CN109663471A - 一种半干法烟气脱硫三级超低排放方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半干法烟气脱硫三级超低排放方法及设备，该方法包括VRI反应器一级脱硫、多管文丘里管二级脱硫、单管文丘里管循环脱硫、脱硫剂计量输送、雾化水输送、预除尘、布袋收尘、烟囱排空步骤。所述的装置包括进风烟道、VRI反应器、多管文丘里管、单管文丘里管、旋风除尘器、布袋除尘器、空气斜槽、调节阀、流化风机、排烟风机、烟囱、脱硫剂计量输送装置、传感器称重装置、罗茨风机、喷射泵、流量控制调节阀、增湿活化喷嘴、压力传感器、压差变送器组。本发明一级脱硫区脱硫率为60‑90％；二级脱硫区脱硫率为95％；三级脱硫区脱硫率为99.9％，满足脱硫超低排放技术要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种脱硫方法及设备，特别是一种半干法烟气脱硫三级超低排放方法及设备。
背景技术
国内外脱硫技术主要分为湿法、干法及半干法三种，干法及半干法脱硫效果较好的是循环流化床工艺系统，其主要设备为脱硫塔。脱硫塔主要由文丘里管、筒体、进出口烟道等组成。文丘里管的作用是使该区气流形成湍流互相撞击和摩擦，使脱硫剂表面形成的副产物脱落，从而使脱硫剂颗粒表面裸露，进一步发生脱硫反应。
现有半干法循环流化床脱硫脱硫率一般为90％-93％，随着烟气排放指标要求越来越严格，脱硫超低排放技术要求烟气排放指标达到：SO2排放浓度＜15-30mg/Nm3进而满足更高的环保排放要求。目前常规的半干法脱硫已无法满足要求，因此，开发一种高效的半干法超低排放脱硫方法及设备，提高脱硫效率且降低成本，减少环境污染，具有良好经济效益与环境效益。
发明内容
为了克服现有半干法脱硫技术的缺陷和不足，本发明提供了一种半干法烟气脱硫三级超低排放方法及设备，为半干法烟气脱硫技术，该方法既具有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又具有干法无污水和废酸排出、脱硫后产物易于处理的优点。其工艺原理可以描述为：在烟气进风管道设置VRI反应器和一级增湿活化喷嘴，为一级脱硫区；在烟气水平方向设置多管文丘里管和二级增湿活化喷嘴，为二级脱硫区；在烟气垂直方向设置单管文丘里管和预留增湿活化喷嘴，为三级脱硫区。脱硫剂经VRI反应器与烟气混合，一级增湿活化喷嘴喷入水雾进行一级脱硫；由一级脱硫区脱硫后烟气再与一级多管文丘里管进口脱硫剂混合，由文丘里传输至扩散段，在扩散段内的二级增湿活化喷嘴喷入水雾进行二级脱硫；来自布袋除尘器的循环脱硫灰由二级单管文丘里管扩散段继续喷入，循环脱硫灰由空气斜槽采用流化风机提供流化风将脱硫灰返回，大幅度度提高单位烟气中脱硫剂浓度，进行三级超低排放深度脱硫。三级脱硫后的烟气由出风管道顶部进入预除尘装置预除尘、布袋收尘，经分离净化脱硫剂后的净烟气由主风机送至烟囱达标排放，最终实现全流程高效脱硫与无污染排放的目标。
具体方案如下：
一种半干法烟气脱硫三级超低排放方法，包括VRI反应器一级脱硫、多管文丘里管二级脱硫、单管文丘里管循环脱硫、脱硫剂计量输送装置、雾化水输送装置、压差装置、预除尘装置预除尘、布袋收尘、烟囱排空步骤。
所述的一级脱硫区在进风管道内设置VRI反应器，该VRI反应器根据气体流动多点式锥形运动原理设计而成，脱硫剂经VRI反应器中流态化元件沸腾流态化后，通过空心锥体多孔眼中喷射溢流而出，呈一个均匀的圆截面，此时烟气在此与脱硫剂充分混合。在VRI反应器下方设置一级增湿活化喷嘴，喷入水雾进行一级脱硫。使用消石灰-氢氧化钙作为脱硫剂，经过一级烟气脱硫脱硫率一般为60-90％。
所述的二级脱硫区为水平方向一级多管文丘里管，二级增湿活化喷嘴，脱硫剂经一级多管文丘里管进口与烟气混合由文丘里传输至扩散段，再由扩散段内的二级增湿活化喷嘴喷入水雾进行二级脱硫，经过二级脱硫烟气脱硫率一般为95％。
