CN205672756U - 一种双塔双循环石灰石‑石膏湿法烟气脱硫装置 - Google Patents

一种双塔双循环石灰石‑石膏湿法烟气脱硫装置 Download PDF

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施平平
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Abstract

本实用新型公开了一种双塔双循环石灰石‑石膏湿法烟气脱硫系统装置,采用双塔双循环结构,经过两次浆液喷淋吸收反应,使烟气脱硫反应更加彻底。原烟气经一级脱硫吸收塔和二级脱硫吸收塔两次洗涤,去除高浓度二氧化硫气体,并经过除雾器除雾,去除大液滴后再通过烟囱达标排放。该双塔双循环石灰石‑石膏湿法烟气脱硫系统装置具有脱硫效率高,能够实现二氧化硫超低排放目标,结构控制灵活,适用范围广,设备运行稳定可靠等特点。

Description

一种双塔双循环石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置
技术领域
本实用新型涉及了石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术领域,特别是一种双塔双循环石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置。
背景技术
现有热电厂的烟气脱硫装置一般采用单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。但是对于浓度较高且流速较快的烟气,单级吸收塔的反应效果并不好,无法再进一步有效提高设备的脱硫效率。
2015年12月2日召开的国务院常务会议决定,在2020年之前对燃煤电厂全面实施超低排放和节能改造,大幅降低发电煤耗和污染排放。
所谓超低排放,即燃煤电厂的主要污染物排放低于我国现行的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)这一法定标准,而接近或达到天然气燃气轮机组的排放标准。这就要求锅炉烟囱排放二氧化硫的浓度小于35mg/Nm3,因此大多数火电厂现有的脱硫装置都不能满足新的排放要求,需要对现有的脱硫设施进行增容改造,提高脱硫效率。因此,设计一种适应范围广,脱硫效率高的烟气脱硫装置显得尤为重要。
实用新型内容
为解决上述技术问题,本实用新型设计了一种双塔双循环石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置,采用双塔双循环结构,经过两次浆液喷淋吸收反应,使烟气脱硫反应更加彻底。它具有适应能力强,脱硫效率高;设备运行稳定可靠等特点。
本实用新型采用如下技术方案:
一种双塔双循环石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置,包括烟气系统、脱硫吸收剂供应系统、浆液氧化系统和石膏浆液脱水系统,所述烟气系统包括一级原烟气管道、一级脱硫吸收塔、二级烟气管道和二级脱硫吸收塔,一级脱硫吸收塔中部设有一级烟气入口,一级脱硫吸收塔顶部设有一级烟气出口,二级脱硫吸收塔中部设有二级烟气入口,二级脱硫吸收塔顶部顶部设有二级净烟气出口,一级脱硫吸收塔顶部的一级烟气出口经二级烟气管道与二级脱硫吸收塔中