CN204182281U - 一种高效脱硫单塔双循环系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高效脱硫单塔双循环系统，包括脱硫塔中的主浆液池和脱硫塔外的副浆液池，两个浆液池通过管道进行连接，形成多区pH控制双循环脱硫系统，其中，石灰石浆液由副浆液池补入主浆液池，石膏浆液由脱硫塔的主浆液池排出。本实用新型可对两个浆液池中的pH进行分区控制，不同喷淋层浆液分别由两个浆液池提供，高pH值浆液有利于对SO2的吸收，实现脱硫系统的脱硫效率在99%上，低pH有利于亚硫酸盐的氧化和石膏的结晶，提高石膏的脱水率和石膏纯度。
Description
技术领域
本实用新型属于燃煤烟气SO2污染物控制技术领域，具体地说是涉及一种高效脱硫单塔双循环系统。
背景技术
环境保护部新颁布的GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》调整了大气污染物排放限值，新建、改建和扩建的燃煤火电锅炉将执行100mg/Nm3的SO2排放浓度限值，而对于重点区域SO2排放限值为50mg/Nm3；部分环境污染严重地区甚至需要执行更严格排放标准，实现SO2的超低排放甚至近零排放。
常规脱硫单塔需选择一个较为合适的pH值范围，既保证SO2的吸收，也要保证吸收剂的溶解及脱硫产物的氧化结晶，因此脱硫效率相对较低，难以满足日益严格的排放要求，因此，需要对脱硫单塔进行改造。目前，对脱硫单塔的改造有多种形式，脱硫单塔塔体拔高，增加喷淋层，增加塔内构件；中国专利CN 102921287A公开了一种双塔双循环石灰石湿法脱硫装置及方法，该脱硫装置包括烟气净化部分、吸收剂供应部分、浆液氧化结晶部分和石膏浆液脱水部分，所述烟气净化部分由一级循环吸收塔和二级循环吸收塔构成，所述吸收剂供应部分由石灰石浆液箱、石灰石供浆泵和供浆管路构成，所述浆液氧化结晶部分由氧化风机、一级循环吸收塔氧化喷枪、二级循环吸收塔氧化喷枪和氧化空气管道构成，所述石膏浆液脱水部分由一级循环石膏排出泵、石膏旋流器和真空脱水皮带机构成。本脱硫装置可以达到一个很高的脱硫效率，实现二氧化硫的减排和净化空气的目的，同时，还能够得到品质很高的石膏。但是，以上改造形式存在脱硫单塔塔体拔高、工期长、塔串联占地大、投资高等一些缺点。
实用新型内容
为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种高效脱硫单塔双循环系统。本实用新型既能实现脱硫效率在99%以上，又能降低脱硫系统的能耗、减少成本、节约用地、满足国家最新排放标准。
一种高效脱硫单塔双循环系统，包括脱硫塔，所述脱硫塔下部一侧设有进气口，上部另一侧设有出气口；所述脱硫单塔内设有主浆液池，所述主浆液池设置在进气口下方，所述脱硫塔外侧设有副浆液池，所述副浆液池与主浆液池之间通过管道连通，所述管道内设有截断阀门及冲洗装置；所述脱硫塔内上部设有第一喷淋装置，所述第一喷淋装置上方设有第二喷淋装置，所述第一喷淋装置包括二层以上喷淋层，第二喷淋装置包括一层以上喷淋层，第一喷淋装置通过第一循环浆液泵与主浆液池相连通，第二喷淋装置通过第二循环浆液泵与副浆液池相连通；所述第二喷淋装置与出气口之间设有除雾器，所述除雾器内设有喷水装置，所述喷水装置与工艺水系统相连；所述主浆液池内设有第一搅拌器，副浆液池内设有第二搅拌器，所述主浆液池与氧化风机相连通；所述主浆液池通过石膏排出泵与石膏脱水系统相连通，副浆液池通过浆液泵与浆液制备系统相连通。
