CN201543380U - 燃煤工业锅炉高效双碱法湿式烟气脱硫装置 - Google Patents

Abstract

一种燃煤工业锅炉高效双碱法湿式烟气脱硫装置，该装置包括脱硫塔，由下至上依次设置在脱硫塔内的烟气分布板层、旋流板层、喷淋装置层、除雾装置层，脱硫塔的底部出口通过管路与循环池相连通，循环池的侧上部出口通过循环泵和相应管路分别与喷淋装置层、旋流板层的进液管口相连，设置在循环池的侧下部出口通过管路与反应池连接，设置在反应池底部的出口通过排出泵与脱水旋流器连接；在循环池的上部设置新鲜吸收剂溶液入口和工艺水入口；在反应池的上部设置石灰浆液入口和压缩空气入口，压缩空气通过管道打入反应池的下部，反应池内安装有搅拌器；所述脱水旋流器底部排渣口与储渣槽连接，脱水旋流器的顶部液体出口通过连接管路与循环池相连。

Description

燃煤工业锅炉高效双碱法湿式烟气脱硫装置

技术领域

本实用新型涉及对燃煤工业锅炉尾部烟气的净化处理技术，具体说是涉及一种燃煤工业锅炉高效双碱法湿式烟气脱硫装置。

背景技术

酸雨问题是当今人类面临的全球性环境问题之一，燃煤产生的二氧化硫污染是我国酸雨的主要原生物。由于我国的能源结构以煤炭为主，燃煤是我国大气污染的第一大污染源。对燃煤锅炉烟气污染进行控制是实现经济、社会、环境协调发展的要求，也是发挥我国煤炭储量优势、实现可持续发展的要求。

我国燃煤工业锅炉二氧化硫排放量占煤炭燃烧二氧化硫排放量的三分之一，燃煤工业锅炉是我国大气二氧化硫污染的重大污染源。显然，控制燃煤工业锅炉所排放的二氧化硫，对控制我国大气污染具有极其重要的意义。目前，我国燃煤工业锅炉拥有60多万台，燃煤工业锅炉具有以下特点：锅炉容量小，热效率低；燃煤多为高硫煤，二氧化硫排放量大；烟囱较低，含硫烟气低空排放；布局分散，遍及全国各地。燃煤工业锅炉所排放的烟气，二氧化硫浓度高、烟气成份复杂。可见，控制燃煤工业锅炉二氧化硫污染的净化操作条件十分苛刻，要比控制燃煤电站锅炉二氧化硫污染困难得多。

双碱法湿式脱硫技术采用钠基清液作为吸收液，大大降低了脱硫塔内结垢机率，而且钠基吸收二氧化硫速率高，在较低的液气比下可得到较高的脱硫率，较为适合工业锅炉的烟气脱硫。该技术通常采用旋流板塔，塔内设置多层旋流板，烟气与碱液发生猛烈撞击而促使碱液适度雾化，强化烟气中二氧化硫与碱液的化学反应。但是，当锅炉负荷减小，旋流板塔内烟气与碱液的撞击强度会明显减弱，将显著影响脱硫效果；当脱硫装置处理烟气量较大时，旋流板塔内径较大，塔内烟气与碱液液滴的两相流动分布优化困难，难以到达良好的脱硫效果。

发明内容

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种燃煤工业锅炉高效双碱法湿式烟气脱硫装置。本实用新型的装置能够完全适应燃煤工业锅炉烟气成份复杂、含硫量高的特点，有效提高二氧化硫脱除率，并且具有较好地适应锅炉负荷变化和处理较大烟气量的特点。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的装置包括下部设置有烟气进口、顶部设置有烟气出口的脱硫塔，在脱硫塔的烟气进口上方设置有烟气分布板层，在脱硫塔的烟气出口下方设置有除雾装置层，在烟气分布板层和除雾装置之间的空间内依次设置有1～3层喷淋装置层，且在每层喷淋装置层下方分别设置有一层旋流板层(即喷淋装置层与旋流板层交叉布置)；所述脱硫塔的底部出口通过管路与循环池相连通，循环池的侧上部出口通过循环泵、以及相应管路分别与喷淋装置层、旋流板层的进液管口相连，设置在循环池的侧下部出口通过管路与反应池连接，设置在反应池底部的出口通过排出泵与脱水旋流器连接；在循环池的上部设置新鲜吸收剂溶液入口和工艺水入口；在反应池的上部设置石灰浆液入口和压缩空气入口压缩空气通过管道打入反应池的下部，反应池内安装有搅拌器，利用搅拌器使得反应池内浆液混合均匀，加速反应池内的再生氧化反应；所述脱水旋流器底部排渣口与储渣槽连接，脱水旋流器的顶部液体出口通过连接管路与循环池相连，这样，可以将分离出来的再生液重新返回到循环池中进行循环使用，充分提高吸收剂溶液使用率，有效降低生产运行成本，还可减少工艺用水量。

