CN108554157A - 一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置 - Google Patents

一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置 Download PDF

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Abstract

一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置，吸收塔内自下而上依次为常温低PH浆液洗涤区、低温高PH浆液洗涤区和除雾区；常温低PH浆液洗涤区包括浆池和第一级喷淋层，两者之间设循环管和循环泵；低温高PH浆液洗涤区包括底部的浆液收集器和上部的第二级喷淋层，浆液收集器连接外置集液管，外置集液管中设浆液冷却器；集液管独立于吸收塔布置，与浆液收集器之间通过导流管相连，与第二级喷淋层通过第二级循环管连接，第二级循环管上设第二级循环泵。本发明取消了二级循环浆池设计，浆液通过收集器直接导流到外置集液管中，冷却水与脱硫浆液采用逆流布置，具有节水、传热效率高、抗腐蚀抗磨损、耐堵塞、结构紧凑占地面积小等优点。

Description

一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置
技术领域
本发明涉及污染物脱除技术领域，具体涉及一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置。
背景技术
根据环境保护部、国家发展和改革委员会、国家能源局关于印发《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》的相关规定，到2020年，全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放，即在基准氧含量6％条件下，烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放浓度分别不高。部分地区(上海、浙江、河北、天津等地区)局部出台了地方政策要求火力发电 厂整治“湿烟羽”现象。“湿烟羽”现象是指高温烟气进入脱硫塔后，与脱硫浆液接触换热 后，吸收塔内浆液受热部分蒸发，烟气冷却增湿，吸收塔内部分小液滴也会被烟气夹带到烟 囱出口。夹带了小液滴的饱和湿烟气排向烟囱出口后，遇冷凝结，形成可见的细小液滴，即 形成“湿烟羽”，特别是在冬季运行期，“湿烟羽”现象尤为严重。“湿烟羽”中可能还有部 分石膏浆液、硫酸液滴和可溶盐等，对局部环境和局部气候都会产生不利影响，同时烟气带 走了吸收塔内大量的水蒸气，造成了水资源的浪费，因此，综合治理脱硫、除尘和湿烟羽已 经是电力环保行业的大势所趋。
发明内容
本发明提出了一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置，综合考虑了脱硫、除尘、湿烟羽消除的环保需求，通过对脱硫系统的升级改造同时实现脱硫除尘节水的一体化目标，减少了改造所需的空间，降低了改造成本，适用于火力发电机组烟气污染物脱除领域。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置，包括吸收塔，所述吸收塔底部设烟气入口，顶部设有烟气出口，其特征在于：所述吸收塔内自下而上依次为常温低PH浆液洗涤区、低温高PH浆液洗涤区和除雾区；所述常温低PH浆液洗涤区包括底部的浆池和上部的第一级喷淋层，两者之间设第一级循环管，第一级循环管上设第一级循环泵，实现常温低PH浆液的一级洗涤与循环利用；所述低温高PH浆液洗涤区包括底部的浆液收集器和上部的第二级喷淋层，所述浆液收集器连接外置集液管，所述外置集液管中设浆液冷却器；所述外置集液管独立于吸收塔布置，与浆液收集器之间通过导流管相连，与第二级喷淋层通过第二级循环管连接，第二级循环管上设第二级循环泵。
其中，所述常温低PH浆液洗涤区的洗涤浆液温度48～53℃，PH范围为4.5～5.2。
进一步的，所述低温高PH浆液洗涤区的洗涤浆液温度为43～48℃，PH范围为5.5～6.2。
进一步的，所述浆液冷却器为金属板式浆液冷却器，采用立式布置方式布置在外置集液管中。
进一步的，所述浆液冷却器底端与顶端设置浆液接口，上部侧板与下部侧边设置冷却水接口，低温高PH浆液自下而上流动，冷却水自上而下流动，呈纯逆流换热。
进一步的，所述浆液冷却器采用耐堵塞结构，浆液通道为直通道设计。
进一步的，所述除雾区设三层屋脊除雾器。
进一步的，所述常温低PH浆液洗涤区设置布气格栅层，位于第一喷淋层之下。
更进一步的，所述低温高PH浆液洗涤区设置导流板和布气格栅层，位于浆液收集器与第二喷淋层之间。