部的二级烟气入口连通,二级脱硫吸收塔顶部的二级净烟气出口与二级净烟气管道连通,所述一级脱硫吸收塔内的下部设有一级脱硫吸收塔浆液池,上部设有一级脱硫吸收塔喷淋层和一级脱硫吸收塔除雾器,一级脱硫吸收塔除雾器位于一级脱硫吸收塔喷淋层的上方,一级脱硫吸收塔喷淋层,二级脱硫吸收塔内的下部设有二级脱硫吸收塔浆液池,上部设有二级脱硫吸收塔喷淋层和二级脱硫吸收塔除雾器,二级脱硫吸收塔除雾器位于二级脱硫吸收塔喷淋层的上方,所述脱硫吸收剂供应系统包括石灰石浆液箱、石灰石供浆泵和供浆管路,石灰石浆液箱分别通过石灰石供浆泵和供浆管路与一级脱硫吸收塔和二级脱硫吸收塔连通,浆液氧化系统包括一级脱硫吸收塔氧化风机、二级脱硫吸收塔氧化风机、一级脱硫吸收塔氧化管网、二级脱硫吸收塔氧化管网、一级脱硫吸收塔氧化空气管道和二级脱硫吸收塔氧化空气管道,一级脱硫吸收塔氧化风机通过一级脱硫吸收塔氧化空气管道和一级脱硫吸收塔氧化管网与一级脱硫吸收塔浆液池连通,二级脱硫吸收塔氧化风机通过二级脱硫吸收塔氧化空气管道和二级脱硫吸收塔氧化管网与二级脱硫吸收塔浆液池连通,所述石膏浆液脱水系统包括一级脱硫吸收塔石膏排出泵、一级石膏旋流器、一级真空脱水皮带机、二级脱硫吸收塔石膏排出泵和二级浆液平衡旋流器;一级脱硫吸收塔浆液池设有石膏浆液排出口,并且石膏浆液排出口通过一级脱硫吸收塔石膏排出泵和管路与一级石膏旋流器的进料口连接,一级石膏旋流器的底流出口与一级真空脱水皮带机的进料口连通,一级石膏旋流器的溢流出口与一级脱硫吸收塔浆液池连通,二级脱硫吸收塔浆液池设有石膏浆液排出口,并且石膏浆液排出口通过二级脱硫吸收塔石膏排出泵和管路与二级浆液平衡旋流器的进料口连通,二级浆液平衡旋流器的底流出口又通过管路分别与一级脱硫吸收塔浆液池、二级脱硫吸收塔浆液池连通,二级浆液平衡旋流器的溢流出口又通过管路分别与一级脱硫吸收塔浆液池、二级脱硫吸收塔浆液池连通。该结构设置二级脱硫吸收塔石膏排出泵和二级浆液平衡旋流器的目的是可以控制一级脱硫吸收塔浆液池和二级脱硫吸收塔浆液池的浆液密度平衡和浆液高度。
作为优选,所述一级脱硫吸收塔喷淋层的喷淋管外连有一级脱硫吸收塔循环管路,一级脱硫吸收塔循环管路与一级脱硫吸收塔浆液池相连通,一级脱硫吸收塔循环管路上连接有一级脱硫吸收塔浆液循环泵。
作为优选,所述二级脱硫吸收塔喷淋层的喷淋管外连有的二级脱硫吸收塔循环管路,二级脱硫吸收塔循环管路与二级脱硫吸收塔浆液池相连通,二级脱硫吸收塔循环管路上连接有二级脱硫吸收塔循环泵。
作为优选,所述一级脱硫吸收塔浆液池中设有一级脱硫吸收塔搅拌器,二级脱硫吸收塔浆液池中设有二级脱硫吸收塔搅拌器。
作为优选,所述一级脱硫吸收塔可以是原脱硫吸收塔,新建吸收塔作为二级脱硫吸收塔;一级脱硫吸收塔也可以是新建吸收塔,原脱硫吸收塔作为二级脱硫吸收塔。即该一级脱硫吸收塔和二级脱硫吸收塔可以互换作为原脱硫吸收塔或新建吸收塔使用,完成效果相同。
作为优选,所述二级脱硫吸收塔顶部的二级净烟气出口通过二级净烟气管道连通有烟囱。
本实用新型的有益效果是:
1.与现有技术相比,本实用新型通过在常规的单塔单循环空塔喷淋的工艺路线上进行升级、扩展,能够充分利用原有脱硫装置的相关设备,采用双塔双循环两级吸收塔串联配置,在每级吸收塔配有独立的浆液循环系统、氧化空气系统和石灰石供浆系统,烟气经过经过两座吸收塔后脱硫效率高达99%以上。
