CN202762306U - 一种半湿法烟气脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种半湿法烟气脱硫装置,它是在现有技术的基础上改进而成的。其主要改进点如下:(1)增设石灰石颗粒再生循环系统和水处理系统;(2)脱硫塔分为上、下两个烟道,使烟气在塔内进行二次脱硫反应;(3)在反应室的出气侧设有产生涡流的结构,解决了烟气夹带颗粒的问题。本实用新型的有益效果是脱硫率高,成本低;降低了烟气把石灰石及反应物的粉尘带入烟气汇流室及大气中的数量,减少了二次污染;实现了水循环利用,节约了水源。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种半湿法烟气脱硫装置,适用于冶金、发电、工业窑炉等燃煤含硫烟气的脱硫处理,特别适用于含硫量高、湿度大、烟气量大、温度高且波动大、含尘量较高的烟气脱硫。
背景技术
中国专利“改进的酸性气体排放控制”(专利申请号:95196991.9)公开了一种“改进的用于从燃烧烟气中去除酸性气体的设备”,它包括至少一台有通气窗的重力移动床反应器,以容纳一个洗涤颗粒的移动床,洗涤颗粒在床中靠重力向下运动,并能和所说烟气反应产生一种固体反应产物;所说反应器由在一个有通气窗的入口侧和一个有通气窗的出口侧之间的空间所限定;所说有通气窗的入口侧有搭接的入口通气窗,在通气窗之间有供烟气通过进入所说反应器的间隔;所说有通气窗的出口侧有搭接的出口通气窗,在通气窗之间有供所说气体通过离开所说反应器的间隔;该设备还包括用于润湿所说洗涤颗粒的装置,使它们在所说反应器中时保持潮湿;用于使烟气流过所说反应器的装置,借此所说气体能经过入口侧进入反应器,并在出口侧离开所说反应器;其中改进部分包括:所说用于使烟气流过反应器的装置能使所说气体以一个能使部分洗涤颗粒从反应器的出口侧喷射出去的速度流过反应器,同时所说设备还包括一个供烟气通过的气室;所说气室位于所说反应器的出口侧,用于接受离开所说反应器的所说烟气,以及接受从反应器的所说出口侧喷射出去的洗涤颗粒;所说气室的大小被确定为使进入所说气室的所说气体的速度不足以在流过所说气室的气体中夹带至少一部分被喷射出的洗涤颗粒;所说气室有一个底部,借此在烟气流经气室时所说的部分被喷射出的洗涤颗粒落到所说气室的底部。
上述设备是通过加大了出气口通道使通过它的气流速度降低,使烟气流从反应器中夹带出的石灰石颗粒落到出口通道的底部。
上述设备的缺点如下:
(1)没有彻底解决“夹带颗粒”的问题;(2)烟气在反应器中只进行了一次脱硫反应,脱硫反应不充分;(3)没有污水处理循环利用系统。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种脱硫效率高,彻底解决烟气流中夹带颗粒问题的半湿法烟气脱硫装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案:
本实用新型包括脱硫塔、与脱硫塔相连接烟气预处理烟道和烟气排放烟道、新料储送系统、皮带输送机、提升机、水泵和监测控制系统;所述新料储送系统包括储料斗和真空输送给料机,储料斗的出料口通过管道接真空输送给料机的进料口;其特征在于还包括石灰石颗粒再生循环系统;所述石灰石颗粒再生循环系统包括卸料机和洗石机,所述卸料机位于脱硫塔中的反应室的出料口的下方,卸料机的出料口通过管道与所述洗石机的进料口相连接;所述洗石机的出料依次经过皮带输送机、提升机至脱硫塔中的堆料仓。
本实用新型还包括水处理系统。
