CN203316002U

CN203316002U - 一种双塔脱硫系统

Info

Publication number: CN203316002U
Application number: CN2013202691700U
Authority: CN
Inventors: 杨宏彦; 强智文; 李红军; 李军伟
Original assignee: Datang Hancheng No2 Power Plant Co Ltd
Current assignee: Datang Hancheng No2 Power Plant Co Ltd
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2023-05-16

Abstract

本实用新型公开一种双塔脱硫系统，包括吸收塔，吸收塔上设置有储液池和烟气进口，在吸收塔的顶部侧面设置有烟气出口，所述烟气进口和烟气出口之间设置有脱硫喷淋层，在脱硫喷淋层与烟气出口之间设置有除雾器，所述烟气进口处设置有预洗塔，所述预洗塔包括烟气初级进口和烟气初级出口，在预洗塔内由上至下依次设置有初级除雾器和初级脱硫喷淋层，所述吸收塔和预洗塔采用石灰石-石膏法脱硫且分别设置一套由石灰石粉仓、石灰石浆液箱、浆液泵和石膏脱水系统构成的石灰石浆液制备系统。本实用新型利用预洗塔先对高温烟气进行降温和初步脱硫反应，实现了烟气的预洗涤，从而达到降低吸收塔外形尺寸及降低液气比和循环泵流量扬程的目的。

Description

一种双塔脱硫系统

技术领域

本实用新型涉及热电厂的烟气处理领域，具体涉及一种能够对热电厂的烟气进行两次脱硫的双级烟气脱硫塔。

背景技术

现有热电厂的烟气脱硫装置一般采用一级吸收塔的工作方式，烟气经吸收塔的烟气进口进入吸收塔内，设置在吸收塔内的脱硫喷淋层向烟气喷洒雾化的反应浆液，反应浆液与烟气接触后，烟气中的SO₂、SO₃及HCL、HF被吸收，SO₂吸收产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏，由于烟气是连续进行的，所以烟气与反应浆液的反应过程只会发生在气液接触时，现有技术中多是在吸收塔内设置多层脱硫喷淋层，以提高烟气与反应浆液的接触机率和反应效果。但是由于烟气的流速和浓度并不是一致的，对于浓度大且流速快的烟气，上述喷淋结构的反应效果并不好，因此常常要增加一些烟气整流或导流结构，使吸收塔内的烟气混合和分布均匀，但设置了上述结构后，烟气反应后的石膏浆液会滞留在相应设备上，时间长了会增加设备的堵塞机率，最终影响整个处理系统。

由于现有吸收塔的烟气进出口都在同一侧，烟气由吸收塔底部沿着吸收塔中心向上流动，脱硫喷淋层喷洒的浆液逆行烟气向下喷淋，现有的脱硫喷淋层的喷嘴分布密度在截面上基本上是均匀分布的，但烟气在吸收塔中流动是不均匀的，一般是吸收塔中心区域烟气流速较高，靠近吸收塔内侧壁的烟气流速较低，在喷淋时，向下喷淋的浆液会对烟气起到一定的阻碍作用，若喷头采用均匀布置则同样条件下，势必导致吸收塔中心区域的烟气流速更高，周边烟气流速更低，加剧了吸收塔内烟气流场的不均匀性，而流场不均匀的烟气进入除雾器后同样也不均匀，在脱硫系统中，流场烟气流速低于设定值或高于设定值都会带来不利影响，如烟气流速大时，烟气夹带的喷淋浆液量增大及烟气二次带水，导致进入除雾器后夹带的固体物质增多，造成除雾器堵塞及增大除雾器的处理难度，除雾器不能及时处理的烟气会夹带的大量石膏浆液进入烟气换热器，然后在烟气换热器的换热元件上沉积，随着运行时间的增加，烟气换热器内的换热阻力不断增大，一般运行1～2个月后，烟气换热器的运行阻力就能达到1500～2000Pa左右，导致增压风机的运行电流及运行电耗增加，在严重的情况下，还必须将脱硫系统退出运行，对烟气换热器进行清洗，清洗过程又要花费大量的人力和物力，给整个电厂带来了巨大的不便和风险。当烟气流速过低时又不利于气液分离，降低了除雾器的除雾效率。

