CN205948655U - 湿法脱硫塔超细微纳米气泡氧化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种湿法脱硫塔超细微纳米气泡氧化系统，它包括微纳米气泡发生装置、脱硫塔浆液池、微纳米气泡喷嘴、浆液搅拌器及系统控制器，所述微纳米气泡发生装置主要由氧化风机、氧化风流量调节阀、过滤元件、加压溶气泵和减压释气元件构成，氧化风机的出口管路与过滤元件的出口管路并联后连接加压溶气泵，加压溶气泵的输出端与减压释气元件的进口连接，减压释气元件的出口连接微纳米气泡喷嘴，氧化风流量调节阀安装在氧化风机的出口管路上。采用本实用新型可以提高氧化风的利用率，降低氧化风机及浆液循环泵能耗，同时提高副产品石膏品质，能有效地避免设备和管道的结垢、堵塞，增强湿法脱硫系统运行的稳定性和可靠性，促进工业烟气SO2减排。
Description
技术领域
本实用新型涉及湿法脱硫技术领域，具体涉及一种湿法脱硫塔超细微纳米气泡氧化系统。
背景技术
我国以煤炭为主的一次能源结构，必然导致大量的SO2等大气污染物的排放，火电燃煤烟气排放是大气环境中SO2的主要排放源。根据中电联2015年电力工业统计快报统计，2015年我国电力装机突破14亿千瓦，其中火电装机容量9.9亿千瓦；“十三五”期间，火电新增装机规模2.84亿千瓦，到2020年末期，火电装机容量将达到约12.73亿千瓦。为进一步减少SO2等大气污染物的排放，国家发改委、环境保护部和国家能源局3部委于2014年9月联合发布了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014～2020年)》，要求东部地区新建燃煤机组排放基本达到燃气轮机组污染物排放限值，即基准氧含量6％条件下，烟尘、SO2、NOx排放浓度分别不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3，对中部和西部地区也提出了要求。所以，为响应国家减排政策，对现有脱硫系统进行提效改造，减少燃煤烟气SO2的排放迫在眉睫。
石灰石一石膏湿法脱硫工艺是目前国内燃煤电站广泛使用的脱硫技术，SO2吸收系统是该工艺的核心，它主要由吸收、氧化、中和三部分组成。其中，氧化是SO2吸收系统的一个重要化学过程，即烟气中的SO2在吸收区内被石灰石浆液捕捉后，进入到吸收塔底部的浆液池中，在侧进式搅拌器和强制氧化系统的协同作用下，将亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子的过程，最终生成稳定的石膏排出系统外。
虽然石灰石一石膏湿法脱硫工艺相对比较成熟，应用也比较广泛，但是现有燃煤电站脱硫塔氧化系统运行过程中仍然存在一些问题，归纳起来表现在以下几个方面：
1)由于O2难溶于水，溶解过程属于液膜控制，而浆液池中氧化空气的利用率仅为33％左右，所以在运行过程中，需要加大循环浆液量以及氧化风量以提高氧溶解量，造成能耗的额外增加。
2)根据系统负荷调节强制氧化风量存在一定的滞后性，从而较难快速准确控制系统氧 化风量，若强制氧化风量偏大，不但会使氧化装置的选型过大，增加脱硫系统的能耗，增加投资和运行成本，而且会导致吸收塔浆液泡沫的增加，使搅拌器输送流量下降，造成浆液动态液位的虚假；若强制氧化风量偏小，一方面会在脱硫系统中形成半水石膏和二水石膏的混合晶体，造成设备和管道的堵塞，影响系统稳定运行，另一方面会致使石膏结晶及皮带机脱水困难，直接影响脱硫副产物的品质、降低脱硫效率。
3)亚硫酸钙既是一种氧化剂又是一种还原剂，性质极其不稳定，若不及时氧化成石膏，其分解后有可能重新释放出SO2进入烟气中，导致脱硫效率下降。
目前，国内部分电厂由于脱硫系统设计缺陷以及运行操作管理不善等原因，脱硫系统的强制氧化效果较差，如何提高湿法脱硫系统氧化效果的问题越来越突出。
