CN205760585U

CN205760585U - 单塔双循环脱硫系统

Info

Publication number: CN205760585U
Application number: CN201620472780.4U
Authority: CN
Inventors: 侯圣彬; 王东亮
Original assignee: Shandong Zhongxin Environmental Engineering Co Ltd
Current assignee: Shandong Zhongxin Environmental Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2016-12-07
Anticipated expiration: 2026-05-20

Abstract

本实用新型公开了一种单塔双循环脱硫系统，包括吸收塔系统、浆液制备系统、石膏脱水系统和工艺水系统；所述吸收塔系统包括具有主浆液池的吸收塔和作为副浆液池的AFT塔；所述吸收塔设有烟气进气口和烟气出气口，所述烟气进气口上方设有一级喷淋装置，所述一级喷淋装置上方设有托盘装置，所述托盘装置上方设有二级喷淋装置，所述二级喷淋装置上方设有除雾器；所述主浆液池通过石膏排出泵与石膏脱水系统相连接；所述AFT塔通过供浆泵与浆液制备系统相连接；所述主浆液池和副浆液池内分别设有搅拌器。本实用新型不仅能够实现脱硫超低排放，并且能降低脱硫系统的运行能耗，从而节约成本。

Description

单塔双循环脱硫系统

技术领域

本实用新型涉及大气污染治理技术领域，具体涉及一种可实现脱硫超低排放的单塔双循环脱硫系统。

背景技术

在我国的自然资源中，基本特点是富煤、贫油、少气，这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。我国煤炭资源总量为5.6万亿吨，其中已探明储量为1万亿吨，占世界总储量的11％，2015年，全国规模以上企业原煤产量仍高达36.9亿吨。煤炭燃烧产生的烟气中含有烟尘、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)和CO₂等污染物，这些污染物排入大气，已经造成了严重的环境问题，是我国经济可持续发展亟待解决的重要问题。

随着《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014～2020)》的推出，更为严格的硫氧化物(SOx)排放要求已势在必行。所谓“超低排放”是把燃煤电厂排放的烟尘、二氧化硫和氮氧化物3项大气污染物与《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中规定的燃机要执行“大气污染物特别排放限值”相比较，将达到或者低于燃机排放限值(即烟尘5mg/Nm³、二氧化硫35mg/Nm³、氮氧化物50mg/Nm³)的情况。

常规脱硫单塔难以满足日益严格的排放要求。根据脱硫系统的原理，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。而采用双塔串联的脱硫工艺建设成本高，建设工期长，故能对原有吸收塔进行改造，实现单塔双循环脱硫工艺，具有深远的意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种既可以满足国家最新超低排放标准的要求，又能降低脱硫系统的能耗、减少成本、节约用地，可实现脱硫超低排放的单塔双循环脱硫系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

单塔双循环脱硫系统，包括吸收塔系统、浆液制备系统、石膏脱水系统和工艺水系统；

其中，所述吸收塔系统包括具有主浆液池的吸收塔和设于吸收塔外部作为副浆液池的AFT塔；所述吸收塔的下部设有烟气进气口，顶部设有烟气出气口，所述主浆液池位于所述烟气进气口下方；所述烟气进气口上方设有一级喷淋装置，所述一级喷淋装置通过一级循环泵与主浆液池连接；所述一级喷淋装置上方设有托盘装置，所述托盘装置收集液体自流至AFT塔；所述托盘装置上方设有二级喷淋装置，所述二级喷淋装置通过二级循环泵与AFT塔连接；所述二级喷淋装置上方设有除雾器，所述除雾器内设有三级喷淋装置，所述三级喷淋装置通过工艺水泵与工艺水系统连接；所述主浆液池通过石膏排出泵与石膏脱水系统相连接；所述AFT塔通过供浆泵与浆液制备系统相连接；所述主浆液池和副浆液池内分别设有搅拌器。

本单塔双循环脱硫系统包括吸收塔中的主浆液池和AFT塔(副浆液池)，两个浆液池和两级喷淋装置形成多区pH控制双循环脱硫系统。本实用新型可分别对两个浆液池中浆液的pH进行控制，高pH值浆液有利于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。

作为优选，所述浆液制备系统包括石灰石粉仓，所述石灰石粉仓由外部石灰石粉罐车通过管道供应石灰石粉，所述石灰石粉仓顶部设有除尘器，所述石灰石粉仓底端通过手动插板门、旋转给料机和电动插板门与石灰石浆液箱相连通，所述旋转给料机通过调节频率，可控制石灰石粉下料的速度；所述石灰石浆液箱通过供浆泵与AFT塔相连通，保证系统石灰石浆液的供应；所述石灰石浆液箱内设有搅拌器。

