CN208742240U

CN208742240U - 一种电石渣高效脱硫系统

Info

Publication number: CN208742240U
Application number: CN201821308669.7U
Authority: CN
Inventors: 张军梅; 李玉萍; 刘羽
Original assignee: Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Corp Ltd
Current assignee: Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Corp Ltd
Priority date: 2018-08-14
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2019-04-16
Anticipated expiration: 2028-08-14

Abstract

本实用新型公开了一种电石渣高效脱硫系统，包括烟气系统，烟气系统与高效脱硫吸收塔系统的进口连接，电石渣浆液制备供应系统与也与高效脱硫吸收塔系统连接，高效脱硫吸收塔系统的输出与石膏脱水系统连接；电石渣浆液制备供应系统包括电石渣堆料间，电石渣堆料间与电石渣溶解池之间设有电动抓斗，电石渣溶解池的尾部与沉淀泵坑之间设有溢流墙；沉淀泵坑内设有电石渣提升泵，电石渣提升泵与电动滚筒筛连接；电动滚筒筛的下部设有电石渣浆液箱。电石渣溶解池内设有电石渣溶解池搅拌器，防止浆液沉积。电石渣溶解池尾部设有溢流墙和沉淀泵坑，沉淀去除不溶性的杂质，从源头控制电石渣浆液的品质。

Description

一种电石渣高效脱硫系统

技术领域

本实用新型涉及电石渣脱硫技术领域，尤其涉及一种电石渣高效脱硫系统。

背景技术

目前国内电厂普遍采用较为成熟的石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，石灰石脱硫剂成本高，发电企业压力大，采用电石渣代替石灰石作为脱硫吸收剂可有效降低运行成本，可实现以废治废，提高企业经济效益，但目前的电石渣脱硫系统中电石渣浆液的活性查，设备管道磨蚀严重等问题。

在常规大机组湿法烟气脱硫系统中，吸收塔是核心设备，提高其使用寿命和可靠性有着极其重要的意义，尤其在目前国内均取消烟气旁路、日益严格的监管环境下，而吸收塔防腐形式正是影响其使用寿命和可靠性的关键因素。

吸收塔防腐形式主要有碳钢本体内衬有机材料防腐，由于这样易发生溶胀、鼓泡、分层、剥离、脱粘、龟裂等物理腐蚀破坏现象，造成吸收塔防腐停炉修补，修补过程中易起火，造成事故及损失。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供了一种电石渣高效脱硫系统，确保了电石渣浆液的活性，解决了设备管道磨蚀严重的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电石渣高效脱硫系统，包括烟气系统，所述烟气系统与高效脱硫吸收塔系统的进口连接，电石渣浆液制备供应系统与也与所述高效脱硫吸收塔系统连接，所述高效脱硫吸收塔系统的输出与石膏脱水系统连接；

所述电石渣浆液制备供应系统包括电石渣堆料间，所述电石渣堆料间与电石渣溶解池之间设有电动抓斗，所述电石渣溶解池的尾部与沉淀泵坑之间设有溢流墙；

所述沉淀泵坑内设有电石渣提升泵，所述电石渣提升泵与电动滚筒筛连接；

所述电动滚筒筛的下部设有电石渣浆液箱。

所述高效脱硫吸收塔系统中的吸收塔包括顶板，顶板下部连接吸收塔烟气出口段，吸收塔烟气出口段通过第一吸收区侧壁和第二吸收区侧壁连接吸收塔烟气入口段，吸收塔烟气入口段下部连接吸收塔变径段，吸收塔变径段的下部通过第一浆池侧壁和第二浆池侧壁连接底板；