所述的三级脱硫区为由垂直方向单管文丘里管，预留增湿活化喷嘴，完成脱硫后的烟气混合粉煤灰和脱硫灰先进入离心除尘区进行旋风除尘，由于粉煤灰的颗粒重量远大于脱硫灰的颗粒重量，在离心除尘区中粉煤灰受重力作用下落，并通过粉煤灰收集设备收集，后续进行综合利用，而脱硫灰则随烟气进入袋式除尘区，在超长滤袋的过滤下，收集得到循环灰后经过空气斜槽采用流化风机提供流化风将脱硫灰返回至单管文丘里管扩散段，继续喷入大量循环脱硫灰，大幅度度提高单位烟气中脱硫剂浓度，进行超低排放深度脱硫，经过三级脱硫烟气脱硫率一般为99.9％。经过布袋收尘净化后的烟气由烟囱排空。
所述的脱硫剂计量输送装置包括消石灰粉仓，缓冲小仓，缓冲小仓下部设有传感器称重装置，缓冲小仓下方依次连接有手动插板阀、星型给料器、喷射泵，喷射泵一端连接罗茨风机，另一端分两路分别连接一级脱硫区VRI反应器和二级脱硫区多管文丘里直管；脱硫剂输送管道中两路分别安装控制给料阀，控制进入每路脱硫剂氢氧化钙的输送量，提高脱硫剂的分散程度及均匀性。所述的传感器称重装置设有电阻应变式称重传感器，电阻应变式称重传感器经信号电缆依次连接传感器接线盒、称重显示仪和计算机。
所述的雾化水输送装置分为：水箱，水泵，输送管道，增湿活化喷嘴，一级增湿活化喷嘴安装在VRI反应器下风管道内，二级增湿活化喷嘴安装在多管文丘里扩散段后面筒体内，喷入的雾化水与烟气进行了充分的混合，在高温烟气作用下充分的蒸发，保证了灰具有良好的流动性，避免了可能出现的循环灰粘壁现象。另外喷入水雾的目的还有：1)使烟气温度迅速降至脱硫反应的最佳温度(70～80℃)；2)为脱硫剂和烟气中的SO2发生化学反应提供条件。在脱硫剂与烟气充分混合、相互激烈碰撞的过程中，烟气中的SO2、SO3、HCl、HF等有害气体通过化学反应得以脱除；3)二级增湿活化喷嘴可及时为干燥的脱硫剂补水增湿，提高脱硫剂的反应活性。
所述的预留增湿活化喷嘴设置在单管文丘里管上风管道内，前二级脱硫区若脱硫效率达不到要求，可启用预留增湿活化喷嘴，进行喷射水雾，提高脱硫效率。
所述的半干法烟气脱硫三级超低排放方法中每级脱硫区烟道设有压差装置，所述的压差装置包括安装在进口烟道上的第一压力传感器和安装在二级脱硫区进口、出口管道上的第二、第三压力传感器，安装在三级脱硫区出口管道上的第四压力传感器，第一到第四压力传感器连接有压差变送器组，压差变送器组连接比较器。通过安装压差装置，将压差值与存储器内的标准值经比较器进行比较，然后通过PID控制器控制调节阀，调节阀对每路脱硫剂氢氧化钙的输送量进行控制和袋式除尘器除下的细灰部分经空气斜槽进入三级脱硫区内进行控制，从而保证循环流化床内的固体颗粒浓度，使得循环流化床能良好的运行，从而提高脱硫效率。半干法烟气脱硫三级超低排放方法对脱硫剂，循环灰，压差，烟气温度可单独或联锁控制，操作灵活，适应性高。
优选地，一级脱硫区与二级脱硫区，二级脱硫区与三级脱硫区之间圆弧过渡区布置有若干块圆弧导流板
优选地，循环灰返料输送空气斜槽的倾斜角度为5～10°。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的脱硫剂计量输送装置结构示意图；
图3是本发明的雾化水输送装置结构示意图；
图4是本发明的压差装置结构示意图；
附图1中的标记为：1一级脱硫区烟道，2 VRI反应器，3一级脱硫区与二级脱硫区圆弧导流板，4二级脱硫区多管文丘里管，5二级脱硫区与三级脱硫区圆弧导流板，6三级脱硫区单管文丘里管，7三级脱硫区烟道，8脱硫剂计量输送装置，9旋风除尘器，10布袋除尘器，11排烟风机，12烟囱，13流化风机，14空气斜槽，15返料调节阀，16仓泵，17灰库，18雾化水输送装置，19压差装置。
附图2中的标记为：8-1消石灰粉仓，8-2缓冲小仓，8-3传感器称重装置，8-4手动插板阀，8-5星型给料器，8-6喷射泵，8-7罗茨风机，8-8脱硫剂计量输送管道，8-9一级脱硫区控制给料阀，8-10二级脱硫区控制给料阀。
