CN207221671U - 一种节能环保的石灰石‑石膏湿法烟气脱硫塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于废气脱硫技术领域，提出了一种节能环保的石灰石‑石膏湿法烟气脱硫系统，包括吸收塔，吸收塔上设置有烟气进口和出气口，吸收塔内的上部设置有喷淋层，喷淋层包括从上至下依次设置的上喷淋层、中间喷淋层、下喷淋层，上喷淋层、中间喷淋层、下喷淋层均包括喷淋管。本实用新型解决了浆液循环泵能耗与脱硫效率之间的协同配合问题，降低了浆液循环泵的能耗，同时保证了脱硫系统效率，还大幅减少了运行人员频繁启、停浆液循环泵操作。解决并避免了浆液循环泵变频改造后容易出现的管道堵塞的技术难题，同时也通过改进吸收塔浆液pH测量，解决了脱硫吸收塔内浆液pH分布与测量的技术问题。

Description

一种节能环保的石灰石-石膏湿法烟气脱硫塔

技术领域

本实用新型属于废气脱硫技术领域，涉及一种石灰石-石膏湿法烟气脱硫塔。

背景技术

电厂脱硫系统原有技术较为粗放，近期进行的超低排放改造主要针对SO₂的达标排放，脱硫系统同时满足降低耗电率和达标排放的协同精准控制的技术急需发展。原有的浆液循环泵变频改造技术中，不能起到明显节能效果、不能降低运行人员操作强度的效果，不能解决变频浆液循环泵运行中管道容易堵塞的问题。

实用新型内容

本实用新型提出一种节能环保的石灰石-石膏湿法烟气脱硫塔，解决了现有技术中的上述问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种节能环保的石灰石-石膏湿法烟气脱硫塔，包括

吸收塔，所述吸收塔上设置有烟气进口和出气口，所述吸收塔内的上部设置有喷淋层，所述喷淋层包括从上至下依次设置的上喷淋层、中间喷淋层、下喷淋层，

所述上喷淋层、所述中间喷淋层、所述下喷淋层均包括喷淋管，(此部分内容需与权利要求书一致，将指出的修改移至了具体实施方式)

所述喷淋管上设置有向下和/或向上喷淋的喷淋头，所述吸收塔的底部为循环喷淋浆液，

所述上喷淋层、所述下喷淋层均通过工频浆液循环泵和管路与所述循环喷淋浆液连接，所述中间喷淋层通过变频浆液循环泵和管路与所述循环喷淋浆液连接。

作为进一步的技术方案，所述上喷淋层包括上下依次设置的顶层喷淋层和次顶层喷淋层。

作为进一步的技术方案，所述变频浆液循环泵通过减速机与电机连接，所述减速机为通过外置油泵单独供油的减速机，外置式油泵为单独电机供油的外置式油泵。

作为进一步的技术方案，所述循环喷淋浆液中还设置有与脉冲泵连接的脉冲喷头。

作为进一步的技术方案，还包括浆液pH计和氧化风管，所述氧化风管通风至所述循环喷淋浆液内，所述浆液pH计的取样管伸入至所述循环喷淋浆液内，所述浆液pH计的取样管设置在低于所述氧化风管的位置，并与所述循环喷淋浆液连通。。

