CN1597059A - 双塔循环电厂锅炉废水洗吸烟气脱硫方法 - Google Patents
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一种双塔循环电厂锅炉废水洗吸烟气脱硫方法，它使用的装置包括废水冷却沉淀加药系统，烟气干式除尘降温系统，烟气湿法双塔洗吸系统，净化烟气升温排放系统等四大部分。其特征在于：废水冷却沉淀加药系统包括：锅炉(1)、冲渣口水封(2)、冷却器(3)、污水池(4)、净化池(5)、清水池(6)、循环泵(7)、加药池(8)、加药机(9)、循环泵(10)；烟气干式除尘降温系统包括：空气予热器(即省煤器)(11)、多管旋风除尘器(12)、净化烟气再加热器(13)、接力引风机(14)；烟气湿法双塔洗吸系统包括：洗气粗脱塔(15)、吸收精脱塔(16)；排污回水管道(17)；净化烟气升温排放系统包括：净化烟气再加热器(13)和烟囱(18)。本发明提供了以废(水)治废(气)的电厂锅炉烟气脱硫方法，此方法利用锅炉冲渣时废弃的排污水在两个格栅脱硫塔和循环水池之间作闭路循环运行，以达到在洗涤除尘的同时将烟气中二氧化硫气体脱除干净的脱硫效率，从而实现低成本脱硫的目的。
Description
本发明涉及燃煤锅炉烟道气的脱硫净化工艺的控制方法，更具体地说，本发明涉及利用火力发电厂燃煤锅炉本身排放的废污水对其烟道气进行脱硫的控制方法。
随着工业生产的飞速发展，各种工业锅炉、窑炉等排放到大气中的废污气体日益增加，特别是燃煤锅炉和窑炉排放的废气中富含二氧化硫等有害气体，给许多地方造成酸雨频降等严重的大气污染，威胁着生态环境和人类健康。
近30年来，全世界各国先后开发的烟气脱硫技术多达100多种。但是，能够有效应用到工业上的只有十多种。到目前为止，我国引进的工业锅炉和电站锅炉脱硫系统90％以上采用湿法烟气脱硫技术，其中以液柱喷雾吸收塔技术和湿式石灰-石膏法为主。该方法脱硫效率虽然较高，也是目前脱硫较有效的方法，但通常存在系统相当复杂、设备庞大造价高、其动力设备电耗过高、占地面积较大的缺点，且吸收塔器中容易出现结垢和堵塞现象，导致初期设资巨大及运行成本昂贵。例如：美国巴布科克·卫尔科斯公司为500MW机组(50万KW)设计采用空塔内上喷液柱型脱硫吸收塔(湿式石灰-石膏法)，其上喷动力泵电功率高达3750KW，引风机电功率高达6580KW，还未计电除尘设备的电功耗，该脱硫系统的两大电耗的总功率高达10330KW；此脱硫系统开-天需耗25万度电；按国内上网电价0.20元/KWh计，也需要5.0万元/天，每年仅电费一项就高达1825万元RMB。
我国烟气脱硫技术长期以来发展滞后，近年业电力行业不少企业花费巨资从国外引进技术和成套设备，其结果是运行成本过高，企业生产成本上升太大而难以承受。
目前，在国家强化环保治理力度和优化环保鼓励政策的形势下，有许多中小企业的燃煤工业锅炉和电站锅炉都采用水膜除尘装置。燃烧设备排出的烟气在烟道中先通过一个渐缩扩管(又称文丘里管)，然后从水膜除尘器的圆筒下部切向进入后向上流动并作旋转运动，同时喷入水流，在圆筒内壁上形成贴壁水流，固体颗粒在离心力作用进入贴壁水流，从而清洗掉含在自下而上旋流烟气中的灰尘。采用水膜除尘的效率一般低于85％，而且脱硫功能更低，脱硫率还不到30％，故此类设备完全不能满足环境保护的要求。
本发明的目的在于：提供一种以废(水)治废(气)、低成本运行的电厂锅炉烟气脱硫方法，具体地说就是：提供一种利用锅炉冲渣时废弃的排污水在两个格栅塔和循环水池之间作闭路循环运行，从而达到在洗涤除尘的同时，将烟气中二氧化硫气体脱除干净的方法，以企达到低廉的运行成本和较高的脱硫效率。
本发明的目的是这样实现的：一种双塔循环电厂锅炉废水洗吸烟气脱硫方法，它使用的装置包括废水冷却沉淀加药系统，烟气干式除尘降温系统，烟气湿法双塔洗吸系统，净化烟气升温排放系统等四大部分。其特征在于：废水冷却沉淀加药系统包括：锅炉(1)、冲渣口水封(2)、冷却器(3)、污水池(4)、净化池(5)、清水池(6)、循环泵(7)、加药池(8)、加药机(9)、循环泵(10)；烟气干式除尘降温系统包括：空气予热器(即省煤器)(11)、多管旋风除尘器(12)、净化烟气再加热器(13)、接力引风机(14)；烟气湿法双塔洗吸系统包括：洗气粗脱塔(15)、吸收精脱塔(16)；排污回水管道(17)；净化烟气升温排放系统包括：净化烟气再加热器(13)和烟囱(18)。
