CN109224817A - 预喷淋与事故喷淋一体化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预喷淋与事故喷淋一体化系统，该系统包括若干根并联的浆液循环管路和设置在浆液循环管路上的浆液循环泵，浆液循环管路的一端与位于脱硫吸收塔下部的浆液池连通，浆液循环管路的另一端与位于脱硫吸收塔上部的喷淋管层连通；脱硫吸收塔的侧壁上设置有入口烟道，入口烟道内设置有预喷淋管网，预喷淋管网上布置有若干个喷嘴；预喷淋管网的进液口通过预喷淋管道与若干根浆液循环管路连通，预喷淋管道上还设置有事故喷淋支管，事故喷淋支管的进液口与事故喷淋水箱的出液口连接。本发明不仅能避免脱硫吸收塔设备出现故障时高温烟气进入到脱硫吸收塔内对部件造成的损坏，而且可作为脱硫吸收塔出口二氧化硫浓度超标的辅助措施。

Description

预喷淋与事故喷淋一体化系统
技术领域
本发明属于脱硫技术领域，具体涉及一种预喷淋与事故喷淋一体化系统。
背景技术
目前，烟气脱硫技术达几十种，其中以石灰石-石膏湿法脱硫最为成熟，效率高，操作简单，适应面广，在众多的脱硫技术中，始终占据主导地位，占脱硫总装机容量的80％以上。石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术普遍采用将烟气接入脱硫吸收塔内，通过塔内的托盘、喷淋层、除雾器等各种措施使烟气与脱硫剂接触并进行传质过程，最终除去烟气中的二氧化硫，以上措施全部是采用塔内措施脱硫。
目前，已有公开技术在脱硫吸收塔入口烟道设置事故喷淋装置，如授权公告号为CN206404544U的中国实用新型专利“脱硫吸收塔事故喷淋装置”公开的是一种单纯的事故喷淋装置，设置两层以上的事故喷淋管以达到事故状态下较好的降低烟气温度的效果。授权公告号为CN203764128U的中国实用新型专利“烟气脱硫事故喷淋系统”，公开了一种烟气脱硫事故喷淋系统，在入口烟道上连接工艺水管路和消防水管路，采用管道式的喷淋效果达到事故状态下烟气减温的效果。以上方法都只能解决事故状态下高温烟气对脱硫吸收塔内部设备造成的损害，存在项目实施周期长、投资大、改造难度大等问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种可同步进行烟气脱硫和事故冷却的预喷淋与事故喷淋一体化系统，该系统实施周期短、改造难度低。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种预喷淋与事故喷淋一体化系统，包括若干根并联的浆液循环管路和设置在浆液循环管路上的浆液循环泵，所述浆液循环管路的一端与位于脱硫吸收塔下部的浆液池连通，所述浆液循环管路的另一端与位于脱硫吸收塔上部的喷淋管层连通；
所述脱硫吸收塔的侧壁上设置有入口烟道，所述入口烟道内设置有预喷淋管网，所述预喷淋管网上布置有若干个喷嘴；所述预喷淋管网的进液口通过预喷淋管道与若干根浆液循环管路连通；所述预喷淋管道上还设置有事故喷淋支管，所述事故喷淋支管的进液口与事故喷淋水箱的出液口连接。
作为优选实施方式地，所述预喷淋管网由若干根预喷淋支管并联组成，每根所述预喷淋支管上沿其长度方向间隔设置有若干个喷嘴。
作为优选实施方式地，所述预喷淋支管的中轴线方向与入口烟道的中轴线方向垂直。
作为优选实施方式地，所述喷嘴的布置方向与预喷淋支管的布置方向垂直，所述喷嘴的喷淋方向与入口烟道内的烟气流动方向相同。