本发明装置使用时，烟气从烟气入口进入吸收塔后，首先被常温低PH浆液洗涤区中低pH值的浆液进行预洗涤，脱除大部分SO2，同时低pH值的环境有利于石膏在浆池中的结晶。然后烟气在布气格栅的作用下均匀进入到浆液收集器上方的低温高pH浆液洗涤区，与高pH值浆液进行反应，将烟气中SO2高效脱除，反应后的浆液通过浆液收集器进入到外置集液管中，通过循环泵进行循环利用；外置集液管中设置了浆液冷却器，用外部冷源降低二级循环喷淋浆液的温度，立式布置，浆液自下而上流动，冷却水自上而下流动，呈纯逆流换热，冷却浆液进入低温高PH浆液洗涤区后使烟气进一步降温，烟气中携带的饱和湿蒸汽量下降，大部分脱硫用水留在了脱硫系统内，避免了烟气携带大量水蒸气进入大气造成的水资源浪费。最后，烟气经过多级除雾器，脱除大部分颗粒物后排向烟囱。
与传统的脱硫改造技术相比，本发明具有以下优势：
1、综合考虑脱硫、除尘、节水一体化的治理目标，通过设计单塔分级洗涤+无浆池二级循环+二级循环浆液冷凝的钙基湿法烟气脱硫方案，能够同步实现高效脱硫、高效除尘和脱硫节水的目标；
2、采用无浆池二级循环方案，用外置集液管代替传统的浆池，既减少了改造所需的占地面积，便于灵活布置，浆液冷却器采用直通道换热器，具有耐堵塞耐防腐结构，脱硫浆液通道为直通道设计，冷却水与脱硫浆液采用逆流布置，提高了浆液冷却器的换热效率；
3、吸收塔采用分级洗涤方案，常温低pH浆液洗涤区采用低pH值浆液洗涤，低温高PH浆液洗涤区采用低温高pH值浆液洗涤，两级洗涤区分别控制，常温低PH浆液洗涤区采用低pH值进行洗涤，满足石膏结晶的要求，低温高PH浆液洗涤区采用低温高pH值浆液进行洗涤，满足高效脱硫和深度节水的要求，有效解决了石膏结晶与高效脱硫pH值不匹配的问题；
4、低温高PH浆液洗涤区采用低温高pH值浆液洗涤，可以强化协同除尘，使得经过吸收塔高效除雾器后，液滴浓度控制在20mg/Nm3。
综上，本发明在原有一级脱硫塔基础上，增设两层分级洗涤，通过在塔内增设浆液收集器，将吸收塔进行物理分区，收集器下方为常温低PH浆液洗涤区，收集器上方为低温高PH浆液洗涤区，常温低PH浆液洗涤区采用常温低pH值浆液进行烟气洗涤，有利于石膏的结晶；低温高PH浆液洗涤区采用低温高pH值浆液进行洗涤，实现SO2的高效脱除。二级洗涤中浆液与烟气反应后通过收集器进入到外置集液管中，通过循环泵进行循环利用，取消了浆池设计的二级洗涤极大的减少了改造所需的占地空间，便于灵活布置。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1是本发明单塔分级洗涤脱硫除尘节水一体化工艺的示意图。
附图标记：1-常温低PH浆液洗涤区、11-浆池、12-第一喷淋层、13-第一循环管、14-第一循环泵、2-低温高PH浆液洗涤区、21-浆液收集器、22-第二喷淋层、23-导流管、24-第一循环管、25-第一循环泵、26-导流板、3-除雾区、4-外置集液管、5-浆液冷却器、7-烟气入口、8-烟气出口。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的带无浆池二级循环的单塔湿法烟气脱硫除尘装置的实施例。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1，一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置，包括吸收塔，吸收塔底部设烟气入口6，顶部设有烟气出口7，吸收塔内自下而上依次为常温低PH浆液洗涤区1、低温高PH浆液洗涤区2和除雾区3；常温低PH浆液洗涤区1包括底部的浆池11和上部的第一级喷淋层12，两者之间设第一级循环管13，第一级循环管13上设第一级循环泵14，实现常温低PH浆液的一级洗涤与循环利用；低温高PH浆液洗涤区2包括底部的浆液收集器21和上部的第二级喷淋层22，浆液收集器21连接外置集液管4，外置集液管4中设浆液冷却器5；外置集液管4独立于吸收塔布置，与浆液收集器21之间通过导流管23相连，与第二级喷淋层22通过第二级循环管24连接，第二级循环管24上设第二级循环泵25。除雾区3 设三层屋脊除雾器。
其中，常温低PH浆液洗涤区1的洗涤浆液温度48～53℃，PH范围为4.5～5.2。低温高PH浆液洗涤区2的洗涤浆液温度为43～48℃，PH范围为5.5～6.2。浆液冷却器5为金属板式浆液冷却器，采用立式布置方式布置在外置集液管4中。浆液冷却器5底端与顶端设置浆液接口，上部侧板与下部侧边设置冷却水接口，低温高PH浆液自下而上流动，冷却水自上而下流动，呈纯逆流换热。浆液冷却器5采用耐堵塞结构，浆液通道为直通道设计。冷却水侧上下进口处留有清洗口，浆液侧利用原有喷淋系统，对冷却器进行停机时冲洗，确保浆液冷却器长期稳定运行。
此外，可以在常温低PH浆液洗涤区1设置布气格栅层，位于第一级喷淋层12之下。低温高PH浆液洗涤区2也设置导流板26和/或布气格栅层，位于浆液收集器21与第二级喷淋层22之间。