本实用新型的高效脱硫单塔双循环系统包括脱硫塔中的主浆液池和脱硫塔外的副浆液池，两个浆液池通过管道进行连接，形成多区pH控制双循环脱硫系统，其中，石灰石浆液由副浆液池补入主浆液池，石膏浆液由脱硫塔的主浆液池排出；本实用新型可对两个浆液池中的pH进行分区控制，不同喷淋层浆液分别由两个浆液池提供，高pH值浆液有利于对SO2的吸收，实现脱硫系统的脱硫效率在99%上，低pH有利于亚硫酸盐的氧化和石膏的结晶，提高石膏的脱水率和石膏纯度。
优选地，所述浆液制备系统包括粉仓和浆液箱，所述粉仓顶端设有仓顶除尘器，仓顶除尘器与压缩空气系统相连通，所述粉仓底端设有出料口，出料口与浆液箱相连通，所述浆液箱通过浆液泵与副浆液池相连通，浆液箱内设有浆液搅拌器，所述冲洗装置与浆液箱相连通；所述石膏脱水系统包括顺次连通的石膏旋流器、皮带脱水机、石膏库，所述石膏旋流器通过石膏排出泵与主浆液池相连通，所述皮带脱水机还通过气液分离器与滤液箱连通，气液分离器还通过真空泵与滤布冲洗箱连通，滤布冲洗箱通过滤布冲洗水泵与皮带脱水机连通，所述滤液箱通过滤液水泵与浆液箱连通；所述工艺水系统包括工艺水箱，所述工艺水箱通过除雾器冲洗水泵与除雾器的喷水装置连通，工艺水箱还通过第一工艺水泵与滤布冲洗箱连通，通过第二工艺水泵与浆液箱连通，所述冲洗装置与工艺水箱相连通。浆液箱中的水可以由工艺水箱供给，也可以由滤液箱供给；皮带脱水机中的水可以由工艺水箱供给，也可以由滤布冲洗箱供给；实现了资源的有效循环利用，降低了生产成本。
优选地，所述第一搅拌器、第二搅拌器均采用侧入式搅拌器。不仅成本低，而且在消耗低能耗的情况下便可以得到良好的搅拌效果。
优选地，所述主浆液池内设有氧化管网或喷射管，所述氧化管网或喷射管与氧化风机相连通。
优选地，所述主浆液池与副浆液池之间通过圆形管道或方形管道或椭圆形管道进行连接，连接方式为水平连接或斜向连接。主浆液池与副浆液池之间通过圆形管道或方形管道或椭圆形管道进行连接，其连接位置有多种，可从两个浆液池的上部、中部或下部通过水平方式连接，也可是一边上部、一边下部或中部等其他组合方式的斜向连接，具体的连接位置、连接的角度和管道内浆液的流速，要根据具体的工程项目进行优化选择；另外，还要在连接的管道内设置截断阀门及工艺水冲洗装置，防止管道内因停机或低负荷结垢所引起的管道堵塞。
优选地，所述第一喷淋装置的喷淋层数量为两层，第二喷淋装置的喷淋层数量为两层，每层喷淋层分别对应一台循环浆液泵；相邻喷淋层间的间距为1.2～2.5m。
优选地，所述第一喷淋装置、第二喷淋装置上均设有若干个喷嘴，且位于边壁的喷嘴角度小于90度，位于中心的喷嘴角度大于90。使脱硫塔断面上完全均匀地进行喷淋并减少浆液的边壁流动。
优选地，所述脱硫塔采用圆塔或方塔，副浆液池采用圆塔或方塔。其中，脱硫塔和副浆液池优选为圆塔，但也可以是方塔和圆塔的各种组合或变形。
本实用新型的主浆液池中，浆液pH控制在4.5～5.5，低pH有利于亚硫酸盐的氧化和石膏的结晶；在主浆液池的下部径向布置了搅拌器，其作用是使浆液成悬浮物状态并使其进行扩散，即将固体维持在悬浮状态下，同时均匀分布氧化空气。主浆液池配有100%容量的氧化风机，氧化风机送出的氧化空气经喷水增湿后通过氧化管网或喷射管被送入浆液池，空气被均匀分布在浆池截面上，从而使得空气和浆液得以充分混合，把脱硫反应中生成的亚硫酸钙（CaSO3.1/2H2O）氧化为硫酸钙（CaSO4.2H2O），实现高氧化率。主浆液池中的石膏浆液由石膏排出泵从主浆液池排除，当石膏浆液密度高于设定值时，石膏排出泵将浆液排出；同时，石膏排出泵亦作吸收塔检修或事故时塔内浆液的排空设备。
