CN205361049U - 一种基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统 - Google Patents
一种基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统，包括顺次连接的炉前干法分选系统，用以将原煤分选为精煤和煤矸石；燃煤锅炉，用以燃烧所述精煤，产生烟气；石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔，用以对所述燃煤锅炉产生的烟气进行脱硫，得到脱硫塔出口烟气；变压吸附脱硫塔，用以将经所述石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔的出口烟气进行进一步脱硫得到烟囱入口烟气。通过炉前干法脱硫技术，去除煤矸石，降低入炉燃烧的煤中硫含量，脱硫塔出口烟气中二氧化硫脱除效率达到99％以上；烟囱入口烟气中二氧化硫浓度达到燃煤电厂35mg/Nm3的超低排放标准，可排放至大气中。
Description
技术领域
本实用新型属于燃煤电厂烟气脱硫技术领域，具体涉及一种基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统。
背景技术
目前，国家发改委、国家环保部和国家能源局出台《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》，鼓励西部地区新建机组污染物排放接近或达到燃气轮机组排放限值，即二氧化硫、氮氧化物和烟尘排放限值为35mg/Nm3、50mg/Nm3、5mg/Nm3。然而我国西南地区煤矿煤质具有高灰、高硫的特点，将其作为燃煤电厂入炉煤种燃烧产生的二氧化硫和粉尘浓度比低硫、低灰煤高，因而如果采用常规的污染物处理技术，二氧化硫和粉尘排放浓度难以达到35mg/Nm3、5mg/Nm3的超低排放标准。
燃煤电厂商业化烟气脱硫方法主要是石灰石-石膏钙法脱硫工艺。相对于低硫煤种，我国西南地区的中高硫煤种燃烧后烟气中的二氧化硫浓度偏高，采用该工艺将无法实现超低排放的标准。因此，目前开展针对不同煤种的二氧化硫超低排放技术，对于实现西南地区燃煤电厂污染物超低排放，具有重要的现实意义。
中国专利文献CN104014238A公开了一种锅炉烟尘脱硫装置，包括除尘器、吹风机、换热装置、脱硫塔和脱硝混合装置，所述除尘器的出口与所述吹风机的入口连接，所述吹风机的出口处分别设有烟道，所述换热装置的入口与所述烟道连接，所述换热装置的出口与所述脱硫塔的入口连接，在所述脱硫塔的出口处设置所述脱硝混合装置，利用了热交换技术，从而使能源合理的利用，从而有效激活了脱硝系统的催化剂完成脱硝的工作，但是，该锅炉烟尘脱硫装置并不能解决我国西南地区燃煤电厂燃烧高硫煤种带来的二氧化硫排放浓度高、难以达到超低排放标准的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决我国西南地区燃煤电厂燃烧高硫煤种带来的二氧化硫排放浓度高、难以达到超低排放标准的问题，进而提供了一种基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
本实用新型所提供的基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统，包括顺次连接的炉前干法分选系统，用以将原煤分选为精煤和煤矸石；燃煤锅炉，用以燃烧所述精煤，产生烟气；石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔，用以对所述燃煤锅炉产生的烟气进行脱硫；变压吸附脱硫塔，用以将经所述石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔脱硫后的烟气进行进一步脱硫得到烟囱入口烟气；
所述炉前干法分选系统的精煤出口与所述燃煤锅炉的精煤入口相连通；所述燃煤锅炉的尾部烟道与所述石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔的烟气入口相连通；所述石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔的烟气出口与所述变压吸附脱硫塔的烟气入口相连通。