实用新型内容

为解决现有技术中热电厂的烟气脱硫吸收塔一次喷淋方式导致烟气与反应浆液反应不完全的问题，本实用新型提供一种对烟气进行先后两次脱硫处理的双级烟气脱硫塔。具体方案如下：一种双塔脱硫系统，包括用于脱硫的吸收塔，所述吸收塔的底部设置有暂存反应后液体的储液池，所述储液池上方的吸收塔侧壁上设置有烟气进口，在吸收塔的顶部侧面设置有烟气出口，所述烟气进口和烟气出口之间设置有脱硫喷淋层，在脱硫喷淋层与烟气出口之间设置有除雾器，其特征在于，所述烟气进口处设置有预洗塔，所述预洗塔包括烟气初级进口和与烟气进口连接的烟气初级出口，在预洗塔内由上至下依次设置有初级除雾器和初级脱硫喷淋层，，所述吸收塔和预洗塔采用石灰石-石膏法脱硫且分别设置一套由石灰石粉仓、石灰石浆液箱、浆液泵和石膏脱水系统构成的石灰石浆液制备系统。

为提高与烟气的反应效果：所述初级脱硫喷淋层上设置有多个喷淋头，所述喷淋头分别与烟气的前进方向相对。

为充分利用反应浆液：所述预洗塔的底部设置有与吸收塔储液池相通的回流管，在回流管上设置有将储液池内的浆液泵到预洗塔的初级储液池内的循环泵。

为减少烟气中的杂质：所述除雾器包括与吸收塔固定的固定框和安装在固定框内的多个导流板，各导流板之间留有供烟气通过的通道，所述导流板的截面为波浪结构且相邻导流板的截面形状凹凸对应。

为进一步减少烟气中的杂质：所述导流板的波浪结构包括由下至上的倾斜部、凸起部及直排部，其中倾斜部与相邻导流板端面之间夹角小于90度，所述凸起部凸起高度大于两个相邻导流板之间的距离，所述凸起部与直排部的夹角大于倾斜部与相邻导流板端面之间夹角且小于90度。

为减少烟气的流速：所述通道直径相同且通道宽度为20～50mm。

为提高脱硫效果：所述预洗塔内的初级脱硫喷淋层设置有三层，所述吸收塔内的脱硫喷淋层设置有四层。

本实用新型利用预洗塔先对高温烟气进行降温和初步脱硫反应，达到降低烟气中的SO₂、SO₃及HCL、HF的含量，同时降温喷淋层和初级脱硫喷淋层还能够对烟气进行分散，以提高烟气的均匀分布并降低烟气的流速，经预洗塔调节后的烟气进入吸收塔后能够提高与脱硫喷淋层的反应效果，提高排出烟气的净化度。本实用新型将降温喷淋层与吸收塔有机结合，实现了烟气的预洗涤，从而达到降低吸收塔外形尺寸及降低液气比和循环泵流量扬程的目的。本方案将石灰石浆液通过降温喷淋层加入，实现石灰石浆液的均匀混合，不但能够达到冷却烟气的目的，还可以达到提高初级脱硫效果的功效。经过初级脱硫降低烟气中SO₂的含量后，在吸收塔内二次脱硫时的液气比就可以大幅度降低。而烟气中硫化物的减少，进而可以减少脱硫喷淋层的层数，脱硫喷淋层的减少又可以降低吸收塔的高度，由于上述结构的改进，还会导致吸收塔其它的从属设备，如储液池、风机、循环泵减少或降低功耗，从而大幅度节约成本。利用减小除雾器导流板之间的间距，可有效提高除雾器的效率，减少烟气夹带浆液液滴量，从而避免吸收塔出口携带的石膏固体量，进而有效防止了烟气换热器堵塞。利用波浪设置的导流板使烟气在通过通道时，发生多次碰撞从而将烟气中含有的固体颗粒挡下，避免进入烟气换热器。同时波浪的通道还可以防止烟气直接通过，以避免降低降雾效果。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图；

图2除雾器的结构示意图；

图3除雾器的剖面示意图；

附图中标号说明：1-吸收塔、101-烟气进口、102-烟气出口、103-储液池、104-脱硫喷淋层、105-除雾器、106-导流板、107-通道、108-固定框、109-倾斜部、110-凸起部、111-直排部、2-预洗塔、201-烟气初级进口、202-烟气初级出口、203-初级除雾器、204-初级脱硫喷淋层、205-回流管、206-循环泵、3-石灰石浆液箱、301-石灰石粉仓、302-浆液泵、303-石膏脱水系统、4-烟气换热室、5-烟囱。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的双塔脱硫系统包括用于脱硫的吸收塔1，所述吸收塔1的底部设置有暂存反应后液体的储液池103，所述储液池103上方的吸收塔侧壁上设置有烟气进口101，在吸收塔1的顶部侧面设置有烟气出口102，所述烟气进口101和烟气出口102之间设置有脱硫喷淋层104，在脱硫喷淋层104与烟气出口102之间设置有除雾器105，所述烟气进口101处设置有预洗塔2，所述预洗塔2包括烟气初级进口201和与烟气进口101连接的烟气初级出口202，在预洗塔内由上至下依次设置有初级除雾器203和初级脱硫喷淋层204，所述吸收塔1和预洗塔2采用石灰石-石膏法脱硫且分别设置一套由石灰石粉仓301、石灰石浆液箱3、浆液泵302和石膏脱水系统303构成的石灰石浆液制备系统。

