CN204768243U - 一种用脱硫灰再脱硫的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用脱硫灰再脱硫的装置，装置包括顺次连接的脱硫灰制浆装置、SO₂吸收装置、氧化装置、灰分分离装置、石膏脱水装置及废水处理装置；脱硫灰制浆装置包括：下部设流化风入口、内部设振打器、顶部设除尘装置的脱硫灰粉仓；连接脱硫灰粉仓与SO₂吸收装置的化浆池；灰分分离装置包括：上部带有第一浆液出口、底部带有浆液入口和第二浆液出口的罐体，水平设置于罐体内且位于浆液入口与第一浆液出口之间的若干层挡板。本实用新型针对脱硫灰特性设计脱硫系统，完全使用脱硫灰进行湿法烟气脱硫，既能保证脱硫效率，又能保证石膏品质。

Description

一种用脱硫灰再脱硫的装置

技术领域

本实用新型涉及烟气脱硫技术领域，具体涉及一种用脱硫灰再脱硫的湿法烟气脱硫装置。

背景技术

脱硫灰中含有大量的CaSO₃和f-CaO，具有吸收二氧化硫的能力，可作为脱硫吸收剂再利用。

申请号为02135437.5的中国发明专利文献公开了一种用半干法烟气脱硫后的废灰乳再行脱硫的方法，在吸收塔内烟气与海水废灰乳逆向接触，吸收烟气中的二氧化硫，达到以废治废的目的。具有脱硫率高，投资少，运行费用低的优点。但是该方法过于简略，减少了流出液的后处理工序，容易造成二次污染，并且吸收塔为填料塔，容易产生固体沉积、堵塞。

申请号为200910194833.5的中国发明专利文献公开了一种脱硫灰的处理方法，干法/半干法脱硫工艺产生的脱硫灰与石灰石粉按比例混合，作为湿法烟气脱硫工艺中脱硫剂的原料，脱硫剂搅拌均匀后泵入吸收塔浆液池，催化剂配入到浆液池内，向浆液池内通入氧化空气，烟气由烟道进入浆液池，脱硫剂在氧化空气和催化剂的作用下与烟气中的SO₂反应，控制吸收塔内浆液pH值，浆液温度，浆液中所含固体物质的含量，脱硫剂在浆液池内的停留时间，反应完全后经旋流浓缩、真空过滤后得到石膏副产品，工艺中产生的废水进入工艺水收集箱，进行循环再利用。该方法需要设置两套加料装置，制浆装置复杂。

申请号为201110441588.0的中国发明专利文献公开了一种利用脱硫灰制备湿法脱硫剂的工艺及系统。将半干法/干法脱硫灰与水混合获得脱硫灰浆液，之后加入表面活性剂，旋流分离去除脱硫灰中的杂质，底流浆液经氧化、筛分获得湿法脱硫剂。该制浆系统复杂，并且旋流分离效率及氧化效率较低。

上述方法虽然都是针对脱硫灰用于湿法烟气脱硫的，但是制浆系统太复杂，或者后续处理过于简单，容易造成二次污染，或者脱硫灰耗量少，不能充分利用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用脱硫灰再脱硫的装置，针对脱硫灰特性设计脱硫系统，完全使用脱硫灰进行湿法烟气脱硫，既能保证脱硫效率，又能保证石膏品质。

