CN112604489A - 一种可根据变化量调整运行参数的湿法烟气脱硫装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可根据变化量调整运行参数的湿法烟气脱硫装置。包括吸收塔筒体，塔进出口烟道，烟气均布装置，数层插入式在线更换的喷淋层，烟气除雾装置以及喷淋循环泵和配套的管道阀门等。每层喷淋层由两套独立的喷淋层组合而成；层喷淋层下方是烟气流场优化器；上方是烟气除雾器。本发明装置具有满足业主锅炉任意负荷实时调整运行参数，节省运行成本；烟气均布器和流场优化器使烟气与喷淋液充分接触，减少短路从而提高装置的脱硫效率；可拆卸式喷淋装置能做到在线更换和不停炉检修，提高了装置的可利用率；在循环泵的入口管道有脱硫剂浆液加入管道，多点式脱硫剂加入方式使得脱硫剂的量与锅炉负荷和燃煤硫含量相适应，做到精准添加，节能降耗。

Description

一种可根据变化量调整运行参数的湿法烟气脱硫装置
技术领域
本发明涉及烟气湿法脱硫技术领域，特别涉及一种可根据变化量调整运行参数的湿法烟气脱硫装置。
背景技术
目前国内大部分脱硫装置(新建的和改造的)都采用了超低排放技术，达标排放已经不是目前的重点。由于湿法脱硫存在着能耗高的问题，节能降耗的需求提上了企业的议事日程；一些企业由于生产或生活需要采用变负荷生产导致烟气量变化大；一些企业为了节省成本，采用了不同硫含量的煤掺烧，导致烟气中二氧化硫含量经常变化。这些新的问题是目前困扰企业和环保技术人员的难题，亟待一种能适应企业变负荷生产，多煤种掺烧的节能降耗脱硫技术解决这个问题。
变负荷变含硫量的脱硫项目还面临着脱硫剂的供需变化。在普遍实行超净排放的项目中，为了控制污染物不超标，行业内的通行做法是将排放数值控制在远低于控制值之下。例如超净排放项目二氧化硫的排放浓度是35mg/Nm3，一般企业的做法是控制在15～20mg/Nm3，这时的钙硫比或液气比都是比较大的，如果能通过精准控制将排放浓度稳定在30mg/Nm3左右，相对来说可以减少能源和脱硫剂的耗量。因此对吸收剂的供应和加入方式进行优化既是满足企业达标排放的需要，也是企业节能降耗的一个渠道。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种可根据变化量调整运行参数的湿法烟气脱硫装置。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种可根据变化量调整运行参数的湿法烟气脱硫装置，包括吸收塔筒体、烟气进口、烟气均布器，烟气流场优化器，喷淋层、烟气除雾器以及烟气出口；所述喷淋层均由两层交错布置的独立喷淋层5a组成；所述烟气进口和烟气出口分别设置在吸收塔筒体的下部和顶部；所述喷淋层设置在吸收塔筒体的中部；所述烟气均布器采用托盘式烟气均布器；所述烟气流场优化器设置在喷淋层的下方；所述烟气除雾器设置在烟气出口的下方。
采用两层交错布置的独立喷淋层5a组成的喷淋层可以保证在喷淋的覆盖率在在100％～150％。
喷淋层的下方是烟气流场优化器；烟气流场优化器是一套环形节流装置，可以把吸收塔四周的烟气导向中间，从而尽量避免烟气未与喷淋液接触反应就从喷淋层的喷淋死角漏走；安装烟气流场优化器可以提高3％左右的脱硫效率；同时安装在喷淋层下面的烟气流场优化器，可以适当改造作为喷淋层的支撑。
喷淋层的上方是除雾器；除雾器可以除去烟气中夹带的液滴和灰尘。
较佳的，根据项目的要求，除雾器可选用管式、平板式、屋脊式或管束式，具体配置方式根据项目情况可以采用一种或多种除雾器配套使用。
