CN204469535U - 单塔多pH分级喷淋控制脱硫装置 - Google Patents

单塔多pH分级喷淋控制脱硫装置 Download PDF

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郭士义
陆良樑
朱文斌
杨治中
苏玉栋
杨载涛
周丽雯
陈子超
姜正雄
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Abstract

本实用新型提供了一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫装置，包括脱硫塔、多pH分级喷淋系统、石膏浆液池、氧化空气系统、搅拌器、石膏排出泵、循环泵组、两相高效静态混合器、pH调节剂输送系统和多级pH调节剂分配系统；所述pH调节剂输送系统用于分别向所述脱硫塔和所述多级pH调节剂分配系统输送pH调节剂；所述多级pH调节剂分配系统与所述两相高效静态混合器和所述石膏浆液池之间管道连接，所述多级pH调节剂分配系统用于控制所述多pH分级喷淋系统的不同喷淋层的pH调节剂注入量，以达到多pH分级喷淋的目的。本实用新型实现了单塔单循环工艺的分区域pH控制，具有结构简单、占地面积小、运行稳定、改造难度低、投资少的优点。

Description

单塔多pH分级喷淋控制脱硫装置
技术领域
本实用新型涉及燃煤电厂烟气脱硫技术领域，具体地，涉及一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫装置。
背景技术
在《关于印发〈煤电节能减排升级与改造行动计划2014-2020年)〉的通知》(发改能源[2014]2093号)中对火电行业的SO2排放要求作出重要批示，要求东部局部地区燃煤机组SO2排放量不高于35mg/Nm3。这较《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中“一般地区SO2排放限制100mg/Nm3以下，局部地区50mg/Nm3以下”的要求有了较大幅度的提高。
目前，燃煤电厂烟气脱硫主要采用石灰石-石膏湿法工艺，该技术一般由制浆系统、吸收塔系统、废水处理系统、石膏脱水系统及其它辅助系统构成。传统的湿法脱硫工艺(单塔单循环法)其SO2脱除效率在98％左右，当锅炉燃烧含硫率超过0.8％或者烟气中SO2的浓度超过1800mg/Nm3时，该工艺将很难达到不高于35mg/Nm3的排放要求。
为了满足越来越严格的排放要求，在传统单塔单循环工艺的基础上产生了单塔双循环和双塔双循环等改进工艺。这些工艺技术虽基本能够满足35mg/Nm3的排放要求，但复杂的工艺和结构，运行不稳定，占地面积大、能耗高、投资大等缺陷一定程度上限制了其推广应用。特别是在已经建设好的电厂，需要再找出相应的空间完成单塔双循环和双塔双循环的改进是非常困难的，而恰巧脱硫的提效工作大部分是在已建好的燃煤火电厂。
因此，在传统脱硫工艺的基础上，研究开发出一种效率高、占地省，运行可靠、能耗低的新型高效脱硫工艺是燃煤火电厂节能减排亟待解决的问题。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫装置，在达到高脱硫效率和项目工期要求的同时，确保机组运行稳定，节约占地和投资。
为实现上述目的，本实用新型提供一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫装置，所述装置包括脱硫塔、多pH分级喷淋系统、石膏浆液池、氧化空气系统、搅拌器、石膏排出泵、循环泵组、两相高效静态混合器、pH调节剂输送系统和多级pH调节剂分配系统，其中：
所述多pH分级喷淋系统设置于所述脱硫塔的中上部；
所述石膏浆液池设置于所述脱硫塔的底部；
所述氧化空气系统和所述搅拌器设置于所述石膏浆液池内；
所述石膏排出泵连接于所述石膏浆液池的底部侧面，反应后的pH调节剂与氧化空气接触反应生成的石膏通过所述石膏排出泵排出所述脱硫塔；
在所述石膏浆液池与所述多pH分级喷淋系统之间通过循环泵组相连；
所述两相高效静态混合器布置于所述循环泵组与所述石膏浆液池之间，用于实现pH调节剂与循环石膏浆液的短距离均匀混合；
所述pH调节剂输送系统用于分别向所述脱硫塔和所述多级pH调节剂分配系统输送pH调节剂；
所述多级pH调节剂分配系统与所述两相高效静态混合器和所述石膏浆液池之间管道连接，所述多级pH调节剂分配系统用于控制所述多pH分级喷淋系统的不同喷淋层的pH调节剂注入量，以达到多pH分级喷淋的目的。
优选地，在所述脱硫塔中上部的所述多pH分级喷淋系统的上部位置还设置有除雾器，所述除雾器用于除去净烟气中部分雾滴和颗粒污染物。
优选地，所述脱硫塔的中下部还设置有进口烟道，待处理的原烟气从所述进口烟道进入所述脱硫塔内；所述脱硫塔的顶部还设置有出口烟道，净烟气经除雾器处理后从所述出口烟道排出。