上述基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统中，
所述石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔为顺序连接设置的一级预洗涤塔和二级主吸收塔；
所述一级预洗涤塔中下部设置烟气入口，内部设置若干喷淋层，上部设置烟气出口；
所述二级主吸收塔中下部设置烟气入口，所述一级预洗涤塔烟气出口与所述二级主吸收塔烟气入口连通；所述二级主吸收塔内部设置若干喷淋层，上部设置烟气出口；
所述一级预洗涤塔和所述二级主吸收塔底部均设置有石灰石浆液池，新鲜的石灰石浆液通入所述二级主吸收塔，并设置浆液循环泵将石灰石浆液池中的浆液泵送至所述二级主吸收塔中的若干喷淋层喷淋下来吸收二氧化硫，同时将所述二级主吸收塔底部石灰石浆液池中的浆液通过泵泵送至所述一级预吸收塔中，并通过所述一级预洗涤塔的浆液循环泵泵送至所述一级预洗涤塔中若干喷淋层喷淋下来。
所述变压吸附脱硫塔包括一个填料塔，或，若干并联的填料塔；所述填料塔底部与所述二级主吸收塔上部烟气出口相连通；
所述填料塔上部设置烟气出口，用以将从所述填料塔底部进入的烟气从上部设置的烟气出口排出。
进一步地，所述填料塔内设置有沸石分子筛、5A分子筛、4A分子筛、3A分子筛、碳分子筛、活性炭、13X分子筛、ZSM-5、氧化铝和硅胶中的至少一种形成的吸附剂层；
所述吸附剂层的层数至少为一层。
上述基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统中，包括烟囱，用以将所述烟囱入口烟气抬升后排放至大气中；所述变压吸附脱硫塔的烟气出口与所述烟囱烟气入口相连通。
上述基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统中，所述炉前干法分选系统包括，
原煤筛分装置，其包括用于将原煤筛分为粒径≤50mm的煤炭和粒径＞50mm的煤炭的第一振动筛和用于将所述粒径≤50mm的煤炭筛分为6-50mm粒径的煤炭和小于6mm粒径的细粒煤的第二振动筛，所述第一振动筛与所述第二振动筛连通设置；
原煤分选装置，包括用于将所述6-50mm粒径的煤炭分选为第一精煤和第一煤矸石的矿物高效分离机和用于将所述小于6mm粒径的细粒煤分选为第二精煤和第二煤矸石的干法脉冲旋流分选机，所述矿物高效分离机和所述干法脉冲旋流分选机分别与所述第二振动筛连通设置。
进一步地，所述炉前干法分选系统还包括将所述第一精煤和所述第二精煤混合得到精煤的精煤混合装置，所述精煤混合装置分别与所述矿物高效分离机和所述干法脉冲旋流分选机连通设置；将所述第一煤矸石和所述第二煤矸石混合得到煤矸石的煤矸石混合装置，所述煤矸石混合装置分别与所述矿物高效分离机和所述干法脉冲旋流分选机连通设置。
进一步地，所述炉前干法分选系统还包括与所述煤矸石混合装置连通设置的矸石综合处理装置，所述矸石综合处理装置包括用于将所述煤矸石分选为沸腾煤和硫精矿的矸石分选机、及与所述矸石分选机连通设置的硫精矿处理装置，用以回收所述硫精矿中的硫和/或有价金属。
上述基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统中，作为另一种选择，所述炉前干法分选系统包括，主筛分装置，所述主筛分装置的筛孔孔径为50mm；
破碎装置，与所述主筛分装置的筛上物出口连接设置，所述破碎装置的出口与所述主筛分装置的进料口连接设置；
干法分选机，与所述主筛分装置的筛下物出口连接设置，适宜于将所述主筛分装置的筛下物分选为精煤、中煤和煤矸石。
进一步地，所述炉前干法分选系统还包括除尘回收装置，其包括与所述干法分选机顶部连通设置的袋式除尘器，以及与所述袋式除尘器连通设置的引风机。
本发明技术方案，具有如下优点：
1)本发明提供的燃煤电厂烟气中二氧化硫的脱除系统，通过炉前干法脱硫技术，根据矸石和煤比重的差异，将原煤分选为煤矸石和精煤两类，其中精煤作为入炉煤燃烧，而矸石则被进一步回收利用，并不用于锅炉燃烧。由于矸石中灰分比例显著高于精煤，煤中无机硫以硫铁矿形式赋存于灰分中，因而部分无机硫通过炉前干法脱硫技术被脱除，从而降低入炉燃烧的煤中硫含量。