所述水处理系统包括中间水池、污泥提升泵、罗茨风机、曝气池、沉淀池、渣浆泵、带式真空过滤机、清水池和清水泵;所述洗石机的出水口通过管道与中间水池相连接,污泥提升泵安装在中间水池上,所述曝气池通过装有阀门的管道与污泥提升泵的输送管相连通,所述罗茨风机通过装有阀门的管道分别与位于中间水池和曝气池中的环形玻璃钢曝气管相连通;
所述曝气池和沉淀池的出料口分别通过装有阀门的管道与渣浆泵的进料口相连通,渣浆泵的进料口通过装有阀门的管道与带式真空过滤机相连接,带式真空过滤机的排水口通过管道与清水池相连接,清水池通过装有阀门的吸水管与所述清水泵的进水口相连通,清水泵的出水口通过装有阀门的管道接洗石机的进水口;
所述曝气池通过溢水管与沉淀池相连接;沉淀池通过溢水管与清水池相连接。
所述脱硫塔包括塔体、位于塔体顶部的堆料仓、等间隔位于塔体内的反应室、将塔体分为上、下烟气通道的分隔板、位于塔体外侧壁上的烟气过渡室、位于塔体外侧壁上的下进气口均流室和上出气口汇流室;所述下进气口均流室和上出气口汇流室位于与烟气过渡室相对的塔体外侧壁上;
所述反应室由一对对称并且平行的倒百叶窗状的导流板组成,每个反应室的进料口位于堆料仓的正下方,位于反应室下端的集料段伸出塔底并对准卸料机的进料口;
所述每个导流板上的每个叶片由倾斜段、上竖直段和下竖直段组成;所述倾斜段与水平面的夹角为α,倾斜段的长度为L2,所述上竖直段的高度为L1,下竖直段的高度为L3;在相邻两个叶片之间,上叶片的下竖直段的底边至下叶片的上竖直段的顶边的重叠部分的高度为L4;所述反应室的宽度为L5;
所述L1=L3=45-55mm,L2=195-205mm,L4=95-105mm,L5=350-450mm,α=55°-65°;
在塔体内的下烟气通道中,相邻两个反应室之间的烟气布流室分别与下进气口均流室相连通,相邻两个反应室之间的烟气汇流室分别与烟气过渡室相连通;
在塔体内的上烟气通道中,相邻两个反应室之间的烟气布流室分别与烟气过渡室相连通,相邻两个反应室之间的烟气汇流室分别与上出气口汇流室相连通;
所述烟气预处理烟道与下进气口均流室相连通,所述上出气口汇流室与烟气排放烟道相连通。
本实用新型还包括旁路烟道,所述旁路烟道的两端口分别与烟气预处理烟道和烟气排放烟道相连通;在所述旁路通道上装有阀门,在所述旁路通道与脱硫塔之间的烟气预处理烟道和烟气排放烟道上分别装有阀门。
在烟气预处理烟道上设有2组6个气-液二相喷嘴;在脱硫塔顶部设有8个气-液二相喷嘴。
本实用新型的有益效果如下:
(1)烟气在脱硫塔内的下、上烟气通道内与石灰石颗粒进行两次脱硫反应,反应充分,脱硫效果明显提高,脱硫率不小于85%。
(2)增设洗石机去除脱硫反应物,一次实现脱硫剂的再生、增湿、降温;呈现黏性的反应生成物和物料中的细粉随水流走,消除了因反应物黏稠而将石子粘接、造成粘连架桥的机会;部分位置增加气-液二相喷嘴,提高石子湿润的调控能力;清洗石子的水主要来源于水处理后的清水,实现水循环使用。
(3)反应污水经处理系统循环利用,大大节约了工业用水,充分利用了水资源。
(4)由于脱硫剂反应层的厚度设计合理,阻力小,风机能耗低。
(5)利用涡流原理降低了烟气把石灰石及反应物的粉尘带入烟气汇流室及大气中的数量,减少了二次污染。
附图说明
图1是烟气脱硫装置的结构示意图。
图2是新料储送系统示意图。
图3是物料循环系统示意图。
图4是烟气系统示意图。
图5是脱硫塔的结构示意图。
图6是图5的B-B剖视图。
图7是图5的D-D剖视图。
图8是烟气和脱硫剂流向示意及倒百叶窗状的导流板的结构示意图。
图9是温度传感器、气-液二相喷嘴和料位计的安装位置图。
图10是水处理系统的结构示意图。