烟气均布器采用的是托盘式的结构，而托盘式的结构不仅具有烟气均布的作用，还由于托盘均有持液层，可以延长了气液接触时间从而提高了脱硫效率。
较佳的，烟气均布器还可以采用旋流板或耦合器的设计；一方面可以均布烟气，另一方面由于改变了烟气流程，使烟气螺旋上升，烟气在吸收段的停留时间延长从而提高了脱硫效率。
较佳的，烟气均布器一般设置为单层，在烟气二氧化硫浓度高的时候也可设置两层烟气均布器。
较佳的，所述喷淋层上两层交错布置的独立喷淋层5a都有与其对应的喷淋支管5b；所述喷淋支管5b为插入式结构；所述喷淋支管5b分为塔外和塔内两部分，两部分之间采用可拆卸的喷淋支管塔外管法兰5f与喷淋支管塔内管法兰5g连接；所述喷淋支管5b上设有若干喷嘴5c；所述喷淋支管5b上设有喷淋支管阀门5d；所述喷淋支管5b上还设有喷淋支管压力表5e；所述喷淋主管与吸收塔筒体之间设有喷淋支管和脱硫塔入孔门连接的法兰5h以及脱硫塔入孔门5i。
较佳的，所述喷嘴5c也可以采用与喷淋支管5b相同的插入式结构，插入式的结构不仅方便拆卸，还做到在线更换损坏的喷淋支管和喷嘴，做到不停炉检修，而减少了装置停机检修时间，提高了装置的可利用率。
较佳的，还包括浆液循环管道、循环泵、循环泵入口管道以及吸收塔浆液池；所述吸收塔筒体设置了至少三层喷淋层；所述喷淋层内的各个独立喷淋层5a通过浆液循环管道与各自对应的循环泵连接；所述循环泵通过管道与吸收塔浆液池连接从而形成回路。
较佳的，所述装置还包括脱硫剂加入管道、脱硫剂供应管道以及脱硫剂阀门；所述脱硫剂加入管道与循环泵的入口管道连接；所述脱硫剂供应管道到达吸收塔循环泵后根据循环泵的数量平均分成若干根脱硫剂加入管道与循环泵的入口管连接；所述每根脱硫剂加入管道和脱硫剂供应管道都有脱硫剂阀门控制开闭。
较佳的，喷淋层的层数也可以是不固定的，超低排放最少可以配置3层喷淋层，最多配置5层喷淋层；再多加喷淋层对脱硫效率的提高并不明显，反而加大了能耗。
由于每层喷淋层由两套独立运行的喷淋层组合而成，当负荷或/和燃煤硫含量的变化时，通过开启或关闭一台或多台循环泵，与之相对应的一层或多层喷淋层同时也开启或关闭，从而达到精准控制液气比，在保证排放指标临界运行的同时做到了节能降耗。
多分支脱硫剂管道通过循环泵入口管道加入脱硫系统，提高了脱硫剂的供应调节能力，与循环泵的启停步骤一致，节省了脱硫剂的消耗。从循环泵入口直接加入脱硫剂，使喷淋层出口脱硫液具有比脱硫浆池浆液更高的PH值，从而提高了脱硫效率。
吸收塔外循环泵的入口管路上还有脱硫剂加入管道。将脱硫剂分散平均从每台循环泵的入口加入，可以使喷淋层出口的喷淋液PH和脱硫剂浓度保持最大化从而提高脱硫效率；同时脱硫剂的多点均匀加入使得脱硫剂与循环泵的启停相结合，从而使脱硫剂的供应量与锅炉负荷和燃煤硫含量相适应，提高了脱硫剂的供应精度，降低了脱硫剂的消耗。
较佳的，所述吸收塔筒体内设置了数道烟气流场优化器；所述第一道烟气流场优化器设置在第一层喷淋层下方1.5米处；所述每层喷淋层的下方再设置一道烟气流场优化器并与烟气流场优化器衔接；所述烟气流场优化器环行分布在喷淋层的下方。
较佳的，烟气流场优化器的截面设置为边长350毫米的正三角形，每层喷淋层的下方设置一道烟气流场优化器还具有支撑功能。烟气流场优化器在喷淋层下方既可起到烟气流场优化的作用，还可以作为喷淋支管5b的支撑梁。
较佳的，烟气流场优化器在不同的场合截面不一样。
较佳的，所述的一种可根据变化量调整运行参数的湿法烟气脱硫装置的具体使用步骤如下：
步骤一：烟气通过烟气入口进入吸收塔筒体，烟气流向从下向上，先通过烟气均布器将烟气流场优化。