本方案利用预洗塔2对经过换热器4后的高温烟气进行降温和初步脱硫反应，达到降低烟气中的SO₂、SO₃及HCL、HF的含量，同时初级除雾器203和初级脱硫喷淋层204还能够对烟气进行分散，以提高烟气的均匀分布并降低烟气的流速，经预洗塔调节后的烟气进入吸收塔1后能够提高与脱硫喷淋层104的反应效果，提高排出烟气的净化度，经过二次降速和降温的烟气再经除雾器105由烟气出口进入到烟气换热室4后通过烟囱5排出，低温低速的烟气避免了高速而携带水气的现象，低温又可以通过烟气换热室4达到进一步降低进口烟气温度的目的，为预洗塔2的降温喷淋层减小了负担。本实用新型将初级除雾器203与预洗塔有机结合，实现了烟气的预洗涤，从而达到降低吸收塔1外形尺寸及降低液气比和循环泵流量扬程的目的。本方案将石灰石浆液通过降温喷淋层加入，实现石灰石浆液的均匀混合，不但能够达到冷却烟气的目的，还可以达到提高初级脱硫效果的功效。经过初级脱硫降低烟气中SO₂的含量后，在吸收塔内二次脱硫时的液气比就可以大幅度降低。而烟气中硫化物的减少，进而可以减少脱硫喷淋层的层数，脱硫喷淋层的减少又可以降低吸收塔的高度，由于上述结构的改进，还会导致吸收塔其它的从属设备，如储液池、风机、循环泵减少或降低功耗，从而大幅度节约成本。石灰石粉仓301为石灰石浆液箱3提供石灰粉，石灰粉在石灰石浆液箱3中被对水配成相应的石膏浆液，再通过浆液泵302供给各脱硫喷淋层，储液池103中底部的沉淀被排到石膏脱水系统303进行脱水以得到石膏产品。吸收塔1和预洗塔2分别安装一套石灰石浆液制备系统可以保证高效吸收、防腐、防垢和无故障稳定运行，并将吸收塔和预洗塔中的PH值控制在5.0到5.8之间，吸收塔浆液池中的PH值通过加入石灰石浆液来控制，在吸收塔浆液池中的反应需足够长的时间以使石膏能产生良好的石膏结晶（CaSO₄·2H₂O）。pH值除了影响SO₂吸收外，还影响结垢、腐蚀和石灰石粒子的表面钝化。用含有石灰石粒子的料浆吸收SO₂，生成CaSO₃和CaSO₄，pH值对CaSO₃和CaSO₄溶解度的影响，随着pH值的升高，CaSO₃溶解度明显下降，而CaSO₄溶解度则变化不大。因此，随着SO₂的吸收，溶液的pH值降低，溶液中的CaSO₃量增加，并在石灰石粒子表面形成一层液膜，而CaSO₃的溶解度又使液膜的PH值上升，溶解度的变化使液膜中CaSO₃析出并沉积在石灰石粒子的表面，形成一层外壳，使粒子表面钝化。钝化的外壳阻碍了CaSO₃的继续进行溶解，抑制了吸收反应的进行。本方案在采用石灰石浆液时，串联塔中预洗塔中pH值控制为5.2左右，而吸收塔的pH值控制为5.6左右。

为提高初级脱硫喷淋层的喷淋效果，提高与烟气的反应程度，本实用新型的初级脱硫喷淋层204上设置有多个喷淋头，所述喷淋头分别设置在初级脱硫喷淋层204与烟气进出方向相应的面上，每个喷头分别与烟气前进的方向上相对。采用正反面设置喷淋头还可以实现降低烟气流速的目的。为了提高反应浆液的利用率，本实用新型在预洗塔2的底部设置有与吸收塔储液池103相通的回流管205，在储液池103的底部设置有将储液池内的反应浆液泵到预洗塔的初级储液池的循环泵206。工作时，吸收塔内的反应浆液通过循环泵流到预洗塔内，预洗塔通过浆液泵将反应浆液抽到初级喷淋层进行喷洒，而喷洒反应后位于初级储液池上方的反应浆液再通过循环管回到吸收塔的储液池内，经过搅拌混合后增加了浓度的反应浆液又通过循环泵流到预洗塔，从而实现反应浆液的重复利用。

