CN109499345A - 石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种石灰石‑石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构及其使用方法，结构设计合理、成本低、可连续稳定运行、不影响脱硫效率。本发明包括吸收塔、溢流管、外工艺水管道、手动球阀、电动调节球阀、第一安装法兰、第二安装法兰、喷嘴、压力检测器和去地沟支管。当观察到溢流口处有泡沫时，如压力检测器显示压力远小于400H Pa时，判断泡沫为吸收塔气泡；如压力检测器显示压力近似为400H Pa或大于该值时，判断泡沫为液位过高；当判断为吸收塔起泡时，开启电动调节球阀，喷嘴向溢流管内喷淋水；当管路安装或者电动调节球阀进行检修时，关闭手动球阀；当液位过低需要进行紧急补水时，在打开其他补水方式的同时，打开手动球阀、电动调节球阀进行辅助补水。
Description
技术领域
本发明涉及一种石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构及其使用方法，属于烟气脱硫技术领域。
背景技术
随着我国经济的不断快速发展，能源需求量也不断提升。我国作为一个煤炭大国，煤炭在能源结构中占据主体地位，大量燃煤的同时导致二氧化硫的排放量也在不断增加，从而引发酸雨等环境问题。为控制大气污染物排放，国家颁布并实施相应法律法规，严格控制二氧化硫的排放，电厂和炼厂等相继实施烟气脱硫项目。在众多脱硫技术中，石灰石-石膏湿法脱硫技术因其适用煤种范围广、脱硫效率高、吸收剂利用率高、设备运转率高、工作的可靠性高、脱硫剂来源丰富廉价等优点被广泛运用，是目前国内乃至世界的最主流技术。然而，在石灰石-石膏湿法脱硫运行过程中，吸收塔浆液起泡溢流是脱硫运行中经常发生的问题，继而导致吸收塔工作液位降低、脱硫效果下降、石膏品质下降等问题，影响系统运行的稳定性。吸收塔起泡的主要原因有锅炉燃烧不充分导致吸收塔浆液有机物含量增加、除尘器运行状况不佳导致烟气粉尘进入吸收塔使浆液重金属含量增高、石灰石中含过量MgO（起泡剂）以及锅炉燃烧不好使飞灰中部分碳颗粒或焦油随烟气进入吸收塔，这些物质进入吸收塔后均会引起浆液表面张力增加，使气泡不易破裂。常用的消泡防溢流的方式有添加消泡剂、降低操作液位、减少循环泵数量等方式，此类方式抑或价格昂贵影响石膏品质，抑或容易降低脱硫效果，因此亟需一种价格低廉、可连续稳定运行、不影响脱硫效率的吸收塔溢流消泡装置。
中国专利CN206295778U公开了一种吸收塔溢流管喷淋循环系统，其在吸收塔塔壁引出水平溢流支管，再连接竖直溢流主管，当泡沫从吸收塔通过水平溢流支管进入溢流主管后，通过溢流主管上部喷嘴将泡沫冲散进入地沟后经坑泵打回吸收塔。缺点为：消泡过程会有水或泡沫进入地沟，影响环境；用坑泵将喷淋水打回吸收塔，增加设备使用及能耗。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、成本低、可连续稳定运行、不影响脱硫效率的石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构及其使用方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构，包括吸收塔和溢流管；其特征在于：还包括外工艺水管道、手动球阀、电动调节球阀、第一安装法兰、第二安装法兰、喷嘴、压力检测器和去地沟支管；溢流管竖直设置在吸收塔内，其底部位于吸收塔的浆池区，顶部伸出吸收塔的浆池区；溢流管上设置有溢流口，溢流口位于浆池区的上方、溢流管顶部的下方；去地沟支管一端与溢流管的溢流口连接，另一端接至地沟；内工艺水管道固定设置在溢流管上，内工艺水管道的出口位于溢流管内，内工艺水管道的进口位于溢流管外；喷嘴安装在内工艺水管道的出口处，喷嘴朝下设置；喷嘴位于溢流管的溢流口下方、吸收塔的浆池区上方；第二安装法兰固定安装在内工艺水管道的进口处；外工艺水管道固定设置在溢流管外，第一安装法兰固定安装在外工艺水管道的出口处；第一安装法兰和第二安装法兰连接，使外工艺水管道和内工艺水管道连接在一起，且外工艺水管道的出口和内工艺水管道的进口连通；手动球阀和电动调节球阀安装在外工艺水管道上；所述的压力检测器安装于溢流管上。
