CN112546831A - 一种锅炉烟气脱硫系统及脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
一种锅炉烟气脱硫系统及脱硫方法，属于锅炉烟气处理技术领域，以解决锅炉烟气处理现有的双碱法脱硫中生石灰再次利用会造成脱硫塔底部结垢堵塞不容易处理的问题。本发明包括脱硫塔、烟囱、喷嘴、用于提供碱性喷淋液的喷淋装置、排烟管、风机a、第一容器和第二容器；脱硫塔顶部设有排烟口，脱硫塔设有进烟口，进烟口与锅炉尾部的进烟管道连通，排烟口通过排烟管与烟囱连通，排烟管上设有风机a，喷淋装置上设有多个喷嘴，喷嘴位于脱硫塔内部的排烟口和进烟口之间，喷淋装置抽吸碱性溶液并从喷嘴喷出，第一容器通过第一管道与脱硫塔连通。本发明采用NaHCO3进行脱硫，结合锅炉烟气对硫化物进行二次吸收，解决了结构的同时进一步提高了脱硫效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种锅炉烟气处理设备及方法，具体涉及一种烟气脱硫系统及脱硫方法。
背景技术
锅炉中排放烟气二氧化硫作为大气主要污染物之一。通常在烟道尾部加装脱硫除尘设备进行脱硫，现有的技术中采用湿法脱硫，即含硫气体与碱溶液发生化学反应以达到脱硫的目的。目前的湿法脱硫中采用双碱法脱硫较为常见，该方法优点在于脱硫效率高，成本低。但是双碱法脱硫也存在一定问题，采用NaOH溶液吸收烟气后生产NaSO3和NaSO4溶液，再与生石灰反应，整个过程NaOH参与置换反应，实际不消耗NaOH，虽然能够脱硫，但是在脱硫塔内产生的CaSO3和CaSO4容易在塔底部结垢，堵塞管道，不容易处理。
发明内容
本发明为了解决锅炉烟气处理现有的双碱法脱硫中生石灰再次利用会造成脱硫塔底部结垢堵塞不容易处理的问题，而提供一种锅炉烟气脱硫系统及脱硫方法。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
方案一：一种锅炉烟气脱硫系统，包括脱硫塔、烟囱、喷嘴、用于提供碱性喷淋液的喷淋装置、排烟管、风机a、第一容器和第二容器；
脱硫塔顶部设有排烟口，脱硫塔设有进烟口，进烟口与锅炉尾部的进烟管道连通，排烟口通过排烟管与烟囱连通，排烟管上设有风机a，喷淋装置上设有多个喷嘴，喷嘴位于脱硫塔内部的排烟口和进烟口之间，喷淋装置抽吸碱性溶液并从喷嘴喷出，第一容器通过第一管道与脱硫塔连通，第一管道上设有泵，第二容器通过第二管道与脱硫塔底部连通，第二管道上设有阀门，第一容器内装有NaHCO3溶液，第二容器内装有Ca(HCO3)2溶液。
优选地，排烟管上设有返回管，返回管与进烟管道连通，返回管上设有风机b。
优选地，喷淋装置包括喷淋管、喷淋泵和喷淋阀，喷淋管一端从外部通入到脱硫塔底部的碱性溶液内，喷淋管另一端通入到脱硫塔顶部并且设置有多个喷嘴，喷淋管上设有喷淋泵和喷淋阀。
优选地，所述第二容器内设有用于过滤CaSO4和CaSO3沉积物的滤网A。
优选地，还包括第三容器，第三容器内装有Na2CO3溶液，第二容器通过用于将第二容器内的溶液导出的第三管道与第三容器连通，第三管道上设有抽吸泵，第三容器通过用于将第三容器内的溶液导出的第六管道与第一容器连通，第六管道上设有泵a，在第三容器内的第六管道和第三管道之间设有滤网B。
优选地，还包括生石灰存储罐，生石灰存储罐内装有生石灰溶液，生石灰存储罐通过用于将生石灰导出的第四管道与第二容器连通，第四管道上设有阀门A。
优选地，所述生石灰存储罐通过第五管道与所述排烟管连通，第五管道上设有风机c，生石灰存储罐顶部通过管道与排烟管连通。
优选地，第五管道上风机c出风一侧设有支分管，支分管通入第一容器的溶液内，第一容器上设有排烟口，排烟口通过管道与所述排烟管连通。
方案二、一种利用方案一中所述一种锅炉烟气脱硫系统脱硫方法，包括以下步骤：
S1、第一容器内的NaHCO3溶液通入到脱硫塔内，并通过喷淋装置从喷嘴喷出，烟气中的含硫气体与NaHCO3溶液发生化学反应，并生成Na2SO3和Na2SO4，将烟气中含硫的化合物脱出；
S2、生成的Na2SO3和Na2SO4混合溶液排入到第二容器内，与Ca(HCO3)2溶液发生化学反应生成CaSO4和CaSO3沉淀物；
S3、将第二容器中置换后的溶液导入到第三容器中，第三容器中的Na2CO3溶液将Ca2+脱除，将第三容器中的置换后的溶液导入第一容器中，将步骤S1中脱硫塔排出的部分烟气导入第三容器，将含有部分Na2CO3的溶液制备成NaHCO3溶液，再向脱硫塔内补充消耗的NaHCO3溶液；