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湿法脱硫塔超细微纳米气泡氧化系统，该系统能有效解决现有湿法脱硫塔氧化空气利用率低、强制氧化效果较差及副产物石膏的品质低等技术难题，能有效地避免设备和管道的结垢、堵塞，增强湿法脱硫系统运行的稳定性和可靠性，促进燃煤烟气SO2减排。
本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题：
本实用新型湿法脱硫塔超细微纳米气泡氧化系统，包括微纳米气泡发生装置、浆液池、微纳米气泡喷嘴、浆液搅拌器及系统控制器，微纳米气泡喷嘴和浆液搅拌器安装在浆液池内，微纳米气泡发生装置主要由氧化风机、氧化风流量调节阀、过滤元件、加压溶气泵和减压释气元件构成，氧化风机的出口管路与过滤元件的出口管路并联后连接加压溶气泵，加压溶气泵的输出端与减压释气元件的进口连接，减压释气元件的出口连接微纳米气泡喷嘴，氧化风流量调节阀安装在氧化风机的出口管路上；氧化风机提供氧化风，过滤元件将工艺废水过滤后与氧化风一同被吸入到加压溶气泵中，经加压溶气泵增压后流经减压释气元件时，生成大量尺度在微纳米级的气泡。
本实用新型所述的微纳米气泡发生装置，在加压溶气泵与减压释气元件之间设置有压力传感器，系统控制器根据压力传感器反馈的信号调节氧化风流量调节阀的开度，从而控制氧化风的进气量。
本实用新型所述的减压释气元件呈管状，它包括进口段、缩孔段以及扩散段，缩孔段的内径小于进口段和扩散段的内径，进口段与加压溶气泵的输出端连接，扩散段与微纳米气泡喷嘴相连接。
本实用新型所述的浆液池内配置有3～6组微纳米气泡喷嘴及浆液搅拌器，每组浆液搅拌器对应置于微纳米气泡喷嘴的下方。
本实用新型所述的过滤元件所需的工艺废水主要来自旋流器的上清液以及真空皮带过滤机的滤液，真空皮带过滤机与旋流器的底部出口相连接，旋流器的进口与浆液池之间经泵连接。
本实用新型所述的氧化风机提供的氧化风为空气或纯氧。
本实用新型微纳米气泡发生装置所生成的气泡的尺寸范围为200nm～60μm。
本实用新型与现有技术相比，具有如下显著效果：
1.本实用新型的产生的微纳米气泡在浆液中的停留时间长，比表面积大，提高“气—液—固”三相之间的传质效率，从而大大提高氧化风的利用效率，以及提高脱硫副产物石膏的品质，进而提高脱硫氧化系统的效率。
2.本实用新型氧化风微纳米气泡在浆液池中停留时间长，具有一定的缓冲作用，能够适应锅炉负荷波动变化，有效防止因负荷高而喷入大量氧化风造成的浆液泡沫增加，搅拌器输送流量下降，以及浆液动态液位虚假等问题。
3.本实用新型氧化风微纳米气泡的利用率高，可以减少脱硫塔浆液池的高度，降低循环浆液量以及氧化风量，从而降低投资和运行成本。
4.本实用新型利用脱硫工艺废水作为氧化风微纳米气泡的载体，对系统废水进行循环利用，实现脱硫系统废水零排放。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型采用的微纳米气泡发生装置的结构示意图。
图3是本实用新型采用的减压释气元件的第一种结构示意图。
图4是本实用新型采用的减压释气元件的第二种结构示意图。
图5是本实用新型采用的减压释气元件的第三种结构示意图。
图中：1、烟气入口；2、浆液池；3、浆液循环泵；4、喷淋层；5、除雾器；6、烟气出口；7、微纳米气泡喷嘴；8、浆液搅拌器；9、石膏排出泵；10、旋流器；11、真空皮带过滤机；12、工艺废水罐；13、微纳米气泡发生装置；14、氧化风机；15、过滤元件；16、氧化风流量调节阀；17、加压溶气泵；18、压力传感器；19、减压释气元件；20、进口段；21、缩孔段；22、扩散段。
具体实施方式
下面结合附图来具体介绍本实用新型的一个较佳实施例。为使附图简洁，图中仅示意性的表示出与本实用新型相关的部分，而且图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性的标示出了其中的一个。