优选地，所述多级pH调节剂分配系统由调节阀组和精密流量测量装置组成；在钙硫比一定的情况下，通过调节阀组和精密流量测量装置间的连锁控制实现99％以上的脱硫效率。
优选地，所述多pH分级喷淋系统的每层喷淋层均设置高效均一雾化螺旋喷嘴。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
本实用新型实现了单塔单循环工艺的分区域pH控制，具有结构简单、占地面积小、运行稳定、改造难度低、投资少的优点。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型一实施例的装置整体结构示意图；
图中：脱硫塔1、进口烟道2、出口烟道3、石膏浆液池4、石灰石浆液输送系统5、精密流量测量装置6、调节阀组7、两相高效静态混合器8、循环泵组9、多pH分级喷淋系统10、高效均一雾化螺旋喷嘴11、除雾器12、氧化空气系统13、搅拌器14、石膏排出泵15、多级石灰石浆液分配系统16。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
以下实施例中采用石灰石浆液作为pH调节剂来对本实用新型装置的具体工作进行说明，但是在其他实施例里也可以是Ca(OH)2和NaOH的碱性溶液。
如图1所示，本实用新型单塔多pH分级喷淋控制脱硫装置一实施例结构示意图，所述装置包括：脱硫塔1、进口烟道2、出口烟道3、石膏浆液池4、石灰石浆液输送系统5、精密流量测量装置6、调节阀组7、两相高效静态混合器8、循环泵组9、多pH分级喷淋系统10、高效均一雾化螺旋喷嘴11、除雾器12、氧化空气系统13、搅拌器14、石膏排出泵15、多级石灰石浆液分配系统16，其中：
所述脱硫塔1的顶部设置所述出口烟道3；所述脱硫塔1的中上部从下往上分别设置所述多pH分级喷淋系统10和所述除雾器12；所述脱硫塔1的中下部设置所述进口烟道2；所述脱硫塔1的底部设置所述石膏浆液池4；所述石膏浆液池4与所述多pH分级喷淋系统10之间通过循环泵组9相连；所述两相高效静态混合器8布置于所述循环泵组9与所述石膏浆液池4之间；所述多级石灰石浆液分配系统16与所述两相高效静态混合器8和所述石膏浆液池4之间管道连接；所述石灰石浆液输送系统5用于分别向所述脱硫塔1和所述多级石灰石浆液分配系统16输送石灰石浆液；所述石膏浆液池4内设置有氧化空气系统13和搅拌器14；所述的石膏浆液池4底部设置有石膏排出泵15。
本实施例中，所述的多级石灰石浆液分配系统16由调节阀组7和精密流量测量装置6组成，通过精密流量测量装置6对加入的石灰石浆液的实际测量值与计算值的比对，来确定调节阀组7开度的大小；在钙硫比一定的情况下，通过多级石灰石浆液分配系统16中调节阀组7和精密流量测量装置6间的连锁控制，实现99％以上的脱硫效率。
本实施例中，所述的多pH分级喷淋系统10的各喷淋层均设置有若干个高效均一雾化螺旋喷嘴11。
本实施例中，所述的多pH分级喷淋系统10的pH值可调，pH随所述多pH分级喷淋系统10自下而上逐步升高。
本实施例中，所述的两相高效静态混合器8能够实现石灰石浆液与循环石膏浆液的短距离均匀混合。
所述装置具体工作过程如下：
1、待处理的原烟气从进口烟道2进入脱硫塔1内；
2、来自石灰石浆液输送系统5的石灰石浆液分两部分，其中一部分直接进入脱硫塔1，用于控制脱硫塔1底部的石膏浆液池4内的pH值在4.8～5.3范围内、另一部分则进入多级石灰石浆液分配系统16，多级石灰石浆液分配系统16的调节阀组7和精密流量测量装置6通过控制信号控制多pH分级喷淋系统不同喷淋层的石灰石浆液注入量，达到多pH分级喷淋的目的，从而使得SO2除去率提高至99％以上；
3、在两相高效静态混合器8的作用下，管道中的石灰石浆液与石膏浆液在短距离内能够实现固体和液体的高度均匀混合；
4、混合均匀后的石灰石浆液通过循环泵组9分别提升至多pH分级喷淋系统10的不同喷淋层，经高效均一雾化螺旋喷嘴11均匀雾化后与逆流的原烟气发生反应，以脱除原烟气中的SO2得到净烟气；由于多pH分级喷淋系统10中各喷淋层pH的提高，能够达到99％以上的SO2去除率；
5、净烟气随后经过除雾器12除去净烟气中部分雾滴和颗粒污染物后从脱硫塔1顶部的出口烟道3排往烟囱；
6、反应后的石灰石浆液则落入脱硫塔1底部的石膏浆液池4，在搅拌器14的作用下与氧化空气系统释放的氧化空气充分接触反应生成石膏，最后由石膏排出泵15排出脱硫塔1进一步处理。
如需得到更高的SO2去除效率，只需将多级石灰石浆液分配系统16注入的pH调节剂(石灰石浆液)改为还原性更强的Ca(OH)2和NaOH的碱性溶液即可。其中的输送系统和分配系统输送和分配的就是Ca(OH)2、NaOH的碱性溶液。
本实用新型装置实现了单塔单循环工艺的分区域pH控制，具有结构简单、占地面积小、运行稳定、改造难度低、投资少的优点。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (5)

