CN205867975U - 一种碱性吸收液制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种碱性吸收液制备装置，包括：拆袋输送装置、与所述拆袋输送装置连接的溶解装置、与所述溶解装置连接的碱液储存箱、与所述碱液储存箱连接的稀释装置，所述稀释装置输出所述碱性吸收液。通过本实用新型实施例的技术方案，两步制备碱性吸收液，防止碱在输送和喷射系统中结晶析出堵塞管路和喷嘴影响系统正常运行，能够节省大量运行成本，提高了装置安全性。

Description

一种碱性吸收液制备装置

技术领域

本实用新型涉及大气污染控制领域，具体而言，涉及一种碱性吸收液制备装置。

背景技术

燃煤电站在运行过程中，会有大量的SO₂和SO₃生成。不仅造成环境污染还会威胁到电厂运行安全。其中，SO₃的排放形成酸雨，SO₃形成亚微米级的H₂SO₄酸雾，通过烟囱排放，进而形成二次颗粒硫酸盐，这也是大气中PM2.5的主要来源之一。SO₃含量过高，会使得烟气酸露点降低，烟气酸性加大，引起燃煤电站中的设备腐蚀。现有脱除技术中，所用吸收剂与SO₃化学计量比值高，吸收剂利用率低，且吸收后形成的硫酸盐会污堵反应器催化剂表面及孔道，导致催化剂失活从而降低工作效率，也会堵塞排风口，使其阻力大增，严重的会使引风机过载停运从而导致停炉。现有的制备碱性吸收液的装置，结构复杂，与实际生产情况不符，多不能满足实际生产的需要。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题中的至少一个，提供了更加满足实际生产需要，能够广泛使用的碱性吸收液制备装置，包括，拆袋输送装置、与所述拆袋输送装置连接的溶解装置、与所述溶解装置连接的碱液储存箱、与所述碱液储存箱连接的稀释装置，所述稀释装置输出所述碱性吸收液。

进一步地，所述拆袋输送装置包括电动葫芦、夹紧机构、破袋机构、下料机构、输送机构和除尘机构，所述输送机构的出口连接至所述溶解装置。

进一步地，所述溶解装置顶部设有搅拌装置，所述溶解装置的下部(内部)设有蒸汽加热装置，所述溶解装置设有液位指示仪表。

进一步地，所述碱液储存箱下部设有蒸汽伴热装置。

进一步地，所述溶解装置为溶解箱或溶解池。

进一步地，还包括碱液输送泵，所述碱液输送泵设置在所述溶解装置和所述碱液储存箱的连接通路上。

进一步地，还包括碱液供应泵，所述碱液供应泵设置在所述碱液储存箱和所述稀释装置的连接通路上。

进一步地，还包括稀释水箱和稀释水泵，所述稀释水箱与所述稀释水泵连接，所述稀释水泵与所述稀释装置连接。

进一步地，所述溶解装置和所述稀释装置所用溶剂为除盐水和\或软化水，所述碱性吸收液包括纯碱溶液。

进一步地，所述稀释装置上设有水量测量调节装置和管道静态混合装置。

本实用新型提供的碱性吸收液制备装置将碱性吸收液的制备合理地分成溶解步骤、存储步骤和稀释步骤对应的装置，能够很好地保证供应连续，且能防止碱液中碱析出的情况发生。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例碱性吸收液制备装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例碱性吸收液制备装置的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