本发明所述的喷嘴采用316L不锈钢材质，喷射角度为90°。由于喷嘴将会接触有腐蚀性浆液，因此使用耐腐蚀316L不锈钢材质，可保证该装置的长期稳定运行。
本发明还包括安装套管，第二安装法兰通过安装套管固定安装在内工艺水管道的进口处。通过套管安装，方便安装与拆卸
本发明所述的第二安装法兰为DN80法兰，材质为FRP；所述的第一安装法兰材质为316L不锈钢，厚度为22 mm。FRR和316L不锈钢可以防腐蚀。
本发明所述的安装套管规格为DN80，材质为FRP。
本发明所述的外工艺水管道的规格为DN25；外工艺水管道在第一安装法兰前端10cm之前为碳钢材质，在第一安装法兰前端10cm之后为316L材质；所述的手动球阀和电动调节球阀规格均为DN25。
本发明所述的压力检测器位于喷嘴和溢流口之间。
本发明所述的内工艺水管道包括水平管道、弯头和竖直管道，水平管道、弯头、竖直管道依次连接；内工艺水管道的进口设置在水平管道上，水平管道水平设置；内工艺水管道的出口设置在竖直管道上，竖直管道竖直向下设置在溢流管内。
本发明设溢流管的溢流口下沿与吸收塔的浆池区浆液液面之间的距离为H，则喷嘴与吸收塔的浆池区浆液液面之间的距离为0.5H，压力检测器与吸收塔的浆池区浆液液面之间的距离为0.6H。
一种石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构的使用方法，其特征在于：步骤为：
（1）、当脱硫维护工作人员在现场观察到溢流管的溢流口处有泡沫时，观察压力检测器，如压力检测器显示压力远小于400H Pa时，判断泡沫为吸收塔气泡；如压力检测器显示压力近似为400H Pa或大于该值时，判断泡沫为吸收塔浆池区浆液液位过高，则应降低吸收塔浆池区浆液液位；
（2）、当判断为吸收塔起泡时，开启电动调节球阀，并调节其阀门开度，喷嘴向溢流管内喷淋水，直至溢流管的溢流口处不再有泡沫，达到除泡的目的；
（3）、运行过程中手动球阀处于常开状态，当管路安装或者电动调节球阀进行检修时，关闭手动球阀切断工艺水供应；
（4）、当吸收塔液位过低需要进行紧急补水时，在打开其他补水方式的同时，打开此处手动球阀、电动调节球阀进行辅助补水。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、本发明结构简单、易加工制作、加工成本低。2、本发明可有效消除吸收塔起泡溢流现象，可连续稳定运行，在消泡的同时不影响脱硫效率。3、本发明可作为一种吸收塔内浆液补水的方式。4、与中国专利CN206295778U相比，本发明在吸收塔浆池区引出竖直的溢流管，在溢流管内高于液位处设置喷嘴，在高于喷嘴的的溢流口处连接去地沟支管；当泡沫进入溢流管后，通过喷嘴喷射喷淋水，可将泡沫控制在喷嘴高度（高于常规液位0.5H）以下；喷淋消泡过程中溢流管内液位将高于吸收塔液位，由于两侧液位差的作用，喷淋水将直接通过溢流管返回吸收塔；由于喷嘴高度低于溢流口，在消泡过程中，将不会有水和泡沫进入地沟；综上所述，相比于与专利CN206295778U，本装置的结果布置的优点在于，消泡过程仅在溢流管内喷嘴以下区域进行，消泡过程不会有水或泡沫进入地沟，喷淋水直接通过液位差作用返回吸收塔，在降低地沟地坑负荷的同时，不用坑泵将喷淋水打回吸收塔，减少设备使用及能耗。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例第一安装法兰的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1和图2，本发明实施例包括外工艺水管道1、手动球阀2、电动调节球阀3、第一安装法兰4、第二安装法兰5、安装套管6、喷嘴7、压力检测器8、吸收塔9、内工艺水管道10和去地沟支管12。