在图1至图10中:1 新料储送系统、2 水泵、 3 脱硫塔、4 卸料机、5 洗石机、6 水处理系统、7 烧结机、8 烟气系统、9 进口烟气在线监测、10 出口烟气在线监测、11 烟囱、12 皮带输送机、13 提升机;
1-1储料斗、1-2真空输送给料机、1-3自卸汽车;
3-1温度传感器、3-2气-液二相喷嘴、3-3料位计、3-4烟气布流室、3-5反应室、3-6烟气汇流室、3-7堆料仓、3-8集料段、3-9倒百叶窗状的导流板、3-10下进气口均流室、3-11分隔板、3-12烟气过渡室、3-13上出气口汇流室、3-14叶片的上竖直段、3-15叶片的下竖直段、3-16叶片的倾斜段、3-17温度传感器;
6-1罗茨风机、6-2清水泵、6-3渣浆泵、6-4中间水池、6-5带式真空过滤机、6-6曝气池、6-7沉淀池、6-8清水池、6-9污泥提升泵;
8-1烟气预处理烟道、8-2阀门、8-3烟气排放烟道、8-4阀门、8-5阀门、8-6旁路烟道、8-7温度传感器,8-8温度传感器。
具体实施方式
实施例1:
一种半湿法烟气脱硫装置,包括脱硫塔3、与脱硫塔3相连接烟气预处理烟道8-1和烟气排放烟道8-3、新料储送系统1、皮带输送机12、提升机13、水泵2和监测控制系统;所述新料储送系统1包括储料斗1-1和真空输送给料机1-2,储料斗1-1的出料口通过管道接真空输送给料机1-2的进料口;其特征在于还包括石灰石颗粒再生循环系统;所述石灰石颗粒再生循环系统包括卸料机4和洗石机5,所述卸料机4位于脱硫塔3中的反应室3-5的出料口的下方,卸料机4的出料口通过管道与所述洗石机5的进料口相连接;所述洗石机5的出料依次经过皮带输送机12、提升机13至脱硫塔3中的堆料仓3-7。
本实施例还包括水处理系统6。所述水处理系统6包括中间水池6-4、污泥提升泵6-9、罗茨风机6-1、曝气池6-6、沉淀池6-7、渣浆泵6-3、带式真空过滤机6-5、清水池6-8和清水泵6-2;所述洗石机5的出水口通过管道与中间水池6-4相连接,污泥提升泵6-9安装在中间水池6-4上,所述曝气池6-6通过装有阀门的管道与污泥提升泵6-9的输送管相连通,所述罗茨风机6-1通过装有阀门的管道分别与位于中间水池6-4和曝气池6-6中的环形玻璃钢曝气管相连通;
所述曝气池6-6和沉淀池6-7的出料口分别通过装有阀门的管道与渣浆泵6-3的进料口相连通,渣浆泵6-3的进料口通过装有阀门的管道与带式真空过滤机6-5相连接,带式真空过滤机6-5的排水口通过管道与清水池6-8相连接,清水池6-8通过装有阀门的吸水管与所述清水泵6-2的进水口相连通,清水泵6-2的出水口通过装有阀门的管道接洗石机5的进水口;
所述曝气池6-6通过溢水管与沉淀池6-7相连接;沉淀池6-7通过溢水管与清水池6-8相连接。
在本实施例中,水处理系统也可以采用其他形式的水处理系统。
所述脱硫塔3包括塔体、位于塔体顶部的堆料仓3-7、等间隔位于塔体内的反应室3-5、将塔体分为上、下烟气通道的分隔板3-11、位于塔体外侧壁上的烟气过渡室3-12、位于塔体外侧壁上的下进气口均流室3-10和上出气口汇流室3-13;所述下进气口均流室3-10和上出气口汇流室3-13位于与烟气过渡室3-12相对的塔体外侧壁上;
所述反应室3-5由一对对称并且平行的倒百叶窗状的导流板3-9组成,每个反应室3-5的进料口位于堆料仓3-7的正下方,位于反应室3-5下端的集料段3-8伸出塔底并对准卸料机4的进料口;
所述每个导流板3-9上的每个叶片由倾斜段3-16、上竖直段3-14和下竖直段3-15组成;所述倾斜段3-16与水平面的夹角为α,倾斜段3-16的长度为L2,所述上竖直段3-14的高度为L1,下竖直段3-15的高度为L3;在相邻两个叶片之间,上叶片的下竖直段3-15的底边至下叶片的上竖直段3-14的顶边的重叠部分的高度为L4;所述反应室3-5的宽度为L5;