燃煤电站在运行过程中，会有大量的SO₂和少量的SO₃生成。SO₃的危害要比SO₂大10倍，它是电厂蓝烟/黄烟的罪魁祸首，也是酸雨形成的主要原因。SO₃形成亚微米级的H₂SO₄酸雾，通过烟囱排放，进而形成二次颗粒硫酸盐，这也是大气中PM2.5的主要来源之一。SO₃含量过高，会使得烟气酸性增大、露点降低，引起烟道和设备腐蚀。烟气中的SO₃与NH₃反应生成(NH₄)₂SO₄和NH₄HSO₄，会污堵SCR(Selective Catalytic Reduction)催化剂表面及孔道，导致催化剂失活从而降低脱硝效率，也会堵塞空预器使其阻力增大，严重甚至引起引风机跳机和停炉。大中型燃煤机组几乎全部采用SCR脱硝技术，由于催化剂基本都使用钒-钛系，在催化还原NO_x的同时，不可避免将一部分SO₂转化为SO₃，SCR装置的SO₂/SO₃转化率一般为0.5％～1.5％，尤其对于高硫煤机组，省煤器出口的NO_x、SO₂和SO₃均高，催化剂的SO₂/SO₃转化率也高，SCR出口SO₃浓度很高，从而更容易出现硫酸铵盐污堵、酸腐蚀及蓝烟。因此，SO₃的控制已逐渐引起关注，将成为下一个大气污染治理的热点。

SO₃的脱除有多种方法，可分为燃烧前、燃烧中和燃烧后脱除三类。燃烧前脱除是通过向燃料混入低硫煤或者碱性添加剂，燃烧中脱除是向炉内喷入钙基、镁基碱性浆液，这两类脱除方法都对锅炉燃烧和运行影响很大，故实际应用难度较大,相比之下燃烧后脱除更易实现。燃烧后脱除又分干法、湿法、氨法和湿式静电除尘四种。其中，湿法以其方便、高效、吸收剂耗量低、无需精磨、投资和运行费用低等优点最受重视，成为目前的研究热点。湿法SO₃脱除方法的吸收剂主要采用钠基(如NaHCO₃、Na₂CO3、NaHSO₃)和钙基(CaO)等，其中钠基又以其原料易得、不易发生与SO₂的副反应、不易堵塞、脱除效率高等优点应用最广泛。

常规的钠基湿式SO₃脱除装置大致可分为吸收液制备系统、吸收液供应系统、喷射系统以及辅助系统。吸收液制备是SO₃脱除的第一步，对SO₃装置的正常运行起重要作用。目前碱性吸收液制备系统都是将吸收剂颗粒与吸收直接混合成指定的喷射浓度，混合箱同时起碱液储存作用。可将钠基吸收剂颗粒与除盐水在溶解箱中混合到质量浓度10％～30％并储存，然后喷射到烟道中；可设置吸收剂储存箱和除盐水储存箱，及与两箱连通的溶解箱，吸收剂也是在溶解箱中直接溶解并储存以备喷射。这种一步混合并储存的装置表面看起来简化了流程并节省了设备，实际上并非如此，考虑到钠盐的原料情况和连续运行时吸收液的储存备用要求，这种一步式混合制备和储存系统并不适用。

由于碳酸氢钠溶解度较小，常用的湿式SO₃吸收剂为纯碱(亦即碳酸钠Na₂CO₃)。市售纯碱分为重质和轻质两种，二者均易吸潮板结，散装长途运输后难以卸车，而国内夏秋多雨，国内纯碱绝大多数采用袋装运输，多为20～50kg装的小袋，也有750～1250kg装的吨袋，很少有罐车散装运输。以1台600MW燃煤机组SO₃控制项目为例，其纯碱耗量约为700～1500kg/h，按1000kg吨袋计，日均需溶解16～36袋，单靠人工无法直接溶解，需要借助自动或半自动的破袋装置将料倒出；按常规喷射浓度15％，考虑供碱安全性碱液储存时间按5天计，需要的碱液储存箱容积约为500～1100m3,容积过大难以混合均匀，且溶液储存量大泄漏风险高，安全围护设施要求也高，相应投资及占地都会较大。若提高溶解和喷射浓度以减少溶解储存箱容积，虽然理论上可行，但由于Na₂CO₃的溶解度对温度敏感，其最高质量浓度为33.2％，其结晶温度在10％浓度时约为10℃，浓度15％时约为17℃，浓度20％约为23℃，当碱液浓度过高时，碱液输送管道和喷射器中极易析出结晶从而引起堵塞，因此一般喷射浓度需要控制在20％以下。