吸收塔底板、第二浆池侧壁、第二吸收区侧壁吸收塔烟气入口段底部、顶部及侧壁贴衬第一合金板；

除吸收塔底板、第二浆池侧壁、第二吸收区侧壁、吸收塔烟气入口段底部、顶部及侧壁外的其他部位贴衬第二合金板；

吸收塔内所有支撑结构外表面也贴衬有所述第二合金板；

吸收塔侧壁接管DN150以上管口及人孔门内部贴衬所述第二合金板，范围从吸收塔内壁至法兰凸缘。

所述电石渣溶解池上设有格栅网。

所述电石渣溶解池内设有电石渣溶解池搅拌器。

所述溢流墙的高度低于所述电石渣溶解池的高度。

所述电动抓斗与电石渣溶解池之间还设有螺旋称重皮带输送机。

所述电石渣浆液箱通过电石渣浆液泵连接所述高效脱硫吸收塔系统。

所述电石渣溶解池还与工艺水补水系统连接。

所述电石渣溶解池的上部设有排气装置，所述电石渣浆液箱的上部也设有排气装置。

所述高效脱硫吸收塔系统中的吸收塔内部采用全合金贴衬，提高了电石渣脱硫系统的可靠性。

本实用新型的有益效果是：

1、电石渣溶解池内设有电石渣溶解池搅拌器，防止浆液沉积。

2、电石渣溶解池尾部设有溢流墙和沉淀泵坑，沉淀去除不溶性的杂质，从源头控制电石渣浆液的品质。

3、电石渣溶解池内设置的电石渣提升泵将浆液送入电动滚筒筛，进一步去除粒径较小的不溶性杂质，保证浆液活性。

4、通过电动抓斗将堆放于电石渣堆料间的电石渣泥送入螺旋称重皮带输送机精确称量，实现了电石渣浆液高品质精确计量，保证系统运行稳定可靠。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为电石渣浆液制备供应系统的结构示意图；

图3为本实用新型工艺的流程图；

图4为第一块合金板定位焊示意图；

图5为塞孔焊的焊接示意图；

图6为合金板搭接示意图；

图7为侧面合金板搭接示意图；

图8为顶板合金板搭接示意图；

图9为地板合金板搭接示意图；

图10为吸收塔的结构示意图。

其中，1.沉淀泵坑，2.电动滚筒筛，3.电石渣堆料间，4.电动抓斗，5.电石渣溶解池搅拌器，6.电石渣溶解池，7.电石渣提升泵，8.格栅网，9.溢流墙，10.吸收塔，11.电石渣浆液泵，12.电石渣浆液箱；

10.1.顶板，10.2.吸收塔烟气出口段，3.1第一吸收区侧壁，3.2第二吸收区侧壁，3.3第一浆池区侧壁，3.3第二浆池区侧壁，10.4.吸收塔烟气入口段，10.5.吸收塔变径段，10.6.吸收塔加固肋，10.7.底板，10.8.塞孔焊，10.9.定位焊。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，一种电石渣高效脱硫系统，包括烟气系统，所述烟气系统与高效脱硫吸收塔系统的进口连接，电石渣浆液制备供应系统与也与所述高效脱硫吸收塔系统连接，所述高效脱硫吸收塔系统的输出与石膏脱水系统连接；

如图2所示，所述电石渣浆液制备供应系统包括电石渣堆料间3，所述电石渣堆料间3与电石渣溶解池5之间设有电动抓斗4，所述电石渣溶解池5的尾部与沉淀泵坑1之间设有溢流墙9；

所述沉淀泵坑1内设有电石渣提升泵7，所述电石渣提升泵7与电动滚筒筛2连接；

所述电动滚筒筛2的下部设有电石渣浆液箱12。

本系统的整体工作原理：电石渣是一种钙基脱硫剂，强碱性，pH>12，其主要成分是Ca(OH)₂，能与SO₂迅速反应，以达到脱硫的目的。电石渣脱硫的过程是除尘处理后的烟气通过烟气系统中的引风机送入高效脱硫吸收塔系统内，电石渣浆液制备供应系统配制好的电石渣浆液通过循环浆液泵从吸收塔浆池送至塔内喷淋系统，与烟气在高效脱硫吸收塔系统内逆流接触反应，吸收烟气中的SO₂生成亚硫酸钙，在吸收塔循环浆池中利用氧化空气进一步氧化成硫酸钙。浆池内10-15wt％的石膏浆液由石膏排出泵排出，送入石膏脱水系统。

电石渣脱硫与石灰石脱硫比较，具有反应快、吸收SO₂效果好、脱硫效率高、抗冲击性复合能力强的优点，不易发生溶解的抑制或闭塞。但同时具有氧化效果差、石膏脱水难、系统易堵塞等缺点，严重时脱水机的滤布会完全堵塞，系统运行可靠性差。因此本专利通过采取措施，解决常规电石渣脱硫系统存在的诸多问题，提高其高效性、可靠性。