作为进一步的技术方案，所述氧化风管通过管道与吸收塔外部的氧化风机连接，所述氧化风管上设置有用于向所述循环喷淋浆液中喷入空气的开孔。

本实用新型使用原理及有益效果为：

吸收塔中的喷淋层包括从上至下依次设置的上喷淋层、中间喷淋层、下喷淋层，浆液循环泵进行变频改造，确定较优的改造方案时，创造性的发现同一台吸收塔全部浆液循环泵都改为变频控制不一定是最优方案(只有当所有浆液循环泵提供的扬程在对应喷淋层喷嘴处超过0.05Mpa较多时，全部浆液循环泵都改为变频控制才是最优方案)，一台吸收塔只对一台浆液循环泵进行变频改造，则总的浆液循环量调节范围较小，收益未能最大化，同时仍需频繁启停浆液循环泵来保证烟气达标排放，运行人员仍有较大操作负担。对同一吸收塔约半数的浆液循环泵进行变频改造为变频浆液循环泵，上喷淋层、下喷淋层均为工频浆液循环泵可以起到基本脱硫作用，中间喷淋层应用变频浆液循环泵可以应对负荷及原烟气SO₂浓度变化，可以获得最佳投资回报。变频改造时选取吸收塔中间喷淋层对应的浆液循环泵，在负荷变化大、超过变频泵调节范围时，可以通过上喷淋层、下喷淋层的工频浆液循环泵的运行方式切换来满足烟气排放要求，使调节手段更加灵活多样、更加经济，正常运行中变频浆液循环泵投入自动，通过调节变频浆液循环泵转速、流量来控制净烟气SO₂排放浓度，可很好的降低脱硫耗电率，为净烟气SO₂排放浓度控制增加了一个有效的调整手段。因此上喷淋层、下喷淋层均通过工频浆液循环泵和管路与循环喷淋浆液连接，中间喷淋层通过变频浆液循环泵和管路与循环喷淋浆液连接的设置形式取得了很好的预料不到的技术效果。

为进一步降低其他设备的耗电率，创造性的发现并提出了氧化风机的运行控制方式：氧化风机为二运一备设置形式，可以实施运行策略优化，当原烟气SO₂实际浓度×锅炉实际蒸发量降至原烟气SO₂设计浓度×锅炉设计蒸发量的一半，且连续这种工况超过1小时，则连锁停运一台氧化风机，保持单台氧化风机运行；当原烟气SO₂实际浓度×锅炉实际蒸发量超过原烟气SO₂设计浓度×锅炉设计蒸发量的一半，且连续这种工况超过1小时，则连锁启动氧化风机，保持两台氧化风机运行。该方法能保证吸收塔浆液和石膏品质，同时降低脱硫耗电率。

为进一步优化脱硫运行，提出了喷淋循环浆液pH值控制方法。由于石灰石从吸收塔下部加入造成循环喷淋浆液下层的pH值较高；循环喷淋浆液经喷淋层喷头喷出后与烟气中的SO₂反应造成循环喷淋浆液上层的pH值较低，因此同一吸收塔内不同标高处循环喷淋浆液的pH测量值分布不均匀。吸收塔内氧化风管区域pH值维持稳定合理数值对于维持较高石膏、浆液品质具有重要作用。氧化风管区域pH值过高石膏品质下降；pH值过低需要增加循环浆液数量才能满足脱硫效率要求，厂用电率会升高。因此合理的pH计取样管开口位置为吸收塔氧化风管区域。通过维持该区域pH值5.4-5.6可以获得较好的石膏品质并维持较低的脱硫耗电率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图中：1-吸收塔，2-烟气进口，3-出气口，4-喷淋层，41-上喷淋层，411-顶层喷淋层，412-次顶层喷淋层，42-中间喷淋层，43-下喷淋层，5-喷淋管，6-喷淋头，7-循环喷淋浆液，8-工频浆液循环泵，9-变频浆液循环泵，10-脉冲泵，11-脉冲喷头，12-浆液pH计，13-氧化风管，14-氧化风机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提出的一种节能环保的石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统，包括