一种用脱硫灰再脱硫的装置，包括顺次连接的脱硫灰制浆装置、SO₂吸收装置、氧化装置、灰分分离装置、石膏脱水装置及废水处理装置；所述脱硫灰制浆装置包括：

脱硫灰粉仓，该脱硫灰粉仓的下部带有用于连接流化风机的流化风入口、内部设有若干振打器、顶部设有第一除尘装置；

化浆池，该化浆池连接脱硫灰粉仓的底部出口及SO₂吸收装置的吸收液入口，该化浆池的内部设有搅拌器、顶部设有第二除尘装置；

所述灰分分离装置包括：

罐体，该罐体上部带有第一浆液出口、底部带有浆液入口和第二浆液出口，浆液入口连接氧化装置，第二浆液出口连接石膏脱水装置；

若干层挡板，水平设置于罐体内，第一浆液出口位于该挡板上方，浆液入口和第二浆液出口位于该挡板下方。

优选地，所述脱硫灰粉仓的底部带有锥形漏斗，流化风入口及所有振打器均设置于锥形漏斗的侧壁上，且所有的振打器均位于流化风入口的上方。

进一步优选地，每个振打器上均连接一段振打片，振打片延伸至脱硫灰粉仓内的上部。所述的振打片优选采用不锈钢片。

更进一步优选地，所有的振打器对称设置。进一步优选，振打器设置2～6个，最优选设置4个。

优选地，所述脱硫灰粉仓的底部出口通过管路依次连接星形给料机、螺旋输送器、螺旋称和化浆池。

优选地，还设有一浆液池，该浆液池连接化浆池和SO₂吸收装置。

脱硫灰渣的主要成分为有效钙、亚硫酸钙、飞灰及少量的硫酸钙，是脱硫反应产物、未反应的脱硫吸收剂和烟道飞灰组成的固体干粉状混合物，含水率在3％，并且脱硫灰产出后没有及时处理，露天堆积，外界水蒸气、雨水等进入脱硫灰渣中，脱硫灰渣的含水率会大大增加。当脱硫灰渣堆积在粉仓内，在密闭空间内，脱硫灰渣会发热、结块，常常会出现渣料板结，无法下料。则在所述的粉仓锥形漏斗侧壁、流化风入口上部对称配有4个振打器，各振打器上均有一根不锈钢片垂直深入粉仓中脱硫灰内部一段距离；当需要制浆时，开启流化风机和振打器，在垂直不锈钢片的振动作用下，板结粉料开始变得松动，在高温流化风的作用下，粉料顺利落入星形给料机。此外，垂直不锈钢片是热导性良好的传热导体，可以及时的将粉料中积蓄的热量传导出去，避免事故发生。

脱硫灰呈干粉状，平均粒径仅17.5μm，粒度较细。当将干粉状脱硫灰输送入粉仓，或者制浆时输送到化浆池，扬尘现象非常严重。因此在粉仓顶部及化浆池顶部安装有除尘装置。除尘装置是指布袋除尘装置。可以阻隔粉尘，实现气体的流通，使制浆装置内形成一个物料封闭、气体流通的半封闭式系统。

脱硫渣浆液通过浆液泵输送至SO₂吸收塔，经喷淋装置喷淋而下，与自下而上的含SO₂烟气逆流接触，吸收烟气中的SO₂。

吸收塔外设有氧化装置及灰分分离装置。

氧化装置内布有侧搅拌、氧化风管、烟气洗涤装置等，氧化塔外布有除雾器。在所述氧化塔顶部、烟气洗涤装置旁设有烟气出口，有管道将烟气出口与氧化塔顶部的除雾器相连，除雾器顶端出口通过管道与SO₂吸收装置的烟气入口相连。

在氧化装置内，原烟气经烟气洗涤装置进入氧化塔，烟气中的酸性气体如SO₂等进入浆液，使浆液的pH值降低到4.0～5.5范围。在侧搅拌作用下，来自氧化风管的氧化风使浆液中未反应的亚硫酸钙氧化成硫酸钙，提高亚硫酸钙的氧化率。完成酸化过程的烟气汇集于氧化塔上部，从氧化塔烟气出口经管道进入除雾器，除去烟气中夹带的液滴、雾滴后，与SO₂吸收装置的原烟气混合进入SO₂吸收装置。

