CN210729151U - 一种半干法脱硫系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种半干法脱硫系统，包括锅炉、第一除尘器、烟道、脱硫塔、第二除尘器、烟囱、以及粉煤灰分配装置；粉煤灰分配装置包括第一管道，第一管道上设有第一阀门；补充仓，补充仓设有料位计；第二管道，第二管道上设有第二阀门；灰库；第三管道，第三管道上设有第三阀门；设于烟囱上的检测器；控制器，控制器根据料位计和检测器的信息控制第一阀门、第二阀门、第三阀门，使得第一除尘器排出的粉煤灰作为脱硫剂进入脱硫塔或经灰库外排。本实用新型提供的半干法脱硫系统设有粉煤灰分配装置，根据烟囱的排放数据与补充仓的料位数据控制不同管道上的阀门，进而将高温烟气中的粉煤灰加以利用，使其根据不同的生产情况进行相应处理。

Description

一种半干法脱硫系统

技术领域

本实用新型涉及环保设备技术领域，特别是涉及一种利用粉煤灰的半干法脱硫系统。

背景技术

我国一次能源以煤为主，煤粉在锅炉的炉膛中呈流化态燃烧，其中绝大部分可燃物都在炉内燃烧，同时产生含有SO₂等含硫气体的高温烟气，部分不燃物经锅炉尾部冷却后形成粉煤灰，粉煤灰是燃煤锅炉系统排出的主要固体废物，也存在于燃烧之后的高温烟气中。

由于SO₂等含硫气体会对自然生态环境、人类健康、工农业生产、建筑物及材料等方面造成严重的危害，出于国家节能减排的要求，含有SO₂等含硫气体的高温烟气必须经过脱硫处理，符合国家排放标准才能进行排放。

现有的锅炉系统常通过炉内脱硫和炉外脱硫进行二级脱硫，以排放符合国家排放标准的高温烟气。炉内脱硫常采用石灰石粉作为脱硫剂，石灰石喷入炉膛内，受热煅烧分解生成CaO，CaO与高温烟气中SO₂等含硫气体反应，从而脱硫；但在煅烧过程中，大量未反应的CaO会混入粉煤灰中，形成高钙粉煤灰，这种高钙粉煤灰随高温烟气排出炉外。

炉外脱硫的方法很多，根据脱硫产物的干湿形态分为湿法脱硫、干法脱硫、和半干法脱硫三种。湿法脱硫是以氢氧化钙等碱性浆液为脱硫剂，脱硫剂在吸收塔中与二氧化硫发生气液化学反应，虽然脱硫效率较高，但脱硫过程中防腐成本高、会产生大量废水，处理复杂，而且脱硫之后的烟气不易排放扩散；干法脱硫则是将干性脱硫剂加入炉内或喷入烟气中，脱硫剂与二氧化硫发生气固反应，虽然投资运行费用低，但脱硫效率也低；半干法脱硫则是脱硫剂以浆液的形式被喷入烟气中，吸收剂与二氧化硫发生气液化学反应的同时，浆滴水分全部蒸发，得到干态产物，由于半干法脱硫兼顾干法与湿法，既有湿法脱硫工艺反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法脱硫工艺无废水废液排放的优势，是目前脱硫工艺的重要发展方向。

现有的半干法脱硫工艺多数为：经过炉内脱硫的高温烟气通过第一除尘器将高温烟气中绝大部分的高钙粉煤灰除去，预除尘之后的烟气进入流化床脱硫塔二次脱硫，高温烟气中的SO₂、SO₃与Ca(OH)₂等脱硫剂反应生成CaSO₄、CaSO₃等而脱除。