副浆液池（外部附加的浆液池）中，浆液pH值控制在5.3～5.8，浆液通过第二浆液循环泵由上层的第二喷淋装置进入脱硫塔，实现SO2的吸收，高pH有利于浆液对SO2的强化吸收；石灰石浆液由副浆液池通过石灰石浆液泵补入主浆液池（脱硫系统），加入新制备石灰石浆液量的大小取决于预计的锅炉负荷、SO2含量以及实际浆液的pH值；在副浆液池的下部径向布置搅拌器，其作用是使浆液成悬浮物状态并使其进行扩散，即将固体维持在悬浮状态下。在副浆液池中根据pH值及机组容量不同同样也可布置氧化风机，把反应过程中生产的亚硫酸钙(CaSO3.1/2H2O)氧化为硫酸钙(CaSO4.2H2O)，实现高氧化率。
脱硫塔中一般设有3～5层喷淋，其中，第一喷淋装置的喷淋层数量为2～4层，第二喷淋装置的喷淋层数量为1～3层。下面2～4层喷淋层（第一喷淋装置中）通过第一循环浆液泵与主浆液池相连，对烟气进行脱硫，脱硫效率在90%以上；上面1～3层喷淋层（第二喷淋装置中）通过第二循环浆液泵与高pH副浆液池相连，对烟气SO2进行强化吸收，可实现最终脱硫效率99%以上。相邻喷淋层间的间距为1.2～2.5m，喷淋系统（第一喷淋装置和第二喷淋装置）能使浆液在脱硫塔内均匀分布，流经每个喷淋层的流量根脱硫效率要求即可相同也可不同。对喷嘴的选型及布置方式进行优化，不同位置设置不同的喷嘴形角度（设置边壁喷嘴角度小于90度，中心喷嘴角度大于90度），使用高效雾化喷嘴及双向喷嘴，使雾化颗粒在2000μm以下，覆盖率在200%以上，以使脱硫塔断面上完全均匀地进行喷淋并减少浆液的边壁流动。每层喷淋层由一根母管、若干支管和规则分布在支管上的喷嘴组成，每层喷淋层分别对应一台循环浆液泵。循环系统使喷淋层的布置达到所要求的喷淋浆液覆盖率，使脱硫浆液与烟气充分接触，从而保证在适当的液气比下可靠地达到所要求的脱硫效率。
脱硫塔中一般设有2～3层除雾器，除雾器用来在吸收塔所有运行状态下收集夹带的水滴，烟气流经除雾器时，液滴由于惯性作用留在挡板上，从而起到除雾的作用。由于被滞留的液滴也含有固态物，主要是石膏，因此就有在挡板上结垢的危险，所以设置了定期运行的喷水装置（清洗设备），包括除雾器冲洗母管及喷嘴系统。冲洗介质是工艺水，工艺水还用于调节吸收塔中的液位。
本实用新型的有益效果在于：
（1）本实用新型高效脱硫单塔双循环系统中含有两个浆液池，可对两个浆液池中的浆液pH实现分别控制；
（2）本实用新型主浆料池中的石灰石浆液由副浆液池补入，脱硫石膏浆液由主浆料池排出，使得两个浆液池中的浆液pH值更易控制；
（3）本实用新型高效脱硫单塔双循环系统中，位于下面的第一喷淋装置喷淋先对烟气进行脱硫，使得脱硫效率在90%以上；上面的第二喷淋装置喷淋对烟气进行再次脱硫，使得最终的脱硫效率高于99%；
（4）整个脱硫系统含有两个浆液池，可增大整个脱硫系统浆液池容量，特别对于常规脱硫塔增容改造更易实现；
（5）本实用新型在场地允许条件下只需添加一个副浆液池，改造便利，无需拔高吸收塔，成本低，工期短，改造后脱硫效率得到明显提高，石灰石利用率提高，石膏更易结晶，石膏品质得到明显提高。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型主副浆液池斜向连接的一种示意图；