灰分分离装置包括挡板、侧搅拌。灰分分离装置设计有三个开孔：即罐体底部设有浆液入口，挡板上部设有第一浆液出口，罐体底部与浆液入口呈对称分布处设有第二浆液出口。

优选地，所述挡板设置于罐体的1/4高度到3/4高度之间。

优选地，所述挡板包括与罐体内壁连接的固定圈以及安装于固定圈内的若干挡片，所有挡片相互平行且倾斜设置，所有挡板在水平面上的投影相互交叉。挡板在水平面上的投影相互交叉是指各层挡板的挡片在水平面上的投影相互交叉，例如，设置三层挡板时，三层挡板的挡片在水平面上的投影均相互交叉。

进一步优选地，相邻两层挡板的挡片的倾斜方向不同，相邻两层挡板之间的间距为20cm～50cm。

进一步优选地，所有挡板的挡片与水平面之间的夹角为40°～60°，挡片的宽度为5cm～10cm。

第一浆液出口与浆液入口对称分布，侧搅拌设于罐体内的下部。

浆液在灰分分离装置中的走向为：氧化后的吸收浆液经浆液入口进入灰分分离装置，在浆液冲击力的作用下，底部的吸收浆液会出现反混现象，携带着大量石膏固体的浆液上浮，遇到中部的挡板，上浮的浆液受阻，浆液中的部分石膏固体开始下行，另一部分石膏固体在倾斜挡板表面快速沉降，并下落进入底部浆液，底部浓稠的石膏从第二浆液出口进入石膏脱水装置；富含灰分的稀浆液进入灰分分离装置上部，该部分浆液石膏固体含量很低，接近零，从倾斜挡板的上部第一浆液出口排入废水处理装置。在灰分分离装置中有效实现灰分的分离，保证石膏品质。

本实用新型的脱硫灰再脱硫装置还设有石膏脱水装置及废水处理装置。

石膏脱水装置包括旋流分离器、真空袋滤机等等，脱去石膏中多余的水分，获得高品质石膏，实现石膏的资源化再利用。

废水处理装置包括调节池、初沉池、絮凝池、终沉池、板框压滤机等等，以除去浆液中的灰分为主要目的。废水处理装置净化后的清水回用与化浆池、吸收塔及其他冲洗用水。废水处理装置产生的污泥通过板框压滤机压滤成泥饼，去除。

与现有技术相比，本实用新型针对脱硫灰特性设计脱硫系统，完全使用脱硫灰进行湿法烟气脱硫，既能保证脱硫效率，又能保证石膏品质，脱硫效率达到98％以上，石膏纯度达到95％以上。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是制浆装置的结构及工艺流程示意图；

图3是灰分分离装置结构示意图；

图4是本实用新型的工艺流程示意图。

图中所示附图标记如下：

1-脱硫灰粉仓2-化浆池3-浆液池

4-SO₂吸收装置5-循环喷淋装置6-吸收塔除雾器

7-烟气出口8-烟气入口9-氧化装置

10-氧化装置除雾器11-烟气输出管路12-烟气输入管路

13-灰分分离装置14-石膏脱水装置15-废水处理装置

101-第一除尘装置102-振打器103-流化风机

104-星形给料机105-螺旋输送器106-螺旋称

201-搅拌器202-第二除尘器1301-浆液入口

1302-第一浆液出口1303-挡板1304-第二浆液出口。

具体实施方式

如图1～图3所示，一种脱硫灰再脱硫的装置，包括顺次连接的脱硫灰粉仓1、化浆池3、浆液池3、SO₂吸收装置4、氧化装置9、灰分分离装置13、石膏脱水装置15及废水处理装置15。

灰粉仓1、化浆池3和浆液池3一起组成脱硫灰制浆装置，脱硫灰粉仓1和化浆池2的结构示意图如图2所示，脱硫灰粉仓的底部带有一段锥形漏斗，脱硫灰出口位于该锥形漏斗的底部，脱硫灰出口通过管路依次连接星形给料机104、螺旋输送器105和螺旋称106，最后连接至化浆池2顶部。