2)本发明提供的燃煤电厂烟气中二氧化硫的脱除系统，通过采用石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔，实现二氧化硫脱除效率达到99％以上；再通过变压吸附脱硫塔实现二氧化硫脱除效率达到90％以上，燃煤电厂二氧化硫排放浓度达到35mg/Nm3的超低排放标准，满足二氧化硫超低排放要求的烟气进入烟囱抬升后即可排放至大气中。
3)本发明提供的燃煤电厂烟气中二氧化硫的脱除系统，通过采用两级具有不同浆液pH值的脱硫塔，进一步提高了二氧化硫的脱除效率。
4)本发明提供的燃煤电厂烟气中二氧化硫的脱除系统，通过进一步选择变压吸附脱硫塔为填料塔或若干并联的填料塔，所述填料塔内设置有沸石分子筛、5A分子筛、4A分子筛、3A分子筛、碳分子筛、活性炭、13X分子筛、ZSM-5、氧化铝和硅胶中的至少一种形成的吸附剂层；所述吸附剂层的层数至少为一层，进一步提高了二氧化硫的脱除效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统的示意图。
附图标记说明：
1-炉前干法分选系统；2-燃烧锅炉；3-烟道；4-石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔；5-变压吸附脱硫塔；6-烟囱。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例所述的基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统，包括顺次连接的炉前干法分选系统1，用以将原煤分选为精煤和煤矸石；燃煤锅炉2，用以燃烧所述精煤，产生烟气；石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔4，用以对所述燃煤锅炉产生的烟气进行脱硫；变压吸附脱硫塔5，用以将经所述石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔脱硫后的烟气进行进一步脱硫得到烟囱入口烟气；
所述炉前干法分选系统1的精煤出口与所述燃煤锅炉2的精煤入口相连通；所述燃煤锅炉2的尾部烟道3与所述石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔4的烟气入口相连通；所述石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔4的烟气出口与所述变压吸附脱硫塔5的烟气入口相连通。
本实施例通过将我国西南地区燃煤电厂燃烧的高硫原煤经炉前分选系统2(炉前干法分选系统)分选后得到精煤和煤矸石，分选前后原煤中各组分的含量如下表1所示：
表1、分选前后原煤中各组分的含量
作为优选的实施方式，所述石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔为顺序连接设置的一级预洗涤塔和二级主吸收塔；
所述一级预洗涤塔中下部设置烟气入口，内部设置若干喷淋层，上部设置烟气出口；
所述二级主吸收塔中下部设置烟气入口，所述一级预洗涤塔烟气出口与所述二级主吸收塔烟气入口连通；所述二级主吸收塔内部设置若干喷淋层，上部设置烟气出口；
所述一级预洗涤塔和所述二级主吸收塔底部均设置有石灰石浆液池，新鲜的石灰石浆液通入所述二级主吸收塔，并设置浆液循环泵将石灰石浆液池中的浆液泵送至所述二级主吸收塔中的若干喷淋层喷淋下来吸收二氧化硫，同时将所述二级主吸收塔底部石灰石浆液池中的浆液通过泵泵送至所述一级预吸收塔中，并通过所述一级预洗涤塔的浆液循环泵泵送至所述一级预洗涤塔中若干喷淋层喷淋下来。
作为可以选择的实施方式，所述变压吸附脱硫塔包括一个填料塔，或，若干并联的填料塔；所述填料塔底部与所述二级主吸收塔上部烟气出口相连通；
所述填料塔上部设置烟气出口，用以将从所述填料塔底部进入的烟气从上部设置的烟气出口排出。
作为优选的实施方式，所述填料塔内设置有沸石分子筛、5A分子筛、4A分子筛、3A分子筛、碳分子筛、活性炭、13X分子筛、ZSM-5、氧化铝和硅胶中的至少一种形成的吸附剂层；
所述吸附剂层的层数至少为一层。
作为可以选择的实施方式，还包括烟囱，用以将所述烟囱入口烟气抬升后排放至大气中；所述变压吸附脱硫塔的烟气出口与所述烟囱烟气入口相连通。