本实用新型中所述的喷淋装置层中喷嘴的喷射方向与烟气流动方向逆流，可用于优化烟气与吸收剂雾滴的流场分布，使烟气与吸收剂雾滴充分接触，旋流板层中烟气与吸收剂溶液发生猛烈撞击，使吸收剂溶液雾化并迅速扩散，有效增大烟气与吸收剂雾滴的两相湍流强度，喷淋装置层与旋流板层的交叉布置方式使烟气与吸收剂雾滴具有较大的有效接触面积和较强的传质能力，有利于烟气中二氧化硫与吸收剂雾滴发生化学反应而被脱除。

本实用新型中所述的烟气分布板是一种具有风帽结构的多孔板，开孔率为15～45％。由于风孔上方设置风帽，烟气可从侧向吹出，烟气分布板上方形成100～500mm厚的液层，烟气与液层具有一定的接触时间，这种结构优化了脱硫塔进口烟气的流场分布，同时有利于烟气中二氧化硫与吸收剂液体发生化学反应而被脱除。

本实用新型中所述的脱硫塔可使其具备强大的脱硫能力，能够完全适应燃煤工业锅炉烟气成份复杂、含硫量高的特点。在进行较大烟气量的脱硫处理时，脱硫塔内径随之增大，以上特殊结构可以保证塔内烟气与碱液液滴的两相流动分布达到良好优化，进而保证良好的脱硫效果。

本实用新型中所述的喷淋装置层和旋流板层的进液管路上均安装有控制阀门。当锅炉额定负荷运行时，所有进口管路上控制阀门全开；当锅炉负荷减小时，旋流板层所对应吸收剂液体进口管路上的控制阀门适当减小开度，喷淋装置层所对应吸收剂液体进口管路上的控制阀门保持全开，此时烟气流量减小，旋流板内烟气与碱液的撞击强度会明显减弱，但是喷淋装置层保证了吸收剂液体的雾化效果；这种结构可以满足锅炉在较大运行负荷范围内保证良好的脱硫效果。

本实用新型中所述的除雾装置由上、下层除雾滤网和位于上、下层除雾滤网之间的清洗喷淋机构构成，以完全清除烟气中的吸收剂液滴。

本实用新型中所用的新鲜吸收剂溶液可以采用钠碱或工业废碱，所用再生剂可以采用石灰、石灰石或电石渣的任意一种。脱硫工艺流程特点为先用可溶性的钠碱吸收液在吸收塔内进行脱硫，然后在塔外用石灰、石灰石或电石渣对钠基吸收液进行再生，再生液继续进行循环脱硫。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

其一，燃煤工业锅炉高效双碱法湿式烟气脱硫塔内设置有1～3层喷淋装置、1～3层旋流板，喷淋装置层与旋流板层交叉布置；这种结构有效增大烟气中二氧化硫与吸收剂浆液的接触面积，能够更加充分反应，有效提高二氧化硫脱除率，在处理大烟气量时能够保证良好的脱硫效果；同时，这种结构可以很好的适应锅炉在较大运行负荷范围内的烟气量变化。

其二，脱硫塔的烟气进口与最下层旋流板之间设置烟气分布板，烟气分布板具有风帽结构，其上方形成100～500mm厚的液层，这种结构优化了脱硫塔内烟气的流场分布，同时，烟气分布板上方的吸收剂液层有力促进了烟气中二氧化硫与吸收剂液体发生化学反应而被脱除。

