CN1286135A - 带有酸碱度调节装置的液柱喷射烟气脱硫方法及系统 - Google Patents

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Abstract

带有酸碱度调节装置的液柱喷射烟气脱硫方法及系统,涉及一种燃烧设备中烟脱硫的技术及设备。本发明的特点是在系统中增设一个酸碱度调节装置,使该系统可以根据烟气负荷的变化合理调配脱硫反应区与氧化反应区的酸碱度,从而使烟气中的二氧化硫始终处于最佳脱硫反应环境中。因此本发明与现有技术相比,具有脱硫效率高,脱硫剂利用率高,液气比可调范围大等优点;同时也提高了脱硫反应副产物的氧化效率及石膏的质量。特别适用于二氧化硫浓度含量或烟气量变化量较大的烟气净化。

Description

带有酸碱度调节装置的液柱喷射烟气脱硫方法及系统

本发明属于烟气湿法脱硫技术领域,尤其涉及煤粉锅炉、层燃锅炉或其他燃烧设备排出的烟气中的二氧化硫脱除的方法及系统。

二氧化硫的污染一直是世界许多国家环境保护的工作重点,各国先后开发的烟气脱硫技术已达200多种。但是,能够应用到工业上的只有十多种。到目前为止,在燃煤的工业锅炉和电站锅炉中,90%以上是采用湿法烟气脱硫,其中以石灰石-石膏法为主,它的脱硫效率较高,是烟气脱硫最有效的方法。而其它脱硫方法脱硫效率低,很难满足日益严格的环保要求。

传统的石灰石-石膏法烟气脱硫技术,通常存在系统相对复杂,占地面积较大,脱硫反应塔采用填料形式,系统阻力较大,而且容易出现结垢和堵塞现象,导致初投资及运行成本都较高。

为了解决上述缺陷,中国发明专利公开号为CN1117889A和CN1221647A中公开了一种液柱喷射烟气脱硫技术,其主要特点是改填料塔为喷射塔,在塔内设置喷射装置,将脱硫剂浆液通过喷嘴向上喷射,在此过程中使其与烟气中二氧化硫充分反应,实现高效脱硫和防止结垢和堵塞。同时,将脱硫反应区和脱硫副产物氧化反应区设置在同一塔体内,能有效节省系统的占地面积,因此该专利技术得到了较好的应用。但是,由于该技术对于烟气负荷调节适应能力较差,不能根据实际运行工况对脱硫反应区和氧化反应区的酸碱度较好地进行调节,因此导致脱硫效率偏低(脱硫效率仅为70-90%),脱硫剂的利用率不高以及脱硫最终产物石膏的质量下降等缺陷。这是因为烟气中的二氧化硫在塔体内穿过液柱喷射引起的脱硫反应的实质就是酸碱中和反应,只有在最佳的PH值(酸碱度)条件下才能得到最佳的脱硫效果。因此,如何对各反应区PH值进行合理调配,使得烟气中的二氧化硫始终处于最佳脱硫反应环境中,是值得研究的问题。

针对上述现有技术存在问题,本发明的目的和任务是提供一种带有酸碱度调节装置的液柱喷射方法及系统,该系统能够使不同反应区的PH值得到合理调配,使得烟气中的二氧化硫始终处于最佳脱硫反应环境中,从而进一步提高脱硫效率以及脱硫剂的利用率,同时提高脱硫副产物的氧化效率以及增强烟气负荷调节适应能力。

本发明的目的和任务是通过以下技术方案来实现的:一种带有酸碱度调节装置的液柱喷射烟气脱硫方法,该方法是将燃烧设备中排出的烟气从反应塔中部径向送入反应塔,碱液池中的脱硫剂浆液通过输液泵送入反应塔下部,脱硫剂浆液由装在反应塔中的喷射装置向上喷射,在塔内形成先自下而上与烟气顺流的液柱,然后在顶部散开,形成自上而下与烟气逆流的液滴,在上喷和分散落下的过程中,形成气液高度混合、传质、传热的脱硫反应区;脱硫后的烟气穿过反应塔上部的除雾器,除去烟气中的水分和细灰;脱硫反应后的浆液与脱除的灰尘细颗粒一道沿塔体向下流动进入塔底部的脱硫副产物的氧化区,氧化区内的亚硫酸钙在氧化风机送来的空气中的氧作用下进一步氧化形成硫酸钙,经浓缩、沉淀后,氧化区内比重较大的部分进入石膏处理系统,其特征是反应塔内脱硫反应区与脱硫副产物氧化反应区的酸碱度可根据实际负荷的变化进行调节,其调节方法是通过调控从碱液池输送的脱硫剂浆液的供给量来进行自动调节。