2.本实用新型对煤种变化和锅炉负荷变化适应性较强,脱硫效率较高,净烟气中SO2浓度可达到35mg/Nm3以下排放标准。
3.本实用新型脱硫系统装置中的两个循环吸收塔相对独立,两级脱硫吸收塔中的循环过程的控制也是独立的,避免了参数之间的相互制约,可以使反应过程更加优化,能够快速适应煤种变化和负荷变化。
4.使用本实用新型以后,烟气在一级脱硫吸收塔经过预处理,降低了烟尘、SO2、HCL、HF的含量,有利于二级脱硫吸收塔达到高脱硫效率。
5.本实用新型采用两级吸收塔,所以事故浆液箱的容积要小于传统的石灰石-石膏湿法脱硫技术中的事故浆液箱的容积。
6.本实用新型采用两级吸收塔,所以每级吸收塔的高度比传统吸收塔低,浆池容积较小,占用空间也较小。
附图说明
图1是本实用新型的一种结构示意图;
图中:1、一级脱硫吸收塔,2、二级脱硫吸收塔,3、一级脱硫吸收塔浆液循环泵,4、二级脱硫吸收塔浆液循环泵,5、一级脱硫吸收塔喷淋层,6、二级脱硫吸收塔喷淋层,7、一级脱硫吸收塔搅拌器,8、二级脱硫吸收塔搅拌器,9、一级脱硫吸收塔氧化风机,10、二级脱硫吸收塔氧化风机,11、一级脱硫吸收塔除雾器,12、二级脱硫吸收塔除雾器,13、一级脱硫吸收塔石膏排出泵,14、二级脱硫吸收塔石膏排出泵,15、一级脱硫吸收塔浆液池,16、二级脱硫吸收塔浆液池,17、一级石膏旋流器,18、一级真空皮带脱水机,19、二级浆液平衡旋流器,20、一级脱硫吸收塔氧化管网,21、二级脱硫吸收塔氧化管网,22、一级脱硫吸收塔氧化空气管道,23、二级脱硫吸收塔氧化空气管道,24、石灰石浆液箱,25、石灰石供浆泵,26、供浆管路,27、一级脱硫吸收塔循环管路,28、二级脱硫吸收塔循环管路,29、一级原烟气管道,30、二级烟气管道,31、一级脱硫吸收塔烟气入口,32、二级脱硫吸收塔烟气入口,33、一级烟气出口,34、二级净烟气出口,35、二级净烟气管道。
具体实施方式
下面通过具体实施例,并结合附图,对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述:
实施例:如附图1所示,一种双塔双循环石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置,包括烟气系统、脱硫吸收剂供应系统、浆液氧化系统和石膏浆液脱水系统,所述烟气系统包括一级原烟气管道29、一级脱硫吸收塔1、二级烟气管道30和二级脱硫吸收塔2,一级脱硫吸收塔中部设有一级烟气入口31,一级脱硫吸收塔顶部设有一级烟气出口33,二级脱硫吸收塔中部设有二级烟气入口32,二级脱硫吸收塔顶部顶部设有二级净烟气出口34,一级脱硫吸收塔顶部的一级烟气出口33经二级烟气管道30与二级脱硫吸收塔中部的二级烟气入口32连通,二级脱硫吸收塔顶部的二级净烟气出口34与二级净烟气管道35连通,所述一级脱硫吸收塔1内的下部设有一级脱硫吸收塔浆液池15,上部设有一级脱硫吸收塔喷淋层5和一级脱硫吸收塔除雾器11,一级脱硫吸收塔除雾器11位于一级脱硫吸收塔喷淋层5的上方,一级脱硫吸收塔喷淋层5,二级脱硫吸收塔2内的下部设有二级脱硫吸收塔浆液池16,上部设有二级脱硫吸收塔喷淋层6和二级脱硫吸收塔除雾器12,二级脱硫吸收塔除雾器12位于二级脱硫吸收塔喷淋层6的上方,所述脱硫吸收剂供应系统包括石灰石浆液箱24、石灰石供浆泵25和供浆管路26,石灰石浆液箱24分别通过石灰石供浆泵25和供浆管路26与一级脱硫吸收塔1和二级脱硫吸收