CN109621693A - 烟气复合脱硫系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种烟气复合脱硫系统，包括一级旋转喷雾脱硫装置和二级精脱硫装置，其中一级旋转喷雾脱硫装置包括一级旋转喷雾脱硫塔、旋转雾化器、上部烟气分配器和下部烟气分配器；二级精脱硫装置包括二级精脱硫塔及雾化水喷嘴，在一级旋转喷雾脱硫装置与二级精脱硫装置的连通管道上布置脱硫剂喷入口。本发明在第一级脱硫采用目前高效的旋转喷雾法，增加采用相同脱硫剂的第二级精脱硫装置，既适用于新建的烟气脱硫系统，也适用于既有半干法脱硫系统的改造，在实现超低排放的同时达到极佳的经济性，具备广阔的应用前景。

Description

烟气复合脱硫系统

技术领域

本发明属于大气治理的技术领域，适用于烧结、球团、电厂等烟气的脱硫处理，具体涉及一种烟气复合脱硫系统，尤其适用于中高硫烟气的治理场合。

背景技术

发明人已检索分析烟气脱硫处理领域的现有技术，结论如下：

中国专利文献CN101249380A公开了一种半干法烟气脱硫工艺，采用常规的空塔烟气与脱硫剂粉简单混合的脱硫路线，属于单级脱硫脱硫技术，该技术属于早期的脱硫技术，由于脱硫剂与烟气很难充分混合，而且当脱硫剂颗粒的外层脱硫剂与烟气二氧化硫发生反应后，所生成的盐类，将会阻止颗粒物内部脱硫剂与烟气进行反应，从而造成脱硫剂用量大，脱硫效率低，通常脱硫效率仅为60%，而钙硫比达到2.0以上。目前这种脱硫技术已淘汰。现已被循环流化床半干法和旋转喷雾半干法所取代。

中国专利文献CN101874975B公开了一种双碱式半干法烟气脱硫装置及工艺，该专利技术与上述半干法烟气脱硫工艺在脱硫流程方面相同，是在脱硫剂及脱硫投加方面有所改进；由单一脱硫剂（粉）改为两种脱硫剂，一种为氢氧化钙，另一种为纯碱。由于纯碱的活性较高，所以脱硫效率要高于半干法烟气脱硫的脱硫效率，约为80%左右，但这种工艺的纯碱用量大，脱硫成本较高，而且其脱硫灰含有多种盐（钙盐和钠盐），难以处理。而且这也是一种单级脱硫技术。

中国专利文献CN108159857A公开了一种双塔双碱半干法烟气脱硫装置及方法，该专利技术为双级脱硫技术，脱硫效率较高。但第一级采用简单的空塔塔顶喷粉、喷水，对烟气进行降温和脱硫，脱硫效率较低仅为60~80%左右（见该专利说明：一级为60~80%），而第二级采用的纯碱水溶液（5%~10%）进行脱硫（见原专利权利要求书），脱硫剂为纯碱，脱硫成本较高。 另外脱硫灰从文丘里的上部加入，而且空塔的速度达到（20m/s）（见原专利权利要求书），因此在二级空塔中，脱硫灰与烟气充分混合时间很短，无法实现充分混合，脱硫效果一般，（见专利摘要）脱硫效率为90%~98%，该项技术仅与循环流化床的单级脱硫相当。

综上，半干法烟气脱硫工艺因低至60%的脱硫效率已被淘汰。双碱式半干法烟气脱硫装置及工艺，又因脱硫效率较低，无法实现烟气超低排放，仍不满足现在的环保要求，且脱硫成本较高，脱硫灰为多盐成份无法处理。而双塔双碱半干法烟气脱硫装置及方法采用两级脱硫技术，但其第一种脱硫技术效率较低，第二级脱硫采用纯碱进行脱硫，虽然脱硫效率较高，但脱硫剂成本较高，而且脱硫灰与第二项专利相同，也为多盐成份无法处理。

可见，目前主流半干法脱硫工艺为循环流化床半干法和旋转喷雾半干法，其脱硫方法脱硫效率在经济运行情况下（钙硫比1：1.8），最高仅能达到95%，对于含有中、高硫的烟气，无法实现超低排放（即脱硫效率大于98%）。克服以上现有的脱硫技术的不足，进一步提高脱硫效率，实现烟气超低排放，就成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

发明目的：为了克服以上现有的脱硫技术脱硫效率低，无法实现超低排放的不足，本发明提供一种烟气复合脱硫系统，提高脱硫效率并实现烟气超低排放。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的烟气复合脱硫系统，包括一级旋转喷雾脱硫装置和二级精脱硫装置，所述一级旋转喷雾脱硫装置包括一级旋转喷雾脱硫塔、旋转雾化器、上部烟气分配器和下部烟气分配器；所述二级精脱硫装置包括二级精脱硫塔、所述二级精脱硫塔内安装雾化水喷嘴，在一级旋转喷雾脱硫装置与二级精脱硫装置的连通管道上布置脱硫剂喷入口。