1.一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫装置，其特征在于，所述装置包括脱硫塔、多pH分级喷淋系统、石膏浆液池、氧化空气系统、搅拌器、石膏排出泵、循环泵组、两相高效静态混合器、pH调节剂输送系统和多级pH调节剂分配系统，其中：
所述多pH分级喷淋系统设置于所述脱硫塔的中上部；
所述石膏浆液池设置于所述脱硫塔的底部；
所述氧化空气系统和所述搅拌器设置于所述石膏浆液池内；
所述石膏排出泵连接于所述石膏浆液池的底部侧面，反应后的pH调节剂与氧化空气接触反应生成的石膏通过所述石膏排出泵排出所述脱硫塔；
所述石膏浆液池与所述多pH分级喷淋系统之间通过循环泵组相连；
所述两相高效静态混合器布置于所述循环泵组与所述石膏浆液池之间，用于实现pH调节剂与循环石膏浆液的短距离均匀混合；
所述pH调节剂输送系统用于分别向所述脱硫塔和所述多级pH调节剂分配系统输送pH调节剂；
所述多级pH调节剂分配系统与所述两相高效静态混合器和所述石膏浆液池之间管道连接，所述多级pH调节剂分配系统用于控制所述多pH分级喷淋系统的不同喷淋层的pH调节剂注入量，以达到多pH分级喷淋的目的。
2.根据权利要求1所述的一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫装置，其特征在于，在所述脱硫塔中上部的所述多pH分级喷淋系统的上部位置还设置有除雾器，所述除雾器用于除去净烟气中部分雾滴和颗粒污染物。
3.根据权利要求1所述的一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫装置，其特征在于，所述脱硫塔的中下部还设置有进口烟道，待处理的原烟气从所述进口烟道进入所述脱硫塔内；所述脱硫塔的顶部还设置有出口烟道，净烟气经除雾器处理后从所述出口烟道排出。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫装置，其特征在于，所述多级pH调节剂分配系统由调节阀组和精密流量测量装置组成。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫装置，其特征在于，所述多pH分级喷淋系统的每层喷淋层均设置高效均一雾化螺旋喷嘴。
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