塔2连通,浆液氧化系统包括一级脱硫吸收塔氧化风机9、二级脱硫吸收塔氧化风机10、一级脱硫吸收塔氧化管网20、二级脱硫吸收塔氧化管网21、一级脱硫吸收塔氧化空气管道22和二级脱硫吸收塔氧化空气管道23,一级脱硫吸收塔氧化风机9通过一级脱硫吸收塔氧化空气管道22和一级脱硫吸收塔氧化管网20与一级脱硫吸收塔浆液池15连通,二级脱硫吸收塔氧化风机10通过二级脱硫吸收塔氧化空气管道23和二级脱硫吸收塔氧化管网21与二级脱硫吸收塔浆液池16连通,所述石膏浆液脱水系统包括一级脱硫吸收塔石膏排出泵13、一级石膏旋流器17、一级真空脱水皮带机18、二级脱硫吸收塔石膏排出泵14和二级浆液平衡旋流器19;一级脱硫吸收塔浆液池15设有石膏浆液排出口,并且石膏浆液排出口通过一级脱硫吸收塔石膏排出泵13和管路与一级石膏旋流器17的进料口连接,一级石膏旋流器17的底流出口与一级真空脱水皮带机18的进料口连通,一级石膏旋流器17的溢流出口与一级脱硫吸收塔浆液池15连通,二级脱硫吸收塔浆液池16设有石膏浆液排出口,并且石膏浆液排出口通过二级脱硫吸收塔石膏排出泵14和管路与二级浆液平衡旋流器19的进料口连通,二级浆液平衡旋流器19的底流出口又通过管路分别与一级脱硫吸收塔浆液池15、二级脱硫吸收塔浆液池16连通,二级浆液平衡旋流器19的溢流出口又通过管路分别与一级脱硫吸收塔浆液池15、二级脱硫吸收塔浆液池16连通,一级脱硫吸收塔喷淋层5的喷淋管外连有一级脱硫吸收塔循环管路27,一级脱硫吸收塔循环管路27与一级脱硫吸收塔浆液池15相连通,一级脱硫吸收塔循环管路27上连接有一级脱硫吸收塔浆液循环泵3,二级脱硫吸收塔喷淋层6的喷淋管外连有的二级脱硫吸收塔循环管路28,二级脱硫吸收塔循环管路28与二级脱硫吸收塔浆液池16相连通,二级脱硫吸收塔循环管路28上连接有二级脱硫吸收塔循环泵4,一级脱硫吸收塔浆液池15中设有一级脱硫吸收塔搅拌器7,二级脱硫吸收塔浆液池16中设有二级脱硫吸收塔搅拌器8,一级脱硫吸收塔1可以是原脱硫吸收塔,新建吸收塔作为二级脱硫吸收塔2;一级脱硫吸收塔1也可以是新建吸收塔,原脱硫吸收塔作为二级脱硫吸收塔2,二级脱硫吸收塔顶部的二级净烟气出口34通过二级净烟气管道35连通有烟囱。
一级脱硫吸收塔浆液池15中的石膏浆液的pH控制在4.0~5.0,浆液循环停留时间控制为4-5分钟,在酸性环境下,氧化效率会很高,能够保证亚硫酸钙氧化效果和充足的石膏结晶时间,有利于石灰石的溶解和石膏的结晶,可以提高石膏品质,提高石膏脱水率,能够得到品质很高的石膏;同时,在酸性环境下,氧化空气系数可以大大降低,氧化空气耗量可以得到降低,所以可以大幅降低氧化风机的电耗。
二级脱硫吸收塔浆液池16中的石膏浆液的pH控制在5.5~6.5,浆液循环停留时间控制为4-5分钟,较高的pH值能够保证很高的脱硫效率,并大大降低循环浆液量,降低了液气比,从而降低了脱硫系统能耗。
本实用新型使用过程如下:
原烟气通过一级原烟气管道29从一级脱硫吸收塔烟气入口31进入一级脱硫吸收塔1,一级脱硫吸收塔浆液池15内浆液经一级脱硫吸收塔浆液循环泵3送至二级脱硫吸收塔喷淋层5,烟气与浆液在一级脱硫吸收塔1中的吸收区进行接触,烟气被冷却、洗涤、吸收脱除部分SO2,一级脱硫吸收塔1中的浆液吸收SO2后落入一级脱硫吸收塔浆液池15内,通过石灰石供浆泵25、一级脱硫吸收塔石膏排出泵13和一级脱硫吸收塔浆液循环泵3控制一级脱硫吸收塔浆液池15内的浆液的pH值在4.0-5.0,有利于亚硫酸盐氧化,氧化空气耗量减小,从而降低氧化风机能耗,同时,较低pH条件4.5-5.0有利于提高石灰石利用率和硫酸盐深度结晶,提高石膏品质,得到品质很好的石膏;浆液落入一级脱硫吸收塔浆液池15后,被一级脱硫吸收塔浆液池15中的空气氧化,并深度结晶。