吸收塔1，吸收塔1上设置有烟气进口2和出气口3，吸收塔1内的上部设置有喷淋层4，喷淋层4包括从上至下依次设置的上喷淋层41、中间喷淋层42、下喷淋层43，

上喷淋层41、中间喷淋层42、下喷淋层43均包括喷淋管5，

所述喷淋管上设置有向下喷淋的喷淋头或向上、向下双向喷淋的喷淋头，所述吸收塔的底部为循环喷淋浆液，

上喷淋层41、下喷淋层43均通过工频浆液循环泵8和管路与循环喷淋浆液7连接，中间喷淋层42通过变频浆液循环泵9和管路与循环喷淋浆液7连接。

本实施例中，吸收塔1中的喷淋层4包括从上至下依次设置的上喷淋层41、中间喷淋层42、下喷淋层43，浆液循环泵进行变频改造，确定较优的改造方案时，创造性的发现同一台吸收塔1全部浆液循环泵都改为变频控制不一定是最优方案(只有当所有浆液循环泵提供的扬程在对应喷淋层喷嘴处超过0.05Mpa较多时，全部浆液循环泵都改为变频控制才是最优方案)，一台吸收塔1只对一台浆液循环泵进行变频改造，则总的浆液循环量调节范围较小，收益未能最大化，同时仍需频繁启停浆液循环泵来保证烟气达标排放，运行人员仍有较大操作负担。对同一吸收塔约半数的浆液循环泵进行变频改造为变频浆液循环泵9，上喷淋层41、下喷淋层43均为工频浆液循环泵8可以起到基本脱硫作用，中间喷淋层42应用变频浆液循环泵9可以应对负荷及原烟气SO₂浓度变化，可以获得最佳费效比。变频改造时选取吸收塔中间喷淋层42对应的浆液循环泵，在负荷变化大、超过变频泵调节范围时，可以通过上喷淋层41、下喷淋层43的工频浆液循环泵8的切换来满足烟气排放要求，使调节手段更加灵活多样、更加经济，正常运行中变频浆液循环泵9投入自动，通过调节变频浆液循环泵9转速、流量来控制净烟气SO₂排放浓度，可很好的降低脱硫耗电率，为净烟气SO₂排放浓度控制增加了一个有效的调整手段。因此上喷淋层41、下喷淋层43均通过工频浆液循环泵8和管路与循环喷淋浆液7连接，中间喷淋层42通过变频浆液循环泵9和管路与循环喷淋浆液7连接的设置形式取得了很好的预料不到的技术效果。

本实施例中，由于中间喷淋层42的多台浆液循环泵变频改造为变频浆液循环泵9，浆液循环量的调节范围较大，可以在较大范围内调节净烟气SO₂排放浓度，减少了浆液循环泵启停次数，同时减少了运行人员的启停泵操作，也减少了浆液循环泵启停对电机和泵的损伤。由于调节范围较大且投入自动，有利于将净烟气SO₂排放浓度小时均值控制在自动装置的设定数值附近，实现精准控制。在空气重污染预警需要电厂将SO₂排放浓度进一步下降时，只需将自动装置的设定数值进行相应改变即可。通过浆液循环泵变频改造方案优化，上喷淋层41、下喷淋层43均为工频浆液循环泵8，在负荷或原烟气SO₂浓度变化较大，超过变频泵调节范围时，可以切换工频泵运行方式，使改造费用低、系统调节更加灵活。同时通过确定变频浆液循环泵9的安全运行区间，保证了变频浆液循环泵9的运行安全，能有效的防止喷淋层4，浆液循环泵出、入口管道沉积石膏。

本实施例中，发明人还发现现有技术没有解决浆液循环泵变频改造后如何防止喷淋层、变频泵出、入口管道如何防止堵塞的问题。浆液循环泵如果转速、流量过低，会造成泵的出入口管道、喷淋层管道逐渐沉积石膏甚至造成管道堵塞，这是浆液循环变频改造的最大风险。堵塞问题一旦出现，可能会造成净烟气SO₂排放浓度过高，且清除堵塞较为困难。发明人通过以下方法进行防堵塞：(1)确定变频浆液循环泵合理的转速区间，防止泵出口管道和喷淋层4堵塞。确定合理转速范围的具体做法：浆液循环泵变频改造后脱硫系统投运前，吸收塔维持正常液位，打开吸收塔1的喷淋层4相应人孔门，启动浆液循环泵逐步增加浆液循环泵转速，观察喷淋层4喷嘴能向上喷出350-400mm高的浆液时，即可维持喷淋层不堵塞，对应转速确定为变频泵最低可运行转速，限制泵的运行转速区间为该转速至额定转速。确定最低转速时还应观察浆液循环泵振动无超标情况。(2)变频浆液循环泵运行中吸收塔1中循环喷淋浆液7的液位需维持正常范围，否则浆液循环泵流量将下降，容易造成管道堵塞。(3)维持吸收塔1中循环喷淋浆液7密度不高于1130kg/m³，密度越高越容易造成管道堵塞。(4)正常运行中每个班保持浆液循环泵以额定转速运行10分钟，对可能形成的石膏沉积进行冲洗。(5)改造完毕运行一段时间后，待脱硫装置停运时，打开喷淋层处人孔门，启动变频泵，观察喷淋层各喷嘴喷浆液情况是否一致，确定有无堵塞、是否需要变更该泵最低转速。