附图3中的标记为：18-1水箱，18-2水泵，18-3二级脱硫区流量控制调节阀，18-4二级增湿活化喷嘴，18-5一级脱硫区流量控制调节阀，18-6一级增湿活化喷嘴，18-7预留流量控制调节阀，18-8预留增湿活化喷嘴。
附图4中的标记为：19-1第一压力传感器，19-2第二压力传感器，19-3第三压力传感器，19-4第四压力传感器，19-5压差变送器组，19-6PID控制器。
下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明涉及的一种半干法烟气脱硫三级超低排放方法，将来自锅炉房的烟气依次经一级脱硫区，二级脱硫区，三级脱硫区分级脱硫、预除尘装置预除尘、布袋除尘器除尘后排放至烟囱；将布袋除尘器后收集的脱硫灰经空气斜槽返回至三级脱硫区继续脱硫和外排至灰库。所述的脱硫剂是采用称重传感器计量并由罗茨风机经喷射泵分两路分别输送一级脱硫区VRI反应器和二级脱硫区多管文丘里直管与烟气混合；两路安装控制给料阀，控制进入每路脱硫剂的输送量，再由一级增湿活化喷嘴和二级增湿活化喷嘴交替喷入水雾进行脱硫。
一种半干法烟气脱硫三级超低排放设备，包括依次接连的一级脱硫区进风烟道1、VRI反应器2，VRI反应器2设置在一级脱硫区进风烟道1中间烟气走道内，且与脱硫剂计量输送装置8一路相连接，在VRI反应器2下方设置一级增湿活化喷嘴18-6，喷入水雾进行一级脱硫。在一级脱硫区与二级脱硫区过渡区设置圆弧导流板3，在二级脱硫区与三级脱硫区设置圆弧导流板5，在二级脱硫区水平方向设置多管文丘里管4，多管文丘里直管与脱硫剂计量输送装置8另一路相连接，在多管文丘里扩散段烟气流动方向设置二级增湿活化喷嘴18-4；在三级脱硫区设置单管文丘里管6，在单管文丘里管扩散段与布袋除尘器灰斗空气斜槽14相连接，在空气斜槽上设有返料调节阀15，流化风机13与空气斜槽14相连接，用于将脱硫灰返回至三级脱硫区，在空气斜槽14上设有外排灰调节阀外接输灰仓泵16，经过三级脱硫后烟气到达旋风除尘器9，经旋风除尘器预除尘粉煤灰受重力作用下落，并通过粉煤灰收集设备收集，汇总到灰库17，后续进行综合利用。烟气从旋风除尘器9到达布袋除尘器10，在超长滤袋的过滤下，收集得到循环灰后经过空气斜槽14采用流化风机13提供流化风将脱硫灰分别返回至单管文丘里管扩散段，继续喷入大量循环脱硫灰，经过布袋除尘器10净化后的烟气通过排烟风机11之后的烟囱12排空。
所述的脱硫剂计量输送装置8：包括消石灰粉仓8-1，缓冲小仓8-2，传感器称重装置8-3，缓冲小仓下方依次连接有手动插板阀8-4、星型给料器8-5、喷射泵8-6，喷射泵一端连接罗茨风机8-7，另一端分两路通过输送管道8-8分别连接一级脱硫区VRI反应器2和二级脱硫区多管文丘里直管；两路分别安装一级脱硫区控制给料阀8-9，二级脱硫区控制给料阀8-10，控制进入每路脱硫剂氢氧化钙的输送量。
所述的雾化水输送装置18：包括水箱18-1，水泵18-2一头连接水箱，另一头分三路管道输送至各级脱硫区，一级增湿活化喷嘴18-6安装在VRI反应器2下风管道内，二级增湿活化喷嘴18-4安装在多管文丘里扩散段后面筒体内，喷入的雾化水与烟气进行了充分的混合，预留增湿活化喷嘴18-8设置在单管文丘里管上风管道内，前二级脱硫区若脱硫效率达不到要求时，可启用预留增湿活化喷嘴18-8，进行喷射水雾，提高脱硫效率。在每路脱硫喷嘴上分别设置有一级脱硫区流量控制调节阀18-5，二级脱硫区流量控制调节阀18-3，预留流量控制调节阀18-7。
所述的压差装置19：包括安装在进口烟道上的第一压力传感器19-1和安装在二级脱硫区进口、出口管道上的第二压力传感器19-2、第三压力传感器19-3，安装在三级脱硫区出口管道上的第四压力传感器19-4，第一到第四压力传感器连接有压差变送器组19-5，压差变送器组连接PID控制器19-6。通过安装压差装置，将压差值与存储器内的标准值经比较器进行比较，然后通过PID控制器控制调节阀，调节阀对每路脱硫剂氢氧化钙的输送量进行控制和袋式除尘器除下的细灰部分经空气斜槽进入脱硫塔内进行控制，从而保证循环流化床内的固体颗粒浓度，使得循环流化床能良好的运行，从而提高脱硫效率。