经一级脱硫吸收塔1处理后的烟气通过一级脱硫吸收塔除雾器11除雾,再经过一级脱硫吸收塔的一级烟气出口33,然后经过二级烟气管道30进入二级脱硫吸收塔烟气入口32,最后进入二级脱硫吸收塔2,二级脱硫吸收塔浆液池16内浆液经二级脱硫吸收塔浆液循环泵4送至二级脱硫吸收塔喷淋层6,烟气与浆液在二级脱硫吸收塔2中的吸收区进行接触,进一步脱除烟气中的几乎全部的SO2,浆液吸收SO2后落入二级脱硫吸收塔浆液池16内,通过石灰石供浆泵25、二级脱硫吸收塔石膏排出泵14和二级脱硫吸收塔浆液循环泵4控制脱硫吸收塔浆液池16内的浆液pH值为5.5-6.5,以促进SO2吸收,保证较高的脱硫效率,并减小液气比,降低循环泵能耗;浆液落入二级脱硫吸收塔浆液池16后,被二级脱硫吸收塔浆液池16中的空气氧化,并氧化结晶。
经二级脱硫吸收塔2深度脱硫处理后的净烟气经二级脱硫吸收塔除雾器12除雾,去除大液滴后从二级脱硫吸收塔的二级净烟气出口29通过二级净烟气管道35至烟囱排出,完成烟气的脱硫。
以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案,并非对本实用新型作任何形式上的限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (6)

1.一种双塔双循环石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置,其特征是,其包括烟气系统、脱硫吸收剂供应系统、浆液氧化系统和石膏浆液脱水系统,所述烟气系统包括一级原烟气管道(29)、一级脱硫吸收塔(1)、二级烟气管道(30)和二级脱硫吸收塔(2),一级脱硫吸收塔中部设有一级烟气入口(31),一级脱硫吸收塔顶部设有一级烟气出口(33),二级脱硫吸收塔中部设有二级烟气入口(32),二级脱硫吸收塔顶部顶部设有二级净烟气出口(34),一级脱硫吸收塔顶部的一级烟气出口(33)经二级烟气管道(30)与二级脱硫吸收塔中部的二级烟气入口(32)连通,二级脱硫吸收塔顶部的二级净烟气出口(34)与二级净烟气管道(35)连通,所述一级脱硫吸收塔(1)内的下部设有一级脱硫吸收塔浆液池(15),上部设有一级脱硫吸收塔喷淋层(5)和一级脱硫吸收塔除雾器(11),一级脱硫吸收塔除雾器(11)位于一级脱硫吸收塔喷淋层(5)的上方,一级脱硫吸收塔喷淋层(5),二级脱硫吸收塔(2)内的下部设有二级脱硫吸收塔浆液池(16),上部设有二级脱硫吸收塔喷淋层(6)和二级脱硫吸收塔除雾器(12),二级脱硫吸收塔除雾器(12)位于二级脱硫吸收塔喷淋层(6)的上方,所述脱硫吸收剂供应系统包括石灰石浆液箱(24)、石灰石供浆泵(25)和供浆管路(26),石灰石浆液箱(24)分别通过石灰石供浆泵(25)和供浆管路(26)与一级脱硫吸收塔(1)和二级脱硫吸收塔(2)连通,浆液氧化系统包括一级脱硫吸收塔氧化风机(9)、二级脱硫吸收塔氧化风机(10)、一级脱硫吸收塔氧化管网(20)、二级脱硫吸收塔氧化管网(21)、一级脱硫吸