作为优选实施方式地，所述喷嘴由喷嘴本体、设置在喷嘴本体一端的喷射嘴以及设置在喷嘴本体另一端的喷嘴连接头组成，所述喷射嘴的末端呈向外张开的锥形状结构，所述喷嘴本体的外壁设置有外螺纹。
作为优选实施方式地，所述喷嘴本体的内径大于喷嘴连接头的内径，所述喷嘴本体与喷嘴连接头之间通过锥形管过渡连接。
作为优选实施方式地，所述喷嘴与预喷淋支管之间设置有接头。
作为优选实施方式地，所述接头呈空心筒状结构，所述接头的一端内腔设置有与外螺纹相匹配的内螺纹，所述接头的另一端与预喷淋支管焊接固定。
作为优选实施方式地，所述浆液循环管路、预喷淋管道、事故喷淋支管上均设置有电动隔离阀。
作为优选实施方式地，所述预喷淋支管上设置有手动隔离阀。
本发明的有益效果是：
其一，本发明通过从浆液循环泵出口引出一路浆液管道与事故喷淋管道并联，通过阀门切换，使脱硫吸收塔内浆液或者工艺水都可以到达预喷淋处，作为预喷淋层与烟气接触，脱除烟气中的二氧化硫。通过浆液循环泵将脱硫吸收塔浆液引入至脱硫吸收塔入口预喷淋，一方面脱硫吸收塔浆液对入口烟气进行降温，另一方面可以对原烟气中二氧化硫进行吸收和预脱除。当事故状态出现，通过自动阀门迅速的将脱硫浆液切换为事故喷淋水，保证了系统的安全稳定运行。
其二，本发明在脱硫吸收塔入口SO2浓度较高时，可启动预喷淋系统，塔内浆液经过循环泵增压后，通过预喷淋管引至脱硫吸收塔入口烟道，进入入口烟道内部的与喷淋管网中进行分配，然后分配至各预喷淋喷嘴中进行雾化，雾化后的浆液液滴与烟气中的SO2及其他酸性污染物进行传质传热反应，从而对SO2及其他酸性污染物起到一定的脱除效果，减小塔内喷淋层的工作负荷，最终达到提高脱硫效率，降低出口SO2排放浓度的目的。
其三，本发明能解决现有技术中脱硫吸收塔设备出现故障时高温烟气进入到脱硫吸收塔内对部件造成损坏，确保设备的安全稳定运行；而且在烟气进入脱硫吸收塔之前，采用高pH值的脱硫剂浆液直接与烟气接触，在传统的脱硫吸收塔之前对烟气中的二氧化硫进行预洗涤和脱除，经过多次工程实践，在新建、改建、扩建项目上均取得良好的效果。
其四，本发明通过增加脱硫剂浆液与烟气的充分接触来增大液气比提高效率，相对传统方法几乎无阻力增加，而且大大提高了硫效率高。
附图说明
图1为本发明的预喷淋与事故喷淋一体化系统的结构示意图；
图2为图1中喷嘴的放大结构示意图；
图3为图1中接头的放大结构示意图；
图中：1-浆液循环管路、2-浆液循环泵、3-脱硫吸收塔、4-浆液池、5-喷淋管层、6-入口烟道、7-预喷淋管网、8-喷嘴、8.1-喷嘴本体、8.2-喷射嘴、8.3-喷嘴连接头、8.4-外螺纹、8.5-锥形管、9-预喷淋管道、10-事故喷淋支管、11-事故喷淋水箱、12-预喷淋支管、13-接头、13.1-内螺纹、14-电动隔离阀、15-手动隔离阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示的预喷淋与事故喷淋一体化系统，包括若干根并联的浆液循环管路1和设置在浆液循环管路1上的浆液循环泵2，浆液循环管路1的一端与位于脱硫吸收塔3下部的浆液池4连通，浆液循环管路1的另一端与位于脱硫吸收塔3上部的喷淋管层5连通。脱硫吸收塔3的侧壁上设置有入口烟道6，入口烟道6内设置有预喷淋管网7，预喷淋管网7由若干根预喷淋支管12并联组成，预喷淋支管12由2205、2507、1.4529、C276等耐磨耐腐蚀合金制成。每根预喷淋支管12上沿其长度方向间隔设置有若干个喷嘴8，喷嘴8由碳化硅制成。
