CN111111418B

CN111111418B - 一种节能型湿法烟气硫尘一体化超低排放工艺

Info

Publication number: CN111111418B
Application number: CN201911293568.6A
Authority: CN
Inventors: 罗跃彬; 温卿云; 陈天光; 李俊; 顾琦
Original assignee: Fujian Longking Co Ltd.
Current assignee: Fujian Longking Co Ltd.
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2039-12-16
Also published as: CN111111418A

Abstract

本发明公开了一种节能型湿法烟气硫尘一体化超低排放工艺，包括脱硫塔，所述脱硫塔内从上往下依次设有高效除雾器、多级喷淋层、多孔分布器、浆液池；喷淋层上设置开口朝下的喷嘴；所述浆液池通过带浆液循环泵的循环喷淋管道连接至喷淋层；所述多级喷淋层与脱硫塔外部的浆液循环泵一一对应设置；包括如下步骤：S1、根据脱硫塔所需处理的最大烟气量下，计算出脱硫塔所需的浆液循环流量的总值后，将该浆液循环流量总值按比例差异化的分配至每层喷淋层；S2、再根据调峰时间段的实际处理烟气量选择性的配置各浆液循环泵。本发明通过喷淋层和浆液循环泵流量差异化的设计，可以使燃煤电厂在中低负荷运行时，节省系统的运行电耗，同时节约成本。

Description

一种节能型湿法烟气硫尘一体化超低排放工艺

技术领域

本发明属于烟气处理技术领域，涉及一种节能型湿法烟气硫尘一体化超低排放工艺。

背景技术

随着科学技术水平的提高和国家能源政策的调整，太阳能发电、水力发电、风力发电和其它新型绿色能源技术得到了长足的发展。过去几十年来以燃煤发电为主的电力供给情况发生了根本性的改变，许多燃煤发电机组成为了调峰机组，也就是只有在所有新型绿色能源技术发电设备所产生电量不能满足高峰时段用电侧需求的情况下，燃煤发电机组才从低负荷(小发电量)增大到较高负荷以补充用电需求的缺额。之所以需要如此，是由于电力的不可贮存性，太阳能、水能和风能是难以大量贮存的而且不会污染环境，而煤炭能源是易于贮存的且燃煤发电还会严重污染环境，因此将新型绿色能源技术发电设备全额运转而将燃煤发电设备用于调峰发电既经济又环保。

燃煤发电机组调峰运行时根据各个时间段的用电需求来调整发电机组的出力，燃煤发电机组的出力取决于燃煤量的多少，燃煤量的变化又导致了烟气量的变化。当机组低负荷运行时，燃煤量减小，相对应的烟气量也减小时，出于经济性考虑，烟气脱硫设备的出力也应该相应调整。通常在湿法烟气脱硫系统中，浆液循环泵采用同种规格设置，无法精确匹配燃煤发电机组低负荷时的烟气量处理需求经济运行，造成了能源的浪费。

因此，本领域技术人员极有必要提供一种节省湿法烟气脱硫除尘运行电耗、节省成本，同时保证硫尘一体化处理效率的节能型湿法烟气硫尘一体化超低排放工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种节省湿法烟气脱硫除尘运行电耗、节省成本，同时保证硫尘一体化处理效率的节能型湿法烟气硫尘一体化超低排放工艺。具体的通过喷淋层和浆液循环泵流量差异化的设计，可以使燃煤电厂在中低负荷运行时，湿法烟气脱硫塔可以投运适当数量的浆液循环泵和喷淋层运行，从而节省系统的运行电耗；同时对喷淋层的喷嘴类型数量和喷淋覆盖率可以进行差异化设计，节约了湿法烟气脱硫的设备成本。

本发明提供的技术方案如下：

一种节能型湿法烟气硫尘一体化超低排放工艺，包括脱硫塔，所述脱硫塔内从上往下依次设有高效除雾器、多级喷淋层、多孔分布器、浆液池；喷淋层上设置开口朝下的喷嘴；所述浆液池通过带浆液循环泵的循环喷淋管道连接至喷淋层；所述多级喷淋层与脱硫塔外部的浆液循环泵一一对应设置；包括如下步骤：