S4、从脱硫塔排出的一部分烟气从烟囱排出，另一部分烟气先通入到生石灰存储罐内再从烟囱排出，一方面将部分烟气中部分未脱出的含硫气体进一部脱除，另一方面利用烟气中的CO2制备Ca(HCO3)2溶液，将Ca(HCO3)2溶液通入到第二容器内，对第二容器内消耗的溶液进行补充。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
一、本发明采用NaHCO3参与脱硫反应，生成的Na2SO3和Na2SO4溶液与Ca(HCO3)2溶液反应，生成的NaHCO3和Ca(HCO3)2混合溶液返回到第一容器再次利用，第一容器中的Na2CO3将Ca2+去除，避免进入到脱硫塔内进行脱硫结垢，提高了生石灰的利用率，降低成本。
二、本发明烟气进行一次脱硫后部分烟气进行二次脱硫，二次脱硫中含有少量的含硫气体，在生石灰存储罐内少量结垢，不会堵塞管道，延长检修维护时间；同时利用烟气中的CO2制备Ca(HCO3)2溶液，对第二容器中消耗的Ca(HCO3)2进行补充，避免单独制备造成的成本过高的问题。
附图说明
图1是本发明第一种方案的示意图；
图2是本发明第二种方案的示意图；
图3是本发明第三种方案的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案的前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
实施例1：下面结合图1-图3来说明本实施例，本实施例涉及一种锅炉烟气脱硫系统，如图1所示，包括脱硫塔1、烟囱2、喷嘴3、用于提供碱性喷淋液的喷淋装置4、排烟管5、风机a6、第一容器7和第二容器8；
脱硫塔1顶部设有排烟口，脱硫塔1设有进烟口，进烟口与锅炉尾部的进烟管道连通，排烟口通过排烟管5与烟囱2连通，排烟管5上设有风机a6，喷淋装置4上设有多个喷嘴3，喷嘴3位于脱硫塔1内部的排烟口和进烟口之间，喷淋装置4抽吸碱性溶液并从喷嘴3喷出，第一容器7通过第一管道R1与脱硫塔1连通，第一管道R1上设有泵9，第二容器8通过第二管道R2与脱硫塔1底部连通，第二管道R2上设有阀门，第一容器7内装有NaHCO3溶液，第二容器8内装有Ca(HCO3)2溶液。
脱硫塔1内脱硫的化学反应方程式为：
SO2+2NaHCO3→Na2SO3+2CO2+H2O
SO3+2NaHCO3→Na2SO4+2CO2+H2O
为了提高烟气中含硫气体的脱硫率，可选地，如图2所示，排烟管5上设有返回管10，返回管10与进烟管道连通，返回管10上设有风机b11，将部分烟气返回到脱硫塔1的排烟口处进行二次脱硫。
为了实现将碱性溶液从喷嘴喷出，本实施例设置了喷淋装置，可选地，如图1所示，喷淋装置4包括喷淋管41、喷淋泵42和喷淋阀43，喷淋管41一端从外部通入到脱硫塔1底部的碱性溶液内，喷淋管41另一端通入到脱硫塔1顶部并且设置有多个喷嘴3，喷淋管41上设有喷淋泵42和喷淋阀43。
可选地，所述第二容器8内设有用于过滤CaSO4和CaSO3沉积物的滤网A12。
本实施例中在第二容器8中的化学反应方程式为：
Na2SO4+Ca(HCO3)2→CaSO4+2Na HCO3
Na2SO3+Ca(HCO3)2→CaSO3+2Na HCO3
通过上述化学方式式可知，整个过程Na+和HCO3 -被置换重新生成了NaHCO3。
为了提高生石灰和NaHCO3利用率，可选地，如图3所示，本实施例还包括第三容器18，第三容器18内装有Na2CO3溶液，第二容器8通过用于将第二容器8内的溶液导出的第三管道R3与第三容器18连通，第三管道R3上设有抽吸泵13，第三容器18通过用于将第三容器18内的溶液导出的第六管道R6与第一容器7连通，第六管道R6上设有泵a19，在第三容器18内的第六管道R6和第三管道R3之间设有滤网B14。第三容器18内的溶液通入到第一容器7内发生化学反应的方程式为：
Ca(HCO3)2+Na2CO3→CaCO3+NaHCO3
SO2+2NaHCO3→Na2SO3+2CO2+H2O
SO3+2NaHCO3→Na2SO4+2CO2+H2O
通过方程式可知，通过Na2CO3将溶液中的Ca2+脱出，产生的CaCO3可再次利用，整个过程只在第二容器8的化学反应中消耗了Ca2+，生成了CaSO4和CaSO3沉积物；同时对烟气中未脱出净的含硫气体进行再次脱硫。