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种用于SO₃脱除的碱性吸收液制备装置，该装置考虑了碱吸收剂的供货和物理、化学性能，将碱性吸收剂的供料、溶解、储存综合考虑，先将碱液溶解到一个较高的浓度以减少储存量，然后再稀释至合适的浓度喷入烟道中。该装置能够顺利制备吸收液并稳定供应，使得SO₃脱除系统具有现实可行性。

实施例一

如图1所示，本实用新型提供了一种新型的碱性吸收液制备装置100，碱性吸收液如可采用碱液，也可采用其他碱性吸收液，包括，拆袋输送装置101、与所述拆袋输送装置101连接的溶解装置102、与所述溶解装置102连接的碱液储存箱103、与所述碱液储存箱103连接的稀释装置104，所述稀释装置104输出所述碱性吸收液。本实用新型将碱液的制备分成供料、溶解、存储和稀释，有效保证了碱液供应，提高了自动化程度，保证了碱液供应稳定，需要时才稀释，能够根据需要稀释成不同浓度的碱液，满足多种需求，实际运用价值高。

为了使本实用新型实施例中的碱性吸收液制备装置自动化程度高，制备碱液能力高，所述拆袋输送装置101包括电动葫芦、夹紧机构、破袋机构、下料机构、输送机构和除尘机构，所述输送机构的出口连接至所述溶解装置102。吨袋装的碱性吸收剂可方便地传送到溶解装置中进行溶解。

为了提升溶解效率，所述溶解装置102顶部设有搅拌装置，所述溶解装置的下部(内部)设有蒸汽加热装置，提升了碱性吸收剂，如颗粒状纯碱的溶解效率，减少了溶解时间，溶解均匀，所述溶解装置设有液位指示仪表，方便了液位控制，也为浓度计算提供了支持。

为了防止存储的碱液中碱析出，使得稀释时产生的碱液不满足要求，所述碱液储存箱103下部设有蒸汽伴热装置，使得碱液浓度稳定。

为了满足不同的使用场景，所述溶解装置102为溶解箱或溶解池，当使用溶解池时，溶解承载能力强，满足使用量很大的场景，使用溶解箱可有效利用空间，减少了空间占用。

使用中为了使稀释装置104产生的碱液具有一定的冲击压强，以利于稀释碱液喷入烟道中时具有内压，从而易于产生雾化的碱液，一般将稀释装置104设置在较高的地方，利用重力势能和液体动能的释放来产生高压，所以本实用新型的碱性吸收液制备装置100还包括碱液输送泵105，所述碱液输送泵设置在所述溶解装置102和所述碱液储存箱103的连接通路上；还包括碱液供应泵106，所述碱液供应泵106设置在所述碱液储存箱103和所述稀释装置104的连接通路上。

实用新型的碱性吸收液制备装置100能够根据不同需要，将较浓的碱性吸收液制备成较稀的碱性吸收液，其还包括稀释水箱107和稀释水泵108，所述稀释水箱107与所述稀释水泵108连接，所述稀释水泵108与所述稀释装置104连接；所述溶解装置102和所述稀释装置104所用溶剂为除盐水和或软化水，所述碱性吸收液包括纯碱溶液。

为了使稀释过程中，制备出的稀释碱液混合均匀，浓度稳定可控，本实用新型实施例提供的碱性吸收液制备装置100中的所述稀释装置104上设有水量测量调节装置和管道静态混合装置，如管道静态混合器，使得稀释过程中碱性吸收液混合均匀

本实用新型提供的碱性吸收液制备装置100，制备效率高，可满足不同的使用要求，工艺安排合理，有效控制固体碱性吸收剂的析出，浓度稳定可靠，产生的稀释碱液具有高压，能够很好地满足烟道气中SO₃吸收的需要。