进一步，变频浆液循环泵9通过减速机与电机连接，减速机为通过外置油泵单独供油的减速机，外置式油泵为单独电机供油的外置式油泵。

本实施例中，变频浆液循环泵9如通过减速机传动，变频改造中应注意是否由减速机主轴带动的内置油泵供油，如属于这种情况应改造为外置式油泵由单独电机带动供油，否则减速机转速下降时供油将恶化，因而很好的解决了减速机转速下降供油将恶化的问题。

本实施例中，氧化风机为二运一备设置形式，可以实施很好的运行策略优化：当原烟气SO₂实际浓度×锅炉实际蒸发量降至原烟气SO₂设计浓度×锅炉设计蒸发量的一半，且连续这种工况超过1小时，则连锁停运一台氧化风机，保持单台氧化风机运行；当原烟气SO₂实际浓度×锅炉实际蒸发量超过原烟气SO₂设计浓度×锅炉设计蒸发量的一半，且连续这种工况超过1小时，则连锁启动氧化风机，保持两台氧化风机运行。该方法能保证吸收塔浆液和石膏品质，同时降低脱硫耗电率。

进一步，还包括浆液pH计12和氧化风管13，氧化风管13通风至循环喷淋浆液7内，浆液pH计12的取样管伸入至循环喷淋浆液7内，浆液pH计12的取样管设置在低于氧化风管13的位置，并与循环喷淋浆液7连通。

进一步，氧化风管13通过管道与吸收塔外部的氧化风机14连接，氧化风管13上设置有用于向循环喷淋浆液7中喷入空气的开孔。

本实例中，浆液pH计12取样位置为吸收塔氧化风管13区域，通过管路连接至pH测量仪表，并排至吸收塔区域集水池，用于监视吸收塔氧化风管13区域pH值，保证石膏和循环浆液的品质。通过维持该区域pH值5.4-5.6可以获得较好的石膏品质并维持较低的脱硫耗电率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种节能环保的石灰石-石膏湿法烟气脱硫塔，其特征在于，包括吸收塔(1)，所述吸收塔(1)上设置有烟气进口(2)和出气口(3)，所述吸收塔(1)内的上部设置有喷淋层(4)，所述喷淋层(4)包括从上至下依次设置的上喷淋层(41)、中间喷淋层(42)、下喷淋层(43)，

所述上喷淋层(41)、所述中间喷淋层(42)、所述下喷淋层(43)均包括喷淋管(5)，

所述喷淋管(5)上设置有向下和/或向上喷淋的喷淋头(6)，所述吸收塔(1)的底部为循环喷淋浆液(7)，

所述上喷淋层(41)、所述下喷淋层(43)均通过工频浆液循环泵(8)和管路与所述循环喷淋浆液(7)连接，所述中间喷淋层(42)通过变频浆液循环泵(9)和管路与所述循环喷淋浆液(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种节能环保的石灰石-石膏湿法烟气脱硫塔，其特征在于，所述上喷淋层(41)包括上下依次设置的顶层喷淋层(411)和次顶层喷淋层(412)。

3.根据权利要求1所述的一种节能环保的石灰石-石膏湿法烟气脱硫塔，其特征在于，所述变频浆液循环泵(9)通过减速机与电机连接，所述减速机为通过外置油泵单独供油的减速机，外置式油泵为单独电机供油的外置式油泵。

4.根据权利要求1所述的一种节能环保的石灰石-石膏湿法烟气脱硫塔，其特征在于，所述循环喷淋浆液(7)中还设置有与脉冲泵(10)连接的脉冲喷头(11)。

5.根据权利要求1所述的一种节能环保的石灰石-石膏湿法烟气脱硫塔，其特征在于，还包括浆液pH计(12)和氧化风管(13)，所述氧化风管(13)通风至所述循环喷淋浆液(7)内，所述浆液pH计(12)的取样管伸入至所述循环喷淋浆液(7)内，所述浆液pH计(12)的取样管设置在低于所述氧化风管(13)的位置，并与所述循环喷淋浆液(7)连通。

6.根据权利要求5所述的一种节能环保的石灰石-石膏湿法烟气脱硫塔，其特征在于，所述氧化风管(13)通过管道与吸收塔外部的氧化风机(14)连接，所述氧化风管(13)上设置有用于向所述循环喷淋浆液(7)中喷入空气的开孔。