烟气由锅炉引风机送入吸收塔内，自下而上流动与喷淋层喷射向下的电石渣浆液滴发生反应，洗涤SO₂、SO₃、HF、HCl等有害气体。电石渣浆液制备供应系统制成的新电石渣浆液加入吸收塔浆池，与浆液池中已经生成的石膏浆液混合，由吸收塔循环浆液泵将浆液向上输送到喷淋层。从高效雾化喷嘴喷出的浆液在喷淋作用下形成很细的雾状液滴，在塔内产生高效充分的气-液-固接触。在吸收塔底部区域，氧化风机供给的空气通过布置在浆池内的曝气管道进入塔内，在搅拌器的作用下把亚硫酸钙氧化成石膏(CaSO₄·2H₂O)，石膏浆液通过石膏排出泵送至水力旋流器和真空皮带过滤机脱水，使其含水量小于10％，然后输送至石膏库房堆放。

所述电动抓斗4设有至少一个，图中给出了两个。

所述电石渣溶解池6上设有格栅网8。

所述电石渣溶解池6内设有电石渣溶解池搅拌器5。

所述溢流墙9的高度低于所述电石渣溶解池6的高度。

所述电动抓斗4与电石渣溶解池6之间还设有螺旋称重皮带输送机。

所述电石渣浆液箱12通过电石渣浆液泵11连接吸收塔10。

所述电石渣溶解池6还与工艺水补水系统连接。

电石渣浆液制备供应系统为公用系统，包括电石渣储存系统、电石渣浆液预处理系统、电石渣浆液供应系统等，采用电石渣溶解池、旋转振动筛和电石渣浆液箱三级供浆，其中本实用新型提供的电石渣浆液预处理系统采取了三级处理，确保了电石渣浆液的活性，解决了设备管道磨蚀严重等问题，实现了电石渣浆液高品质精确计量，保证系统运行稳定可靠。

三级处理包括：

a、电石渣泥堆放于电石渣堆料间3，通过电动抓斗4送入螺旋称重皮带输送机精确称量，之后送入电石渣溶解池6，电石渣溶解池6入口处安装格栅网8过滤，将电石渣内的大颗粒杂质去除。

b、电石渣送入电石渣溶解池6内，通过添加滤液水制成浓度50％的电石渣浆液，滤液水管道上设有流量计以便精确控制。电石渣溶解池6内设有电石渣溶解池搅拌器5，防止浆液沉积。尾部设有溢流墙9和沉淀泵坑1，沉淀去除不溶性的杂质，从源头控制电石渣浆液的品质。

C、电石渣溶解池6内设置的电石渣提升泵7将浆液送入电动滚筒筛2，进一步去除粒径较小的不溶性杂质，主要为SIO₂和焦炭颗粒，保证浆液活性，过滤后的浆液进入电石渣浆液箱12。

浓度15％左右的电石渣浆液，通过电石渣浆液泵11输送到吸收塔10，采用变频调节供浆，根据脱硫系统进出口SO2浓度和吸收塔浆池pH值、负荷变化直接通过变频调节电石渣供浆量。

为避免电石渣浆液池或箱中产生的乙炔气聚集爆炸，将电石渣溶解池和电石渣浆液箱布置于室外，上部设置多处大孔径排气装置，有效疏散乙炔气，避免乙炔气聚集。

实现单塔模式下的高脱硫效率的方案：

对于燃用高硫煤的项目，为满足超低排放标准要求，需要达到超高的脱硫效率，其关键包括了采用高液位变径吸收塔，每个吸收塔内设置6层改进型喷淋层，1套高效氧化曝气装置，5台搅拌器进行分区搅拌，喷淋层上部设置合金除雾器设备。每个吸收塔设6台循环浆液泵，3台离心式氧化风机(两用一备)，2台石膏浆液排出泵(两用一备)。

每层喷淋层贴壁布置90°实心圆锥喷嘴，其余布置120°中空圆锥喷嘴，最上层布置单向双头喷嘴，其余层布置双向喷嘴，有效保证了重叠率和雾化效果。采用新型喷嘴卡箍固定装置，凹槽卡箍固定方式，避免喷嘴脱落。