在脱硫灰粉仓的该锥形漏斗的侧壁上开设流化风入口，流化风入口通过管路连接流化风机103，在锥形漏斗的侧壁上还设有若干个振打器102，本实施方式中设置4个振打器，四个振打器在锥形漏斗的侧壁上对称布置，且均位于流化风入口的上方，每个振打器上均固定一段不锈钢片，该不锈钢片延伸至粉仓内的上部，脱硫灰粉仓的顶部设置第一除尘装置101，例如布袋除尘器，用于收集粉仓中溢出的灰分。

脱硫灰粉仓1内的脱硫灰粉料经星形给料机104、螺旋输送器105和螺旋称106进入化浆池2；脱硫灰粉仓的锥形漏斗侧壁配有流化风入口，空气经带加热的流化风机103进入脱硫灰粉仓1，使其底部的脱硫灰形成流化状态，便于脱硫灰顺利下落。另外，为防止板结，影响下料，在脱硫灰粉仓1的锥形漏斗侧壁、流化风入口上部对称配有4个振打器102，各振打器上均有一根不锈钢片垂直深入至上部脱硫灰粉料中一段距离，破坏脱硫灰的板结状况，进一步促进脱硫灰的顺利下落；脱硫灰粉仓1的顶部安装有除尘装置101，防止粉仓出现二次扬尘。

化浆池2内设置搅拌装置201，搅拌装置为顶置搅拌器，化浆池的顶部设置第二除尘装置201，例如布袋除尘器，用于收集化浆池中溢出的灰分。浆液池3用于储存化浆池中制备好的脱硫吸收剂，浆液池3通过浆液泵连接至SO₂吸收装置4的浆液入口。化浆池中的搅拌器，将灰水搅拌均匀后输送至浆液池3备用。

SO₂吸收装置4为常规的湿法吸收塔，塔内由下至上依次为塔釜、吸收区、循环喷淋装置5和吸收塔除雾器6，烟气出口7位于塔顶，烟气入口位于吸收区的塔壁上，塔釜内设置氧化风管和侧搅拌，塔釜通过浆液泵连通氧化装置9。

在SO₂吸收装置内，来自浆液池的脱硫灰浆液与吸收浆液混合，调节吸收浆液的pH值至设定值范围内。吸收浆液通过循环喷淋装置从SO₂吸收装置上部喷淋而下，与烟气入口进入的、自下而上运动的原烟气逆流接触，吸收烟气中的SO₂，形成亚硫酸钙，回落进入塔釜。塔釜配有侧搅拌及氧化风管，亚硫酸钙在氧的作用下转变成硫酸钙，结晶形成石膏。净烟气经过除雾器从烟气出口排出。

氧化装置9为鼓泡氧化罐，氧化罐内上部设置若干鼓泡管，烟气输入管路12与鼓泡管连通；氧化罐内下部设置氧化风管和侧搅拌，氧化罐的顶部设有氧化罐除雾器10，从氧化罐中出来的烟气先经过氧化罐除雾器除雾后再经烟气输出管路11送回SO₂吸收装置4中，氧化罐的底部通过浆液泵连通灰分分离装置13。

来自SO₂吸收装置的未完全氧化的吸收浆液在氧化装置内进一步被氧化。原烟气作为酸化烟气进入氧化装置内的鼓泡管中，调整浆液pH值在设定值范围内，强制氧化。烟气在氧化装置内的走向为：烟气由烟气输入管路进入鼓泡管中，由鼓泡管鼓出与氧化装置内的浆液接触反应，之后上浮，汇集于氧化装置的上部空腔内，经烟气洗涤装置旁的管路进入氧化装置顶部的除雾器，除去烟气中夹带的液滴、雾滴后经由烟气输出管路进入烟道，该烟道与SO₂吸收装置的烟气入口相连。完成氧化的吸收浆液进入灰分分离装置。