经第一除尘器除去的高钙粉煤灰中CaO含量显著高于关于制砖和混凝土的国家标准，甚至高于砖和混凝土生产厂家的要求上限值，难以综合利用，若采用灰场贮存的方式进行处理，大量的CaO被浪费且污染环境；若用作脱硫塔的脱硫剂，一旦脱硫塔突然停机，大量的高钙粉煤灰难以及时处理；无论高钙粉煤灰如何处理，都要通过大量车辆进行运输，在运输过程中粉尘较多、处理量大、成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种半干法脱硫系统以解决现有技术处理高钙粉煤灰时需经大量车辆运输导致的粉尘较多、处理量大、成本高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种半干法脱硫系统，所述半干法脱硫系统包括锅炉、第一除尘器、烟道、脱硫塔、第二除尘器、烟囱、以及粉煤灰分配装置；所述锅炉、所述第一除尘器、所述烟道、所述脱硫塔、所述第二除尘器、所述烟囱顺次连接，所述锅炉排出携带粉煤灰的高温烟气，所述第一除尘器分离所述粉煤灰与所述高温烟气，所述高温烟气经所述烟道进入所述脱硫塔脱硫，脱硫后的高温烟气通过所述第二除尘器二次除尘，经所述烟囱排放；所述粉煤灰分配装置包括：连接所述第一除尘器的出灰口和所述烟道的第一管道，所述第一管道上设有第一阀门；与所述脱硫塔连接的补充仓，所述补充仓设有料位计；连接所述第一除尘器的出灰口和所述补充仓的第二管道，所述第二管道上设有第二阀门；与所述第一除尘器连接的灰库；连接所述第一除尘器的出灰口和所述灰库的第三管道，所述第二三管道上设有第三阀门；设于所述烟囱上的检测器，所述检测器检测所述烟囱出口的排放数据，所述排放数据包括所述高温烟气中二氧化硫含量和/或粉尘浓度；控制所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门的控制器，所述控制器与所述料位计、以及所述检测器连接，所述控制器根据所述料位计和所述检测器的信息控制所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门，使得所述第一除尘器排出的粉煤灰作为脱硫剂进入所述脱硫塔或经所述灰库外排。

进一步地，所述第一管道和/或所述第二管道和/或所述第三管道为气力输灰管道。

进一步地，所述第一阀门和/或所述第二阀门和/或所述第三阀门为截断阀。

进一步地，所述第一阀门和/或所述第二阀门和/或所述第三阀门为气动闸板阀。

进一步地，所述第一阀门和/或所述第二阀门和/或所述第三阀门为调节阀。

进一步地，所述第二除尘器的出灰口与所述灰库连接。

进一步地，所述第一除尘器为静电除尘器。

进一步地，所述第二除尘器为布袋除尘器。

相比于现有技术，本实用新型提供的半干法脱硫系统具有以下优势：

本实用新型提供的半干法脱硫系统设有粉煤灰分配装置，所述粉煤灰分配装置根据烟囱的排放数据与补充仓的料位数据利用控制器控制不同管道上的阀门，进而将高温烟气中的粉煤灰加以利用，使其根据不同的生产情况进行相应处理，即使脱硫塔突然停机，也能将粉煤灰及时处理；且处理粉煤灰时，全部通过管道自动控制输灰方向和输灰量，减少粉尘量、处理效率更高，也降低成本。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型提供的一种优选实施方式的半干法脱硫系统的结构示意图。

附图标记：

1-锅炉， 2-第一除尘器，

3-烟道， 4-脱硫塔，

5-第二除尘器， 6-烟囱，

7-粉煤灰分配装置， 71-第一管道，

711-第一阀门， 72-补充仓，

721-料位计， 73-第二管道，

731-第二阀门， 74-灰库，

75-第三管道， 751-第三阀门，

76-检测器。

具体实施方式

本实用新型提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本实用新型的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本实用新型的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本实用新型范围的限制。

下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，图1为本实用新型提供的一种优选实施方式的半干法脱硫系统的结构示意图。

本实施例提供一种半干法脱硫系统，利用粉煤灰作为脱硫剂。所述半干法脱硫系统包括锅炉1、第一除尘器2、烟道3、脱硫塔4、第二除尘器5、烟囱6、以及粉煤灰分配装置7；

所述锅炉1、所述第一除尘器2、所述烟道3、所述脱硫塔4、所述第二除尘器5、所述烟囱6顺次连接，所述锅炉1排出携带粉煤灰的高温烟气，所述第一除尘器2分离所述粉煤灰与所述高温烟气，所述高温烟气经所述烟道3进入所述脱硫塔4脱硫，脱硫后的高温烟气通过所述第二除尘器5二次除尘，经所述烟囱6排放；