如图1所示，本实用新型湿法脱硫塔超细微纳米气泡氧化系统，包括微纳米气泡发生装置13、浆液池2、微纳米气泡喷嘴7、浆液搅拌器8以及系统控制器(图中未示出)，浆液池2位于脱硫塔的下部，微纳米气泡喷嘴7以及浆液搅拌器8安装在浆液池2内，脱硫塔的顶部设有烟气出口6，烟气出口6的下方设有除雾器5，除雾器5的下方设有喷淋层4，喷淋层4的下方设有烟气入口1，脱硫浆液从浆液池2的下部输入，浆液池2的下部与喷淋层4之间通过循环管路相连通，该循环管路上设有浆液循环泵3，浆液池2的下部与旋流器10相连接，旋流器10的底部渣料出口与真空皮带过滤机11相连接，旋流器10的上部上清液以及真空皮带过滤机11的滤液废水经管路流入工艺废水罐12，工艺废水罐12的废水流入微纳米气泡发生装置13，经微纳米气泡发生装置13产生的微纳米气泡通过微纳米气泡喷嘴7射入到浆液池2中，通过位于微纳米气泡喷嘴7下方的浆液搅拌器8搅拌后迅速均匀扩散溶解到浆液中。
如图2所示，本实用新型采用的微纳米气泡发生装置包括氧化风机14、氧化风流量调节阀16、过滤元件15、加压溶气泵17、压力传感器18以及减压释气元件19，氧化风机14的出口管路与过滤元件15的出口管路并联后连接加压溶气泵17的输入端，加压溶气泵17的输出端与减压释气元件19的进口连接，减压释气元件19的出口连接微纳米气泡喷嘴7，氧化风流量调节阀16安装在氧化风机14的出口管路上。
本实用新型微纳米气泡发生装置采用空气或纯氧作为氧化风，通过氧化风机14提供。来自旋流器10的上清液及真空皮带过滤机11的滤液废水经过滤元件15过滤后与氧化风一同被吸入到加压溶气泵17中，经加压溶气泵17增压后流经减压释气元件19时，在废水中生成大量尺度在200nm～60μm范围的微纳米级气泡。
本实用新型采用的微纳米气泡发生装置13在加压溶气泵17和减压释气元件19之间设置压力传感器18，在氧化风机14的出口处设置有氧化风流量调节阀16，系统控制器根据压力传感器18反馈的信号调节氧化风流量调节阀16的开度，从而控制氧化风的进气量。根据脱硫塔浆液池2的大小，沿浆液池四周设置3—6组微纳米气泡喷嘴7及浆液搅拌器8，生成的大量微纳米气泡水通过微纳米气泡喷嘴7射入到浆液池2中，经浆液搅拌器8的搅拌后迅速均匀扩散溶解到浆液中，浆液中亚硫酸钙被射入的微纳米气泡高效强制氧化，最终以石膏的方式排出脱硫系统外。
本实用新型采用的减压释气元件19的结构呈管状，其结构见图3所示，它包括进口段20、缩孔段21以及扩散段22，缩孔段21的孔径小于进口段20和扩散段22，扩散段22的内径可以与进口段20的内径相同。
减压释气元件19的结构也可以设置为图4所示的形状，即扩散段22和进口段20的形状呈相对设置，扩散段22和进口段20分别包括喇叭形管段以及直形管段，喇叭形管段与缩孔段21相接。
减压释气元件19的结构也可以设置为图5所示的形状，其结构与图4基本相同，区别仅在于扩散段22的全程管段呈喇叭形。
本实用新型采用的减压释气元件19的主要作用是：加压后的气水混合物流经减压释气元件19的缩孔段21时，因压力迅速降低从而使得溶解的氧化风重新释放到脱硫废水中，形成脱硫强制氧化所需的大量尺度在微纳米级别的气泡。
本实用新型系统在工作时，含硫烟气经烟气入口1进入脱硫塔内部，经过喷淋层4循环喷淋浆液逆向接触洗涤后，原烟气中的SO2被石灰石浆液捕集生成亚硫酸钙进入到浆液池2中，净烟气经除雾器5除雾后，通过烟囱排入大气。
在微纳米气泡发生装置13中，氧化风经氧化风机14输送到加压溶气泵17内，通过压力传感器18反馈的信号控制氧化风流量调节阀16的开度，进而调节氧化风量；来自旋流器10和真空皮带过滤机11的脱硫工艺废水通过管道引入工艺废水罐12储存，通过过滤元件15过滤后将工艺废水与氧化风一同输送到加压溶气泵17中增压，经加压溶气泵增压后流经泵出口的减压释气元件19时，在工艺废水中生成大量尺度在微纳米级的气泡；在微纳米气泡喷嘴7及浆液搅拌器8的协同作用下将微纳米气泡发生系统生成的大量微纳米气泡射入并迅速均匀扩散溶解到浆液中，浆液池中的亚硫酸钙进而被微纳米气泡高效氧化生成高品质的石膏副产物。