作为优选的实施方式，所述炉前干法分选系统包括：原煤筛分装置，其包括用于将原煤筛分为粒径≤50mm的煤炭和粒径＞50mm的煤炭的第一振动筛和用于将所述粒径≤50mm的煤炭筛分为6-50mm粒径的煤炭和小于6mm粒径的细粒煤的第二振动筛，所述第一振动筛与所述第二振动筛连通设置；原煤分选装置，包括用于将所述6-50mm粒径的煤炭分选为第一精煤和第一煤矸石的矿物高效分离机和用于将所述小于6mm粒径的细粒煤分选为第二精煤和第二煤矸石的干法脉冲旋流分选机，所述矿物高效分离机和所述干法脉冲旋流分选机分别与所述第二振动筛连通设置。
进一步地，所述炉前干法分选系统还包括将所述第一精煤和所述第二精煤混合得到精煤的精煤混合装置，所述精煤混合装置分别与所述矿物高效分离机和所述干法脉冲旋流分选机连通设置；将所述第一煤矸石和所述第二煤矸石混合得到煤矸石的煤矸石混合装置，所述煤矸石混合装置分别与所述矿物高效分离机和所述干法脉冲旋流分选机连通设置。实验证实：通过上述炉前干法分选系统2可以使原煤中的脱灰率和脱硫率分别达到21.00％和22.00％。
进一步地，所述炉前干法分选系统还包括与所述煤矸石混合装置连通设置的矸石综合处理装置，所述矸石综合处理装置包括用于将所述煤矸石分选为沸腾煤和硫精矿的矸石分选机、及与所述矸石分选机连通设置的硫精矿处理装置，用以回收所述硫精矿中的硫和/或有价金属。
作为优选的实施方式，所述炉前干法分选系统包括：主筛分装置，所述主筛分装置的筛孔孔径为50mm；破碎装置，与所述主筛分装置的筛上物出口连接设置，所述破碎装置的出口与所述主筛分装置的进料口连接设置；干法分选机，与所述主筛分装置的筛下物出口连接设置，适宜于将所述主筛分装置的筛下物分选为精煤、中煤和煤矸石。
进一步地，所述炉前干法分选系统还包括除尘回收装置，其包括与所述干法分选机顶部连通设置的袋式除尘器，以及与所述袋式除尘器连通设置的引风机。
作为对比，本实用新型将原煤和精煤分别在燃煤锅炉中燃烧后，得到锅炉尾部烟道烟气，测其中的SO2含量分别为13490mg/Nm3和9870.6mg/Nm3，可见经过分选后，锅炉尾部烟道烟气中SO2含量明显下降；再分别将锅炉尾部烟道烟气通入到单塔单循环脱硫塔和石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔4中分别进行脱硫处理，测脱硫后烟气中SO2含量分别为404.7mg/Nm3和98.71mg/Nm3(单塔单循环脱硫塔脱硫效率以97％计，石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔脱硫效率以99.9％计)；最后，再将脱硫后的烟气经变压吸附塔进一步脱硫，最终本实用新型的系统得到的烟气中SO2含量为9.871mg/Nm3(该步骤的脱硫效率以90％计)。
为了进一步做对比，将上述经干法脱硫后的SO2含量为9870.6mg/Nm3的尾部烟道烟气，经过单塔单循环脱硫塔进一步脱硫，脱硫后的烟气中SO2含量为296.1mg/Nm3(脱硫效率以97％计)，不能满足超低排放的要求。
通过石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔4和变压吸附脱硫塔5的联用，首先在石灰石-石膏湿法双塔双循环脱硫塔4中实现二氧化硫脱除效率达到99％以上，紧接着，于变压吸附脱硫塔5中实现二氧化硫脱除效率达到90％以上，达到燃煤电厂二氧化硫排放浓度达到35mg/Nm3的超低排放标准，满足二氧化硫超低排放要求的烟气进入烟囱抬升后排放至大气。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统，包括顺次连接的，
炉前干法分选系统，用以将原煤分选为精煤和煤矸石；
燃煤锅炉，用以燃烧所述精煤，产生烟气；
石灰石‐石膏湿法双塔双循环脱硫塔，用以对所述燃煤锅炉产生的烟气进行脱硫；和，
变压吸附脱硫塔，用以将经所述石灰石‐石膏湿法双塔双循环脱硫塔脱硫后的烟气进行进一步脱硫得到烟囱入口烟气；
所述炉前干法分选系统的精煤出口与所述燃煤锅炉的精煤入口相连通；所述燃煤锅炉的尾部烟道与所述石灰石‐石膏湿法双塔双循环脱硫塔的烟气入口相连通；所述石灰石‐石膏湿法双塔双循环脱硫塔的烟气出口与所述变压吸附脱硫塔的烟气入口相连通。
2.如权利要求1所述的基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统，其特征在于：
所述石灰石‐石膏湿法双塔双循环脱硫塔为顺序连接设置的一级预洗涤塔和二级主吸收塔；
所述一级预洗涤塔中下部设置烟气入口，内部设置若干喷淋层，上部设置烟气出口；