本发明利用锅炉的排污废水对烟气进行洗涤脱硫的化学反应机理是：因为锅炉排放的废污水量为该锅炉总蒸发量的8％~12％，如一台670t/h蒸发量的锅炉每小时就要排放出约60~80吨的废污水，该废污水中富含NaoH、Na2CO3等碱性物，据不完统计表明，高硫煤锅炉废污水PH值为11~14，碱浓度0.06％~0.08％(NaoH)，其中NaoH含42％，Na2CO3占58％的碱性水溶液。当含有SO2的烟气通入该废水洗气脱硫塔中时，在塔中的格栅板表面与此溶液传质，二者就发生酸碱中机反应而将烟气中部SO2反应溶留于废水之中，其反应过程方程式如下：
在洗气粗脱栅塔(15)中，基本可以脱掉60％左右的SO2气体；再经过吸收精脱塔(16)中经加药(Na2CO3、NaoH)后的高碱溶度的沉清废水进行上述中和反应，烟气中的So2脱硫率将达到90％以上。
与现有技术和近年来引进的石灰-石膏法液柱型脱硫吸收塔技术比较，本发明具有以下优点及有益的效果：
1、由于本发明利用电厂燃煤锅炉运行中产生的废污水在洗气除尘的同时进行粗脱硫，在根据浓度检测需要少许添加碱性药品(Na2CO3、NaoH)后进行精脱硫，达到了以废(水)治废(气)的综合利用目的和降低了脱硫成本；
2、由于喷淋吸收液(废水)是靠垂力自行下流的，所以本发明脱硫系统中所用的循环泵只需将粘度很低的废水液体输送到塔项高度(不超过40米)即可，而向下喷淋是靠垂力自流，所以该泵的动力功率比液柱法向上喷射粘度很大的石灰乳(CaCOH)2浆状液体成雾状的喷浆泵的动力功率要低一半左右，可大大节约电费运行成本。
3、赤泥塑胶(参见发明专利01120155.X)格栅填料吸收脱硫塔与空塔相比，烟气从底部进入塔中向上，在格栅板上与向下流动的吸收液逆向气液接触传质，由于格栅板的比表面积极大，故呈膜状向下流动的吸收液与上升的烟气中SO2气体的传质吸收效率极高，故脱硫效率高。
4、赤泥是铝工业生之中废料，用它掺混聚氧乙烯塑胶制成的薄板片状格栅填料成本低、寿命长，表面光滑、气阻小、通气量大、无沉积堵塔而减轻维修工作量和费用负担。
下面结合本发明方法的步骤和实施方式参照，附图对本发明做进一步说明：
图1是实施本发明方法的系统装置连接图；
本发明方法的具体步骤为：
一、从锅炉除渣机水封溢流口溢流出的废污水用管道导入冷却器，依靠冷却介质(水或气体)把排污水冷却至100℃以下，冷却的排污水温度主要决定于锅炉排烟的温度，锅炉排烟温度较高时，排污水冷却后的温度应较低，冷却后的排污水流入污水池(4)；该废水经污水池(4)沉淀后的上部清水经连通孔(A)溢流进净水池(5)中进一步沉淀澄清，其上部清水经连通孔(B)溢流至清水池(6)，此池水中清水经循环泵(7)分两路输送：一路输送到洗气粗脱塔(15)的顶部，经喷淋头向下喷淋洗涤上升的烟气并与其中的SO2气体发生中和反应生成亚硫酸钠盐而保留在溶液中，此溶液从塔底出口经排污回水管道(17)又流回污水池(4)中，此过程形成一个循环；从循环泵(7)出口引出另一路将清水输到加药池(8)中，经加药机(9)工作向池中添加药品(Na2CO3、NaOH)伎水溶液达到所需要的药品浓度。此高浓度碱性水溶液经循环泵(10)输送到吸收精脱塔(16)顶部，由其喷淋头向下喷淋在格栅板上形成碱液膜而吸收上升烟气中的SO2气体，与之中和反应而生成亚硫酸纳盐物质而保留在溶液中，此溶液从塔底出口又流回加药池(8)中，此过程形成又一个循环；加药池底部有出水口经回水管道(19)再流入污水池(4)中，部分多余的清水经清水池溢流口(C)溢出而流入排水沟(即下水道)。
该装置使用时，从燃煤锅炉(1)烟道出来的烟气首先进入空气予热器(即省煤器)(11)被冷空气吸热而降温后才进入多管旋风除尘器(12)进行除尘，经除尘后的烟气再经净化烟气再加热器(13)进一步降温(温度低于70℃以下)后进入引风机(14)，经引风机(14)增压后的烟气进入洗气粗脱塔(15)的底部，经从顶部喷淋的废水清液洗涤并脱硫后从塔顶出来，再经管道进入吸收精脱塔(16)的底部，经格栅板面吸收液膜反应吸收SO2气体后，并经顶部的除雾器除雾滴后而从塔顶部排出来，最后经净化烟气再加热器(13)升温后进入烟囱(18)排放。