以上所述之实施例只是本实用新型的较佳实施方式而己，并非用来限制本实用新型实施范围，如权利要求书所记载的内容，在不脱离本实用新型主要思想情况下进行的各种变更，均包括于本实用新型申请专利范围内。
Claims (5)
1.湿法脱硫塔超细微纳米气泡氧化系统，包括微纳米气泡发生装置、浆液池、微纳米气泡喷嘴、浆液搅拌器及系统控制器，微纳米气泡喷嘴和浆液搅拌器安装在浆液池内，其特征在于，所述微纳米气泡发生装置主要由氧化风机、氧化风流量调节阀、过滤元件、加压溶气泵和减压释气元件构成，氧化风机的出口管路与过滤元件的出口管路并联后连接加压溶气泵，加压溶气泵的输出端与减压释气元件的进口连接，减压释气元件的出口连接微纳米气泡喷嘴，氧化风流量调节阀安装在氧化风机的出口管路上；氧化风机提供氧化风，过滤元件将工艺废水过滤后与氧化风一同被吸入到加压溶气泵中，经加压溶气泵增压后流经减压释气元件时，生成大量尺度在微纳米级的气泡。
2.根据权利要求1所述湿法脱硫塔超细微纳米气泡氧化系统，其特征在于，所述微纳米气泡发生装置，在加压溶气泵与减压释气元件之间设置有压力传感器，系统控制器根据压力传感器反馈的信号调节氧化风流量调节阀的开度，从而控制氧化风的进气量。
3.根据权利要求1或2所述湿法脱硫塔超细微纳米气泡氧化系统，其特征在于，所述减压释气元件呈管状，它包括进口段、缩孔段以及扩散段，缩孔段的内径小于进口段和扩散段的内径，进口段与加压溶气泵的输出端连接，扩散段与微纳米气泡喷嘴相连接。
4.根据权利要求1或2所述湿法脱硫塔超细微纳米气泡氧化系统，其特征在于，所述浆液池内配置有3～6组微纳米气泡喷嘴及浆液搅拌器，每组浆液搅拌器对应置于微纳米气泡喷嘴的下方。
5.根据权利要求1或2所述湿法脱硫塔超细微纳米气泡氧化系统，其特征在于，过滤元件所需的工艺废水主要来自旋流器的上清液以及真空皮带过滤机的滤液，真空皮带过滤机与旋流器的底部出口相连接，旋流器的进口与浆液池之间经泵连接。
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| CN106823752A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-06-13 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种新型液相氧化吸收脱硝方法及系统 |
| CN107441900A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-12-08 | 大唐东北电力试验研究所有限公司 | 微气泡悬浮式高效湿法脱硫浆液氧化系统 |
| CN109966785A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-05 | 北京国电龙源环保工程有限公司 | 一种脱硫浆液泡沫处理系统及其工作方法 |
| CN111068515A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-28 | 东华大学 | 空气微纳米气泡间接催化氧化柴油车尾气污染物的装置 |
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2016
- 2016-07-13 CN CN201620736261.4U patent/CN205948655U/zh active Active
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