为了进一步提高脱硫效率，并补充消耗的Ca2+，如图3所示，本实施例还包括生石灰存储罐15，生石灰存储罐15内装有生石灰溶液，生石灰存储罐15通过用于将生石灰导出的第四管道R4与第二容器8连通，第四管道R4上设有阀门A16。
为了防止生石灰存储罐15内的沉淀物堵塞管道，可在生石灰存储罐15内设置过滤网C20。
可选地，所述生石灰存储罐15通过第五管道R5与所述排烟管5连通，第五管道R5上设有风机c17，生石灰存储罐15顶部通过管道与排烟管5连通，利用烟气与生石灰反应来制备Ca(HCO3)2溶液，以对第二容器8内消耗的溶液进行补充。
为了提高第二容器8中Ca(HCO3)2利用率，避免产生副反应，可选地，第五管道R5上风机c17出风一侧设有支分管，支分管通入第一容器7的溶液内，第一容器7上设有排烟口，排烟口通过管道与所述排烟管5连通。将第一容器7从第三容器18中吸收少量的Na2CO3去除，制备成NaHCO3，避免进入到脱硫塔1后再进入到第二容器8与Ca(HCO3)2反应而消耗Ca(HCO3)2溶液。在第一容器中反应的化学方程式为：
CO2+Na2CO3+H2O→2NaHCO3
烟气通入到生石灰存储罐15中，其反应的化学方程式为：
Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O
Ca(OH)2+SO3→CaSO4+H2O
Ca(OH)2+2CO2→Ca(HCO3)2
本实施中可将第三容器18中产生的CaCO3投入到生石灰存储罐15中再次利用，其反应的化学方程式为：
CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2
实施例2:一种脱硫方法，包括以下步骤：
S1、第一容器7内的NaHCO3溶液通入到脱硫塔1内，并通过喷淋装置4从喷嘴3喷出，烟气中的含硫气体与NaHCO3溶液发生化学反应，并生成Na2SO3和Na2SO4，将烟气中含硫的化合物脱出；
S2、生成的Na2SO3和Na2SO4混合溶液排入到第二容器8内，与Ca(HCO3)2溶液发生化学反应生成CaSO4和CaSO3沉淀物；
S3、将第二容器8中置换后的溶液导入到第三容器18中，第三容器18中的Na2CO3溶液将Ca2+脱除，将第三容器18中的置换后的溶液导入第一容器7中，将步骤S1中脱硫塔1排出的部分烟气导入第三容器18，将含有部分Na2CO3的溶液制备成NaHCO3溶液，再向脱硫塔1内补充消耗的NaHCO3溶液；
S4、从脱硫塔1排出的一部分烟气从烟囱2排出，另一部分烟气先通入到生石灰存储罐15内再从烟囱2排出，一方面将部分烟气中部分未脱出的含硫气体进一部脱除，另一方面利用烟气中的CO2制备Ca(HCO3)2溶液，将Ca(HCO3)2溶液通入到第二容器8内，对第二容器8内消耗的溶液进行补充。
与现有技术相比，本实施例中整个过程中实际只消耗了Ca(HCO3)2溶液，并且有效地避免了脱硫塔1内结垢严重，管道堵塞的问题，降低检修和维修次数，在使用过程中仅消耗了水、生石灰及少量Na2CO3，降低成本。
本发明虽然已经通过一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种锅炉烟气脱硫系统，其特征在于，包括脱硫塔(1)、烟囱(2)、喷嘴(3)、用于提供碱性喷淋液的喷淋装置(4)、排烟管(5)、风机a(6)、第一容器(7)和第二容器(8)；
脱硫塔(1)顶部设有排烟口，脱硫塔(1)设有进烟口，进烟口与锅炉尾部的进烟管道连通，排烟口通过排烟管(5)与烟囱(2)连通，排烟管(5)上设有风机a(6)，喷淋装置(4)上设有多个喷嘴(3)，喷嘴(3)位于脱硫塔(1)内部的排烟口和进烟口之间，喷淋装置(4)抽吸碱性溶液并从喷嘴(3)喷出，第一容器(7)通过第一管道(R1)与脱硫塔(1)连通，第一管道(R1)上设有泵(9)，第二容器(8)通过第二管道(R2)与脱硫塔(1)底部连通，第二管道(R2)上设有阀门，第一容器(7)内装有NaHCO3溶液，第二容器(8)内装有Ca(HCO3)2溶液。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉烟气脱硫系统，其特征在于，排烟管(5)上设有返回管(10)，返回管(10)与进烟管道连通，返回管(10)上设有风机b(11)。