所述粉煤灰分配装置7包括：

连接所述第一除尘器2的出灰口和所述烟道3的第一管道71，所述第一管道71上设有第一阀门711；

与所述脱硫塔4连接的补充仓72，所述补充仓72设有料位计721；

连接所述第一除尘器2的出灰口和所述补充仓72的第二管道73，所述第二管道73上设有第二阀门731；

与所述第一除尘器2连接的灰库74；

连接所述第一除尘器2的出灰口和所述灰库74的第三管道75，所述第三管道75上设有第三阀门751；

设于所述烟囱6上的检测器76，所述检测器76检测所述烟囱6出口的排放数据，所述排放数据包括所述高温烟气中二氧化硫含量和/或粉尘浓度；

控制所述第一阀门711、所述第二阀门731、所述第三阀门751的控制器(图未示)，所述控制器与所述料位计721、以及所述检测器76连接，所述控制器根据所述料位计721和所述检测器76的信息控制所述第一阀门711、所述第二阀门731、所述第三阀门751，使得所述第一除尘器2排出的粉煤灰作为脱硫剂进入所述脱硫塔4或经所述灰库74外排。

本实用新型提供的半干法脱硫系统设有所述粉煤灰分配装置7，所述粉煤灰分配装置7根据所述烟囱6的排放数据与补充仓的料位数据利用控制器控制不同管道上的阀门，进而将高温烟气中的粉煤灰加以利用，使其根据不同的生产情况进行相应处理，即使脱硫塔突然停机，也能将粉煤灰及时处理；且处理粉煤灰时，全部通过管道自动控制输灰方向和输灰量，减少粉尘量、处理效率更高，也降低成本。

所述锅炉1是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅炉的主要工作原理是利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水，使水达到所需要的温度或一定压力蒸汽。所述锅炉1排出携带粉煤灰的高温烟气，所述粉煤灰为高钙粉煤灰，含有大量氧化钙，CaO的含量为12％～21％，在本实施例中，氧化钙的平均含量可达到23.13％。

进一步地，所述锅炉1为循环流化床锅炉，循环流化床锅炉采用流态化燃烧，运行风速高，强化了燃烧和脱硫等非均相反应过程，锅炉容量可以扩大到电力工业可以接受的大容量(600MW或以上等级)。

所述第一除尘器2用于分离所述粉煤灰与所述高温烟气，将大部分粉煤灰脱除。

进一步地，所述第一除尘器2为静电除尘器。静电除尘器的工作原理是利用高压电场使烟气发生电离，气流中的粉尘荷电在电场作用下与气流分离。与其他除尘设备相比，静电除尘器耗能少，除尘效率高，适用于除去烟气中0.01～50μm的粉尘，而且可用于烟气温度高、压力大的场合；处理的烟气量越大，使用静电除尘器的投资和运行费用越经济。

所述烟道3为所述高温烟气的流通通道，所述高温烟气从所述第一除尘器2排出时，通过锅炉引风机经所述烟道3进入所述脱硫塔4。

所述脱硫塔4用于所述高温烟气二次脱硫。进一步地，所述脱硫塔4为流化床脱硫塔，流化床脱硫塔为多个文丘里喷嘴的空塔结构，主要由进料段、下部方圆节、给料段、文丘里段、锥形段、直管段、上部方圆节、顶部方形段和出口段组成，全部采用钢板焊接，塔内没有任何运动部件和支撑杆件，也无需设防腐内衬。

在所述脱硫塔4内，含硫的高温烟气和脱硫剂从底部进入向上运动，运动过程中充分混合均匀，在本实施例中，所述脱硫剂为所述第一除尘器2脱除的粉煤灰，所述脱硫塔4内设有提供工艺水的喷淋装置，工艺水将粉煤灰内的CaO增湿活化为Ca(OH)₂，再与含硫烟气中SO₂等酸性气体反应。