作为优选，所述石膏脱水系统包括石膏旋流器，所述石膏旋流器通过石膏排出泵与所述主浆液池连通，所述石膏旋流器出料口处设置有真空皮带脱水机和滤液水箱，所述石膏旋流器内浆液一部分进入真空皮带脱水机，一部分进入滤液水箱；所述真空皮带脱水机通过气液分离器与滤液水箱连通，所述真空皮带脱水机还通过气液分离器与真空泵相连通，所述石膏旋流器对石膏浆液进行一级脱水，真空皮带脱水机对石膏浆液进行二级脱水，脱水后石膏储存于石膏库中，脱除的水储存于滤液水箱中；所述滤液水箱通过滤液水泵与主浆液池及石灰石浆液箱连通，将滤液水返回浆液制备系统和吸收塔系统，实现资源的循环利用，降低系统运行成本；所述滤液水箱内设有搅拌器。

作为优选，所述工艺水系统包括工艺水箱，所述工艺水箱连接有工艺水泵和附属管道、阀门，所述工艺水系统为整个循环系统提供工艺水，包括除雾器冲洗水、石灰石浆液制备水、管道冲洗水、真空皮带脱水机冲洗水等；所述管道冲洗水为所有输送石灰石浆液或石膏浆液管道的冲洗水。

作为优选，所述主浆液池内的搅拌器采用侧入式搅拌器，所述副浆液池、石灰石浆液箱和滤液水箱内的搅拌器均采用顶入式搅拌器。

作为优选，所述主浆液池内设有氧化空气管网或喷枪，所述氧化空气管网或喷枪与氧化风机相连通。

作为优选，所述AFT塔通过二级循环泵还与主浆液池相连通。

作为优选，所述除雾器采用屋脊式除雾器或平板式除雾器。

作为优选，所述一级喷淋装置和二级喷淋装置均设有若干个喷嘴，保证在吸收塔断面上浆液覆盖率≥200％；一级喷淋装置的喷淋层数量为2～4层，二级喷淋装置的喷淋层数量为1～2层；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。

作为优选，所述吸收塔和AFT塔均采用圆塔。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型单塔双循环脱硫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，有利于对SO₂的吸收；

(2)本实用新型中，位于下面的一级喷淋装置喷淋的浆液为低pH值浆液，先对烟气进行脱硫，使得脱硫效率在90％以上；上面的二级喷淋装置喷淋的浆液为高pH值浆液，对烟气进行再次脱硫，使得最终的脱硫效率99％以上；

(3)本实用新型在场地允许条件下只需添加一座AFT塔及附属二级循环泵，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

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图中：Ⅰ-吸收塔系统；Ⅱ-石膏脱水系统；Ⅲ-工艺水系统；Ⅳ-浆液制备系统；1-吸收塔；2-主浆液池，3-一级循环泵；4-氧化风机；5-搅拌器；6-氧化空气管网；7-一级喷淋装置；8-托盘装置；9-二级喷淋装置；10-除雾器；11-烟气进气口；12-烟气出气口；13-AFT塔；14-搅拌器；15-二级循环泵；16-石膏排出泵；17-石膏旋流器；18-真空皮带脱水机；19-石膏库；20-真空泵；21-气液分离器；22-滤液水箱；23-搅拌器；24-滤液水泵；25-工艺水箱；26-工艺水泵；27-除尘器，28-石灰石粉仓；29-手动插板门；30-旋转给料机；31-电动插板门；32-石灰石浆液箱；33-搅拌器；34-供浆泵；35-石灰石粉罐车。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1所示，单塔双循环脱硫系统，包括吸收塔系统Ⅰ、石膏脱水系统Ⅱ、工艺水系统Ⅲ和浆液制备系统Ⅳ；

其中，所述吸收塔系统Ⅰ包括具有主浆液池2的吸收塔1和设于吸收塔1外部作为副浆液池的AFT塔13；所述吸收塔1的下部设有烟气进气口11，顶部设有烟气出气口12，所述主浆液池2位于所述烟气进气口11下方；所述烟气进气口11上方设有一级喷淋装置7，所述一级喷淋装置7通过一级循环泵3与主浆液池2连接；所述一级喷淋装置7上方设有托盘装置8，所述托盘装置8收集液体自流至AFT塔13；所述托盘装置8上方设有二级喷淋装置9，所述二级喷淋装置9通过二级循环泵15与AFT塔13连接；所述二级喷淋装置9上方设有除雾器10，所述除雾器10内设有三级喷淋装置，所述三级喷淋装置通过工艺水泵26与工艺水系统Ⅲ连接；所述主浆液池2通过石膏排出泵16与石膏脱水系统Ⅱ相连接；所述AFT塔13通过供浆泵34与浆液制备系统Ⅳ相连接；所述主浆液池2内设有侧入式搅拌器5，AFT塔(副浆液池)13内设有顶入式搅拌器14。