灰分分离装置13的结构示意图如图3所示，包括罐体，罐体的底部设置两个开口，一个为浆液入口1301，一个为第二浆液出口1304，浆液入口和第二浆液出口对称设置，罐体的上半部上设置一个开口，为第一浆液出口1302，罐体内的底部靠近第二浆液出口处设置侧搅拌。

在第一浆液出口和第二浆液出口之间且位于罐体1/4高度到3/4高度内设置1～3层挡板1303(本实施方式中设置三层)，相邻两层挡板之间的间距为20cm～50cm；挡板1303由与罐体内壁固定的固定圈以及安装于固定圈内的若干挡片组成，挡片与水平面成40°～60°夹角，相邻两层挡板的倾斜方向不同，挡板在水平方向的投影互相交叉。第一浆液出口通过石膏泵连通石膏脱水装置14，第二浆液出口通过水泵连通至废水处理装置15。

浆液在灰分分离装置中的走向为：氧化后的吸收浆液经浆液入口进入灰分分离装置，在浆液冲击力的作用下，底部的吸收浆液会出现反混现象，携带着大量石膏固体的浆液上浮，遇到中部的挡板，上浮的浆液受阻，浆液中的部分石膏固体开始下行，另一部分石膏固体在倾斜挡板表面快速沉降，并下落进入底部浆液；富含灰分的稀浆液进入灰分分离装置上部，该部分浆液石膏固体含量很低，接近零，从倾斜挡板的上部第一浆液出口排入废水处理装置。底部浓稠的石膏从第二浆液出口排至石膏脱水装置中。在此灰分分离装置中可以实现连续运行。

石膏脱水装置14包括旋流分离器、真空袋滤机等等常规设备，脱去石膏中多余的水分，获得高品质石膏，实现石膏的资源化再利用，石膏脱水装置的出水通过水泵连接废水处理装置15。

废水处理装置15包括顺次设置的调节池、初沉池、絮凝池、终沉池、板框压滤机等常规设备。以除去浆液中的灰分为主要目的。废水处理装置净化后的清水回用与化浆池、吸收塔及其他冲洗用水，废水处理装置产生的污泥通过板框压滤机压滤成泥饼，去除。

本实用新型的工艺流程如图4所示。

本实用新型的脱硫灰再脱硫的方法，所用脱硫灰为干法或半干法脱硫工艺的副产物，有效钙(CaO)的质量百分数在20％以上，灰分的质量百分数在20％以下，有效钙为CaCO₃、f-CaO、Ca(OH)₂的总和，脱硫灰经粉仓、星形给料机和螺旋称、螺旋输送器进入化浆池，在化浆池内搅拌均匀后输送入浆液池，控制浆液的浓度及pH值，使浆液中所含固体物质的质量分数为25％～40％，浆液pH值大于10，配制好的浆液经浆液泵输送入SO₂吸收装置；在SO₂吸收装置，塔釜浆液经循环泵输送至喷淋层，喷淋浆液与自下而上含SO₂烟气逆向接触，完成SO₂吸收，烟气中SO₂的质量浓度在2000mg/Nm³以下，塔釜浆液pH值在5.5～6.0，所含固体物质的质量分数为15％～30％；富含亚硫酸钙的塔釜浆液转入氧化装置内，引入原烟气调节氧化装置内浆液pH值在4.0～5.5，未完全反应的亚硫酸钙在氧化风的作用下完成氧化；在灰分分离装置，来自氧化装置的氧化完全的脱硫浆液在搅拌作用下实现分层，密度较大的石膏密集在分离装置底部，富集黑色物质的稀浆液分布在分离装置上部。底部密集的石膏浆液通过渣浆泵排入石膏脱水装置，进行石膏脱水，获取高品质石膏，上部富集灰分的浆液通过废液排出泵输送至废水装置，进行废水处理，之后再进行循环利用。