所述二级主吸收塔中下部设置烟气入口，所述一级预洗涤塔烟气出口与所述二级主吸收塔烟气入口连通；所述二级主吸收塔内部设置若干喷淋层，上部设置烟气出口；
所述一级预洗涤塔和所述二级主吸收塔底部均设置有石灰石浆液池，新鲜的石灰石浆液通入所述二级主吸收塔，并设置浆液循环泵将石灰石浆液池中的浆液泵送至所述二级主吸收塔中的若干喷淋层喷淋下来吸收二氧化硫，同时将所述二级主吸收塔底部石灰石浆液池中的浆液通过泵泵送至所述一级预吸收塔中，并通过所述一级预洗涤塔的浆液循环泵泵送至所述一级预洗涤塔中若干喷淋层喷淋下来。
3.如权利要求2所述的基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统，其特征在于：
所述变压吸附脱硫塔包括一个填料塔，或，若干并联的填料塔；所述填料塔底部与所述二级主吸收塔上部烟气出口相连通；
所述填料塔上部设置烟气出口，用以将从所述填料塔底部进入的烟气从上部设置的烟气出口排出。
4.如权利要求3所述的基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统，其特征在于：所述填料塔内设置有沸石分子筛、5A分子筛、4A分子筛、3A分子筛、碳分子筛、活性炭、13X分子筛、ZSM‐5、氧化铝和硅胶中的至少一种形成的吸附剂层；
所述吸附剂层的层数至少为一层。
5.如权利要求1、2或4所述的基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统，其特征在于：包括烟囱，用以将所述烟囱入口烟气抬升后排放至大气中；所述变压吸附脱硫塔的烟气出口与所述烟囱烟气入口相连通。
6.如权利要求1、2或4所述的基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统，其特征在于：
所述炉前干法分选系统包括，
原煤筛分装置，其包括用于将原煤筛分为粒径≤50mm的煤炭和粒径＞50mm的煤炭的第一振动筛和用于将所述粒径≤50mm的煤炭筛分为6‐50mm粒径的煤炭和小于6mm粒径的细粒煤的第二振动筛，所述第一振动筛与所述第二振动筛连通设置；
原煤分选装置，包括用于将所述6‐50mm粒径的煤炭分选为第一精煤和第一煤矸石的矿物高效分离机和用于将所述小于6mm粒径的细粒煤分选为第二精煤和第二煤矸石的干法脉冲旋流分选机，所述矿物高效分离机和所述干法脉冲旋流分选机分别与所述第二振动筛连通设置。
7.如权利要求6所述的基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统，其特征在于：
所述炉前干法分选系统包括，
将所述第一精煤和所述第二精煤混合得到精煤的精煤混合装置，所述精煤混合装置分别与所述矿物高效分离机和所述干法脉冲旋流分选机连通设置；
将所述第一煤矸石和所述第二煤矸石混合得到煤矸石的煤矸石混合装置，所述煤矸石混合装置分别与所述矿物高效分离机和所述干法脉冲旋流分选机连通设置。
8.如权利要求6或7所述的基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统，其特征在于：
所述炉前干法分选系统包括，
与所述煤矸石混合装置连通设置的矸石综合处理装置，所述矸石综合处理装置包括用于将所述煤矸石分选为沸腾煤和硫精矿的矸石分选机、及与所述矸石分选机连通设置的硫精矿处理装置，用以回收所述硫精矿中的硫和/或有价金属。
9.如权利要求1、2或4所述的基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统，其特征在于：
所述炉前干法分选系统包括，
主筛分装置，所述主筛分装置的筛孔孔径为50mm；
破碎装置，与所述主筛分装置的筛上物出口连接设置，所述破碎装置的出口与所述主筛分装置的进料口连接设置；
干法分选机，与所述主筛分装置的筛下物出口连接设置，适宜于将所述主筛分装置的筛下物分选为精煤、中煤和煤矸石。
10.如权利要求9所述的基于干法脱硫技术燃煤电厂烟气中二氧化硫脱除系统，其特征在于：
所述炉前干法分选系统包括，
除尘回收装置，包括与所述干法分选机顶部连通设置的袋式除尘器，以及与所述袋式除尘器连通设置的引风机。
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