上述反应塔内脱硫反应区与脱硫副产物氧化反应区的酸碱度最佳控制范围是:脱硫反应区的酸碱度范围控制在5~8;脱硫副产物氧化反应区的酸碱度范围控制在3.5~5.5。

采用如上述烟气脱硫方法的液柱喷射烟气脱硫系统,该系统主要包括烟气输送系统,脱硫剂浆液供给系统,含有脱硫反应区和氧化反应区的反应塔,工业水给水与除雾系统以及石膏处理系统组成,所述烟气输送系统包括烟道、烟气阀门和送风机;脱硫剂浆液供给系统由碱液池、浆液输送泵和循环泵组成,反应塔由输水管、除雾器、烟气入口、烟气出口、液柱喷射系统和鼓风系统组成,其特征在于在浆液输送泵的出口设置一个酸碱度调节装置,该酸碱度调节装置是由流量调节装置及酸碱度监测装置所组成,并通过管道与循环泵的入口及反应塔下部的浆液入口相连。

本发明与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:由于在该液柱喷射脱硫系统中设置了一个酸碱度调节装置,因此该系统可以根据烟气负荷的变化合理调配脱硫反应区与副产物氧化反应区的酸碱度,使得烟气中的二氧化硫始终处于最佳脱硫反应环境中从而有效地提高了脱硫效率和脱硫剂的利用率,同时也提高了脱硫反应副产物的氧化效率。

附图1是本发明的具体工艺流程图。

附图2为反应塔的结构示意图。

下面结合附图具体说明本发明的原理、结构、工艺过程及最佳实施方式:该烟气脱硫系统主要包括烟气输送系统,脱硫剂浆液供给系统,含有脱硫反应区和脱硫副产物氧化反应区的反应塔,工业水给水与除雾系统以及石膏处理系统组成,所述烟气输送系统包括烟道1、烟气阀门2和送风机4;脱硫剂浆液供给系统由碱液池6、浆液输送泵7和循环泵15组成;反应塔9由输水管、除雾器17、烟气入口、烟气出口、液柱喷射系统18和鼓风系统8组成。在浆液输送泵7的出口设置一个酸碱度调节装置21,该酸碱度调节装置是由流量调节装置及酸碱度监测装置所组成,并通过管道与循环泵15的入口及反应塔9下部的浆液入口相连。该调节装置可随时监测脱硫反应区及脱硫副产物氧化反应区的PH值,并可对从碱液池输送的脱硫剂浆液的供给量进行调控,从而达到上述目的。其工艺方法是:从燃烧设备中排出的烟气经烟道1通过烟气阀门2的控制,由送风机4从反应塔中下部径向进入反应塔9;脱硫剂浆液由装在反应塔中下部的液柱喷射装置向上喷射,在塔内形成先自下而上与烟气顺流的液柱,然后在顶部散开,形成自上而下与烟气逆流的液滴。在这上喷散落的过程中,形成气液高度混合、传质、传热的高效脱硫反应区。烟气在反应塔内上升过程中,与脱硫剂浆液充分混合,可洗去部分细颗粒灰尘。脱硫后的烟气穿过反应塔上部的除雾器17,可同时除去烟气中的水分和细灰;脱硫反应后的浆液与脱除的灰尘细颗粒一道沿塔体向下流动进入塔底部的脱硫副产物氧化反应区,氧化反应区内的亚硫酸钙在氧化风机8送来的空气中氧的作用下进一步氧化形成硫酸钙。经浓缩、沉淀后,氧化区内比重较大的部分(主要是灰渣和硫酸钙)进入石膏处理系统;较稀的部分(含有未完全反应的脱硫剂)被送回塔内循环使用。当烟气量或烟气中二氧化硫含量发生变化时,要求反应区的PH随之变化,此时可调节安装在浆液输送泵7出口的酸碱度调节装置21,该调节装置可以控制进入脱硫反应区及氧化区的浆液供给量,从而实现对PH值合理调配,使之适应烟气负荷及二氧化硫含量的变化。脱硫反应后的烟气再进行除雾降尘处理,通过阀门2和部分烟气混合,排往烟囱3。