3.根据权利要求1所述的一种锅炉烟气脱硫系统，其特征在于，喷淋装置(4)包括喷淋管(41)、喷淋泵(42)和喷淋阀(43)，喷淋管(41)一端从外部通入到脱硫塔(1)底部的碱性溶液内，喷淋管(41)另一端通入到脱硫塔(1)顶部并且设置有多个喷嘴(3)，喷淋管(41)上设有喷淋泵(42)和喷淋阀(43)。
4.根据权利要求1所述的一种锅炉烟气脱硫系统，其特征在于，所述第二容器(8)内设有用于过滤CaSO4和CaSO3沉积物的滤网A(12)。
5.根据权利要求5所述的一种锅炉烟气脱硫系统，其特征在于，还包括第三容器(18)，第三容器(18)内装有Na2CO3溶液，第二容器(8)通过用于将第二容器(8)内的溶液导出的第三管道(R3)与第三容器(18)连通，第三管道(R3)上设有抽吸泵(13)，第三容器(18)通过用于将第三容器(18)内的溶液导出的第六管道(R6)与第一容器(7)连通，第六管道(R6)上设有泵a(19)，在第三容器(18)内的第六管道(R6)和第三管道(R3)之间设有滤网B(14)。
6.根据权利要求1、3、4或5所述的一种锅炉烟气脱硫系统，其特征在于，还包括生石灰存储罐(15)，生石灰存储罐(15)内装有生石灰溶液，生石灰存储罐(15)通过用于将生石灰导出的第四管道(R4)与第二容器(8)连通，第四管道(R4)上设有阀门A(16)。
7.根据权利要求6所述的一种锅炉烟气脱硫系统，其特征在于，所述生石灰存储罐(15)通过第五管道(R5)与所述排烟管(5)连通，第五管道(R5)上设有风机c(17)，生石灰存储罐(15)顶部通过管道与排烟管(5)连通。
8.根据权利要求7所述的一种锅炉烟气脱硫系统，其特征在于，第五管道(R5)上风机c(17)出风一侧设有支分管，支分管通入第一容器(7)的溶液内，第一容器(7)上设有排烟口，排烟口通过管道与所述排烟管(5)连通。
9.一种利用权利要求8所述的一种锅炉烟气脱硫系统的脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、第一容器(7)内的NaHCO3溶液通入到脱硫塔(1)内，并通过喷淋装置(4)从喷嘴(3)喷出，烟气中的含硫气体与NaHCO3溶液发生化学反应，并生成Na2SO3和Na2SO4，将烟气中含硫的化合物脱出；
S2、生成的Na2SO3和Na2SO4混合溶液排入到第二容器(8)内，与Ca(HCO3)2溶液发生化学反应生成CaSO4和CaSO3沉淀物；
S3、将第二容器(8)中置换后的溶液导入到第三容器(18)中，第三容器(18)中的Na2CO3溶液将Ca2+脱除，将第三容器(18)中的置换后的溶液导入第一容器(7)中，将步骤S1中脱硫塔(1)排出的部分烟气导入第三容器(18)，将含有部分Na2CO3的溶液制备成NaHCO3溶液，再向脱硫塔(1)内补充消耗的NaHCO3溶液；
S4、从脱硫塔(1)排出的一部分烟气从烟囱(2)排出，另一部分烟气先通入到生石灰存储罐(15)内再从烟囱(2)排出，一方面将部分烟气中部分未脱出的含硫气体进一部脱除，另一方面利用烟气中的CO2制备Ca(HCO3)2溶液，将Ca(HCO3)2溶液通入到第二容器(8)内，对第二容器(8)内消耗的溶液进行补充。
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| CN202011494535.0A CN112546831A (zh) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | 一种锅炉烟气脱硫系统及脱硫方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115520890A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-12-27 | 安徽工业大学 | 一种以烧结烟气脱硫灰为原料制备亚硫酸钙的方法 |
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2020
- 2020-12-17 CN CN202011494535.0A patent/CN112546831A/zh active Pending
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