所述石膏脱水系统Ⅱ包括石膏旋流器17，所述石膏旋流器17通过石膏排出泵16与所述主浆液池2连通，所述石膏旋流器17出料口处设置有真空皮带脱水机18和滤液水箱22，所述石膏旋流器17内浆液一部分进入真空皮带脱水机18，一部分进入滤液水箱22；所述真空皮带脱水机18通过气液分离器21与滤液水箱22连通，所述真空皮带脱水机18还通过气液分离器21与真空泵20相连通，所述石膏旋流器17对石膏浆液进行一级脱水，真空皮带脱水机18对石膏浆液进行二级脱水，脱水后石膏储存于石膏库19中，脱除的水储存于滤液水箱22中；所述滤液水箱22通过滤液水泵24与主浆液池2及石灰石浆液箱32连通，将滤液水返回浆液制备系统Ⅳ和吸收塔系统Ⅰ，实现资源的循环利用，降低系统运行成本；所述滤液水箱22内设有顶入式搅拌器23。

所述工艺水系统Ⅲ包括工艺水箱25，所述工艺水箱25连接有工艺水泵26和附属管道、阀门，所述工艺水系统为整个循环系统提供工艺水，包括除雾器冲洗水、石灰石浆液制备水、管道冲洗水、真空皮带脱水机冲洗水等。

所述浆液制备系统Ⅳ包括石灰石粉仓28，所述石灰石粉仓28由外部石灰石粉罐车35通过管道供应石灰石粉，所述石灰石粉仓28顶部设有除尘器27，所述石灰石粉仓28底端通过手动插板门29、旋转给料机30和电动插板门31与石灰石浆液箱32相连通，所述旋转给料机30通过调节频率，可控制石灰石粉下料的速度；所述石灰石浆液箱32通过供浆泵34与AFT塔13相连通，保证系统石灰石浆液的供应；所述石灰石浆液箱32内设有顶入式搅拌器33。

所述主浆液池2内设有氧化空气管网6或喷枪，所述氧化空气管网6或喷枪与氧化风机4相连通，以便为浆液氧化提供足够的氧气。

所述AFT塔13通过二级循环泵15还与主浆液池2相连通。

所述除雾器10可以采用屋脊式除雾器，也可以采用平板式除雾器。

所述一级喷淋装置7和二级喷淋装置9均设有若干个喷嘴，保证在吸收塔断面上浆液覆盖率≥200％。

本实施例中，所述吸收塔1和AFT塔13均采用圆塔。

本实用新型工作步骤及原理如下：

(1)烟气经烟气进气口11进入吸收塔1，经过一级喷淋装置7进行脱硫，一级喷淋装置7通过一级循环泵3与吸收塔内主浆液池2连通，主浆液池2中浆液pH值控制在4.5～5.5之间，主浆液池的浆液停留时间设计值4min～5min之间；

(2)一级喷淋装置7脱硫后的烟气经过二级喷淋装置9进行脱硫，二级喷淋装置9通过二级循环泵15与AFT塔13(副浆液池)连通，AFT塔13中浆液pH值控制在5.3～5.8之间，AFT塔中的浆液停留时间设计值3min～5min之间；

(3)吸收塔1内主浆液池2中的浆液密度高于设定值时，主浆液池2内浆液由石膏排出泵16排出至石膏脱水系统Ⅱ；主浆液池2内浆液由AFT塔(副浆液池)13内浆液通过二级循环泵15补入，AFT塔13中的浆液由浆液制备系统Ⅳ通过供浆泵34补入；

(4)一二级喷淋装置脱硫后的烟气，经过吸收塔上部除雾器除去大部分雾滴后，由吸收塔顶部烟气出气口12排放。

在步骤(1)、(2)进行中，氧化空气通过氧化风机管网或者喷枪送入吸收塔主浆液池2内，为浆液氧化提供足够的氧气。

吸收塔内主浆液池中，浆液pH控制在4.5～5.5，低pH值有利于亚硫酸盐的氧化和石膏的结晶；主浆液池配有120％容量的氧化风机，氧化风机送出的氧化空气通过氧化管网或喷枪送入主浆液池，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。在主浆液池的下部布置侧进式搅拌器，其作用是使浆液成悬浮物状态，并促进氧化空气扩散，均匀分布氧化空气。当石膏浆液密度高于设定值时，主浆液池中的石膏浆液由石膏排出泵排除至石膏脱水系统；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。主浆液池内浆液由AFT塔(副浆液池)通过二级循环泵补入，根据pH值及机组容量不同，也可以由石灰石浆液箱通过供浆泵补入新制备的石灰石浆液。