预喷淋支管12的中轴线方向与入口烟道6的中轴线方向垂直。喷嘴8的布置方向与预喷淋支管12的布置方向垂直，喷嘴8的喷淋方向与入口烟道6内的烟气流动方向相同。预喷淋管网7的进液口通过预喷淋管道9与若干根浆液循环管路1连通，预喷淋管道9上还设置有事故喷淋支管10，事故喷淋支管10的进液口与事故喷淋水箱11的出液口连接。浆液循环管路1、预喷淋管道9、事故喷淋支管10上均设置有电动隔离阀14，预喷淋支管12上设置有手动隔离阀15。
如图2所示，喷嘴8由喷嘴本体8.1、设置在喷嘴本体8.1一端的喷射嘴8.2以及设置在喷嘴本体8.1另一端的喷嘴连接头8.3组成，喷嘴本体8.1呈中空筒状结构，喷射嘴8.2的末端呈向外张开的锥形状结构，喷嘴连接头8.3的外壁设置有外螺纹8.4。喷嘴本体8.1的内径大于喷嘴连接头8.3的内径，喷嘴本体8.1与喷嘴连接头8.3之间通过锥形管8.5过渡连接。
如图3所示，喷嘴8与预喷淋支管12之间设置有接头13。接头13呈空心筒状结构，接头13的一端内腔设置有与外螺纹8.4相匹配的内螺纹13.1，接头13的另一端与预喷淋支管12焊接固定。
本发明的实施例1：山东某项目4#锅炉超净排放提效改造，工程规模为1台220t/h锅炉，脱硫工艺为电石渣—石膏湿法烟气脱硫工艺。两台炉按照1炉1塔配置，该项目改造前初始数据如下：烟气量50万m3/hr(实际态、湿基)；FGD入口烟气温度140℃；FGD入口SO2浓度5000mg/Nm3(6％O2，标态，干态)。湿法脱硫改造的排放要求为FGD出口SO2浓度35mg/Nm3(6％O2，标态，干态)。
在改造前，当脱硫吸收塔入口SO2达到4000mg/Nm3(6％O2，标态，干态)以上时，浆液循环泵就需全部投用，且为保证出口排放指标，脱硫吸收塔浆液的pH值需控制在6.2以上，当脱硫吸收塔浆液pH值低于6.0时，出口排放指标就达不到环保要求。由于塔内浆液长期在高pH值区间运行，使得除雾器的堵塞十分严重，且石膏的含水率增大，脱水效果恶化。
在改造后，采用本发明的预喷淋与事故喷淋一体化系统，预喷淋浆液取自于浆液循环泵出口管道，其pH值与塔内浆液pH值同等，在脱硫吸收塔入口SO2浓度较高时，可启动预喷淋系统，塔内浆液经过循环泵增压后，通过预喷淋管引至脱硫吸收塔的入口烟道，进入入口烟道内部的与喷淋管网中进行分配，然后分配至各预喷淋的喷嘴中进行雾化，雾化后的浆液液滴与烟气中的SO2及其他酸性污染物进行传质传热反应，从而对SO2及其他酸性污染物起到一定的脱除效果，减小塔内喷淋层的工作负荷，最终达到提高脱硫效率，降低出口SO2排放浓度的目的。由于预喷淋浆液是取自于浆液循环管，其在烟道内部与烟气是顺向流动，因此本发明方案新增的能耗极低，几乎可以忽略。
项目投运后，相较于改造前的同等工况，脱硫吸收塔内浆液的pH值有明显降低，在锅炉出口SO2浓度在4000mg/Nm3(6％O2，标态，干态)以上时，浆液pH值可从改造前的6.2调整为5.6左右，即脱硫吸收塔的处理能力得到明显的提升。同时，由于塔内pH值降低，塔内石膏浆液的氧化过程得到明显改善，原来除雾器的堵塞情况大幅改善，石膏脱水时的石膏含水率也大幅下降。
本发明将事故喷淋装置与预喷淋系统相结合，在不影响事故喷淋系统安全性和可靠性的前提下，既能解决现有技术中脱硫吸收塔设备出现故障时高温烟气进入到脱硫吸收塔内对部件造成损坏，同时，可作为脱硫吸收塔出口二氧化硫浓度超标的辅助补救措施；或者锅炉燃用高含硫煤的时候造成脱硫吸收塔入口高二氧化硫浓度的情况，降低后续脱硫系统脱除压力的有效举措。
