CN211886232U - 一种应用于低硫烟气工况的钠基干法脱硫系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于低硫烟气工况的钠基干法脱硫系统，包括：脱硫剂制备系统、烟道及反应系统、布袋除尘器及外排灰系统；脱硫剂制备系统包括碳酸氢钠储仓、螺旋称重给料机、研磨机、喷射风机；烟道及反应系统包括烟道和与烟道连通的混合反应器；布袋除尘器及外排灰系统包括布袋除尘器、粉尘输送装置、除尘灰仓、卸灰装置。本实用新型采用一用一备的氢氧化钠研磨称重及输送装置，可以大大提高设备利用率，减少停机时间。并能根据烟气含硫量的变化，实时调整喷射量。脱硫剂直接喷入烟道内，无需单独设置脱硫塔，阻力损失小。全干系统，无需用水，温降低，处理后烟气不需要升温，可直接排入烟囱，没有白烟现象。

Description

一种应用于低硫烟气工况的钠基干法脱硫系统

技术领域

本实用新型涉及烟气脱硫技术领域，尤其涉及一种应用于低硫烟气工况的钠基干法脱硫系统。

背景技术

目前，国内常规的烟气脱硫（Flue gas desulfurization，简称FGD）技术，按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法：以CaCO₃（石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na为基础的钠法，以NH₃为基础的氨法，以及已活性炭作为吸附剂的活性炭法。

镁法由于脱硫剂昂贵，且副产物MgSO₄纳入监管，到不能随水排放，所以目前基本上淘汰了；钠法脱硫效率最高，但是脱硫剂昂贵，之前常用于小型锅炉，随着锅炉大型化，使用很少；氨法常适用于脱硫剂来源稳定，有合成氨和焦化制气的企业，可以利用废氨水作为脱硫剂，但存在氨逃逸，工艺复杂，易腐蚀等问题；活性炭法脱硫效率高，但是初始投资和运营成本太高，难以推广。

世界上普遍使用的商业化的脱硫技术是钙法，所占比例在90%以上。

钙法按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干（半湿）法。

干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点。但是采用石灰石（CaCO₃）为还原剂，存在脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大等问题。目前国内排放标准越来越严格，已经不能满足要求。

湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、技术成熟、脱硫效率高（90%～98%），机组容量大，煤种适应性强，运行费用较低和副产品易回收等优点，燃煤电厂中大型机组绝大部分是采用湿法脱硫。在湿法工艺中，烟气的再热问题直接影响整个FGD工艺的投资。因为经过湿法工艺脱硫后的烟气一般温度较低（45℃），大都在露点以下，若不经过再加热而直接排入烟囱，则容易形成酸雾，腐蚀烟囱，也不利于烟气的扩散，存在白烟现象。

半干法FGD技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生（如水洗活性炭再生流程），或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物（如喷雾干燥法）的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法，以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势。但同时存在投资大，工艺复杂，反应后烟气内含尘浓度高，对后续处理的布袋除尘器要求高等问题。目前中小锅炉及烟气量不大的非电行业的湿法脱硫越来越多改造为半干法脱硫技术的。

从脱硝效率和经济性考虑，以上钙法脱硫应用在烟气量大，烟气初始含流量高（1000mg/m3以上）的燃煤锅炉或者冶金烧结机等工况下比较合适。

在燃气锅炉和焦炉产生的烟气中，含含硫浓度较低，一般不超过300mg/m3，采用钙法存在设备复杂，占地面积大，投资巨大等问题，能达到很好的脱硫效果，但是非常不经济。

因此急需一种设备简单、投资少、脱硫效果好的脱硫系统来应用到这种工况上。

实用新型内容

为解决上述缺陷，本实用新型的目的是在于提供一种经济成本低、脱硫效果好的应用于低硫烟气工况的钠基干法脱硫系统。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：一种应用于低硫烟气工况的钠基干法脱硫系统，包括：

脱硫剂制备系统，用于将外碳酸氢钠粗颗粒研磨成精细粉；

烟道及反应系统，用于碳酸氢钠粉末与SO₂进行中和反应，实现脱硫；

布袋除尘器及外排灰系统，用于将反应生成Na₂SO₄、Na₂SO₃反应产物收集并运输出去；

所述脱硫剂制备系统包括碳酸氢钠储仓、螺旋称重给料机、研磨机、喷射风机；所述碳酸氢钠储仓的出料口连接螺旋称重给料机，所述螺旋称重给料机的出料端位于研磨机的加料口上方，所述研磨机的出料端连接输送管道，所述输送管道一侧连通有喷射风机；