收塔氧化空气管道(22)和二级脱硫吸收塔氧化空气管道(23),一级脱硫吸收塔氧化风机(9)通过一级脱硫吸收塔氧化空气管道(22)和一级脱硫吸收塔氧化管网(20)与一级脱硫吸收塔浆液池(15)连通,二级脱硫吸收塔氧化风机(10)通过二级脱硫吸收塔氧化空气管道(23)和二级脱硫吸收塔氧化管网(21)与二级脱硫吸收塔浆液池(16)连通,所述石膏浆液脱水系统包括一级脱硫吸收塔石膏排出泵(13)、一级石膏旋流器(17)、一级真空脱水皮带机(18)、二级脱硫吸收塔石膏排出泵(14)和二级浆液平衡旋流器(19);一级脱硫吸收塔浆液池(15)设有石膏浆液排出口,并且石膏浆液排出口通过一级脱硫吸收塔石膏排出泵(13)和管路与一级石膏旋流器(17)的进料口连接,一级石膏旋流器(17)的底流出口与一级真空脱水皮带机(18)的进料口连通,一级石膏旋流器(17)的溢流出口与一级脱硫吸收塔浆液池(15)连通,二级脱硫吸收塔浆液池(16)设有石膏浆液排出口,并且石膏浆液排出口通过二级脱硫吸收塔石膏排出泵(14)和管路与二级浆液平衡旋流器(19)的进料口连通,二级浆液平衡旋流器(19)的底流出口又通过管路分别与一级脱硫吸收塔浆液池(15)、二级脱硫吸收塔浆液池(16)连通,二级浆液平衡旋流器(19)的溢流出口又通过管路分别与一级脱硫吸收塔浆液池(15)、二级脱硫吸收塔浆液池(16)连通。
2.根据权利要求1所述的一种双塔双循环石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置,其特征是,所述一级脱硫吸收塔喷淋层(5)的喷淋管外连有一级脱硫吸收塔循环管路(27),一级脱硫吸收塔循环管路(27)与一级脱硫吸收塔浆液池(15)相连通,一级脱硫吸收塔循环管路(27)上连接有一级脱硫吸收塔浆液循环泵(3)。
3.根据权利要求1所述的一种双塔双循环石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置,其特征是,所述二级脱硫吸收塔喷淋层(6)的喷淋管外连有的二级脱硫吸收塔循环管路(28),二级脱硫吸收塔循环管路(28)与二级脱硫吸收塔浆液池(16)相连通,二级脱硫吸收塔循环管路(28)上连接有二级脱硫吸收塔循环泵(4)。
4.根据权利要求1所述的一种双塔双循环石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置,其特征是,所述一级脱硫吸收塔浆液池(15)中设有一级脱硫吸收塔搅拌器(7),二级脱硫吸收塔浆液池(16)中设有二级脱硫吸收塔搅拌器(8)。
5.根据权利要求1所述的一种双塔双循环石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置,其特征是,所述一级脱硫吸收塔(1)可以是原脱硫吸收塔,新建吸收塔作为二级脱硫吸收塔(2);一级脱硫吸收塔(1)也可以是新建吸收塔,原脱硫吸收塔作为二级脱硫吸收塔(2)。
6.根据权利要求1所述的一种双塔双循环石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置,其特征是,所述二级脱硫吸收塔顶部的二级净烟气出口(34)通过二级净烟气管道(35)连通有烟囱。
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