浆池区域内布置高效曝气装置，优化曝气管、送风孔数量、曝气管道布置高度、开孔直径、开孔率、流速、喷孔角度等设计参数，提高氧传递效率和氧化效果。

吸收塔内部采用全合金贴衬，可保证喷嘴贴吸收塔壁布置，有效避免了烟气逃逸，提高脱硫效率；如图10所示，包括顶板10.1，顶板10.1下部连接吸收塔烟气出口段10.2，吸收塔烟气出口段10.2通过第一吸收区侧壁3.1和第二吸收区侧壁3.2(底层喷淋层中心线下方2.0m至顶层喷淋层中心线上方1.0m)连接吸收塔烟气入口段10.4，吸收塔烟气入口段10.4下部连接吸收塔变径段10.5，吸收塔变径段10.5的下部设有吸收塔加固肋10.6，吸收塔变径段10.5的下部通过第一浆池侧壁3.3和第二浆池侧壁3.4(底板向上2m高侧壁)连接底板10.7。

吸收塔内采用全合金贴衬，同时喷淋区域采取合金贴衬后，改变了贴壁区域喷嘴的布置，可在不使用贴壁增效环的情况下，防止烟气短路的发生，确保了99.5％以上的脱硫效率。

全合金贴衬防腐吸收塔装置，壳体采用钢板Q235为基层，塔内不同区域采用厚度为2mm的C276或1.4529合金薄板贴衬。

吸收塔底板、第二浆池侧壁、第二吸收区侧壁贴衬第一合金板(2mm厚C276钢板，燃用低硫煤、塔内浆液中氯离子控制在40000ppm以下时可采用1.4529)，吸收塔烟气入口段底部、顶部及侧壁贴衬第一合金板；

除吸收塔底板、第二浆池区侧壁、第二吸收区侧壁、吸收塔烟气入口段底部、顶部及侧壁外的其他部位贴衬第二合金板(2mm厚1.4529钢板)；

吸收塔内所有支撑结构外表面也贴衬有所述第二合金板(2mm厚1.4529钢板)；

吸收塔侧壁接管DN150以上管口及人孔门内部贴衬所述第二合金板(2mm厚1.4529钢板)，范围从吸收塔内壁至法兰凸缘。

吸收塔侧壁接管DN150及以下管口和相应法兰采用1.4529材料制造。

两块合金板之间为搭接，合金板之间搭接量不小于30mm。

侧面合金板的搭接方向为：上搭下，如图9所示。

顶板合金板的搭接方向为：与介质流向一致，如图10所示。

底板合金板的搭接方向为：与排水坡度一致，如图9所示。

吸收塔底板与侧壁通过角钢贴焊连接，搭接长度不小于50mm。

每块合金板的中间通过塞孔焊与吸收塔连接，边缘通过定位焊连接。塞孔焊沿塞孔边有一道焊接，焊角高2mm，塞孔上也设有一小合金，该小合金与塞孔周边的合金之间通过焊接连接，如图10所示。

如图9所示，一种吸收塔全合金贴衬工艺，包括：

步骤一、进行打磨和喷砂，然后涂刷底涂料，具体包括：

步骤1.1、吸收塔钢基体表面平整，拐角处圆滑过渡，凸角面圆角半径大于5mm，凹角面大于10mm；局部(包括焊缝处)凹凸不平度小于3mm，且通过打磨后，壳体厚度必须大于设备设计的最小厚度；点蚀、裂缝、咬边、划痕、鳞皮等表面缺陷必须打磨清除，在需要的地方通过焊接加以修补，焊缝必须打磨得平整、光滑，并且不能夹有气孔；各种材质间的搭接长度不小于30mm，吸收塔底板与塔壁连接的缝隙处采用角钢贴焊，搭接长度不小于50mm。钢基体表面验收遵循DIN28053标准。

步骤1.2、对吸收塔钢基体表面进行喷砂处理，钢表面处理等级需符合德国标准DIN 28053和ISO8503-1除锈度的要求，达到Sa2¹/₂标准，即：喷砂至金属白色，完全清除氧化皮、锈及其它杂质，残留仅为斑点或条纹阴影，清除磨料、积灰。

步骤1.3、吸收塔壳体进行涂刷底涂料工序，所有喷砂后的基体表面采用吸尘器清除所有污物、灰尘和杂物，并采用白手套检查，满足要求后方可涂刷底涂料。粗糙度必须符合ISO8503-1的要求粗糙度RZ≥50μm。