所述烟道及反应系统包括烟道和与烟道连通的混合反应器，所述混合反应器还通过输送管道连通研磨机；

所述布袋除尘器及外排灰系统包括布袋除尘器、粉尘输送装置、除尘灰仓、卸灰装置，所述布袋除尘器通过管道连通混合反应器，所述布袋除尘器的出灰口通过粉尘输送装置连通除尘灰仓，所述除尘灰仓的下端设有卸灰装置。

进一步地，所述混合反应器内设有掺混及均布烟气装置，所述掺混及均布烟气装置包括多个扭曲的固定螺旋叶片。

进一步地，所述螺旋叶片包括左螺旋叶片和右螺旋叶片，且所述螺旋叶片采用左螺旋叶片、右螺旋叶片依次间隔排列，所述左螺旋叶片和右螺旋叶片的叶片角度差为90°。

进一步地，所述布袋除尘器还通过增压风机连接有烟气成份分析仪，所述烟气成份分析仪检测布袋除尘器排出的到烟气中SO₂和SO₃的含量。

本实用新型将经过研磨后的精细高效脱硫剂（20-25μM，主要成分碳酸氢钠）均匀喷射在管道内，脱硫剂在管道内被热激活，比表面积迅速增大，与烟道气充分接触，发生物理、化学反应，烟气中的SO₂等酸性物质被迅速吸收净化，含副产物的烟气通过布袋除尘器净化后，经出口烟道至烟囱排入大气。

本实用新型的有益效果：

1、高效脱硫剂喷射系统，采用一用一备的氢氧化钠研磨称重及输送装置，可以大大提高设备利用率，减少停机时间。并能根据烟气含硫量的变化，实时调整喷射量。

2、脱硫剂直接喷入烟道内，无需单独设置脱硫塔，阻力损失小。

3、全干系统，无需用水，温降低，处理后烟气不需要升温，可直接排入烟囱，没有白烟现象。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中：1、脱硫剂制备系统，11、碳酸氢钠储仓，12、螺旋称重给料机，13、研磨机，14、喷射风机，15、酸氢钠密闭罐车，16、卸料阀，2、烟道及反应系统，21、烟道，22、混合反应器，23、喷嘴，3、布袋除尘器及外排灰系统，31、布袋除尘器，32、粉尘输送装置，33、除尘灰仓，34、卸灰装置，35、灰车，36、增压风机，37、烟气成份分析仪，4、输送管道。

具体实施方式

下面结合附图描述本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，一种应用于低硫烟气工况的钠基干法脱硫系统，包括：

脱硫剂制备系统1，用于将外碳酸氢钠粗颗粒研磨成精细粉；

烟道及反应系统2，用于碳酸氢钠粉末与SO₂进行中和反应，实现脱硫；

布袋除尘器及外排灰系统3，用于将反应生成Na₂SO₄、Na₂SO₃等反应产物收集并运输出去。

脱硫剂制备系统1包括碳酸氢钠储仓11、螺旋称重给料机12、研磨机13、喷射风机14；碳酸氢钠储仓11的出料口连接螺旋称重给料机12，螺旋称重给料机12的出料端位于研磨机13的加料口上方，研磨机13的出料端连接输送管道4，输送管道4一侧连通有喷射风机14。

烟道及反应系统2包括烟道21和与烟道21连通的混合反应器22，混合反应器22还通过输送管道4连通研磨机13；混合反应器22内设有掺混及均布烟气装置，掺混及均布烟气装置包括多个扭曲的固定螺旋叶片。螺旋叶片包括左螺旋叶片和右螺旋叶片，且螺旋叶片采用左螺旋叶片、右螺旋叶片依次间隔排列，左螺旋叶片和右螺旋叶片的叶片角度差为90°。

布袋除尘器及外排灰系统3包括布袋除尘器31、粉尘输送装置32、除尘灰仓33、卸灰装置34，布袋除尘器31通过输送管道4连通混合反应器22，布袋除尘器31的出灰口通过粉尘输送装置32连通除尘灰仓33，除尘灰仓33的下端设有卸灰装置34。布袋除尘器31还通过增压风机36连接有烟气成份分析仪37，烟气成份分析仪37检测布袋除尘器31排出的到烟气中SO₂和SO₃的含量。

本实用新型采用钠基干法烟气脱硫技术是利用碳酸氢钠作为脱硫剂，对烟气中SO₂进行吸收脱除的一种技术。碳酸氢钠是良好的SO₂吸收剂，其吸收速率高于钙基等吸收剂。用碳酸氢钠吸收烟气中的SO₂是气-固相反应，反应速度快，脱硫效率高，吸收剂利用率高。小苏打干法脱硫对烟气流量、SO₂浓度等工况的变化适应性较强；系统设置布袋除尘器，实现烟尘的脱除。