图3是本实用新型主副浆液池斜向连接的另一种示意图；
图4是本实用新型主副浆液池中部水平连接的示意图；
图5是本实用新型主副浆液池上部水平连接的示意图；
图6是本实用新型主副浆液池下部水平连接的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。
参照图1，一种高效脱硫单塔双循环系统，包括脱硫塔1，所述脱硫塔1下部一侧设有进气口2，上部另一侧设有出气口3；所述脱硫单塔1内设有主浆液池4，所述主浆液池4设置在进气口2下方，所述脱硫塔1外侧设有副浆液池5，所述副浆液池5与主浆液池4之间通过管道6连通，所述管道6内设有截断阀门42及冲洗装置43；所述脱硫塔1内上部设有第一喷淋装置7，所述第一喷淋装置7上方设有第二喷淋装置8，所述第一喷淋装置7包括二层以上喷淋层，第二喷淋装置8包括一层以上喷淋层，第一喷淋装置7通过第一循环浆液泵9与主浆液池4相连通，第二喷淋装置8通过第二循环浆液泵10与副浆液池5相连通；所述第一喷淋装置7的喷淋层数量为两层，第二喷淋装置8的喷淋层数量为两层，每层喷淋层分别对应一台循环浆液泵；相邻喷淋层间的间距为1.2～2.5m。所述第二喷淋装置8与出气口3之间设有除雾器11，所述除雾器11内设有喷水装置12，所述喷水装置12与工艺水系统13相连；所述主浆液池4内设有第一搅拌器14，所述第一搅拌器采用侧入式搅拌器，副浆液池5内设有第二搅拌器15，第二搅拌器也为侧入式搅拌器。所述主浆液池4与氧化风机16相连通，所述主浆液池4内设有氧化管网39，所述主浆液池4通过氧化管网39与氧化风机16相连通。所述主浆液池4通过石膏排出泵17与石膏脱水系统18相连通，副浆液池5通过浆液泵40与浆液制备系统19相连通。
所述浆液制备系统19包括粉仓20和浆液箱21，所述粉仓20顶端设有仓顶除尘器22，仓顶除尘器22与压缩空气系统23相连通，所述粉仓20底端设有出料口24，出料口24与浆液箱21相连通，所述浆液箱21通过浆液泵18与副浆液池5相连通，浆液箱21内设有浆液搅拌器25；所述石膏脱水系统18包括顺次连通的石膏旋流器26、皮带脱水机27、石膏库28，所述石膏旋流器26通过石膏排出泵17与主浆液池4相连通，所述皮带脱水机27还通过气液分离器29与滤液箱30连通，滤液箱30内设有滤液搅拌器41，气液分离器29还通过真空泵31与滤布冲洗箱32连通，滤布冲洗箱32通过滤布冲洗水泵33与皮带脱水机27连通，所述滤液箱30通过滤液水泵34与浆液箱21连通；所述工艺水系统13包括工艺水箱35，所述工艺水箱35通过除雾器冲洗水泵36与除雾器的喷水装置12连通，工艺水箱35还通过第一工艺水泵37与滤布冲洗箱32连通，通过第二工艺水泵38与浆液箱21连通，所述冲洗装置43与工艺水箱35相连通。浆液箱中的水可以由工艺水箱供给，也可以由滤液箱供给；皮带脱水机中的水可以由工艺水箱供给，也可以由滤布冲洗箱供给；实现了资源的有效循环利用，降低了生产成本。
参照图2～6，所述主浆液池4与副浆液池5之间通过圆形管道或方形管道或椭圆形管道进行连接，连接方式为水平连接或斜向连接。主浆液池4与副浆液池5之间通过圆形管道或方形管道或椭圆形管道进行连接，其连接位置有多种，可从两个浆液池的上部、中部或下部通过水平方式连接，也可是一边上部、一边下部或中部等其他组合方式的斜向连接，具体的连接位置、连接的角度和管道内浆液的流速，要根据具体的工程项目进行优化选择；另外，在连接的管道内设置截断阀门42及工艺水冲洗装置43，防止管道内因停机或低负荷结垢所引起的管道堵塞。