实施例：本发明提供的双塔循环锅炉废水洗吸烟气的脱硫方法实施在65t/h燃燥锅炉烟道气脱硫工程上，其系统设备配置、连接路线和方法步骤均与前述内容相同。该65t/h燃煤锅炉需要处理的烟气量为175000m3/h；烟气中含SO2气体浓度为14000mg/mg(14g/m3)；烟尘含量为5000mg/m3。通过配置2座横截面积为4m2、三层(段)格栅填料层，每段(层)高4.5m的赤泥塑胶格栅板(板厚4mm和6mm)填料吸收塔；空塔速度为5.0m/S；吸收液喷淋密度为25m3/m2.h；每座塔循环水量为100m3/h；该65t/h燃锅炉的冲渣水溢流至清水池(6)的碱溶度为0.06％~0.08％(NaoH)；加药池(8)中吸收液碱浓度为0.12％~0.20％(NaOH)。经运行后实际检测，该锅炉的高硫烟气经本发明方法和装置脱硫净化后各项污染物浓度指标达到：
1、烟气林格曼黑度＜1级；
2、SO2气体排放浓度＜700mg/m3
其脱硫效率为95％；
3、烟尘排放浓度＜100mg/m3
其除尘效率为99％。
Claims (4)
1.一种双塔循环电厂锅炉废水洗吸烟气脱硫方法。它使用的装置包括废水冷却沉淀加药系统，烟气干式除尘降温系统，烟气湿法双塔洗吸系统，净化烟气升温排放系统等四大部分。其特征在于：废水冷却沉淀加药系统包括：锅炉(1)、冲渣口水封(2)、冷却器(3)、污水池(4)、净化池(5)、清水池(6)、循环泵(7)、加药池(8)、加药机(9)、循环泵(10)；烟气干式除尘降温系统包括：空气予热器(即省煤器)(11)、多管旋风除尘器(12)、净化烟气再加热器(13)、接力引风机(14)；烟气湿法双塔洗吸系统包括：洗气粗脱塔(15)、吸收精脱塔(16)；排污回水管道(17)；净化烟气升温排放系统包括：净化烟气再加热器(13)和烟囱(18)。
2.根据权利要求1所述的双塔循环电厂锅炉废水洗吸烟气脱硫方法，其特征在于：从锅炉除渣机水封溢流口溢流出的废污水用管道导入冷却器，依靠冷却介质(水或气体)把排污水冷却至100℃以下，冷却的排污水温度主要决定于锅炉排烟的温度，锅炉排烟温度较高时，排污水冷却后的温度应较低，冷却后的排污水流入污水池(4)；该废水经污水池(4)沉淀后的上部清水经连通孔(A)溢流进净水池(5)中进一步沉淀澄清，其上部清水经连通孔(B)溢流至清水池(6)，此池水中清水经循环泵(7)分两路输送：一路输送到洗气粗脱塔(15)的顶部，经喷淋头向下喷淋洗涤上升的烟气并与其中的SO2气体发生中和反应生成亚硫酸钠盐而保留在溶液中，此溶液从塔底出口经排污回水管道(17)又流回污水池(4)中，此过程形成一个循环；从循环泵(7)出口引出另一路将清水输到加药池(8)中，经加药机(9)工作向池中添加药品(Na2CO3、NaOH)伎水溶液达到所需要的药品浓度。此高浓度碱性水溶液经循环泵(10)输送到吸收精脱塔(16)顶部，由其喷淋头向下喷淋在格栅板上形成碱液膜而吸收上升烟气中的SO2气体，与之中和反应而生成亚硫酸纳盐物质而保留在溶液中，此溶液从塔底出口又流回加药池(8)中，此过程形成又一个循环；加药池底部有出水口经回水管道(19)再流入污水池(4)中，部分多余的清水经清水池溢流口(C)溢出而流入排水沟(即下水道)。
3.根据权利要求1和2所述的方法和装置，其特征在于：该装置使用时，从燃煤锅炉(1)烟道出来的烟气首先进入空气予热器(即省煤器)(11)被冷空气吸热而降温后才进入多管旋风除尘器(12)进行除尘，经除尘后的烟气再经净化烟气再加热器(13)进一步降温(温度低于70℃以下)后进入引风机(14)，经引风机(14)增压后的烟气进入洗气粗脱塔(15)的底部，经从顶部喷淋的废水清液洗涤并脱硫后从塔顶出来，再经管道进入吸收精脱塔(16)的底部，经格栅板面吸收液膜反应吸收SO2气体后，并经顶部的除雾器除雾滴后而从塔顶部排出来，最后经净化烟气再加热器(13)升温后进入烟囱(18)排放。
4.根据权利要求3所述的洗气粗脱塔(15)和吸收精脱塔(16)，其特征在于：该两座塔都是采用赤泥塑胶格栅板(板厚4-6mm)作填料的脱硫吸收塔，其空塔速度设计为4.0m/S-5.0m/S。
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