其具体实施步骤是:将一定粒度的生石灰颗粒,喂入碱液池6,和水搅拌后由浆液输送泵7将碱液池6中的浆液送给酸碱度调节装置21,由酸碱调节装置分别给塔体9、循环泵15供给浆液。具有脱硫功能的浆液由循环泵15通过金属管道送给位于塔体9内的液柱射装置18,向上喷射的浆液与塔内的烟气接触并发生脱硫反应。脱硫反应后的清洁湿烟气经过塔体上部的除雾17后进入烟囱3排空。脱硫反应后的副产物亚硫酸钙下行至位于塔体9下部的氧化反应区,与来自鼓风机8的空气中的氧发生氧化反应,生成石膏硫酸钙。石膏硫酸钙产物在塔底浓缩部被石膏泵20抽吸出来,部分返回氧化区,部分送往转移池12,再送至石膏分离机10分离石膏,废液送至滤液池11排污处理。

当烟气量和烟气中二氧化硫浓度发生变化时,反应塔内脱硫反应区的PH值通过酸碱度调节装置21,调节来自浆液输送泵7送往循环泵15的碱液量来调控;氧化反应区的PH值通过改变脱硫反应区的PH值和调节来自酸碱度调节装置21送往塔体的浆液供给量来共同调节。

清水池5的水取自工业用水,它除了经过供水管给除雾器17供水外,还给碱液池6供水。

Claims (3)

1.一种带有酸碱度调节装置的液柱喷射烟气脱硫方法,该方法是将燃烧设备中排出的烟气从反应塔中部径向送入反应塔,碱液池中的脱硫剂浆液通过输液泵送入反应塔下部,脱硫剂浆液由装在反应塔中的喷射装置向上喷射,在塔内形成先自下而上与烟气顺流的液柱,然后在顶部散开,形成自上而下与烟气逆流的液滴,在上喷和分散落下的过程中,形成气液高度混合、传质、传热的脱硫反应区;脱硫后的烟气穿过反应塔上部的除雾器,除去烟气中的水分和细灰;脱硫反应后的浆液与脱除的灰尘细颗粒一道沿塔体向下流动进入塔底部的脱硫副产物的氧化区,氧化区内的亚硫酸钙在氧化风机送来的空气中的氧作用下进一步氧化形成硫酸钙,经浓缩、沉淀后,氧化区内比重较大的部分进入石膏处理系统,其特征是反应塔内脱硫反应区与脱硫副产物氧化反应区的酸碱度可根据实际负荷的变化进行调节,其调节方法是通过调控从碱液池输送的脱硫剂浆液的供给量来进行自动调节。
2.按照权利要求1所述的一种带有酸碱度调节装置达到液柱喷射烟气脱硫方法,其特征是反应塔内脱硫反应区的酸碱度范围控制在5~8,脱硫副产物氧化反应区的酸碱度范围控制在3.5~5.5。
3.一种采用如权利1所述烟气脱硫方法的液柱喷射烟气脱硫系统,该系统主要包括烟气输送系统,脱硫剂浆液供给系统,含有脱硫反应区和氧化反应区的反应塔,工业水给水与除雾系统以及石膏处理系统等组成,所述烟气输送系统包括烟道、烟气阀门和送风机;脱硫剂浆液供给系统由碱液池、浆液输送泵和循环泵组成,反应塔由输水管、除雾器、烟气入口、烟气出口、液柱喷射系统和鼓风系统组成,其特征在于在浆液输送泵的出口设置一个酸碱度调节装置,该酸碱度调节装置是由流量调节装置及酸碱度监测装置所组成,并通过管道与循环泵的入口及反应塔下部的浆液入口相连。
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