其三，通过各种泵和管道将脱硫塔、循环池、反应池、脱水旋流器、储渣槽等设备有机地组合成一个完整的工艺体系，既简化了工艺流程和系统结构，又大幅降低了设备的投资、运行和维护费用。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理示意图。

图2为本实用新型中烟气分布板结构图。

图3为图2中a部位放大图。

图4是图3的A-A剖视图。

具体实施方式

本实用新型以下将结合实施例(附图)作进一步描述，但并不限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型的燃煤工业锅炉高效双碱法湿式烟气脱硫装置包括下部设置有烟气进口、顶部设置有烟气出口的脱硫塔1，在脱硫塔1的烟气进口上方设置有烟气分布板层5，在脱硫塔1的烟气出口下方设置有除雾装置层20，在烟气分布板层5和除雾装置20之间的空间内依次设置有1～3层喷淋装置层，且在每层喷淋装置层下方分别设置有一层旋流板层4(即喷淋装置层3与旋流板层4交叉布置)；所述脱硫塔1的底部出口通过管路与环池9连通，循环池9的侧上部出口通过循环泵8、以及相应管路分别与喷淋装置层3、旋流板层4的进液管口相连，设置在循环池9的侧下部出口通过管路与反应池10连接，设置在反应池10底部的出口通过排出泵12与脱水旋流器14连接；在循环池9的上部设置新鲜吸收剂溶液入口17和工艺水入口18；在反应池10的上部设置石灰浆液入口15和压缩空气入口16，压缩空气通过管道打入反应池10的下部，反应池内安装有搅拌器11，利用搅拌器使得反应池内浆液混合均匀，加速反应池内的再生氧化反应；所述脱水旋流器14底部排渣口与储渣槽13连接，脱水旋流器14的顶部液体出口通过连接管路与循环池9相连，这样，可以将分离出来的再生液重新返回到循环池中进行循环使用，充分提高吸收剂溶液使用率，有效降低生产运行成本，还可减少工艺用水量。

本实用新型中所述的喷淋装置层3中喷嘴的喷射方向与烟气流动方向逆流，可用于优化烟气与吸收剂雾滴的流场分布，使烟气与吸收剂雾滴充分接触，旋流板层中烟气与吸收剂溶液发生猛烈撞击，使吸收剂溶液雾化并迅速扩散，有效增大烟气与吸收剂雾滴的两相湍流强度，喷淋装置层与旋流板层的交叉布置方式使烟气与吸收剂雾滴具有较大的有效接触面积和较强的传质能力，有利于烟气中二氧化硫与吸收剂雾滴发生化学反应而被脱除。

如图2、3、4所示，本实用新型中所述的烟气分布板5是一种具有风帽结构的多孔板，开孔率为15～45％，具体讲在每一个风孔上方设置一个斜置的风帽。由于风孔上方设置风帽，烟气可从侧向吹出，烟气分布板5上方形成100～500mm厚的液层，烟气与液层具有一定的接触时间，这种结构优化了脱硫塔进口烟气的流场分布，同时有利于烟气中二氧化硫与吸收剂液体发生化学反应而被脱除。

本实用新型中所述的脱硫塔可使其具备强大的脱硫能力，能够完全适应燃煤工业锅炉烟气成份复杂、含硫量高的特点。在进行较大烟气量的脱硫处理时，脱硫塔内径随之增大，以上特殊结构可以保证塔内烟气与碱液液滴的两相流动分布达到良好优化，进而保证良好的脱硫效果。

本实用新型中所述的喷淋装置层3和旋流板层4的进液管路上均安装有控制阀门19。当锅炉额定负荷运行时，所有进口管路上控制阀门全开；当锅炉负荷减小时，旋流板层所对应吸收剂液体进口管路上的控制阀门适当减小开度，喷淋装置层所对应吸收剂液体进口管路上的控制阀门保持全开，此时烟气流量减小，旋流板内烟气与碱液的撞击强度会明显减弱，但是喷淋装置层保证了吸收剂液体的雾化效果；这种结构可以满足锅炉在较大运行负荷范围内保证良好的脱硫效果。