S1、根据脱硫塔所需处理的最大烟气量下，计算出脱硫塔所需的浆液循环流量的总值后，将该浆液循环流量总值按比例差异化的分配至每层喷淋层；

S2、再根据调峰时间段的实际处理烟气量选择性的配置各浆液循环泵。

优选的，所述的喷淋层不小于3级，每级喷淋层对应1级浆液循环泵。

优选的，所述的喷淋层设为x层时，x为大于等于3的正整数；

步骤S1中，控制沿着烟气流动方向的对应各级喷淋层的各级浆液循环泵的浆液循环流量比例值为y₁、y₂、……、y_x，且y₁、y₂、……、y_x的数值介于5～50％之间；y₁、y₂、……、y_x的数值之和介于100％～110％之间；

其中，任意两级浆液循环泵的浆液循环流量比例差值△y为(0～200)％/x，且y₁、y₂、……、y_x不完全相同。

进一步的，步骤S2中，当调峰时间段的实际处理烟气量为最大烟气量的z％时，选择若干浆液循环泵的组合，且对应若干浆液循环泵的y_x的数值之和大于或等于z％。

进一步的，所述喷淋层设为4层时，控制沿着烟气流动方向的对应各喷淋层的各浆液循环泵的浆液循环流量比例值为35％、30％、25％、15％。

进一步的，所述喷淋层设为5层时，控制沿着烟气流动方向的对应各喷淋层的各浆液循环泵的浆液循环流量比例值为35％、25％、20％、15％、10％。

优选的，控制各级喷淋层的喷淋覆盖率之间的差量为10-50％。

进一步的，每级喷淋层的喷淋覆盖率不小于220％。

优选的，所述多孔性分布器设为1层或多层，且设于多级喷淋层的下侧或者设于相邻的多级喷淋层之间。

优选的，所述高效除雾器可以为机械屋脊式或旋风分离管束式除雾器，使高效除雾器出口液滴含量小于20mg/Nm³。

本发明能够带来以下有益效果：

1)本发明通过喷淋层和浆液循环泵流量差异化的设计，使燃煤电厂在中低负荷运行时，湿法烟气脱硫塔可以通过投运适当数量的浆液循环泵和喷淋层运行，从而达到节省系统运行电耗的目的。此外，多级喷淋层的喷嘴类型数量和喷淋覆盖率可以进行差异化的匹配设计，节约了湿法烟气脱硫的设备成本。

2)本发明当实际处理的烟气量发生变化时，通过运行不同浆液循环泵的组合，实现浆液循环量的调整档次细分，既能满足烟气量处理要求，又能减少无为消耗的电量；从而避免了常规设计时造成的运行电量消耗浪费，提高了调峰燃煤发电设备的运行经济性。

附图说明

图1为本发明节能型湿法烟气硫尘一体化超低排放装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本实施例为一种节能型湿法烟气硫尘一体化超低排放工艺，如图1所示，包括脱硫塔1，所述脱硫塔内从上往下依次设有高效除雾器3、多级喷淋层4、浆液池7；喷淋层4上设置开口朝下的喷嘴5；所述浆液池7通过带浆液循环泵2的循环喷淋管道连接至喷淋层4；其特征在于，所述多级喷淋层4与脱硫塔外部的浆液循环泵2一一对应设置；包括如下步骤：

S1、根据脱硫塔1所需处理的最大烟气量也即100％烟气负荷下，计算出脱硫塔1所需的浆液循环流量的总值后，将该浆液循环流量总值按比例差异化的分配至多级喷淋层；

从而，本实施例中通过对多级喷淋层4和浆液循环泵2进行流量差异化的设计，使燃煤电厂在中低负荷运行时，根据实际所需处理的烟气量，湿法烟气脱硫塔可以投运适当数量的浆液循环泵和喷淋层运行，而不用使多级浆液循环泵全部满负荷运行，从而节省系统的运行电耗。

上述实施例中，所述的喷淋层4不小于3级，每级喷淋层对应1级浆液循环泵2。

作为优选的实施例，所述的喷淋层设为x层时，x为大于等于3的正整数；步骤S1中，控制沿着烟气流动方向的对应各级喷淋层的各级浆液循环泵的浆液循环流量比例值为y₁、y₂、……、y_x，且y₁、y₂、……、y_x的数值介于5～50％之间，y₁、y₂、……、y_x的数值之和介于100％～110％之间；其中，任意两级浆液循环泵的浆液循环流量比例差值△y为(0～200)％/x，且y₁、y₂、……、y_x不完全相同。更优的，步骤S2中，当调峰时间段的实际处理烟气量为最大烟气量的z％时，选择若干浆液循环泵的组合，且对应若干浆液循环泵的浆液循环流量比例值之和大于或等于z％。