具体地，所述一级旋转喷雾脱硫塔具有第一进烟气管、第二进烟气管、出烟气管及锥形底部；第一进烟气管从上部烟气分配器进入，第二进烟气管从下部烟气分配器进入；所述旋转雾化器安装在上部烟气分配器与下部烟气分配器之间，所述出烟气管位于锥形底部上方。

具体地，所述二级精脱硫塔包括由下而上布置的底部入口烟道、烟气均匀段、文丘里喉管、雾化水喷嘴和顶部出口烟道，所述雾化水喷嘴位于文丘里喉管上方。

具体地，所述出烟气管连通二级精脱硫塔的底部入口烟道；在底部入口烟道上设第一脱硫剂喷入口和第二脱硫剂喷入口，所述第一脱硫剂是新脱硫粉，所述第二脱硫剂是新脱硫液。新脱硫粉可以选用碳酸钠粉或小苏打粉，新脱硫液可以选用氨水。

具体地，所述顶部出口烟道连通沉降室，所述沉降室的底部具有锥形灰斗，所述锥形灰斗底端连通烟气均匀段，所述沉降室侧壁连通烟气出口管，组成循环灰装置。

具体地，所述烟气出口管上安装布袋除尘器。

发明原理：本发明在第一级脱硫采用目前高效的旋转喷雾法（脱硫效率90~94%），在旋转喷雾法的后端增加第二级精脱硫装置，所使用的脱硫剂与一级脱硫系统相同。既适用于新建的烟气脱硫系统，也适用于既有半干法脱硫系统的改造。

有益效果：本发明相比现有技术具备以下突出的实质性特点和显著的进步

（1）对于现有SDA脱硫工艺系统，经过复合脱硫工艺改造后，可以实现稳定超低排放。

（2）对于新建的项目，可以实现在较少的脱硫剂用量情况下，实现稳定超低排放。

（3）目前对于中高硫烟气，采用半干法和干法脱硫很难实现超低排放，就算实现了超排，其脱硫成本将会大幅增加。而本发明创造性地将半干法或干法脱硫工艺组合，在保证现有半干法和干法脱硫的优点（即工艺简单、无废水产生、排放的烟气没有白烟），同时克服了半干法或干法脱硫工艺的缺点（即脱硫效率较低，难以经济性实现超低排放），大幅度提高脱硫效率，可以在经济成本下实现超低排放。与半干法和干法脱硫工艺相比，脱硫剂成本将减少50%以上。在实现超低排放的同时具备极好的经济性，具备广阔的应用前景。

除以上所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外。为使本发明目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点做更为清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

附图说明

图1是本发明的实施例的装置示意图；

图中：原烟气管道1、一级旋转喷雾脱硫塔2、下部烟气分配器3、旋转雾化轮4、上部烟气分配器5、底部入口烟道6、 第一脱硫剂喷入口7、 第二脱硫剂喷入口8、烟气均匀段9、文丘里喉管10、雾化水喷嘴11、二级精脱硫塔12、顶部出口烟道13、沉降室14、布袋除尘器15。

具体实施方式

实施例：

如图1所示的一台180烧结烟气超低脱硫系统，新建一级旋转雾化脱硫装置（SDA)和二级精脱硫装置，用于脱除180烧结烟气中的SO₂，使所排放烟气中的SO₂浓度实现超低排放。

一级旋转雾化脱硫装置（SDA)包括旋一级转雾化脱硫塔2、D300旋转雾化轮4、上部烟气分配器5和下部烟分配器3，以及脱硫浆液制备系统；二级精脱硫装置包括二级精脱硫塔12、烟气均匀段9、文丘里喉管10、高压雾化水喷嘴11及沉降室14，在二级精脱硫塔12的底部入口烟道上安装喷新脱硫硫粉的第一脱硫剂喷入口7和喷新脱硫液的第二脱硫剂喷入口8，在沉降室14的灰斗底部与烟气均匀段9之间安装循环灰管道；在沉降室14后安装布袋除尘器15。

从烧结机主抽风机的出口，原烟气管道1作为连接一级旋转雾化脱硫脱硫塔的进口总烟道，安装烟道用于连接一级旋转喷雾脱硫塔2的出口与二级精脱硫塔12的入口。在二级精脱硫塔的12的底部入口烟道6上安装喷新脱硫粉装置和喷新脱硫液装置。并安装新脱硫粉研磨装置（研磨机），用以制作脱硫粉，脱硫粉为小苏打细粉。

对上述系统的工作流说明如下：

烧结烟气通过烟道首先分两路流入一级旋转雾化脱硫的上部烟气分配器和下部烟气分配器，脱硫浆液（石灰浆）由高速旋转雾化器（安装在上部烟分配器的下部）甩出，从上、下部分配器旋转出来的烟气与雾化器甩出的浆液滴充分混合，脱硫浆液滴吸收烟气中的SO₂，同时被烟气蒸干，成细小颗粒状。

