CN110124501A - 烟气净化系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃煤烟气污染物净化领域，公开了一种烟气净化系统及方法，所述烟气净化系统包括吸收塔和塔外浆池，所述吸收塔内由下至上依次排布有塔内浆池、一级喷淋层和二级喷淋层，所述烟气净化系统还包括用于将所述塔内浆池内的浆液输送至所述一级喷淋层的一级供应装置以及用于将所述塔外浆池内的浆液输送至所述二级喷淋层的二级供应装置，所述塔外浆池内浆液的pH值大于所述塔内浆池内浆液的pH值。本发明通过采用上述技术方案，使一级喷淋层在较低pH值条件下喷淋，二级喷淋层在较高pH值条件下喷淋，能够增强传质效果，实现SO2的分区梯度吸收，达到燃煤烟气SO2<10mg/Nm3的排放标准。本发明的烟气净化系统能够在提高脱硫效率的同时有效降低能耗，减少运行成本。

Description

烟气净化系统及方法
技术领域
本发明涉及燃煤烟气污染物净化领域，具体地涉及一种烟气净化系统及方法。
背景技术
随着经济社会的发展，人们对环境污染问题越来越重视，其中，温室效应和酸雨现象是污染环境的两个重要因素。而大气中的二氧化碳(CO2)的增多是引起温室效应的主要原因，同时二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)以及汞(Hg)是造成酸雨现象的重要因素。而燃煤电站是CO2、SO2和NOx的主要排放源之一，因此，要想改善环境，需要对燃煤电站排放的烟气进行净化。
目前，对于燃煤烟气中SO2和NOX的脱除大多采用石灰石-石膏湿法脱硫装置(FGD)，在使用该装置净化烟气时，为了达到SO2<10mg/Nm3的烟气排放要求，只能通过增大浆液喷淋量来实现，这样会导致能耗增加，造成运行成本的大幅提高，从而降低了机组的经济性。
发明内容
本发明的目的是提供一种烟气净化系统及方法，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种烟气净化系统，所述烟气净化系统包括吸收塔和塔外浆池，所述吸收塔内由下至上依次排布有塔内浆池、一级喷淋层和二级喷淋层，所述烟气净化系统还包括用于将所述塔内浆池内的浆液输送至所述一级喷淋层的一级供应装置以及用于将所述塔外浆池内的浆液输送至所述二级喷淋层的二级供应装置，其中，所述塔外浆池内浆液的pH值大于所述塔内浆池内浆液的pH值。
优选地，所述吸收塔内设置有沿所述吸收塔的高度方向间隔排布的多个所述一级喷淋层，所述烟气净化系统包括分别与多个所述一级喷淋层连通的多个所述一级供应装置。
优选地，所述吸收塔内设置有沿所述吸收塔的高度方向间隔排布的多个所述二级喷淋层，所述烟气净化系统包括分别与多个所述二级喷淋层连通的多个所述二级供应装置。
优选地，所述塔内浆池内浆液的pH值为5-5.8。
优选地，所述塔外浆池与所述塔内浆池相连通。
优选地，所述烟气净化系统包括用于向所述吸收塔内通入氧化剂的氧化剂供应装置。
优选地，所述吸收塔具有用于与烟气输送管道连通的烟气入口，所述烟气入口在所述吸收塔的高度方向上位于所述塔内浆池与所述一级喷淋层之间；和/或
所述吸收塔具有用于与烟气排放管道连通的烟气出口，所述烟气出口在所述吸收塔的高度方向上位于所述二级喷淋层的上方。
优选地，所述烟气净化系统包括依次连通于所述烟气输送管道与所述烟气入口之间的用于对烟气进行除尘的除尘器和用于将烟气送入所述吸收塔的引风机；和/或
所述烟气净化系统包括连通于所述烟气出口与所述烟气排放管道之间的用于除去烟气中的雾珠的除雾器。
本发明另一方面提供一种烟气净化方法，该方法包括采用至少两种pH值不同的浆液对烟气进行分级喷淋，其中，在所述烟气的流动方向上，位于下游的喷淋浆液的pH值大于位于上游的喷淋浆液的pH值。
优选地，所述烟气净化方法通过以上所述的烟气净化系统实施。
本发明通过采用上述技术方案，使一级喷淋层在较低pH值条件下喷淋，二级喷淋层在较高pH值条件下喷淋，能够实现SO2的分区梯度吸收，增强传质效果，实现SO2的深度脱除，达到燃煤烟气SO2<10mg/Nm3的排放标准。本发明的烟气净化系统能够在提高脱硫效率的同时有效降低能耗，减少运行成本。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明中烟气净化系统的一种实施方式的示意图。
附图标记说明