在反应过程中，含硫的高温烟气和粉煤灰由于气流的作用，气固两相产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升的过程中，一部分含硫烟气产生回流，形成很强的内部湍流，当含硫烟气上升到所述脱硫塔4的顶部时，固体颗粒产生强烈回流，加强了颗粒之间的碰撞和摩擦，不断形成聚团物向下返回，而聚团物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，使得气固间的滑移速度高达单颗粒滑移速度的数十倍，极大地强化了气固间的传质与传热，因此内部湍流和固体颗粒回流增加了含硫烟气与Ca(OH)₂的接触时间，提高了粉煤灰内活性钙的利用率和脱硫效率，而且在湍动中粉煤灰颗粒表面会粘附烟气中微细尘粒，形成较大的絮状颗粒，增大颗粒比表面积，利于进行脱硫反应，同时便于烟气中烟气与粉尘分离。

用粉煤灰替代氢氧化钙等脱硫剂，既可以节约脱硫剂投入量，也可以降低脱硫剂外购成本，实现整个系统节能降耗。

所述第二除尘器5用于脱硫后的高温烟气二次除尘。进一步地，所述第二除尘器为5为布袋除尘器。布袋除尘器一般以低压脉冲动态清灰，适应脱硫运行时的烟气及粉尘条件，具有除尘效率高、对粉尘特性不敏感的特点。

所述烟囱6为烟气的排放通道，符合国家排放标准的烟气才能进行排放，在本实施例中，国家排放标准为二氧化硫≤200mg/Nm3；粉尘≤30Nm³。

所述粉煤灰分配装置7将所述第一除尘器2脱除的粉煤灰分配为三条路线：路线一、所述第一管道71连接所述第一除尘器2的出灰口和所述烟道3，即所述粉煤灰通过所述第一管道71经所述烟道3进入所述脱硫塔4，作为脱硫剂；路线二、所述第二管道73连接所述第一除尘器2的出灰口和所述补充仓72，将所述粉煤灰送至所述补充仓72，用于备用脱硫剂储存；路线三、所述第三管道75连接所述第一除尘器2的出灰口和所述灰库74，将所述粉煤灰送至所述灰库74，用于外排。

所述粉煤灰分配装置7根据生产的不同工况，相应选择不同路线，将所述粉煤灰进行不同处理：

若正常工作状态下，选择路线一，所述控制器控制所述第一阀门711为打开状态，所述第二阀门731、所述第三阀门751为关闭状态，所述粉煤灰提供至所述脱硫塔4；

若设于所述烟囱6上的检测器76检测所述烟囱6出口的排放数据过低或出现异常时，选择路线三，所述控制器控制所述第三阀门751为打开状态，所述第二阀门731、所述第一阀门711为关闭状态，所述粉煤灰提供至所述灰库74进行外排；

若所述脱硫塔4突然停机或备用停机期间，根据所述补充仓72的料位计721的料位数据相应选择路线二或路线三，所述补充仓72内料位较低，所述控制器控制所述第二阀门731为打开状态，所述第一阀门711、所述第三阀门751为关闭状态，所述粉煤灰提供至所述补充仓72用作备用脱硫剂；所述补充仓72内料位较高，所述控制器控制所述第三阀门751为打开状态，所述第二阀门731、所述第一阀门711为关闭状态，所述粉煤灰提供至所述灰库74进行外排。

当然，若正常工作状态下，所述第一除尘器2提供的粉煤灰不足时，所述补充仓72也可以将储存的粉煤灰提供至所述脱硫塔4以进行补充；所述补充仓72还可以储存电石渣，作为脱硫剂。

所述控制器为远程控制装置，根据排放数据和料位数据进行数据传输以及数据处理。

进一步地，所述第一管道71和/或所述第二管道72和/或所述第三管道73为气力输灰管道。气力输灰又称气流输送，利用气流的能量，在密闭管道内沿气流方向输送物料，结构简单，操作方便，可作水平的、垂直的或倾斜方向的输送，全封闭管道、布置灵活、无二次污染、无泄漏输送，智能控制、自动化程度更高。

进一步地，所述第一阀门711和/或所述第二阀门731和/或所述第三阀门751为截断阀。截断阀又称闭路阀，其作用是接通或截断管路中的介质。

进一步地，所述第一阀门711和/或所述第二阀门731和/或所述第三阀门751为气动闸板阀。气动闸板阀借助压缩空气驱动的阀门，闸阀关闭时，密封面可以只依靠介质压力来密封，即依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封，运用的压力、温度及直径范围很大，密封性好、流体阻力小、启闭省力、介质流动方向一般不受限制。