某600MW机组的烟气脱硫改造工程，脱硫装置入口烟气量为1977805Nm3/h（标态湿基，实际氧），吸收塔入口烟气温度为50℃，脱硫装置入口SO2浓度（标态干基，6%O2）为2000mg/Nm3，要求通过改造后烟气出口SO2浓度低于10mg/Nm3（标态干基，6%O2），同时实现脱硫节水的要求。该机组原有脱硫装置为单塔循环脱硫塔，配置三层喷淋层，无法满足达标排放和节水的要求，同时由于现场场地紧张，没有多余空地另建新的脱硫装置，结合现场条件，采用单塔分级洗涤脱硫除尘节水一体化工艺，将原有吸收塔增高14m，在二级循环增设二层喷淋层，将二级循环的浆液收集器3与外置集液管4相连，通过第二循环泵25进行循环利用。外置集液管4中设置金属板式浆液冷却器，其中换热器底部与顶部设置浆液接口，上部与下部侧边设置冷却水接口，浆液自下而上流动，冷却水自上而下流动，呈纯逆流换热。冷却器冷却水流量为3500m3/h，经过冷却器后，二级循环浆液从50℃下降到45℃。在二级循环上方设置三层屋脊除雾器，对颗粒物进行脱除。采用单塔分级洗涤脱硫除尘节水一体化工艺后，脱硫塔出口SO2浓度控制在5mg/Nm3以下，烟尘浓度控制在3mg/Nm3以下，排烟温度45℃以下，节约烟气携带水量60t/h。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，本领域的技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种修改，因此依据本发明的技术方案所作的任何改变，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置，包括吸收塔，所述吸收塔底部设烟气入口（6），顶部设有烟气出口（7），其特征在于：所述吸收塔内自下而上依次为常温低PH浆液洗涤区（1）、低温高PH浆液洗涤区（2）和除雾区（3）；所述常温低PH浆液洗涤区（1）包括底部的浆池（11）和上部的第一级喷淋层（12），两者之间设第一级循环管（13），第一循环管（13）上设第一级循环泵（14），实现常温低PH浆液的一级洗涤与循环利用；所述低温高PH浆液洗涤区（2）包括底部的浆液收集器（21）和上部的第二级喷淋层（22），所述浆液收集器（21）连接外置集液管（4），所述外置集液管（4）中设浆液冷却器（5）；所述外置集液管（4）独立于吸收塔布置，与浆液收集器（21）之间通过导流管（23）相连，与第二级喷淋层（22）通过第二级循环管（24）连接，第二级循环管（24）上设第二级循环泵（25）。
2.根据权利要求1所述的一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置，其特征在于：所述常温低PH浆液洗涤区（1）的洗涤浆液温度为48～53℃，PH范围为4.5～5.2。
3.根据权利要求1所述的一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置，其特征在于：所述低温高PH浆液洗涤区（2）的洗涤浆液温度为43～48℃，PH范围为5.5～6.2。
4.根据权利要求1所述的一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置，其特征在于：所述浆液冷却器（5）为金属板式浆液冷却器，采用立式布置方式布置在外置集液管（4）中。
5.根据权利要求1所述的一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置，其特征在于：所述浆液冷却器（5）底端与顶端设置浆液接口，上部侧板与下部侧边设置冷却水接口，低温高PH浆液自下而上流动，冷却水自上而下流动，呈纯逆流换热。
6.根据权利要求1所述的一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置，其特征在于：所述浆液冷却器（5）采用耐堵塞结构，浆液通道为直通道设计。
7. 根据权利要求1所述的一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置，其特征在于：所述除雾区（3） 设三层屋脊除雾器。
8.根据权利要求1所述的一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置，其特征在于：所述常温低PH浆液洗涤区（1）设置布气格栅层，位于第一喷淋层（12）之下。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的一种无浆池二级循环的单塔洗涤湿法烟气脱硫除尘装置，其特征在于：所述低温高PH浆液洗涤区（2）设置导流板（26）和布气格栅层，位于浆液收集器（21）与第二级喷淋层（22）之间。
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