以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，其余未详细说明的为现有技术，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种预喷淋与事故喷淋一体化系统，其特征在于：包括若干根并联的浆液循环管路(1)和设置在浆液循环管路(1)上的浆液循环泵(2)，所述浆液循环管路(1)的一端与位于脱硫吸收塔(3)下部的浆液池(4)连通，所述浆液循环管路(1)的另一端与位于脱硫吸收塔(3)上部的喷淋管层(5)连通；
所述脱硫吸收塔(3)的侧壁上设置有入口烟道(6)，所述入口烟道(6)内设置有预喷淋管网(7)，所述预喷淋管网(7)上布置有若干个喷嘴(8)；所述预喷淋管网(7)的进液口通过预喷淋管道(9)与若干根浆液循环管路(1)连通；所述预喷淋管道(9)上还设置有事故喷淋支管(10)，所述事故喷淋支管(10)的进液口与事故喷淋水箱(11)的出液口连接。
2.根据权利要求1所述的预喷淋与事故喷淋一体化系统，其特征在于：所述预喷淋管网(7)由若干根预喷淋支管(12)并联组成，每根所述预喷淋支管(12)上沿其长度方向间隔设置有若干个喷嘴(8)。
3.根据权利要求2所述的预喷淋与事故喷淋一体化系统，其特征在于：所述预喷淋支管(12)的中轴线方向与入口烟道(6)的中轴线方向垂直。
4.根据权利要求3所述的预喷淋与事故喷淋一体化系统，其特征在于：所述喷嘴(8)的布置方向与预喷淋支管(12)的布置方向垂直，所述喷嘴(8)的喷淋方向与入口烟道(6)内的烟气流动方向相同。
5.根据权利要求2或3或4所述的预喷淋与事故喷淋一体化系统，其特征在于：所述喷嘴(8)由喷嘴本体(8.1)、设置在喷嘴本体(8.1)一端的喷射嘴(8.2)以及设置在喷嘴本体(8.1)另一端的喷嘴连接头(8.3)组成，所述喷嘴本体(8.1)呈中空筒状结构，所述喷射嘴(8.2)的末端呈向外张开的锥形状结构，所述喷嘴本体(8.1)的外壁设置有外螺纹(8.4)。
6.根据权利要求5所述的预喷淋与事故喷淋一体化系统，其特征在于：所述喷嘴本体(8.1)的内径大于喷嘴连接头(8.3)的内径，所述喷嘴本体(8.1)与喷嘴连接头(8.3)之间通过锥形管(8.5)过渡连接。
7.根据权利要求6所述的预喷淋与事故喷淋一体化系统，其特征在于：所述喷嘴(8)与预喷淋支管(12)之间设置有接头(13)。
8.根据权利要求7所述的预喷淋与事故喷淋一体化系统，其特征在于：所述接头(13)呈空心筒状结构，所述接头(13)的一端内腔设置有与外螺纹(8.4)相匹配的内螺纹(13.1)，所述接头(13)的另一端与预喷淋支管(12)焊接固定。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的预喷淋与事故喷淋一体化系统，其特征在于：所述浆液循环管路(1)、预喷淋管道(9)、事故喷淋支管(10)上均设置有电动隔离阀(14)。
10.根据权利要求2或3或4所述的预喷淋与事故喷淋一体化系统，其特征在于：所述预喷淋支管(12)上设置有手动隔离阀(15)。
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