步骤二：经过流场优化的烟气再穿过喷淋层，烟气与喷淋浆液逆流接触脱除大部分的污染物；喷淋层下方设置有流场优化器，可以将吸收塔四周的烟气向中间导流；
步骤三：经喷淋洗涤后的烟气穿过喷淋层，到达吸收塔顶部的除雾器层，除掉烟气中夹带的大部分液滴后从塔顶排放；
步骤四：喷淋浆液吸收了烟气中大部分的污染物后落到塔底浆液池，经氧化空气氧化后通过排出泵送到脱硫产物处理点；
步骤五：脱硫剂经循环泵入口多点加入，与烟气中的污染物反应后同吸收液一起落到塔底浆液池，浆液池中的浆液通过循环泵循环利用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明每层喷淋层都由两套独立运行的喷淋层组合而成，当负荷或/和燃煤硫含量的变化时，通过开启或关闭一台或多台循环泵，与之相对应的一层或多层喷淋层也同时开启或关闭，从而达到精准控制液气比，在保证排放指标临界运行的同时做到了节能降耗。每套分喷淋层的覆盖率在100％～150％之间，每层两套分喷淋层的覆盖率之和在200％～300％之间，因此每层喷淋层的覆盖率在100％～300％之间可以调整，调节范围比循环泵变频调节范围宽的多，调节精度也高。
2、各层喷淋层下方的烟气流场优化器不但可以提高3％左右的脱硫效率；同时安装在喷淋层下面的烟气流场优化器，可以适当改造作为喷淋层的支撑。
3、本发明将脱硫剂分散平均从每台循环泵的入口加入，可以使喷淋层出口的喷淋液PH和脱硫剂浓度保持最大化从而提高脱硫效率；同时脱硫剂的多点均匀加入使得脱硫剂与循环泵的启停相结合，从而使脱硫剂的供应量与锅炉负荷和燃煤硫含量相适应，提高了脱硫剂的供应精度，降低了脱硫剂的消耗。
附图说明
图1为总流程图；
图2为独立喷淋管层之一；
图3为独立喷淋管层之一；
图4为两个独立喷淋管层组合成一层喷淋层后的俯视图；
图5为喷淋支管详图；
图6为烟气流场优化器俯视图；
图7为烟气流场优化器截面图。
其中：1、吸收塔筒体；2、烟气进口；3、烟气均布器；4、烟气流场优化器；5、喷淋层；6、烟气除雾器；7、烟气出口；8、循环泵；9、浆液循环管道；10、吸收塔浆液池；11、循环泵入口管道；12、脱硫剂加入管道；13、脱硫剂供应管道；14、脱硫剂阀门；5a、独立喷淋层；5b、喷淋支管；5c、喷嘴；5d、喷淋支管阀门；5e、喷淋支管压力表；5f、喷淋支管塔外管法兰；5g、喷淋支管塔内管法兰；5h、喷淋支管和脱硫塔人孔门连接的法兰；5i、脱硫塔入孔门。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请结合参照图1、5，本发明提供了一种可根据变化量调整运行参数的湿法烟气脱硫装置，包括吸收塔筒体1，烟气进口2，烟气均布器3，烟气流场优化器4，喷淋层5，独立喷淋层5a，喷淋支管5b，喷嘴5c，喷淋支管阀门5d，喷淋支管压力表5e，喷淋支管塔外管法兰5f，喷淋支管塔内管法兰5g，喷淋支管和脱硫塔人孔门连接的法兰5h，脱硫塔人孔门5i，烟气除雾器6，烟气出口7，循环泵8，浆液循环管道9，吸收塔浆液池10，循环泵入口管道11，脱硫剂加入管道12，脱硫剂供应管道13以及脱硫剂阀门14。
较佳的，吸收塔筒体1中下部和顶部分别设置有烟气进口2和烟气出口7，烟气进口2和烟气出口7之间按烟气流向依次设置有烟气均布器3，位于每层喷淋层下部的烟气流场优化器4；在脱硫塔内至少设置三层的喷淋层5；在脱硫塔的上方设立一个烟气除雾器6；烟气经烟气除雾器6处理后在通过烟气出口7排放；喷淋层5通过浆液循环管道9连接循环泵8，循环泵8通过入口管道11与吸收塔浆液池10连接，入口管道11上还有脱硫剂加入管道12，脱硫剂加入管道12通过阀门14与脱硫剂总管13连接和控制。