实施例1

某电厂，2×300MW机组烟气脱硫工程，以半干法脱硫灰为脱硫剂，脱硫灰中有效钙的含量为26.1％，灰分含量18％，浆液池中脱硫灰浆液的浓度为32％。以脱硫灰浆液为脱硫吸收剂，调节SO₂吸收装置内的pH值为5.6，浆液固含量为20％，当进口烟气中二氧化硫浓度1970mg/m³，湿基标态烟气流量为128.6万Nm³/h，出口二氧化硫浓度在34mg/m³以下，脱硫效率达98.3％以上；调节氧化装置内pH值为4.8，亚硫酸钙氧化率达97％；经灰分分离装置后，石膏纯度达95％以上。整个脱硫系统运行稳定，出口二氧化硫浓度符合当地环保要求。

实施例2

某自带半干法脱硫工艺的电厂，2×410t/h机组烟气脱硫工程，以内部半干法脱硫灰为脱硫剂，脱硫灰中有效钙的含量为30.7％，灰分含量15％，浆液池中脱硫灰浆液的浓度为28％。以脱硫灰浆液为脱硫吸收剂，调节SO₂吸收装置内的pH值为5.5，浆液固含量为20％，当进口烟气中二氧化硫浓度1495mg/m³，湿基标态烟气流量为98.6万Nm³/h，出口二氧化硫浓度在17mg/m³以下，脱硫效率达98.9％以上；调节氧化装置内pH值为4.8，亚硫酸钙氧化率达99％；经灰分分离装置后，石膏纯度达97.8％以上。整个脱硫系统运行稳定，出口二氧化硫浓度符合当地环保要求。

Claims (8)

1.一种用脱硫灰再脱硫的装置，包括顺次连接的脱硫灰制浆装置、SO₂吸收装置、氧化装置、灰分分离装置、石膏脱水装置及废水处理装置；其特征在于，

所述脱硫灰制浆装置包括：

脱硫灰粉仓，该脱硫灰粉仓的下部带有用于连接流化风机的流化风入口、内部设有若干振打器、顶部设有第一除尘装置；

化浆池，该化浆池连接脱硫灰粉仓的底部出口及SO₂吸收装置的吸收液入口，该化浆池的内部设有搅拌器、顶部设有第二除尘装置；

所述灰分分离装置包括：

罐体，该罐体上部带有第一浆液出口、底部带有浆液入口和第二浆液出口，浆液入口连接氧化装置，第二浆液出口连接石膏脱水装置；

若干层挡板，水平设置于罐体内，第一浆液出口位于该挡板上方，浆液入口和第二浆液出口位于该挡板下方。

2.根据权利要求1所述用脱硫灰再脱硫的装置，其特征在于，所述脱硫灰粉仓的底部带有锥形漏斗，流化风入口及所有振打器均设置于锥形漏斗的侧壁上，且所有的振打器均位于流化风入口的上方。

3.根据权利要求1所述用脱硫灰再脱硫的装置，其特征在于，每个振打器上均连接一段振打片，振打片延伸至脱硫灰粉仓内的上部。

4.根据权利要求1所述用脱硫灰再脱硫的装置，其特征在于，所有的振打器对称设置。

5.根据权利要求1所述用脱硫灰再脱硫的装置，其特征在于，所述挡板设置于罐体的1/4高度到3/4高度之间。

6.根据权利要求1所述用脱硫灰再脱硫的装置，其特征在于，所述挡板包括与罐体内壁连接的固定圈以及安装于固定圈内的若干挡片，所有挡片相互平行且倾斜设置，所有挡板在水平面上的投影相互交叉。

7.根据权利要求6所述用脱硫灰再脱硫的装置，其特征在于，相邻两层挡板的挡片的倾斜方向不同，相邻两层挡板之间的间距为20cm～50cm。

8.根据权利要求6所述用脱硫灰再脱硫的装置，其特征在于，所有挡板的挡片与水平面之间的夹角为40°～60°，挡片的宽度为5cm～10cm。