所述脱硫塔采用圆塔或方塔，副浆液池采用圆塔或方塔。其中，脱硫塔和副浆液池优选为圆塔，但也可以是方塔和圆塔的各种组合或变形。
本实用新型可对两个浆液池中的pH进行分区控制，不同喷淋层浆液分别由两个浆液池提供，高pH值浆液有利于对SO2的吸收，实现脱硫系统的脱硫效率在99%上，低pH有利于亚硫酸盐的氧化和石膏的结晶，提高石膏的脱水率和石膏纯度。
Claims (8)
1.一种高效脱硫单塔双循环系统，包括脱硫塔，所述脱硫塔下部一侧设有进气口，上部另一侧设有出气口；其特征在于：所述脱硫单塔内设有主浆液池，所述主浆液池设置在进气口下方，所述脱硫塔外侧设有副浆液池，所述副浆液池与主浆液池之间通过管道连通，所述管道内设有截断阀门及冲洗装置；所述脱硫塔内上部设有第一喷淋装置，所述第一喷淋装置上方设有第二喷淋装置，所述第一喷淋装置包括二层以上喷淋层，第二喷淋装置包括一层以上喷淋层，第一喷淋装置通过第一循环浆液泵与主浆液池相连通，第二喷淋装置通过第二循环浆液泵与副浆液池相连通；所述第二喷淋装置与出气口之间设有除雾器，所述除雾器内设有喷水装置，所述喷水装置与工艺水系统相连；所述主浆液池内设有第一搅拌器，副浆液池内设有第二搅拌器，所述主浆液池与氧化风机相连通；所述主浆液池通过石膏排出泵与石膏脱水系统相连通，副浆液池通过浆液泵与浆液制备系统相连通。
2.根据权利要求1所述的高效脱硫单塔双循环系统，其特征在于：所述浆液制备系统包括粉仓和浆液箱，所述粉仓顶端设有仓顶除尘器，仓顶除尘器与压缩空气系统相连通，所述粉仓底端设有出料口，出料口与浆液箱相连通，所述浆液箱通过浆液泵与副浆液池相连通，浆液箱内设有浆液搅拌器；所述石膏脱水系统包括顺次连通的石膏旋流器、皮带脱水机、石膏库，所述石膏旋流器通过石膏排出泵与主浆液池相连通，所述皮带脱水机还通过气液分离器与滤液箱连通，气液分离器还通过真空泵与滤布冲洗箱连通，滤布冲洗箱通过滤布冲洗水泵与皮带脱水机连通，所述滤液箱通过滤液水泵与浆液箱连通；所述工艺水系统包括工艺水箱，所述工艺水箱通过除雾器冲洗水泵与除雾器的喷水装置连通，工艺水箱还通过第一工艺水泵与滤布冲洗箱连通，通过第二工艺水泵与浆液箱连通，所述冲洗装置与工艺水箱相连通。
3.根据权利要求1所述的高效脱硫单塔双循环系统，其特征在于：所述第一搅拌器、第二搅拌器均采用侧入式搅拌器。
4.根据权利要求1所述的高效脱硫单塔双循环系统，其特征在于：所述主浆液池内设有氧化管网或喷射管，所述氧化管网或喷射管与氧化风机相连通。
5.根据权利要求1所述的高效脱硫单塔双循环系统，其特征在于：所述主浆液池与副浆液池之间通过圆形管道或方形管道或椭圆形管道进行连接，连接方式为水平连接或斜向连接。
6.根据权利要求1所述的高效脱硫单塔双循环系统，其特征在于：所述第一喷淋装置的喷淋层数量为两层，第二喷淋装置的喷淋层数量为两层，每层喷淋层分别对应一台循环浆液泵；相邻喷淋层间的间距为1.2～2.5m。
7.根据权利要求1所述的高效脱硫单塔双循环系统，其特征在于：所述第一喷淋装置、第二喷淋装置上均设有若干个喷嘴，且位于边壁的喷嘴角度小于90度，位于中心的喷嘴角度大于90。
8.根据权利要求1所述的高效脱硫单塔双循环系统，其特征在于：所述脱硫塔采用圆塔或方塔，副浆液池采用圆塔或方塔。
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