溢流管11竖直设置在吸收塔9内，其底部位于吸收塔9的浆池区，顶部伸出吸收塔9的浆池区。溢流管11上设置有溢流口13，溢流口13位于浆池区的上方、溢流管11顶部的下方，且水平设置。
去地沟支管12一端与溢流管11的溢流口13连接，另一端接至地沟。
内工艺水管道10固定设置在溢流管11上。内工艺水管道10的出口位于溢流管11内，内工艺水管道10的进口位于溢流管11外。
喷嘴7焊接安装在内工艺水管道10的出口处，喷嘴7朝下设置。喷嘴7位于溢流管11的溢流口13下方，且位于吸收塔9的浆池区上方。喷嘴7采用316L不锈钢材质,喷射角度为90°。
第二安装法兰5通过安装套管6固定安装在内工艺水管道10的进口处。第二安装法兰5为DN80法兰，材质为FRP。安装套管6规格为DN80，材质与溢流管11相同，均为FRP。
外工艺水管道1固定设置在溢流管11外，其进口用于连接脱硫工艺水系统。
第一安装法兰4焊接固定安装在外工艺水管道1的出口处。第一安装法兰4和第二安装法兰5连接，使外工艺水管道1和内工艺水管道10连接在一起，且外工艺水管道1的出口和内工艺水管道10的进口连通。第一安装法兰4为非标法兰，材质为316L不锈钢，厚度为22mm。
手动球阀2和电动调节球阀3安装在外工艺水管道1上。手动球阀2和电动调节球阀3规格均为DN25，电动调节球阀3与电厂DCS系统连接，实现就地和远程双控制。
压力检测器8安装于溢流管11上，位于喷嘴7和溢流口13之间。压力检测器8的量程为0-700 Pa。压力检测器8与电厂DCS系统连接。压力检测器8和电动调节球阀3可设置控制连锁。压力检测器8可用于准确判断吸收塔内是液位过高还是塔内起泡的情况，并予以做出相应的准确反应。
外工艺水管道1的规格为DN25。外工艺水管道1在第一安装法兰4前端10cm之前为碳钢材质，在第一安装法兰4前端10cm之后为316L材质。
内工艺水管道10包括水平管道101、弯头102和竖直管道103，水平管道101、弯头102、竖直管道103依次连接。内工艺水管道10的进口设置在水平管道101上，水平管道101水平设置。内工艺水管道10的出口设置在竖直管道103上，竖直管道103竖直向下设置在溢流管11内，并与溢流管11呈同轴布置。弯头102为90°弯头。内工艺水管道10的规格为DN25。
设溢流口13下沿与吸收塔9的浆池区浆液液面之间的距离为H，则喷嘴7与吸收塔9的浆池区浆液液面之间的距离为0.5H，压力检测器8与吸收塔9的浆池区浆液液面之间的距离为0.6H。
一种石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构的使用方法，步骤为：
1、当脱硫维护工作人员在现场观察到溢流管11的溢流口13处有泡沫时，同时可在现场或电厂DCS系统处观察压力检测器8，如压力检测器8显示压力远小于400H Pa时，判断泡沫为吸收塔气泡；如压力检测器8显示压力近似为400H Pa或大于该值时，判断泡沫为吸收塔9的浆池区浆液液位过高，则应降低吸收塔9的浆池区浆液液位。
2、当判断为吸收塔9起泡时，在现场或电厂DCS系统处开启电动调节球阀3，并调节其阀门开度，喷嘴7向溢流管11内喷淋水，直至溢流管11的溢流口13处不再有泡沫，达到除泡的目的。
3、运行过程中手动球阀2处于常开状态，当管路安装或者电动调节球阀3进行检修时，关闭手动球阀2切断工艺水供应。
4、当吸收塔9液位过低需要进行紧急补水时，在打开其他补水方式的同时，可以打开此处手动球阀2、电动调节球阀3进行辅助补水。