实施例二

如图2所示，本实用新型提供了一种碱性吸收液制备装置200，本装置由拆袋输送装置1、溶解箱/池2、碱液输送泵3、碱液储存箱4、碱液供应泵5、稀释装置6、稀释水箱7和稀释水泵8等组成。拆袋输送装置含有电动葫芦、夹紧机构、破袋机构、下料机构、输送机构及除尘机构。吨袋包装的碱性吸收剂由叉车或起吊装置运至拆袋输送装置1的电动葫芦吊钩下方，人工将吨袋的吊带挂到吊钩上，由拆袋机自动起吊、就位、夹紧并破袋，经下料机构进入输送机构，由输送机构计量并输送至溶解箱/池2。溶解用水可选用清洁的除盐水或者软化水，由管道送入溶解箱(池)。溶解箱/池2顶配有搅拌设施以加强溶解并使溶液混合均匀，下部配蒸汽加热设施，以加热溶解水提高碱的溶解度促进溶解过程，并配有液位指示仪表以方便核算配制的碱液浓度。

碱液输送泵3将溶解完全的碱液抽出送至碱液储存箱4，碱液储存箱能够满足一定时间的碱液缓冲需要，箱体下部内部也设有蒸汽伴热装置以维持一定的液温(35～50℃)防止碱结晶析出。SO₃脱除装置投运时，由碱液供应泵5将储存备用的碱自碱液储存箱4中抽出并加压送至稀释装置6，由稀释装置将碱液稀释到喷射所需的浓度后送往计量、分配和喷射系统。稀释所需的水选用除盐水或者软化水，暂存在稀释水箱7中，由稀释水泵8送至稀释装置。

本实用新型实施例提供的碱性吸收剂制备装置根据现实供料情况，选用吨袋装碱，增加碱运输车的运量、减少破袋下料所需的工作量；配置有自动拆袋输送装置，实现大袋自动破拆，减少溶解过程劳动量、提高劳动效率。稀释装置6配有碱液和稀释水流量测量和调节设施，以便将碱液稀释到指定浓度，还配有管道静态混合器，以促进碱液均匀稀释，保证各喷射器处碱液浓度一致。

本实用新型提供的碱性吸收液制备装置在制备喷射用的碱液采用二步制备，第一步先溶解到较高浓度，大大减少了溶解蒸汽耗和所需的碱液储存量。第二步再将碱液稀释至合适的浓度，防止碱在输送和喷射系统中结晶析出堵塞管路和喷嘴影响系统正常运行。二步制备法能够节省大量运行成本，提高了装置安全性。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碱性吸收液制备装置，其特征在于，包括：拆袋输送装置、与所述拆袋输送装置连接的溶解装置、与所述溶解装置连接的碱液储存箱、与所述碱液储存箱连接的稀释装置，所述稀释装置输出所述碱性吸收液。

2.如权利要求1所述的碱性吸收液制备装置，其特征在于，所述拆袋输送装置包括电动葫芦、夹紧机构、破袋机构、下料机构、输送机构和除尘机构，所述输送机构的出口连接至所述溶解装置。

3.如权利要求1所述的碱性吸收液制备装置，其特征在于，所述溶解装置顶部设有搅拌装置，所述溶解装置的下部设有蒸汽加热装置，所述溶解装置设有液位指示仪表。

4.如权利要求1所述的碱性吸收液制备装置，其特征在于，所述碱液储存箱下部设有蒸汽伴热装置。

5.如权利要求1所述的碱性吸收液制备装置，其特征在于，所述溶解装置为溶解箱或溶解池。

6.如权利要求1～5任一所述的碱性吸收液制备装置，其特征在于，还包括碱液输送泵，所述碱液输送泵设置在所述溶解装置和所述碱液储存箱的连接通路上。

7.如权利要求1～5任一所述的碱性吸收液制备装置，其特征在于，还包括碱液供应泵，所述碱液供应泵设置在所述碱液储存箱和所述稀释装置的连接通路上。

8.如权利要求1～5任一所述的碱性吸收液制备装置，其特征在于，还包括稀释水箱和稀释水泵，所述稀释水箱与所述稀释水泵连接，所述稀释水泵与所述稀释装置连接。

9.如权利要求1～5任一所述的碱性吸收液制备装置，其特征在于，所述溶解装置和所述稀释装置所用溶剂为除盐水和或软化水，所述碱性吸收液包括纯碱溶液。

10.如权利要求1～5任一所述的碱性吸收液制备装置，其特征在于，所述稀释装置上设有水量测量调节装置和管道静态混合装置。