1-吸收塔，11-塔内浆池，12-一级喷淋层，13-二级喷淋层，14-烟气入口，15-烟气出口，2-塔外浆池，3-一级供应装置，4-二级供应装置，5-氧化剂供应装置，6-除尘器，7-引风机，8-除雾器，9-阀门。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指安装使用状态下的上、下。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。
基于现有技术中的石灰石-石膏湿法脱硫装置存在的脱硫效率低、能耗大以及运行成本高的问题，本发明提供一种能够解决上述技术问题的烟气净化系统，为了能够充分的理解本发明，下文将参考附图对本发明提供的烟气净化系统进行详细的描述。需要说明的是，本发明中所述的浆液是指石灰石浆液。
参见图1，本发明一方面提供一种烟气净化系统，所述烟气净化系统包括吸收塔1和塔外浆池2，所述吸收塔1内由下至上依次排布有塔内浆池11、一级喷淋层12和二级喷淋层13，所述烟气净化系统还包括用于将所述塔内浆池11内的浆液输送至所述一级喷淋层12的一级供应装置3以及用于将所述塔外浆池2内的浆液输送至所述二级喷淋层13的二级供应装置4，其中，所述塔外浆池2内浆液的pH值大于所述塔内浆池11内浆液的pH值。
在运行时，烟气可先经过一级喷淋层12受到具有较低pH值的浆液的喷淋，此时由于烟气中的SO2浓度较高，较低pH值的浆液即可对烟气进行高效脱硫；经过一级脱硫的烟气紧接着进入二级喷淋层13，受到具有较高pH值的浆液的喷淋，使系统脱硫效率的下降趋势变缓，从而实现SO2的深度脱除。由于烟气在到达二级喷淋层13时，烟气中的SO2浓度较低，若继续采用与一级喷淋层12中pH值相同的浆液喷淋已无法实现高效脱硫，除非加大喷淋量，因此本发明通过提高二级喷淋层13浆液的pH值，对SO2进行分区梯度吸收，能够利用较少量的浆液完成高效深度脱硫，从而实现低成本脱硫。
因此，本发明通过采用上述技术方案，使一级喷淋层12在较低pH值条件下喷淋，二级喷淋层在较高pH值条件下喷淋，能够实现SO2的分区梯度吸收，增强传质效果，实现SO2的深度脱除，达到燃煤烟气SO2<10mg/Nm3的排放标准。本发明的烟气净化系统能够在提高脱硫效率的同时有效降低能耗，减少运行成本。
本发明中，一级供应装置3和二级供应装置4均可采用循环泵。循环泵可通过管道与吸收塔1或塔外浆池2连通(参见图1)，当然管道上还可设置有阀门9。
本发明中，为了提高脱硫效率，所述塔内浆池11内浆液的pH值可优选为5-5.8，塔外浆池2内浆液的pH值可依据上述pH值进行调节，只要保证比上述pH值高即可。在实际应用时，当塔内浆池11内浆液的pH值较高(例如为5.6)时，塔外浆池2内浆液的pH值与塔内浆池11内浆液的pH值的差值可相对较小(例如为0.2)；当塔内浆池11内浆液的pH值较低(例如为5)时，塔外浆池2内浆液的pH值与塔内浆池11内浆液的pH值的差值可相对较大(例如为0.4)。
需要说明的是，本发明中，为了进一步提高脱硫效率，还可以在吸收塔1内位于二级喷淋层13的上方逐层设置三级、四级等喷淋层，越往上，浆液的pH值越大，以实现梯度脱硫。
本发明中，如图1所示，所述吸收塔1内可设置有沿所述吸收塔1的高度方向间隔排布的多个所述一级喷淋层12，所述烟气净化系统包括分别与多个所述一级喷淋层12连通的多个所述一级供应装置3。另外，所述吸收塔1内可设置有沿所述吸收塔1的高度方向间隔排布的多个所述二级喷淋层13，所述烟气净化系统包括分别与多个所述二级喷淋层13连通的多个所述二级供应装置4。也就是说，每个喷淋层均对应设置有一个供应装置，以供应浆液。这样能够使烟气与浆液充分接触反应。
为了进一步降低能耗，减少运行成本，还可以使所述塔外浆池2与所述塔内浆池11相连通。这样，在吸收塔1内，完成喷淋后落回塔内浆池11内的浆液可经过pH值调节后通入塔外浆池2进行循环利用。
本发明中，所述烟气净化系统还可以包括用于向所述吸收塔1内通入氧化剂(例如氧气)的氧化剂供应装置5(例如氧化风机)，以将浆液中未氧化的HSO3 -和SO3 2-氧化成SO4 2-。
本发明中，所述吸收塔1具有用于与烟气输送管道(未示出)连通的烟气入口14，所述烟气入口14在所述吸收塔1的高度方向上位于所述塔内浆池11与所述一级喷淋层12之间，这样可实现对烟气的逆向喷淋，增大烟气与浆液的接触面积和接触时间，从而提高脱硫效果。另外，所述吸收塔1还具有用于与烟气排放管道(未示出)连通的烟气出口15，所述烟气出口15在所述吸收塔1的高度方向上位于所述二级喷淋层13的上方。
本发明中，所述烟气净化系统还可包括依次连通于所述烟气输送管道与所述烟气入口14之间的用于对烟气进行除尘的除尘器6和用于将烟气送入所述吸收塔1的引风机7。另外，所述烟气净化系统还可包括连通于所述烟气出口15与所述烟气排放管道之间的用于除去烟气中的雾珠的除雾器8。