通过一级脱硫系统脱硫后，此时脱硫效率可达到90%以上（最高为94%），然后通过烟道烟气及脱硫灰进入二级精脱硫塔，在进二级精脱硫塔的烟道上，喷入新鲜脱硫粉，通过精脱塔均匀段均匀后，进入文丘里加速段加速，使烟气及脱硫灰、脱硫剂快速射入脱硫塔（在这个过程中，大颗粒的灰尘被粉碎，内部的脱硫剂暴露出来），继续进行脱硫反应；通过调整喷入精脱硫塔内的雾化水水量，用于调节精脱硫塔内的烟气温度，保证脱硫效率，同时防止烟气温度过低，而对后面的除尘器影响。

经二级脱硫系统脱硫后，总的脱硫效率可达到98%以上，脱硫灰及烟气进入沉降室进行沉降，脱除大颗粒灰尘（通常内部含一定量的未反应的脱硫剂），大颗粒灰尘，落入灰斗后通过循环灰管道返回精脱硫塔，重新用于脱硫，减少脱硫剂的消耗。

经沉降室粗除尘后，烟气及少量的脱硫灰进入布袋除尘器进入除尘，除尘后的烟气，送入脱硝或达标排入大气。

本发明的一种烟气复合脱硫工艺，包括一级旋转喷雾脱硫工艺系统、二级精脱硫工艺系统和布袋除尘器；一级旋转喷雾脱硫工艺系统包括一级旋转喷雾脱硫塔、旋转雾化器、上部烟气分配器、下部烟气分配器和制浆系统；二级精脱硫工艺系统包括精脱硫塔、喷粉装置、高压雾化水装置和循环灰装置；

旋转喷雾脱硫塔具有两路进烟气管、一路出烟气管以及锥形底部；两路进烟气管的一路从旋转喷雾的脱硫塔的上部烟气分配器向下进入旋转喷雾脱硫塔，另一路从脱硫塔的下部旋转分配器向上进入旋转喷雾脱硫塔；旋转雾化器安装在上部烟气分配器的下端；所述出烟气管安装在旋转喷雾脱硫塔的锥形底部中上部。

一级脱硫塔烟气出口通过管道与二级精脱硫塔的底部烟气进口管道相连；在二精脱硫塔的进口管道上设喷新脱硫粉装置和喷新脱硫液；所述的二级精脱硫塔，由下至连接的结构依次包括：二级脱硫塔的进口烟道、二级脱硫塔烟气均匀段、文丘里喉管、位于文丘里喉管上部的雾化水喷嘴和顶部烟气出气管道。

二级精脱硫塔的出口通过管道与布袋除尘器的进口相连。在二级精脱硫塔的出口至布袋除尘器的进口的管道上设沉降室，沉降室的底部设锥形灰斗，灰斗的底部设管道，与二级脱硫塔的烟气均段相连。

本发明为烟气复合脱硫提供了一种全新的思路与方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上仅是以示例的方式提供的优选实施方式。本领域技术人员可以在不偏离本发明的情况下想到许多更改、改变和替代。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用对本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。所附权利要求旨在限定本发明的范围，并因此覆盖这些权利要求及其等效项的范围内的方法和结构。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种烟气复合脱硫系统，其特征在于：包括一级旋转喷雾脱硫装置和二级精脱硫装置，所述一级旋转喷雾脱硫装置包括一级旋转喷雾脱硫塔、旋转雾化器、上部烟气分配器和下部烟气分配器；所述二级精脱硫装置包括二级精脱硫塔、所述二级精脱硫塔内安装雾化水喷嘴，在一级旋转喷雾脱硫装置与二级精脱硫装置的连通管道上布置脱硫剂喷入口。

2.根据权利要求1所述的烟气复合脱硫系统，其特征在于：所述一级旋转喷雾脱硫塔具有第一进烟气管、第二进烟气管、出烟气管及锥形底部；第一进烟气管从上部烟气分配器进入，第二进烟气管从下部烟气分配器进入；所述旋转雾化器安装在上部烟气分配器与下部烟气分配器之间，所述出烟气管位于锥形底部上方。

3.根据权利要求2所述的烟气复合脱硫系统，其特征在于：所述二级精脱硫塔包括由下而上布置的底部入口烟道、烟气均匀段、文丘里喉管、雾化水喷嘴和顶部出口烟道，所述雾化水喷嘴位于文丘里喉管上方。

4.根据权利要求3所述的烟气复合脱硫系统，其特征在于：所述出烟气管连通二级精脱硫塔的底部入口烟道；在底部入口烟道上设第一脱硫剂喷入口和第二脱硫剂喷入口，所述第一脱硫剂是新脱硫粉，所述第二脱硫剂是新脱硫液。

5.根据权利要求4所述的烟气复合脱硫系统，其特征在于：所述新脱硫粉为碳酸钠粉或小苏打粉。

6.根据权利要求4所述的烟气复合脱硫系统，其特征在于：所述新脱硫液为氨水。

7.根据权利要求3所述的烟气复合脱硫系统，其特征在于：所述顶部出口烟道连通沉降室，所述沉降室的底部具有锥形灰斗，所述锥形灰斗底端连通烟气均匀段，所述沉降室侧壁连通烟气出口管。

8.根据权利要求7所述的烟气复合脱硫系统，其特征在于：所述烟气出口管上安装布袋除尘器。