较佳的，所述每层喷淋层5均由两层交错均匀布置的独立喷淋层5a组成；所述单个独立喷淋层5a通过浆液循环管道9与各自对应的循环泵8连接；所述循环泵8通过入口管道11与吸收塔浆液池10连接从而形成回路。
采用两层交错布置的独立喷淋层5a组成的喷淋层可以保证在喷淋的覆盖率在在100％～150％。每层喷淋层5喷出的浆液的覆盖率在200％～300％，当锅炉负荷(在40％～110％范围调整)或燃煤硫含量发生变化时，每层喷淋层5关闭一层独立喷淋层5a，剩下的一层独立喷淋层5a还有100％～150％的喷淋覆盖率。
如果喷淋层5总共有3层，每层喷淋层5最多关闭一层独立喷淋层5a，那么这套湿法烟气脱硫装置的负荷调整变化范围在16.7％～50％之间；如果喷淋层5总共有5层，每层喷淋层5最多关闭一层独立喷淋层5a，那么这套湿法烟气脱硫装置的负荷调整变化范围在10％～50％之间。喷淋层5的层数越多，整套湿法烟气脱硫装置的调整范围就越广，调节精度也越高。
通过每层喷淋层5都由两套独立运行的喷淋层5a组合而成，当负荷或/和燃煤硫含量的变化时，通过开启或关闭一台或多台循环泵，与之相对应的一层或多层喷淋层也同时开启或关闭，从而达到精准控制液气比，在保证排放指标临界运行的同时做到了节能降耗。每套分喷淋层的覆盖率在100％～150％之间，每层两套分喷淋层的覆盖率之和在200％～300％之间，因此每层喷淋层的覆盖率在100％～300％之间可以调整，调节范围比循环泵变频调节范围宽的多，调节精度也高。
较佳的，如图6-7所示，所述每层喷淋层5下方有环行分布的烟气流场优化器4，烟气流场优化器4在喷淋层下方既可起到烟气流场优化的作用，还可以作为喷淋支管5b的支撑梁，烟气流场优化器4在不同的场合截面不一样；烟气流场优化器4的截面为正三角形，正三角形的边长为350mm。在喷淋支管5b处，烟气流场优化器4的截面作为喷淋支管5b的垫板，垫板的宽度在100～200mm之间。垫板可增加喷淋支管5b的稳定性。
各层喷淋层下方的烟气流场优化器不但可以提高3％左右的脱硫效率；同时安装在喷淋层下面的烟气流场优化器，可以适当改造作为喷淋层的支撑。
较佳的，如图5所示，所述喷淋支管5b通过喷淋支管阀门5d与独立喷淋层5a连接；所述喷淋支管5b分为塔外和塔内两部分，两部分之间采用可拆卸的喷淋支管塔外管法兰5f与喷淋支管塔内管法兰5g连接；喷淋支管5b采用法兰5h和脱硫塔人孔门的法兰5i连接；喷淋支管5b上还有若干个喷嘴5c；从图4可以看出，喷淋支管5b与独立喷淋层5a，喷淋支管5b的塔内和塔外部分都是法兰连接，从而可以方便地在线断开检修更换而不用停炉。
较佳的，所述循环泵8通过入口管道11与吸收塔浆液池10连接，入口管道11上还有脱硫剂加入管道12。脱硫剂加入管道12的数量和循环泵8的数量一致。由于脱硫剂的加入和循环泵8一一对应，当循环泵8启停时，脱硫剂加入管道12也跟着启停，真正做到了脱硫剂的加入量和系统负荷以及硫含量对应，实现了脱硫剂的精准供应，节约了脱硫剂。同时，由于脱硫剂是从循环泵8的入口管道11加入，喷嘴5c喷出的浆液PH比吸收塔浆池10的浓度高，提高了系统的脱硫效率。