进一步地，所述第一阀门711和/或所述第二阀门731和/或所述第三阀门751为调节阀。调节阀又名控制阀，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件。

进一步地，所述第二除尘器5的出灰口与所述灰库74连接，所述第二除尘器5脱除的为脱硫灰，可用于筑路或矿井填埋等用途，不需特别处理，无二次污染。

在本实施例中，所述锅炉1年产粉煤灰约18.2万吨，其中氧化钙平均含量23.128％，若以氢氧化钙或电石渣为脱硫剂，年投入量约1.8万吨，根据本申请提供的半干法脱硫系统，利用粉煤灰作为脱硫剂，可产出约5.5万吨氢氧化钙，完全可代替外购脱硫剂，年可节约540万元；同时所述粉煤灰分配装置7通过不同管道输送粉煤灰，减少大量输送车辆，效率更高。

应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。

Claims (8)

1.一种半干法脱硫系统，其特征在于，所述半干法脱硫系统包括锅炉(1)、第一除尘器(2)、烟道(3)、脱硫塔(4)、第二除尘器(5)、烟囱(6)、以及粉煤灰分配装置(7)；

所述锅炉(1)、所述第一除尘器(2)、所述烟道(3)、所述脱硫塔(4)、所述第二除尘器(5)、所述烟囱(6)顺次连接，所述锅炉(1)排出携带粉煤灰的高温烟气，所述第一除尘器(2)分离所述粉煤灰与所述高温烟气，所述高温烟气经所述烟道(3)进入所述脱硫塔(4)脱硫，脱硫后的高温烟气通过所述第二除尘器(5)二次除尘，经所述烟囱(6)排放；

所述粉煤灰分配装置(7)包括：

连接所述第一除尘器(2)的出灰口和所述烟道(3)的第一管道(71)，所述第一管道(71)上设有第一阀门(711)；

与所述脱硫塔(4)连接的补充仓(72)，所述补充仓(72)设有料位计(721)；

连接所述第一除尘器(2)的出灰口和所述补充仓(72)的第二管道(73)，所述第二管道(73)上设有第二阀门(731)；

与所述第一除尘器(2)连接的灰库(74)；

连接所述第一除尘器(2)的出灰口和所述灰库(74)的第三管道(75)，所述第三管道(75)上设有第三阀门(751)；

设于所述烟囱(6)上的检测器(76)，所述检测器(76)检测所述烟囱(6)出口的排放数据，所述排放数据包括所述高温烟气中二氧化硫含量和/或粉尘浓度；

控制所述第一阀门(711)、所述第二阀门(731)、所述第三阀门(751)的控制器，所述控制器与所述料位计(721)、以及所述检测器(76)连接，所述控制器根据所述料位计(721)和所述检测器(76)的信息控制所述第一阀门(711)、所述第二阀门(731)、所述第三阀门(751)，使得所述第一除尘器(2)排出的粉煤灰作为脱硫剂进入所述脱硫塔(4)或经所述灰库(74)外排。

2.根据权利要求1所述的一种半干法脱硫系统，其特征在于，所述第一管道(71)和/或所述第二管道(73)和/或所述第三管道(75)为气力输灰管道。

3.根据权利要求1所述的一种半干法脱硫系统，其特征在于，所述第一阀门(711)和/或所述第二阀门(731)和/或所述第三阀门(751)为截断阀。

4.根据权利要求3所述的一种半干法脱硫系统，其特征在于，所述第一阀门(711)和/或所述第二阀门(731)和/或所述第三阀门(751)为气动闸板阀。

5.根据权利要求1所述的一种半干法脱硫系统，其特征在于，所述第一阀门(711)和/或所述第二阀门(731)和/或所述第三阀门(751)为调节阀。

6.根据权利要求1所述的一种半干法脱硫系统，其特征在于，所述第二除尘器(5)的出灰口与所述灰库(74)连接。

7.根据权利要求1所述的一种半干法脱硫系统，其特征在于，所述第一除尘器(2)为静电除尘器。

8.根据权利要求1所述的一种半干法脱硫系统，其特征在于，所述第二除尘器(5)为布袋除尘器。

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