本实用新型的工作原理：

碳酸氢钠（小苏打）用作烟气脱硫的吸附剂，通过化学吸附去除烟气中的SO₂，同时，它还可通过物理吸附去除一些无机和有机微量物质。此工艺将碳酸氢钠细粉直接喷入高温烟气中，在高温下碳酸氢钠分解生成Na₂CO₃、H₂O和CO₂。

新产生的Na₂CO₃在生成瞬间有高度的反应活性，可自发地与烟气中的硫氧化物进行下列反应：

一般情况下，烟气温度在140和200℃之间。由于碳酸氢钠吸附剂的高度活性，通常碳酸氢钠略微过量。具有在线自动调节功能，可以依据进出口SO₂浓度调整碳酸氢钠粉喷入量。保证SO₂达标排放的同时，实现脱硫剂消耗量的最经济。

本实用新型的工作过程：

在脱硫剂制备系统中，酸氢钠密闭罐车15定时把碳酸氢钠打入碳酸氢钠储仓11，碳酸氢钠储仓11下设有2套螺旋称重给料机12及研磨机13，一备一用。碳酸氢钠通过卸料阀16、螺旋称重给料机12、输送管道4进入研磨机13进行研磨成细小颗粒。研磨完的碳酸氢钠通过2个喷射风机14（一用一备）产生的高速气流和输送管道4喷入烟道21内部。

在烟道及反应系统中，碳酸氢钠通过喷嘴23均匀的喷入到烟道21内，然后经过混合反应器22和烟气中的SO₂和SO₃进行快速反应，达到脱硫效果。

在布袋除尘器及外排灰系统中，布袋除尘器31对烟气进行过滤净化，并满足粉尘排放要求，过滤下来的粉尘通过粉尘输送装置32、除尘灰仓33、卸灰装置34卸入灰车35内，定期运出厂区。

本实用新型的有益效果：

1、高效脱硫剂喷射系统，采用一用一备的氢氧化钠研磨称重及输送装置，可以大大提高设备利用率，减少停机时间。并能根据烟气含硫量的变化，实时调整喷射量。

2、脱硫剂直接喷入烟道内，无需单独设置脱硫塔，阻力损失小。

3、全干系统，无需用水，温降低，处理后烟气不需要升温，可直接排入烟囱，没有白烟现象。

Claims (4)

1.一种应用于低硫烟气工况的钠基干法脱硫系统，其特征在于，包括：

脱硫剂制备系统，用于将外碳酸氢钠粗颗粒研磨成精细粉；

烟道及反应系统，用于碳酸氢钠粉末与SO₂进行中和反应，实现脱硫；

布袋除尘器及外排灰系统，用于将反应生成Na₂SO₄、Na₂SO₃反应产物收集并运输出去；

所述脱硫剂制备系统包括碳酸氢钠储仓、螺旋称重给料机、研磨机、喷射风机；所述碳酸氢钠储仓的出料口连接螺旋称重给料机，所述螺旋称重给料机的出料端位于研磨机的加料口上方，所述研磨机的出料端连接输送管道，所述输送管道一侧连通有喷射风机；

所述烟道及反应系统包括烟道和与烟道连通的混合反应器，所述混合反应器还通过输送管道连通研磨机；

所述布袋除尘器及外排灰系统包括布袋除尘器、粉尘输送装置、除尘灰仓、卸灰装置，所述布袋除尘器通过管道连通混合反应器，所述布袋除尘器的出灰口通过粉尘输送装置连通除尘灰仓，所述除尘灰仓的下端设有卸灰装置。

2.根据权利要求1所述的应用于低硫烟气工况的钠基干法脱硫系统，其特征在于：所述混合反应器内设有掺混及均布烟气装置，所述掺混及均布烟气装置包括多个扭曲的固定螺旋叶片。

3.根据权利要求2所述的应用于低硫烟气工况的钠基干法脱硫系统，其特征在于：所述螺旋叶片包括左螺旋叶片和右螺旋叶片，且所述螺旋叶片采用左螺旋叶片、右螺旋叶片依次间隔排列，所述左螺旋叶片和右螺旋叶片的叶片角度差为90°。

4.根据权利要求1所述的应用于低硫烟气工况的钠基干法脱硫系统，其特征在于：所述布袋除尘器还通过增压风机连接有烟气成份分析仪，所述烟气成份分析仪检测布袋除尘器排出的到烟气中SO₂和SO₃的含量。

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