Claims (8)
1.一种半干法烟气脱硫三级超净净化方法，其特征在于：将来自锅炉房的烟气依次经一级脱硫区，二级脱硫区，三级脱硫区分级脱硫、预除尘装置预除尘、布袋除尘器除尘后排放至烟囱；将布袋除尘器后收集的脱硫灰经空气斜槽返回至三级脱硫区继续脱硫。所述的脱硫剂是采用称重传感器计量并由罗茨风机经喷射泵分两路分别输送一级脱硫区VRI反应器和二级脱硫区多管文丘里直管与烟气混合；两路安装控制给料阀，控制进入每路脱硫剂的输送量，再由一级增湿活化喷嘴和二级增湿活化喷嘴喷入水雾进行脱硫。
2.根据权利要求1所述的半干法烟气脱硫三级超净净化方法，其特征在于：所述的一级脱硫区在进风管道内设置VRI反应器，该VRI反应器根据气体流动多点式锥形运动原理设计而成，脱硫剂经流态化元件沸腾流态化后，通过空心锥体多孔眼中喷射溢流而出，呈一个均匀的圆截面，此时烟气在此与脱硫剂充分混合。在VRI反应器下方设置一级增湿活化喷嘴，喷入水雾进行一级脱硫。使用消石灰-氢氧化钙作为脱硫剂，经过一级烟气脱硫脱硫率一般为60-90％。
3.根据权利要求1所述的半干法烟气脱硫三级超净净化方法，其特征在于：所述的二级脱硫区为水平方向一级多管文丘里管，二级增湿活化喷嘴，脱硫剂经一级多管文丘里管进口与烟气混合由文丘里传输至扩散段，再由扩散段内的二级增湿活化喷嘴喷入水雾进行二级脱硫，经过二级烟气脱硫脱硫率一般为95％。
4.根据权利要求1所述的半干法烟气脱硫三级超净净化方法，其特征在于：所述的三级脱硫区为由垂直方向单管文丘里管，预留增湿活化喷嘴，循环灰经过空气斜槽采用流化风机提供流化风将脱硫灰返回至单管文丘里管扩散段继续喷入大量循环脱硫灰，大幅度度提高单位烟气中脱硫剂浓度，进行超低排放深度脱硫，经过三级烟气脱硫脱硫率一般为99.9％。
5.一种半干法烟气脱硫三级超净净化装置，其特征在于：包括一级脱硫区进风烟道，VRI反应器，一级脱硫区与二级脱硫区圆弧导流板，二级脱硫区多管文丘里管，二级脱硫区与三级脱硫区圆弧导流板，三级脱硫区单管文丘里管，三级脱硫区出风烟道，旋风除尘器，布袋除尘器，排烟风机，烟囱，空气斜槽，返料调节阀，流化风机，脱硫剂计量输送装置，雾化水输送装置，压差装置。
6.根据权利要求5所述的半干法烟气脱硫三级超净净化装置，其特征在于：所述的脱硫剂计量输送装置包括缓冲小仓，缓冲小仓下部设有传感器称重装置，缓冲小仓下方依次连接有手动插板阀、星型给料器、喷射泵，喷射泵一端连接罗茨风机，另一端分两路分别连接一级脱硫区VRI反应器和二级脱硫区多管文丘里直管；脱硫剂输送管道中两路分别安装控制给料阀，控制进入每路脱硫剂氢氧化钙的输送量，提高脱硫剂的分散程度及均匀性。
7.根据权利要求5所述的半干法烟气脱硫三级超净净化装置，其特征在于：所述的雾化水输送装置：包括一级增湿活化喷嘴，安装在VRI反应器2下风管道内，二级增湿活化喷嘴安装在多管文丘里扩散段后面筒体内，喷入的雾化水与烟气进行了充分的混合，预留增湿活化喷嘴设置在单管文丘里管上风管道内，前二级脱硫区若脱硫效率达不到要求时，可启用预留增湿活化喷嘴，进行喷射水雾，提高脱硫效率。所述的脱硫喷嘴通过经水泵连接水箱。在每路脱硫喷嘴上分别设置有一级脱硫区流量控制调节阀，二级脱硫区流量控制调节阀，预留流量控制调节阀。
8.根据权利要求5所述的半干法烟气脱硫三级超净净化装置，其特征在于：所述的压差装置：包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器，第一到第四压力传感器连接有压差变送器组，压差变送器组连接PID控制器。通过安装压差装置，将压差值与存储器内的标准值经比较器进行比较，然后通过PID控制器控制调节阀，调节阀对每路脱硫剂氢氧化钙的输送量进行控制和袋式除尘器除下的细灰部分经空气斜槽进入脱硫塔内进行控制，从而保证循环流化床内的固体颗粒浓度，使得循环流化床能良好的运行，从而提高脱硫效率。
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