本实施例中，按照所需处理的最大烟气量设计，将浆液循环流量总值按比例差异化的分配至多级喷淋层；在实际应用中，根据每个调峰时间段的实际处理烟气量调整浆液循环泵组的配置组合，使配置的浆液循环泵组能恰好处理实际工况下的烟气负荷，能够避免能源的浪费。从而，当烟气量变化时，通过运行不同浆液循环泵的组合，实现浆液循环量的调整档次细分，既能满足烟气量处理要求，又能减少无为消耗的电量。避免了常规设计时造成的运行电量消耗浪费，提高了调峰燃煤发电设备的运行经济性。

更优的，当喷淋层设为4层时，所述喷淋层设为4层时，控制沿着烟气流动方向的对应各喷淋层的各浆液循环泵的浆液循环流量比例值为35％、30％、25％、15％。或者，所述喷淋层设为5层时，控制沿着烟气流动方向的对应各喷淋层的各浆液循环泵的浆液循环流量比例值为35％、25％、20％、15％、10％。从而，能实现最优的差异化处理效果。更优的，相应控制各级喷淋层的喷淋覆盖率之间的差量为10-50％；在实际应用中，各级喷淋层及喷嘴与脱硫塔外部的浆液循环泵2设计逐一对应，每级喷淋层4的喷淋流量，喷嘴的类型数量与浆液循环泵的流量进行适配的差异化设计，可以进一步节约湿法烟气脱硫的设备成本。例如，在保证覆盖率大于200％前提下，循环泵流量较大时，选择流量较大的喷嘴，循环泵流量较小时，选择流量较小，喷淋粒径较细的喷嘴。更优的，每级喷淋层的喷淋覆盖率不小于220％。

作为优选的另一实施例，还包括多孔性分布器6，所述多孔性分布器6设为1层或多层，设于喷淋层4下侧或者相邻的多级喷淋层4之间。

作为优选的另一实施例，所述高效除雾器可以为机械屋脊式或旋风分离管束式除雾器，使高效除雾器出口液滴含量小于20mg/Nm³(干基)。

应用例1

以脱硫塔设置5层喷淋层为例，配置5台浆液循环泵(分别为A泵、B泵、C泵、D泵、E泵)，设计每台浆液循环泵的浆液循环流量比例沿着烟气流动方向依次为A泵35％、B泵25％、C泵20％、D泵15％、E泵10％(也即本例中5级浆液循环泵的浆液循环流量比例值介于10～35％之间，且各级比例值的数值之和为105％)。

根据不同调峰时间段的实际处理烟气量调整浆液循环泵组的配置组合，具体情况如下表1所示：

表1.本例的差异化配置组合与常规配置的消耗电量对比

注：表中的烟气负荷量是指实际处理烟气量相较最大烟气量值的百分比；消耗电量是在该处理烟气量下相较最大处理烟气量情况下电耗的百分比。

通过表1，可知，对于设置5层喷淋层，匹配5台浆液循环泵的情况，常规配置情况下，1台泵对应于20％的烟气量，如不考虑其他因素，当烟气量低于最大烟气量值的80％时，可以只运行4台浆液循环泵，当烟气量低于最大烟气量值的60％时，则可以只运行3台浆液循环泵。但无法精确匹配燃煤发电机组在低负荷65％、70％、75％等更多工况范围时的烟气量处理需求，造成了能源的浪费。而本发明根据调峰时间段的实际处理烟气负荷选择若干浆液循环泵组合，且浆液循环泵组合的浆液循环流量比例的数值之和基本等于实际处理烟气负荷量，相较于常规的非差异化流量设计，节省了运行电耗；只有在处理满负荷烟气量、5级浆液循环泵完全打开的时候，略有超过实际所需处理的烟气负荷量。从而，从整体上看来，本发明通过喷淋层和浆液循环泵流量差异化的设计，使燃煤电厂在非满负荷运行时，湿法烟气脱硫塔可以投运适当数量的浆液循环泵和喷淋层运行，从而节省系统的运行电耗。