脱硫剂分散平均从每台循环泵的入口加入，可以使喷淋层出口的喷淋液PH和脱硫剂浓度保持最大化从而提高脱硫效率；同时脱硫剂的多点均匀加入使得脱硫剂与循环泵的启停相结合，从而使脱硫剂的供应量与锅炉负荷和燃煤硫含量相适应，提高了脱硫剂的供应精度，降低了脱硫剂的消耗。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种可根据变化量调整运行参数的湿法烟气脱硫装置，包括吸收塔筒体（1）、烟气进口（2）、烟气均布器（3），烟气流场优化器（4），喷淋层（5）、烟气除雾器（6）以及烟气出口（7），其特征在于：所述喷淋层（5）均由两层交错布置的独立喷淋层5a组成；所述烟气进口（2）和烟气出口（7）分别设置在吸收塔筒体（1）的下部和顶部；所述喷淋层（5）设置在吸收塔筒体（1）的中部；所述烟气均布器（3）采用托盘式烟气均布器；所述烟气流场优化器（4）设置在喷淋层（5）的下方；所述烟气除雾器（6）设置在烟气出口（7）的下方。
2.如权利要求1所述的一种可根据变化量调整运行参数的湿法烟气脱硫装置，其特征在于：所述喷淋层（5）上两层交错布置的独立喷淋层5a都有与其对应的支管5b；所述只管5b为插入式结构；所述支管5b会插入到在吸收塔筒体（1）的喷淋主管；所述支管5b上有若干喷嘴5c；所述支管5b上设有喷淋支管阀门5d；所述支管5b上还设有喷淋支管压力表5e；所述支管5b与喷淋主管的插入处还设有喷淋支管塔外管法兰5f与喷淋支管塔内管法兰5g；所述喷淋主管与吸收塔筒体（1）之间设有喷淋支管和脱硫塔入孔门连接的法兰5h以及脱硫塔入孔门5i。
3.如权利要求1所述的一种可根据变化量调整运行参数的湿法烟气脱硫装置，还包括浆液循环管道（9）、循环泵（8）、循环泵入口管道（11）以及吸收塔浆液池（10），其特征在于：所述吸收塔筒体（1）设置了至少三层喷淋层（5）；所述喷淋层（5）内的各个独立喷淋层5a通过浆液循环管道（9）与各自对应的循环泵（8）连接；所述循环泵（8）通过循环泵入口管道（11）与吸收塔浆液池（10）连接从而形成回路。
4.如权利要求3所述的一种可根据变化量调整运行参数的湿法烟气脱硫装置，其特征在于：所述装置还包括脱硫剂加入管道（12）、脱硫剂供应管道（13）以及脱硫剂阀门（14）；所述脱硫剂加入管道（12）与循环泵入口管道（11）连接；所述脱硫剂供应管道（13）到达吸收塔循环泵（8）后根据循环泵（8）的数量平均分成若干根脱硫剂加入管道（12）与循环泵入口管道（11）连接；所述每根脱硫剂加入管道（12）和脱硫剂供应管道（13）都有脱硫剂阀门（14）控制开闭。
5.如权利要求3所述的一种可根据变化量调整运行参数的湿法烟气脱硫装置，其特征在于：所述吸收塔筒体（1）内设置了数道烟气流场优化器（4）；所述第一道烟气流场优化器（4）设置在第一层喷淋层（5）下方1.5米处；所述每层喷淋层（5）的下方再设置一道烟气流场优化器（4）并与烟气流场优化器（4）衔接；所述烟气流场优化器（4）环行分布在喷淋层（5）的下方。
6.如权利要求5所述的一种可根据变化量调整运行参数的湿法烟气脱硫装置，其特征在于：所述湿法烟气脱硫装置具体使用步骤如下：
步骤一：烟气通过烟气入口（2）进入吸收塔筒体（1），烟气流向从下向上，先通过烟气均布器（3）将烟气流场优化；
步骤二：经过流场优化的烟气再穿过喷淋层（5），烟气与喷淋浆液逆流接触脱除大部分的污染物；喷淋层（5）下方设置有流场优化器，可以将吸收塔四周的烟气向中间导流；
步骤三：经喷淋洗涤后的烟气穿过喷淋层，到达吸收塔顶部的除雾器层，除掉烟气中夹带的大部分液滴后从塔顶排放；
步骤四：喷淋浆液吸收了烟气中大部分的污染物后落到塔底浆液池，经氧化空气氧化后通过排出泵送到脱硫产物处理点；
步骤五：脱硫剂经循环泵入口多点加入，与烟气中的污染物反应后与吸收液一起落到塔底浆液池，浆液池中的浆液通过循环泵循环利用。
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