步骤二、根据预先审定的吸收塔合金贴衬排版图下料，按规格尺寸编号区分开来，便于取用。

步骤三、对于合金板进行塞焊孔开孔，在板材的中心位置钻φ20的孔，间隔500mm。

进行第一块合金板安装，第一块合金板安装在天花板靠近棱角处，使用木锤或不锈钢锤等工具使合金板与基材紧密贴合，并经检查合格后进行定位焊，定位焊示意图如图10所示，外部为定位焊10.9，中间有塞孔焊10.8，定位焊缝均匀分布，高度不超过合金板厚度的2/3。

定位焊完成后进行塞孔焊，焊前检查贴紧度，塞孔焊的焊接示意图如图9所示，方法是沿塞孔边缘焊一道，焊角高2mm，然后在小孔上再贴一合金片，并在周围进行密封焊，密封焊的烟道内不得有穿堂风。为了使合金片与薄板紧密贴合，把塞焊焊缝余高打磨平整。

第一块合金板塞焊完成后，首先磨平定位焊缝(以保证两板贴合紧密)，然后进行第二块的搭接，薄板之间搭接量不小于30mm并左右错开，见图10。合金板的搭接方向为：侧面上搭下，见图9，顶板与介质流向一致，见图10，地板与排水坡度一致，见图9。

最后进行合金板的定位焊及塞孔焊，要求同第一块合金板。装配时使用木锤或不锈钢锤等工具使两合金薄板紧密贴合。以后合金板安装同第二块板。

步骤四、当吸收塔内的墙面(包括天花板、侧壁及底板)衬板贴妥后，进行棱角处理。将棱成型的薄板和焊角成型的薄板进行安装并实施密封焊。

步骤五、进行焊后清理及检验，用不锈钢丝轮或者不锈钢丝刷去除焊缝及周围回火色，将焊缝表面的熔渣及表面飞溅物清理干净，对可能存在的划伤、引弧点等应用细砂轮轻微打磨，合金表面的污染物可用丙酮清洗；对密封焊缝进行PT检查，按JB4730-2005I及合格，也可以进行气密性实验。

步骤六、对气孔、未熔合、咬边、凹坑等焊接缺陷进行标识并采用GTAW、GMAW或者SMAW焊接工艺进行返修，对小的低熔深缺陷可以采用重熔方式进行，对需要打磨的大的补焊区域可采用添丝方式进行返修，返修合格后对该区域进行PT检查。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims

1.一种电石渣高效脱硫系统，其特征是，包括烟气系统，所述烟气系统与高效脱硫吸收塔系统的进口连接，电石渣浆液制备供应系统与也与所述高效脱硫吸收塔系统连接，所述高效脱硫吸收塔系统的输出与石膏脱水系统连接；

所述电动滚筒筛的下部设有电石渣浆液箱。

2.如权利要求1所述的一种电石渣高效脱硫系统，其特征是，所述高效脱硫吸收塔系统中的吸收塔包括顶板，顶板下部连接吸收塔烟气出口段，吸收塔烟气出口段通过第一吸收区侧壁和第二吸收区侧壁连接吸收塔烟气入口段，吸收塔烟气入口段下部连接吸收塔变径段，吸收塔变径段的下部通过第一浆池侧壁和第二浆池侧壁连接底板；

吸收塔内所有支撑结构外表面也贴衬有所述第二合金板；

3.如权利要求1所述的一种电石渣高效脱硫系统，其特征是，所述电石渣溶解池上设有格栅网。

4.如权利要求1所述的一种电石渣高效脱硫系统，其特征是，所述电石渣溶解池内设有电石渣溶解池搅拌器。

5.如权利要求1所述的一种电石渣高效脱硫系统，其特征是，所述溢流墙的高度低于所述电石渣溶解池的高度。

6.如权利要求1所述的一种电石渣高效脱硫系统，其特征是，所述电动抓斗与电石渣溶解池之间还设有螺旋称重皮带输送机。

7.如权利要求1所述的一种电石渣高效脱硫系统，其特征是，所述电石渣浆液箱通过电石渣浆液泵连接所述高效脱硫吸收塔系统。

8.如权利要求1所述的一种电石渣高效脱硫系统，其特征是，所述电石渣溶解池还与工艺水补水系统连接。

9.如权利要求1所述的一种电石渣高效脱硫系统，其特征是，所述电石渣溶解池和电石渣浆液箱的上部设有排气装置。

10.如权利要求1所述的一种电石渣高效脱硫系统，其特征是，所述高效脱硫吸收塔系统中的吸收塔内部采用全合金贴衬。