应用例2

以脱硫塔设置5层喷淋层为例，配置5台浆液循环泵(分别为A泵、B泵、C泵、D泵、E泵)，设计每台浆液循环泵的浆液循环流量比例沿着烟气流动方向依次为A泵45％、B泵25％、C泵15％、D泵10％、E泵5％。

根据不同调峰时间段的实际处理烟气量调整浆液循环泵组的配置组合，具体情况如下表2所示：

表2.本例的差异化配置组合与常规配置的消耗电量对比

通过表2，可知，根据调峰时间段的实际处理烟气负荷选择若干浆液循环泵组合，且浆液循环泵组合的浆液循环流量比例的数值之和基本等于实际处理烟气负荷量，相较于常规的非差异化流量设计，节省了运行电耗。从本发明通过喷淋层和浆液循环泵流量差异化的设计，使燃煤电厂在非满负荷运行时，湿法烟气脱硫塔可以投运适当数量的浆液循环泵和喷淋层运行，从而节省系统的运行电耗。

应用例3

以脱硫塔设置4层喷淋层为例，配置4台浆液循环泵(分别为A泵、B泵、C泵、D泵)，设计每台浆液循环泵的浆液循环流量比例沿着烟气流动方向依次为A泵35％、B泵30％、C泵25％、D泵15％。

根据不同调峰时间段的实际处理烟气量调整浆液循环泵组的配置组合，具体情况如下表3所示：

表3.本例的差异化配置组合与常规配置的消耗电量对比

通过表3，可知，对于设置4层喷淋层，匹配4台浆液循环泵的情况，常规配置情况下，1台泵对应于25％的烟气量，如不考虑其他因素，当烟气量低于最大烟气量值的75％时，可以只运行3台浆液循环泵。但无法精确匹配燃煤发电机组在低负荷60％、65％、70％、80％等更多工况范围时的烟气量处理需求，造成了能源的浪费。根据调峰时间段的实际处理烟气负荷选择若干浆液循环泵组合，且浆液循环泵组合的浆液循环流量比例的数值之和基本等于实际处理烟气负荷量，相较于常规的非差异化流量设计，节省了运行电耗；只有在处理85％及100％负荷烟气量时，略有超过实际所需处理的烟气负荷量。从本发明通过喷淋层和浆液循环泵流量差异化的设计，使燃煤电厂在非满负荷运行时，湿法烟气脱硫塔可以投运适当数量的浆液循环泵和喷淋层运行，从而节省系统的运行电耗。

应用例4

以脱硫塔设置4层喷淋层为例，配置4台浆液循环泵(分别为A泵、B泵、C泵、D泵)，设计每台浆液循环泵的浆液循环流量比例沿着烟气流动方向依次为A泵50％、B泵25％、C泵15％、D泵10％。

根据不同调峰时间段的实际处理烟气量调整浆液循环泵组的配置组合，具体情况如下表4所示：

表4.本例的差异化配置组合与常规配置的消耗电量对比

通过表4，可知，根据调峰时间段的实际处理烟气负荷选择若干浆液循环泵组合，且浆液循环泵组合的浆液循环流量比例值之和基本等于实际处理烟气负荷量，相较于常规的非差异化流量设计，节省了运行电耗；只有在处理70％、80％负荷烟气量时，略有超过实际所需处理的烟气负荷量。从本发明通过喷淋层和浆液循环泵流量差异化的设计，使燃煤电厂在非满负荷运行时，湿法烟气脱硫塔可以投运适当数量的浆液循环泵和喷淋层运行，从而节省系统的运行电耗。

应用例5

以脱硫塔设置6层喷淋层为例，配置6台浆液循环泵(分别为A泵、B泵、C泵、D泵、E泵、F泵)，设计每台浆液循环泵的浆液循环流量比例沿着烟气流动方向依次为A泵30％、B泵20％、C泵20％、D泵15％、E泵10％、F泵5％。