另外，在本发明中，还可在塔外浆池2和塔内浆池11内设置搅拌器，以保证浆液的均匀性，防止浆液沉淀。吸收塔1还可以连接有石膏排出泵，以使氧化后生成的石膏通过石膏排出泵排入电厂事故浆液箱。
本发明另一方面提供一种烟气净化方法，该方法包括采用至少两种pH值不同的浆液对烟气进行分级喷淋，其中，在所述烟气的流动方向上，位于下游的喷淋浆液的pH值大于位于上游的喷淋浆液的pH值。
上述烟气净化方法可通过以上所述的烟气净化系统实施。
本发明通过从吸收塔强化传质入手，在充分保证石膏的氧化和结晶的前提下，形成分区pH值控制，实现SO2的深度脱除，达到燃煤烟气SO2<10mg/Nm3的排放标准，并协同脱除烟气中粉尘、三氧化硫、汞等污染物。
本发明中，为了提高整个系统的耐腐蚀性，所用部件的材料，例如塔外浆池2可采用2205型钢材或普通碳钢+玻璃鳞片；各管道可采用碳钢+衬胶或316型钢材；工艺水管道(与除雾器8连接以用于清洗除雾器8)可采用碳钢；阀门9可采用2205型钢材；搅拌器可采用2205型钢材；循环泵入口金属滤网可采用2205型钢材；人孔(开设在吸收塔上以用于检修)可采用碳钢+玻璃鳞片；氧化风机可采用2507型钢材。
本发明的烟气净化系统和烟气净化方法特别适用于燃用高硫煤锅炉烟气的处理，实现硫氧化物的深度、低成本脱除。其能够强化传质，提升除雾器除雾特性，降低雾滴夹带，协同脱除烟气中的粉尘、汞等污染物。污染物排放可达到SO2＜10mg/Nm3，协同PM＜1mg/Nm3，SO3＜2mg/Nm3，Hg＜0.22μg/Nm3的排放指标。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种烟气净化系统，其特征在于，所述烟气净化系统包括吸收塔(1)和塔外浆池(2)，所述吸收塔(1)内由下至上依次排布有塔内浆池(11)、一级喷淋层(12)和二级喷淋层(13)，所述烟气净化系统还包括用于将所述塔内浆池(11)内的浆液输送至所述一级喷淋层(12)的一级供应装置(3)以及用于将所述塔外浆池(2)内的浆液输送至所述二级喷淋层(13)的二级供应装置(4)，其中，所述塔外浆池(2)内浆液的pH值大于所述塔内浆池(11)内浆液的pH值。
2.根据权利要求1所述的烟气净化系统，其特征在于，所述吸收塔(1)内设置有沿所述吸收塔(1)的高度方向间隔排布的多个所述一级喷淋层(12)，所述烟气净化系统包括分别与多个所述一级喷淋层(12)连通的多个所述一级供应装置(3)。
3.根据权利要求1或2所述的烟气净化系统，其特征在于，所述吸收塔(1)内设置有沿所述吸收塔(1)的高度方向间隔排布的多个所述二级喷淋层(13)，所述烟气净化系统包括分别与多个所述二级喷淋层(13)连通的多个所述二级供应装置(4)。
4.根据权利要求1所述的烟气净化系统，其特征在于，所述塔内浆池(11)内浆液的pH值为5-5.8。
5.根据权利要求1所述的烟气净化系统，其特征在于，所述塔外浆池(2)与所述塔内浆池(11)相连通。
6.根据权利要求1所述的烟气净化系统，其特征在于，所述烟气净化系统包括用于向所述吸收塔(1)内通入氧化剂的氧化剂供应装置(5)。
7.根据权利要求1所述的烟气净化系统，其特征在于，
所述吸收塔(1)具有用于与烟气输送管道连通的烟气入口(14)，所述烟气入口(14)在所述吸收塔(1)的高度方向上位于所述塔内浆池(11)与所述一级喷淋层(12)之间；和/或
所述吸收塔(1)具有用于与烟气排放管道连通的烟气出口(15)，所述烟气出口(15)在所述吸收塔(1)的高度方向上位于所述二级喷淋层(13)的上方。
8.根据权利要求7所述的烟气净化系统，其特征在于，
所述烟气净化系统包括依次连通于所述烟气输送管道与所述烟气入口(14)之间的用于对烟气进行除尘的除尘器(6)和用于将烟气送入所述吸收塔(1)的引风机(7)；和/或
所述烟气净化系统包括连通于所述烟气出口(15)与所述烟气排放管道之间的用于除去烟气中的雾珠的除雾器(8)。
9.一种烟气净化方法，其特征在于，该方法包括采用至少两种pH值不同的浆液对烟气进行分级喷淋，其中，在所述烟气的流动方向上，位于下游的喷淋浆液的pH值大于位于上游的喷淋浆液的pH值。
10.根据权利要求9所述的烟气净化方法，其特征在于，所述烟气净化方法通过权利要求1-8中任意一项所述的烟气净化系统实施。
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