所述L1=L3=50mm,L2=200mm,L4=100mm,L5=400mm,α=60°。
在塔体内的下烟气通道中,相邻两个反应室之间的烟气布流室3-4分别与下进气口均流室3-10相连通,相邻两个反应室之间的烟气汇流室3-6分别与烟气过渡室3-12相连通;
在塔体内的上烟气通道中,相邻两个反应室之间的烟气布流室3-4分别与烟气过渡室3-12相连通,相邻两个反应室之间的烟气汇流室3-6分别与上出气口汇流室3-13相连通;
所述烟气预处理烟道8-1与下进气口均流室3-10相连通,所述上出气口汇流室3-13与烟气排放烟道8-3相连通。
本实施例还包括旁路烟道8-6,所述旁路烟道8-6的两端口分别与烟气预处理烟道8-1和烟气排放烟道8-3相连通;在所述旁路通道8-6上装有阀门8-5,在所述旁路通道8-6与脱硫塔3之间的烟气预处理烟道8-1和烟气排放烟道8-3上分别装有阀门。
在本实施例中,在烟气预处理烟道上设有2组6个气-液二相喷嘴;在脱硫塔顶部设有8个气-液二相喷嘴。
在实施例1中,监测控制系统采用DCS和仪表监测控制系统。
监测控制系统能对检测参数实现数据采集,记录 显示 积算 报警和回路控制. 数据采集系统监测参数有SO2、O2、烟气温度、烟气流量、烟尘含量,以及反应塔进出口温度、烟气压力、烟气流量、塔体的各部位的温度、储仓及塔内料位、烟气差压等监测数据和各设备的工作状态和故障情况等。在操作电脑上显示或故障报警。在计算机屏幕上可实现远程设备手动启停控制和自动顺序启停.以及紧急故障联锁要求。
在烟气预处理烟道8-1设置温度传感器8-7,塔体底部设置温度传感器3-1,在烟气排放烟道8-3设置温度传感器8-8,在下进气口均流室3-10设置温度传感器3-17, 在堆料仓装有料位计3-3,安装位置见图9。
在各供水管道上分别装有电动调节阀、压力传感器,流量计、现场压力表,调节和监测喷水流量和压力。
烟道阀门自动时联锁要求如下:即进口和出口阀门有一个没有开启,旁路阀门不能关闭;反之,旁路阀门没有开启,进口和出口阀门不能关闭。
渣浆泵出口3个电动阀控制要求,轮换工作,即隔一段时间换另一个工作。
本发明的工作原理如下:
烟气中SO2的脱除在气、液、固三相中进行,发生了气-液反应和液-固反应。其主要反应方程式如下:
SO2+H2O→H2SO3
SO3+H2O→H2SO4
本发明直接采用8-15mm粒径的石灰石颗粒做脱硫剂,自上而下的进入反应室,进入反应室前对其进行了润湿、降温处理,使其具有湿润的表面及适宜的反应温度。当烟气通过反应室时,其中的H2SO3、SO2等酸性物质被其俘获,脱硫反应在石灰石颗粒表面进行。
堆料仓的作用一是接受提升机送来的脱硫剂存储并均匀落入反应室,二是保持一定量的石灰石颗粒,以封堵反应室上部烟气溢出。堆料仓顶部装有气-液二相喷嘴。
集料段的作用一是接收反应后的脱硫剂使其进入卸料机,二是保持一定量的石灰石颗粒,以封堵反应室下部烟气溢出。
倒百叶窗状的导流板3-9是一关键部件,它要构成反应室使脱硫剂在其中运行,又要使烟气顺利进入反应室,并尽量阻止石灰石颗粒进入烟气室,在反应室的烟气出口处的叶片的上竖直段3-4形成烟气涡流,能降低烟气将石灰石粉尘带出反应室的数量;叶片的倾斜段3-16使得缝隙中的石灰石颗粒即使在轻微结垢情况下也可向下流动交换;叶片的下竖直段3-15可以使石灰石颗粒流动性更好,并且可以防止结垢;上、下相邻二个叶片之间的重合段L4可以降低石灰石粉尘进入烟气室的数量(详见图8)。