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构，包括吸收塔和溢流管；其特征在于：还包括外工艺水管道、手动球阀、电动调节球阀、第一安装法兰、第二安装法兰、喷嘴、压力检测器和去地沟支管；溢流管竖直设置在吸收塔内，其底部位于吸收塔的浆池区，顶部伸出吸收塔的浆池区；溢流管上设置有溢流口，溢流口位于浆池区的上方、溢流管顶部的下方；去地沟支管一端与溢流管的溢流口连接，另一端接至地沟；内工艺水管道固定设置在溢流管上，内工艺水管道的出口位于溢流管内，内工艺水管道的进口位于溢流管外；喷嘴安装在内工艺水管道的出口处，喷嘴朝下设置；喷嘴位于溢流管的溢流口下方、吸收塔的浆池区上方；第二安装法兰固定安装在内工艺水管道的进口处；外工艺水管道固定设置在溢流管外，第一安装法兰固定安装在外工艺水管道的出口处；第一安装法兰和第二安装法兰连接，使外工艺水管道和内工艺水管道连接在一起，且外工艺水管道的出口和内工艺水管道的进口连通；手动球阀和电动调节球阀安装在外工艺水管道上；所述的压力检测器安装于溢流管上。
2.根据权利要求1所述的石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构，其特征在于：所述的喷嘴采用316L不锈钢材质，喷射角度为90°。
3.根据权利要求1所述的石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构，其特征在于：还包括安装套管，第二安装法兰通过安装套管固定安装在内工艺水管道的进口处。
4.根据权利要求1所述的石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构，其特征在于：所述的第二安装法兰为DN80法兰，材质为FRP；所述的第一安装法兰材质为316L不锈钢，厚度为22 mm。
5.根据权利要求3所述的石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构，其特征在于：所述的安装套管规格为DN80，材质为FRP。
6.根据权利要求1所述的石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构，其特征在于：所述的外工艺水管道的规格为DN25；外工艺水管道在第一安装法兰前端10cm之前为碳钢材质，在第一安装法兰前端10cm之后为316L材质；所述的手动球阀和电动调节球阀规格均为DN25。
7.根据权利要求1所述的石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构，其特征在于：所述的压力检测器位于喷嘴和溢流口之间。
8.根据权利要求1所述的石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构，其特征在于：所述的内工艺水管道包括水平管道、弯头和竖直管道，水平管道、弯头、竖直管道依次连接；内工艺水管道的进口设置在水平管道上，水平管道水平设置；内工艺水管道的出口设置在竖直管道上，竖直管道竖直向下设置在溢流管内。
9.根据权利要求1所述的石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构，其特征在于：设溢流管的溢流口下沿与吸收塔的浆池区浆液液面之间的距离为H，则喷嘴与吸收塔的浆池区浆液液面之间的距离为0.5H，压力检测器与吸收塔的浆池区浆液液面之间的距离为0.6H。
10.一种权利要求1-9任一权利要求所述的石灰石-石膏湿法脱硫吸收塔溢流消泡结构的使用方法，其特征在于：步骤为：
（1）、当脱硫维护工作人员在现场观察到溢流管的溢流口处有泡沫时，观察压力检测器，如压力检测器显示压力远小于400H Pa时，判断泡沫为吸收塔气泡；如压力检测器显示压力近似为400H Pa或大于该值时，判断泡沫为吸收塔浆池区浆液液位过高，则应降低吸收塔浆池区浆液液位；
（2）、当判断为吸收塔起泡时，开启电动调节球阀，并调节其阀门开度，喷嘴向溢流管内喷淋水，直至溢流管的溢流口处不再有泡沫，达到除泡的目的；
（3）、运行过程中手动球阀处于常开状态，当管路安装或者电动调节球阀进行检修时，关闭手动球阀切断工艺水供应；
（4）、当吸收塔液位过低需要进行紧急补水时，在打开其他补水方式的同时，打开此处手动球阀、电动调节球阀进行辅助补水。
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