实用新型中所述的除雾装置20为现有技术中常用结构，它由上、下层除雾滤网和位于上、下层除雾滤网之间的清洗喷淋机构构成，以完全清除烟气中的吸收剂液滴。

本实用新型中所用的新鲜吸收剂溶液可以采用钠碱或工业废碱，所用再生剂可以采用石灰、石灰石或电石渣的任意一种。脱硫工艺流程特点为先用可溶性的钠碱吸收液在吸收塔内进行脱硫，然后在塔外用石灰、石灰石或电石渣对钠基吸收液进行再生，再生液继续进行循环脱硫。

本实用新型工作原理如下：

燃煤工业锅炉尾部烟气经过电除尘器7处理后，由脱硫塔1下部的烟气进口6输入塔中，依次穿越烟气分布板5、旋流板4、喷淋装置层3和除雾装置20。吸收剂液体向下喷出，与烟气逆流接触，烟气中二氧化硫与吸收剂发生化学反应而被脱除。吸收剂采用钠碱或工业废碱。

被吸收剂液体脱去二氧化硫的烟气继续向上流动，经过布置在脱硫塔1顶部的除雾装置20脱除烟气中携带的吸收剂雾滴后，脱硫后烟气从脱硫塔1上端的烟气出口2排放到大气中。而吸收二氧化硫后的液体经脱硫塔1底部出口流入循环池9中，循环池中部分液体通过其下部液体出口流入反应池10，在反应池10的上部设置石灰浆液入口15与压缩空气入口16，石灰浆液自然流入反应池，压缩空气通过管道打入反应池10的下部，反应池内安装有搅拌器11，利用搅拌器使得反应池内浆液混合均匀，加速反应池内的再生氧化反应。在循环池9的上部设置新鲜吸收剂溶液入口17和工艺水入口18，以及时补充脱硫系统所消耗的吸收剂和工艺水，调节循环池中液体PH值维持在11-13范围内；循环池9的外部设置循环泵8，将浆液循环池的浆液打入喷淋装置层3与旋流板层4，继续参与脱硫塔内的化学反应；反应池10的外部设置排出泵12，将反应池10底部的反应沉淀物浓稠浆液送入脱水旋流器14，经脱水旋流器14脱除水分后，脱硫废渣从脱水旋流器14底部排渣口排至储渣槽13，脱水旋流器14脱出的液体送入循环池9中进行循环使用。

上述实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。本实用新型不限于上述实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种燃煤工业锅炉高效双碱法湿式烟气脱硫装置，其特征在于：该装置包括下部设置有烟气进口、顶部设置有烟气出口的脱硫塔(1)，在脱硫塔(1)的烟气进口上方设置有烟气分布板层(5)，在脱硫塔(1)的烟气出口下方设置有除雾装置层(20)，在烟气分布板层(5)和除雾装置(20)之间的空间内依次设置有1～3层喷淋装置层(3)，且在每层喷淋装置层下方分别设置有一层旋流板层(4)；所述脱硫塔(1)的底部出口通过管路与循环池(9)相连通，循环池(9)的侧上部出口通过循环泵(8)、以及相应管路分别与喷淋装置层(3)、旋流板层(4)的进液管口相连，设置在循环池(9)的侧下部出口通过管路与反应池(10)连接，设置在反应池(10)底部的出口通过排出泵(12)与脱水旋流器(14)连接；在循环池(9)的上部设置新鲜吸收剂溶液入口(17)和工艺水入口(18)；在反应池(10)的上部设置石灰浆液入口(15)和压缩空气入口(16)，压缩空气通过管道打入反应池(10)的下部，反应池内安装有搅拌器(11)；所述脱水旋流器(14)底部排渣口与储渣槽(13)连接，脱水旋流器(14)的顶部液体出口通过连接管路与循环池(9)相连。

2.根据权利要求1所述的燃煤工业锅炉高效双碱法湿式烟气脱硫装置，其特征在于：所述的喷淋装置层(3)中喷嘴的喷射方向与烟气流动方向逆流。

3.根据权利要求1所述的燃煤工业锅炉高效双碱法湿式烟气脱硫装置，其特征在于：所述的烟气分布板层(5)为设置有风帽结构的多孔板，多孔板的开孔率为15～45％。

4.根据权利要求1所述的燃煤工业锅炉高效双碱法湿式烟气脱硫装置，其特征在于：所述的喷淋装置层(3)和旋流板层(4)的的进液管路上均安装有控制阀门(19)。

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