为了达到脱硫的效果,本发明的SO2 吸收系统中设有二处喷水点一是在预处理烟道,高温烟气入反应塔前,根据烟气工况,通过温湿度传感器和主控计算机运算控制,在预处理烟道经过喷水降温、湿化和降尘,使烟气的温度稳定在酸露点以上15℃—25℃,相对湿度大于90%,此时,烟气中的SO2开始溶入水雾中生成H2SO3气溶胶。预处理烟道烟气降温、湿化采用气-液二相喷嘴8-4,2组6个;另一处在反应塔顶部,采用8个气-液二相喷嘴3-2,根据工况的需要向石灰石颗粒表面进行补充洒水。布置位置见图7。
为了保证脱硫系统的工艺水用量及水质的要求,也为洗石机补水,设置了水处理系统,包括水箱、水泵、以及供水管道。管道上装有流量计、压力表、调节阀、过滤器等。
另外,还设有压缩气体系统,以满足预处理烟道、塔顶二相喷嘴用气,以及真空带式过滤机用气。
物料经卸料机4进入到洗石机5,在水流和螺旋叶片的搅拌、冲洗的联合作用下将其洗净,再生后的石灰石颗粒与加入的新料在洗石机中混合,由提升机送入反应塔顶部的堆料仓,继续循环参与脱硫反应(见图3)。
洗石机的清洗水来自水处理系统的清水,带有脱硫反应物的洗石污水送回到水处理系统进行沉淀、过滤处理后循环使用。
洗石机工作时,石子被送入洗槽,在叶轮的带动下翻滚,并相互研磨,除去覆盖在石子表面的反应生成物,同时加水,被叶轮搅动的水流将反应生成物和比重小的杂质带走,从洗槽溢流口排出,而比重大的石子沉于槽底,再由螺旋叶片推向洗槽上部排出,进入循环提升机送入脱硫塔,石子在机械和水力双重作用下得到再生。
为了达到脱硫的效果,本发明的SO2 吸收系统中设有二处喷水点一是在烟气预处理烟道,高温烟气入反应塔前,根据烟气工况,通过温湿度传感器和主控计算机运算控制,在烟气预处理烟道经过喷水降温、湿化和降尘,使烟气的温度稳定在酸露点以上15℃—25℃,相对湿度大于90%,此时,烟气中的SO2开始溶入水雾中生成H2SO3气溶胶。烟气预处理烟道烟气降温、湿化采用气-液二相喷嘴8-4,2组6个;另一处在反应塔顶部,采用8个气-液二相喷嘴3-2,根据工况的需要向石灰石颗粒表面进行补充洒水(布置位置见图9)。
采用主控计算机对DCS过程管理,以及对反应塔进出口温度、烟气压力、烟气流量、塔体的各部位的温度、储料仓及塔内料位、烟气差压等监测数据采集和控制。并与在线监测装置互联监测SO2、O2、烟气温度、烟气流量、烟尘含量等参数。监视各设备的工作状态和故障情况等。
Claims (6)
1.一种半湿法烟气脱硫装置,包括脱硫塔(3)、与脱硫塔(3)相连接烟气预处理烟道(8-1)和烟气排放烟道(8-3)、新料储送系统(1)、皮带输送机(12)、提升机(13)、水泵(2)和监测控制系统;所述新料储送系统(1)包括储料斗(1-1)和真空输送给料机(1-2),储料斗(1-1)的出料口通过管道接真空输送给料机(1-2)的进料口;其特征在于还包括石灰石颗粒再生循环系统;所述石灰石颗粒再生循环系统包括卸料机(4)和洗石机(5),所述卸料机(4)位于脱硫塔(3)中的反应室(3-5)的出料口的下方,卸料机(4)的出料口通过管道与所述洗石机(5)的进料口相连接;所述洗石机(5)的出料依次经过皮带输送机(12)、提升机(13)至脱硫塔(3)中的堆料仓(3-7)。
2.根据权利要求1所述的半湿法烟气脱硫装置,其特征在于还包括水处理系统(6)。
3.根据权利要求2所述的半湿法烟气脱硫装置,其特征在于所述水处理系统(6)包括中间水池(6-4)、污泥提升泵(6-9)、罗茨风机(6-1)、曝气池(6-6)、沉淀池(6-7)、渣浆泵(6-3)、带式真空过滤机(6-5)、清水池(6-8)和清水泵(6-2);所述洗石机(5)的出水口通过管道与中间水池(6-4)相连接,污泥提升泵(6-9)安装在中间水池(6-4)上,所述曝气池(6-6)通过装有阀门的管道与污泥提升泵(6-9)的输送管相连通,所述罗茨风机(6-1)通过装有阀门的管道分别与位于中间水池(6-4)和曝气池(6-6)中的环形玻璃钢曝气管相连通;
