撞,水汽开始在细微颗粒表面凝聚,并使细微颗粒直径变大,形 成含有小颗粒的烟气;
[0050]第二步、压缩,含有中等颗粒的烟气经过除尘除雾节水装置的喉道时,烟气中中等 颗粒之间的空间进一步压缩,增大了微细颗粒(粉尘与粉尘之间、粉尘与雾滴之间、液滴与 液滴之间)的碰撞几率,微细颗粒直径继续增大,形成含有中等颗粒的烟气;
[0051]第三步、凝并,含有中等颗粒的烟气进一步进入除尘除雾节水装置的凝并室,在凝 并室,烟气速度降低,温度也开始下降,压力开始回升,烟气中微细颗粒直径进一步增大,形 成含有大颗粒的烟气;
[0052]第四步、分离,最后含有大颗粒的烟气进入除尘除雾节水装置的细颗粒滤清单元, 通过离心力将大颗粒与气体分离,从而排出合格烟气,分离后的液体通过管路回收至脱硫 塔内。
[0053]具体实施方式五、结合图1和图2说明本实施方式的一种烟气循环流化床脱硫及湿 sy兑硫联用超低排放工艺一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺,该工艺 采用的装置包括:反应器1、旋风分离器2、除尘器3、脱硫灰仓4、石灰仓5、石灰浆制备槽6、石 灰浆栗7、压缩机8、湿式脱硫塔9和除尘除雾节水装置16,反应器1的上端出口处连通有旋风 分离器2,经过旋风分离器2分离的烟气通过输送管道输送至除尘器3,经过旋风分离器分离 的和流化床床料一部分通过螺旋输送装置输送到反应器中,经过旋风分离器分离的和流化 床床料另一部分作为副产品脱硫灰排出到脱硫灰仓4中;经过除尘器3处理的烟气输送到湿 式脱硫塔9塔体内进行除雾处理,在脱硫后的湿式脱硫塔的上端烟道内安装有除尘除雾节 水装置,脱硫后的烟气进入除尘除雾节水装置进行净化;
[0054]上述的除尘除雾节水装置包括:撞击冷却室17,雾化喷嘴10,喉道11,凝并室12,细 颗粒滤清单元13,经湿式脱硫塔脱硫后的烟气进入除尘除雾节水装置,首先通过撞击冷却 室I7,撞击冷却室I7下方设有雾化喷嘴10,烟气中的微细粉尘和液滴与从雾化喷嘴喷出的 雾滴发生强烈碰撞,水汽开始在粉尘颗粒表面凝聚并长大。撞击冷却室17呈球形或椭圆形, 球形直径为170mm〜1300mm,椭圆形时长短径比为1.5:1〜4.7:1,这样可以增加细颗粒物之 间碰撞的概率,同时也有利于细颗粒物之间的凝聚长大。雾化喷嘴10持续性喷出雾滴,以便 可以与持续经过的烟气进行碰撞,使粉颗粒凝聚,细微颗粒形成小颗粒。当喷雾后的烟气流 经喉道11时,微细粉尘和液滴之间的空间进一步压缩,增大了微细颗粒(粉尘与粉尘之间、 粉尘与雾滴之间、液滴与液滴之间)的碰撞几率,微细颗粒直径继续增大,形成中等颗粒,所 述喉道11为喇叭状,下口小上口大,长为50〜1500圓,扩散角为0°〜8°,既方便压缩烟气,又 便于与凝并室连接。含有中等颗粒的烟气进一步进入凝并室12,所述凝并室12为拉法尔喷 管型面,扩散角为4°〜10°,烟气速度降低,温度也开始下降,压力开始回升,烟气中微细颗 粒直径进一步增大,形成大颗粒。最后烟气进入细颗粒滤清单元,所述细颗粒滤清单元由带 一定型面的涡扇叶片14构成,叶片数量为3〜36片,叶片和叶片之间带疏水槽15,涡扇叶片 自身不运动,依靠辐射角,当烟气气流冲击到叶片时涡扇叶片自动产生运动,在离心力的作 用,烟气中的微细颗粒(包括粉尘、液滴)被分离出来,分离出来的水可以回收至脱硫系统 中,深度净化后的烟气最终排至烟囱。在深度净化过程中,由于温度的降低,烟气饱和含湿 量降低,烟气中的饱和蒸汽部分析出。
[0055] 雾化喷嘴10为超广角单流体或双流体喷嘴,雾化角度为130°〜170°,有利于液滴 和细颗粒物之间的碰撞脱除,雾化喷嘴通过管路与供水设备相连。
[0056] 流化床脱硫处理工艺中的石灰浆采用如下方式输送到反应器1中:将石灰仓5内的 石灰与混合在石灰浆制备槽6中制备形成石灰浆,并通过石灰浆泵7和压缩机8作用下输送 至反应器中。