AFT塔(副浆液池)中，浆液pH值控制在5.3～5.8，高pH有利于浆液对SO2的强化吸收；新制备的石灰石浆液由石灰石浆液箱通过供浆泵补入AFT塔，加入新制备石灰石浆液量的大小取决于锅炉负荷、SO₂含量以及浆液的pH值；在AFT塔的顶部布置顶入式搅拌器，其作用是使浆液成悬浮物状态，防止浆液沉淀。在AFT塔中根据pH值及机组容量不同，也可布置氧化风机管网或喷枪，把反应过程中生产的亚硫酸钙(CaSO₃.1/2H₂O)氧化为硫酸钙(CaSO₄.2H₂O)。

脱硫塔中一般设有3～6层喷淋装置，其中，一级喷淋装置的喷淋层数量为2～4层，二级喷淋装置的喷淋层数量为1～2层。一级喷淋装置通过一级循环泵与主浆液池相连，脱硫效率在90％以上；二级喷淋装置通过二级循环泵与高pH的副浆液池相连，可实现最终脱硫效率99％以上。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。

吸收塔中一般设有2～3层除雾器，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石膏，所以对除雾器设置了定期运行喷水清洗。冲洗介质是工艺水，工艺水还用于调节吸收塔中的液位。

本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims

1.单塔双循环脱硫系统，包括吸收塔系统、浆液制备系统、石膏脱水系统和工艺水系统；其特征在于：

所述吸收塔系统包括具有主浆液池的吸收塔和设于吸收塔外部作为副浆液池的AFT塔；所述吸收塔的下部设有烟气进气口，顶部设有烟气出气口，所述主浆液池位于所述烟气进气口下方；所述烟气进气口上方设有一级喷淋装置，所述一级喷淋装置通过一级循环泵与主浆液池连接；所述一级喷淋装置上方设有托盘装置，所述托盘装置收集液体自流至AFT塔；所述托盘装置上方设有二级喷淋装置，所述二级喷淋装置通过二级循环泵与AFT塔连接；所述二级喷淋装置上方设有除雾器，所述除雾器内设有三级喷淋装置，所述三级喷淋装置通过工艺水泵与工艺水系统连接；所述主浆液池通过石膏排出泵与石膏脱水系统相连接；所述AFT塔通过供浆泵与浆液制备系统相连接；所述主浆液池和副浆液池内分别设有搅拌器。

2.如权利要求1所述的单塔双循环脱硫系统，其特征在于：所述浆液制备系统包括石灰石粉仓，所述石灰石粉仓顶部设有除尘器，所述石灰石粉仓底端通过手动插板门、旋转给料机和电动插板门与石灰石浆液箱相连通；所述石灰石浆液箱通过供浆泵与AFT塔相连通；所述石灰石浆液箱内设有搅拌器。

3.如权利要求2所述的单塔双循环脱硫系统，其特征在于：所述石膏脱水系统包括石膏旋流器，所述石膏旋流器通过石膏排出泵与所述主浆液池连通，所述石膏旋流器出料口处设置有真空皮带脱水机和滤液水箱，所述石膏旋流器内浆液一部分进入真空皮带脱水机，一部分进入滤液水箱；所述真空皮带脱水机通过气液分离器与滤液水箱连通，所述真空皮带脱水机还通过气液分离器与真空泵相连通；所述滤液水箱通过滤液水泵与主浆液池及石灰石浆液箱连通；所述滤液水箱内设有搅拌器。

4.如权利要求3所述的单塔双循环脱硫系统，其特征在于：所述工艺水系统包括工艺水箱，所述工艺水箱连接有工艺水泵和附属管道，所述工艺水系统为整个循环系统提供工艺水。

5.如权利要求3所述的单塔双循环脱硫系统，其特征在于：所述主浆液池内的搅拌器采用侧入式搅拌器，所述副浆液池、石灰石浆液箱和滤液水箱内的搅拌器均采用顶入式搅拌器。

6.如权利要求1所述的单塔双循环脱硫系统，其特征在于：所述主浆液池内设有氧化空气管网或喷枪，所述氧化空气管网或喷枪与氧化风机相连通。

7.如权利要求1所述的单塔双循环脱硫系统，其特征在于：所述AFT塔通过二级循环泵还与主浆液池相连通。

8.如权利要求1所述的单塔双循环脱硫系统，其特征在于：所述除雾器采用屋脊式除雾器或平板式除雾器。

9.如权利要求1所述的单塔双循环脱硫系统，其特征在于：所述一级喷淋装置和二级喷淋装置均设有若干个喷嘴；一级喷淋装置的喷淋层数量为2～4层，二级喷淋装置的喷淋层数量为1～2层；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。

10.如权利要求1至9任一项所述的单塔双循环脱硫系统，其特征在于：所述吸收塔和AFT塔均采用圆塔。