所述曝气池(6-6)和沉淀池(6-7)的出料口分别通过装有阀门的管道与渣浆泵(6-3)的进料口相连通,渣浆泵(6-3)的进料口通过装有阀门的管道与带式真空过滤机(6-5)相连接,带式真空过滤机(6-5)的排水口通过管道与清水池(6-8)相连接,清水池(6-8)通过装有阀门的吸水管与所述清水泵(6-2)的进水口相连通,清水泵(6-2)的出水口通过装有阀门的管道接洗石机(5)的进水口;
所述曝气池(6-6)通过溢水管与沉淀池(6-7)相连接;沉淀池(6-7)通过溢水管与清水池(6-8)相连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的半湿法烟气脱硫装置,其特征在于所述脱硫塔(3)包括塔体、位于塔体顶部的堆料仓(3-7)、等间隔位于塔体内的反应室(3-5)、将塔体分为上、下烟气通道的分隔板(3-11)、位于塔体外侧壁上的烟气过渡室(3-12)、位于塔体外侧壁上的下进气口均流室(3-10)和上出气口汇流室(3-13);所述下进气口均流室(3-10)和上出气口汇流室(3-13)位于与烟气过渡室(3-12)相对的塔体外侧壁上;
所述反应室(3-5)由一对对称并且平行的倒百叶窗状的导流板(3-9)组成,每个反应室(3-5)的进料口位于堆料仓(3-7)的正下方,位于反应室(3-5)下端的集料段(3-8)伸出塔底并对准卸料机(4)的进料口;
所述每个导流板(3-9)上的每个叶片由倾斜段(3-16)、上竖直段(3-14)和下竖直段(3-15)组成;所述倾斜段(3-16)与水平面的夹角为α,倾斜段(3-16)的长度为L2,所述上竖直段(3-14)的高度为L1,下竖直段(3-15)的高度为L3;在相邻两个叶片之间,上叶片的下竖直段(3-15)的底边至下叶片的上竖直段(3-14)的顶边的重叠部分的高度为L4;所述反应室(3-5)的宽度为L5;
所述L1=L3=45-55mm,L2=195-205mm,L4=95-105mm,L5=350-450mm,α=55°-65°;
在塔体内的下烟气通道中,相邻两个反应室之间的烟气布流室(3-4)分别与下进气口均流室(3-10)相连通,相邻两个反应室之间的烟气汇流室(3-6)分别与烟气过渡室(3-12)相连通;
在塔体内的上烟气通道中,相邻两个反应室之间的烟气布流室(3-4)分别与烟气过渡室(3-12)相连通,相邻两个反应室之间的烟气汇流室(3-6)分别与上出气口汇流室(3-13)相连通;
所述烟气预处理烟道(8-1)与下进气口均流室(3-10)相连通,所述上出气口汇流室(3-13)与烟气排放烟道(8-3)相连通。
5.根据权利要求4所述的半湿法烟气脱硫装置,其特征在于还包括旁路烟道(8-6),所述旁路烟道(8-6)的两端口分别与烟气预处理烟道(8-1)和烟气排放烟道(8-3)相连通;在所述旁路通道(8-6)上装有阀门(8-5),在所述旁路通道(8-6)与脱硫塔(3)之间的烟气预处理烟道(8-1)和烟气排放烟道(8-3)上分别装有阀门(8-2、8-4)。
6.根据权利要求5所述的半湿法烟气脱硫装置,其特征在于在烟气预处理烟道上设有2组6个气-液二相喷嘴;在脱硫塔顶部设有8个气-液二相喷嘴。
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