[0057] 本发明的一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺将锅炉或焚烧 炉出来的烟气分别进行了流化床式脱硫和湿式脱硫处理,经过流化床脱硫用的吸收剂在旋 风分离器的作用下被分离并再次输送至于反应器,这种工艺方式提高率脱硫用吸收剂的利 用率,使得脱硫用吸收剂的消耗量降低,经过流化床脱硫处理的烟气再次进入湿式脱硫塔 内进行除雾处理,除雾处理后的烟气经过除尘除雾节水装置将分离出来的水可以回收至脱 硫系统中,因此一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺同时兼具实现超低 硫化气体排放,又能实现节约水资源。
[0058]本实施方式只是对本专利的示例性说明,并不限定它的保护范围,本领域技术人 员还可以对其局部进行改变,只要没有超出本专利的精神实质,都在本专利的保护范围内。

Claims (4)

1. 一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺,其特征在于包括以下步 骤: 步骤一、流化床脱硫; 从锅炉或焚烧炉出来的烟气进入反应器的底部与雾化的石灰浆混合,反应器内的石灰 浆在干燥过程中与烟气中的二氧化硫及其他酸性气体进行中和反应; 步骤二、烟气分离; 经过步骤一反应的烟气经过设置在反应器出口端的旋风分离器将含有脱硫灰的烟气、 未反应完全的石灰的流化床床料在旋风分离器中分离; 步骤三、将脱硫灰的烟气进行除尘处理; 经过步骤二中旋风分离器分离出的带有脱硫灰的烟气输送到除尘器中进行除尘处理; 步骤四、进行湿式脱硫处理; 将步骤三中进行除尘处理的烟气输送到湿式脱硫塔塔体内进行除雾处理,烟气在湿式 脱硫塔内的折板除雾器和布置在折板除雾器上的喷淋装置作用下,将步骤一至步骤三中有 效脱离的硫化物颗粒进行再次脱硫处理; 步骤五、将脱硫后的烟气进入除尘除雾节水装置进行净化; 在脱硫后的湿式脱硫塔的上端烟道内安装有除尘除雾节水装置,脱硫后的烟气进入除 尘除雾节水装置进行净化。
2. 根据权利要求1所述的一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺,其 特征在于:步骤一中的石灰将在石灰浆制备槽中经过石灰浆泵抽出,经过压缩机压缩后进 入反应器中。
3. 根据权利要求1所述的一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺,其 特征在于:步骤二中经过旋风分离器分离后的未反应完全的石灰的流化床床料,其中99% 被送回反应器中,1 %的床料作为副产品脱硫灰排出到脱硫灰仓中。
4. 根据权利要求1所述的一种烟气循环流化床脱硫及湿式脱硫联用超低排放工艺,其 特征在于:步骤五中除尘除雾节水装置净化步骤包括: 第一步、喷淋,脱硫后的烟气首先进入除尘除雾节水装置的撞击冷却室,撞击冷却室内 的雾化喷嘴对脱硫后的烟气进行持续性喷淋,烟气中的细微颗粒与从除尘除雾节水装置内 喷出的雾滴发生强烈碰撞,水汽开始在细微颗粒表面凝聚,并使细微颗粒直径变大,形成含 有小颗粒的烟气; 第二步、压缩,含有中等颗粒的烟气经过除尘除雾节水装置的喉道时,烟气中中等颗粒 之间的空间进一步压缩,增大了微细颗粒(粉尘与粉尘之间、粉尘与雾滴之间、液滴与液滴 之间)的碰撞几率,微细颗粒直径继续增大,形成含有中等颗粒的烟气; 第三步、凝并,含有中等颗粒的烟气进一步进入除尘除雾节水装置的凝并室,在凝并 室,烟气速度降低,温度也开始下降,压力开始回升,烟气中微细颗粒直径进一步增大,形成 含有大颗粒的烟气; 第四步、分离,最后含有大颗粒的烟气进入除尘除雾节水装置的细颗粒滤清单元,通过 离心力将大颗粒与气体分离,从而排出合格烟气,分离后的液体通过管路回收至脱硫塔内。
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