根据不同调峰时间段的实际处理烟气量调整浆液循环泵组的配置组合，具体情况如下表5所示：

表5.本例的差异化配置组合与常规配置的消耗电量对比

通过表5，可知，对于设置6层喷淋层，匹配6台浆液循环泵的情况，常规配置情况下，1台泵对应于17％的烟气量，如不考虑其他因素，当烟气量低于最大烟气量值的85％时，可以只运行5台浆液循环泵。但无法精确匹配燃煤发电机组在低负荷60％、65％、70％、75％、80％等更多工况范围时的烟气量处理需求，造成了能源的浪费。根据调峰时间段的实际处理烟气负荷选择若干浆液循环泵组合，且浆液循环泵组合的浆液循环流量比例值之和基本等于实际处理烟气负荷量，相较于常规的非差异化流量设计，节省了运行电耗；只有在处理90％负荷烟气量时，略有超过实际所需处理的烟气负荷量。从本发明通过喷淋层和浆液循环泵流量差异化的设计，使燃煤电厂在非满负荷运行时，湿法烟气脱硫塔可以投运适当数量的浆液循环泵和喷淋层运行，从而节省系统的运行电耗。

应用例6

以脱硫塔设置6层喷淋层为例，配置6台浆液循环泵(分别为A泵、B泵、C泵、D泵、E泵、F泵)，设计每台浆液循环泵的浆液循环流量比例沿着烟气流动方向依次为A泵30％、B泵20％、C泵15％、D泵15％、E泵10％、F泵10％。

根据不同调峰时间段的实际处理烟气量调整浆液循环泵组的配置组合，具体情况如下表6所示：

表6.本例的差异化配置组合与常规配置的消耗电量对比

通过表6，可知，根据调峰时间段的实际处理烟气负荷选择若干浆液循环泵组合，且浆液循环泵组合的浆液循环流量比例值之和基本等于实际处理烟气负荷量，相较于常规的非差异化流量设计，节省了运行电耗。从本发明通过喷淋层和浆液循环泵流量差异化的设计，使燃煤电厂在非满负荷运行时，湿法烟气脱硫塔可以投运适当数量的浆液循环泵和喷淋层运行，从而节省系统的运行电耗。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种节能型湿法烟气硫尘一体化超低排放工艺，包括脱硫塔，所述脱硫塔内从上往下依次设有高效除雾器、多级喷淋层、多孔分布器、浆液池；喷淋层上设置开口朝下的喷嘴；所述浆液池通过带浆液循环泵的循环喷淋管道连接至喷淋层；其特征在于，所述多级喷淋层与脱硫塔外部的浆液循环泵一一对应设置；包括如下步骤：

S2、再根据调峰时间段的实际处理烟气量选择性的配置各浆液循环泵；

其中：

所述的喷淋层设为x层时，x为大于等于3的正整数；

步骤S1中，控制沿着烟气流动方向的对应各级喷淋层的各级浆液循环泵的浆液循环流量比例值为y₁、y₂、……、y_x，且y₁、y₂、……、y_x的数值介于5~50%之间；y₁、y₂、……、y_x的数值之和介于100%~110%之间；

其中，任意两级浆液循环泵的浆液循环流量比例差值△y为（0~200）%/x，且y₁、y₂、……、y_x不完全相同。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：

所述的喷淋层不小于3级，每级喷淋层对应1级浆液循环泵。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：

步骤S2中，当调峰时间段的实际处理烟气量为最大烟气量的z%时，选择若干浆液循环泵的组合，且对应若干浆液循环泵的y_x的数值之和大于或等于 z%。

4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于：

所述喷淋层设为4层时，控制沿着烟气流动方向的对应各喷淋层的各浆液循环泵的浆液循环流量比例值为35%、30%、25%、15%。

5.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于：

所述喷淋层设为5层时，控制沿着烟气流动方向的对应各喷淋层的各浆液循环泵的浆液循环流量比例值为35%、25%、20%、15%、10%。

6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：

控制各级喷淋层的喷淋覆盖率之间的差量为10-50%。

7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于：

每级喷淋层的喷淋覆盖率不小于220%。

8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：

所述多孔分布器设为1层或多层，且设于多级喷淋层的下侧或者设于相邻的多级喷淋层之间。

9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：

所述高效除雾器可以为机械屋脊式或旋风分离管束式除雾器，使高效除雾器出口液滴含量小于20mg/Nm³。