为了提高除雾器的除雾效果和降低烟气中的杂质，从而减少烟气换热室内的反应物沉积，避免烟气换热室的堵塞。如图2、3所示，本实用新型的除雾器105包括与吸收塔1固定的固定框108和安装在固定框108内的多个导流板106，各导流板106之间留有供烟气通过的通道107，所述导流板106的截面为波浪结构且相邻导流板106的截面形状凹凸对应。导流板106采用波浪结构后使得相邻导流板之间的通道也为波浪通道，这样的结构能够避免烟气直接通过，使得烟气在通过通道时不断的与导流板发生碰撞，从而使烟气中的杂质被导流板的侧壁挡下，达到净化烟气的目的，而烟气在通道内多次转折也会降低出口时的速度，使得烟气携带杂质的含量进一步降低。为提高导流板对烟气的降速和去杂质效果，本实用新型导流板106的波浪结构包括由下至上的倾斜部109、凸起部110及直排部111，其中倾斜部109与相邻导流板端面之间夹角小于90度，所述凸起部110凸起高度大于两个相邻导流板106之间的距离，凸起部110与直排部111的夹角大于倾斜部109与相邻导流板端面之间夹角且小于90度。烟气的前进方向与通道的开口方向形成一定的偏移，能够达到降低烟气流速的目的，凸起部的高度大于通道的直径，这样能够完全挡住通道以避免烟气直接通过，使烟气必须经过多次转折才能通过，达到降低烟气流速的目的。为避免通道过大使烟气一次通过量过多，所述通道107直径相同且通道宽度为20～50mm，采用相同直径的通道502能够避免烟气在经过通道时形成加速现象，相应较窄的通道宽度能够降低烟气的通过量，达到降低烟气流速的目的。为避免烟气中的杂质残留在导流板上，在除雾器的上方和下方分别设置有带喷头的冲洗层，其中各冲洗层上的喷头分别朝向除雾器。为提高喷淋效果：本方案中预洗塔2内的初级脱硫喷淋层204设置有三层，所述吸收塔1内的脱硫喷淋层104设置有四层。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，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、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims

1.一种双塔脱硫系统，包括用于脱硫的吸收塔（1），所述吸收塔（1）的底部设置有暂存反应后液体的储液池（103），所述储液池（103）上方的吸收塔侧壁上设置有烟气进口（101），在吸收塔（1）的顶部侧面设置有烟气出口（102），所述烟气进口（101）和烟气出口（102）之间设置有脱硫喷淋层（104），在脱硫喷淋层（104）与烟气出口（102）之间设置有除雾器（105），其特征在于，所述烟气进口（101）处设置有预洗塔（2），所述预洗塔（2）包括烟气初级进口（201）和与烟气进口（101）连接的烟气初级出口（202），在预洗塔内由上至下依次设置有初级除雾器（203）和初级脱硫喷淋层（204），所述吸收塔（1）和预洗塔（2）采用石灰石-石膏法脱硫且分别设置一套由石灰石粉仓（301）、石灰石浆液箱（3）、浆液泵（302）和石膏脱水系统（303）构成的石灰石浆液制备系统。

2.如权利要求1所述的一种双塔脱硫系统，其特征在于，所述初级脱硫喷淋层（204）上设置有多个喷淋头，所述喷淋头分别与烟气的前进方向相对。

3.如权利要求1所述的一种双塔脱硫系统，其特征在于，所述预洗塔（2）的底部设置有与吸收塔储液池（103）相通的回流管（205），在回流管（205）上设置有将储液池内的浆液泵到预洗塔的初级储液池内的循环泵（206）。

4.如权利要求1所述的一种双塔脱硫系统，其特征在于，所述除雾器（105）包括与吸收塔（1）固定的固定框（108）和安装在固定框（108）内的多个导流板（106），各导流板（106）之间留有供烟气通过的通道（107），所述导流板（106）的截面为波浪结构且相邻导流板（106）的截面形状凹凸对应。

5.如权利要求4所述的一种双塔脱硫系统，其特征在于，所述导流板（106）的波浪结构包括由下至上的倾斜部（109）、凸起部（110）及直排部（111），其中倾斜部（109）与相邻导流板端面之间夹角小于90度，所述凸起部（110）凸起高度大于两个相邻导流板（106）之间的距离，所述凸起部（110）与直排部（111）的夹角大于倾斜部（109）与相邻导流板端面之间夹角且小于90度。

6.如权利要求5所述的一种双塔脱硫系统，其特征在于，所述通道（107）直径相同且通道（107）宽度为20～50mm。

7.如权利要求1所述的一种双塔脱硫系统，其特征在于，所述预洗塔（2）内的初级脱硫喷淋层（204）设置有三层，所述吸收塔（1）内的脱硫喷淋层（104）设置有四层。