CN212790477U - 一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔及应用，涉及烟气除尘脱硫技术领域，包括原烟气入口、喷嘴、喷淋层、吸收液循环管、净烟气出口、吸收液循环泵、吸收液循环池、氧化空气分布管网，还包括若干导流管、除雾器，导流管并排均匀布设于氧化空气分布管网上方，其上端紧邻原烟气入口下方，其下端位于吸收液循环池的吸收液内，除雾器设于净烟气出口处。通过上述方案可以有效提高脱硫、除尘效率，降低运行能耗，简化系统结构并易于维护。

Description

一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔

技术领域

本实用新型涉及烟气除尘脱硫技术领域，特别是涉及一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔。

背景技术

燃煤过程排放的烟气中的SO₂已对环境造成了危害，必须对烟气进行脱硫处理，控制其排放。石灰石-石膏法是目前最稳定、最成熟、应用最广泛的湿式烟气脱硫工艺，国内已对燃煤过程排放的烟气进行了处理，并达到《火电大气污染物排放标准》(GB13223－2003)要求。随着国家对环保要求的不断提高，GB13223－2003标准已被GB13223－2011代替，对污染物的排放指标更加严格，其中SO₂的排放标准由200mg/m³提高到50mg/m³，总尘排放要求低于50mg/m³，重点区提高到20mg/m³。原有的脱硫装置的脱硫、除尘能力已不能满足新的环保排放指标，有必要对现有装置进行升级改造，以适应国家新的环保要求。

目前，对现有装置进行升级改造脱硫的推荐方案主要有：单PH值串联脱硫塔、单PH值并联脱硫塔、单PH值增加原脱硫塔喷淋量及双循环脱硫(即将吸收塔循环浆液分为两个独立的反应罐和形成两个循环回路，每条循环回路在不同PH值下运行，使脱硫反应在较为理想的条件下进行，可采用单塔双循环或双塔双循环)提升脱硫效率，除尘用湿式静电除尘(即净烟气通过电场力作用吸附到集尘极上，通过喷水将极板上的粉尘冲刷到灰斗中排出。同时，喷到烟道中的水雾既能捕获微小烟尘又能降电阻率，利于微尘向极板移动)提升除尘效率。以上方案是在现有的喷淋塔脱硫方式的基础上进一步完善的，先进行了脱硫提效、后进行除尘提效处理，两种提效分开独立进行，以达到环保排放指标。整个实施过程总投资大，运行费用高，且双循环高PH值浆液氧化率低，其流经一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔FT塔、泵、管道、集液环、集液漏斗、喷淋管等区域多，造成流经设备内壁的结垢多，需定期停机处理。

实用新型内容

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，包括原烟气入口、喷嘴、喷淋层、吸收液循环管、净烟气出口、吸收液循环泵、吸收液循环池、氧化空气分布管网，原烟气入口、净烟气出口分别设于塔体两侧，喷淋层包括若干均匀布设于塔内上方且位于原烟气入口上方的喷嘴，吸收液循环管、吸收液循环泵设于塔体外，吸收液循环池设于塔内下方，并通过吸收液循环管、吸收液循环泵为喷淋层提供喷淋用吸收液，氧化空气分布管网均匀布设于吸收液循环池内，还包括若干射流管、除雾器，射流管并排均匀布设于氧化空气分布管网上方，其上端紧邻原烟气入口下方，其下端位于吸收液循环池的吸收液内，除雾器设于净烟气出口处。

技术效果：本实用新型采用的设计方案中，原烟气进入脱硫塔，先与从脱硫塔顶部喷嘴喷出的吸收液接触，烟气被降温饱和、洗尘，部分二氧化硫被吸收液吸收(一级吸收)，利用的是喷淋塔的吸收模型；经一级吸收后的烟气经射流管与吸收液混和吸收并进入吸收液循环池，分散成细小的气泡，穿过吸收液循环池上部液面，烟气被进一步洗尘、脱除二氧化硫 (二级吸收)，利用的是鼓泡塔的吸收模型，在喷淋塔吸收阶段产生的被烟气夹带的细小雾滴进入吸收液循环池后，已被液体捕获，为后续装置除尘带来了便利。通过上述方案可以有效提高脱硫、除尘效率，降低运行能耗，简化系统结构并易于维护。

本实用新型进一步限定的技术方案是：

前所述的一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，还包括用于控制吸收液循环池液位的液位调节管，液位调节管包括排液管、软连接、液位控制U管、电动推杆支架和电动推杆，排液管与液位控制U管通过软连接连通，电动推杆顶端与液位控制U管固定，电动推杆支架固定电动推杆并固定于吸收液循环池侧壁。

前所述的一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，还包括吸收剂供应管，吸收剂供应管设于射流管内。

前所述的一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，除雾器至少包括二级平板式除雾结构。

前所述的一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，原烟气入口、净烟气出口均靠近塔体上方设置，原烟气入塔流速在6-15m/s，原烟气入塔角度在5-20°。

前所述的一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，喷嘴喷出的吸收液与原烟气入口进入的原烟气的液气比为(2-6):1。

前所述的一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，射流管内的烟气流速在1-5m/s。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型中吸收液循环池内呈现两个PH值区，高PH值区为：吸收液循环池的上液面附近，通过将石灰石浆液加入到吸收液循环池的上部液面附近，高PH的浆液环境有助于 SO₂的吸收，保证二级吸收区有较高的PH值，确保烟气出口SO₂含量达到35mg/m³的新环保排放指标；低PH值区为：从吸收液循环池底抽出的浆液通过吸收液循环泵打到塔顶的喷淋系统，对烟气进行一级吸收，低PH则有利于亚硫酸钙的充分氧化、石膏结晶，吸收液循环池从上至下PH值逐渐降低；

(2)本实用新型中脱硫效率除通过单塔双区PH值控制外，可通过液位调节管适时调节射流管插入吸收液循环池液面以下的高度，从而调整吸收液循环池液位高度，确保烟气出口SO₂含量达到35mg/m³的新环保排放指标；

(3)本实用新型中除雾器设置在净烟气出口烟道上，气流水平穿过除雾器，减少液滴夹带现象，烟气中液滴更容易分离，也提高了除雾器的操作气速，节省除雾器投资，且除雾器除下来雾滴直接流入脱硫塔；

(4)本实用新型中通过电动推杆上、下移动控制液位控制U管的高度，达到溢流堰高度变化，实现对循环池液位高度控制；

(5)本实用新型设计的装置整体高度较低，运行维护更方便。

附图说明

图1为传统工艺脱硫流程图；

图2为传统脱硫塔立面图；

图3为本实用新型工艺脱硫流程图；

图4为本实用新型脱硫塔立面图；

图5为本实用新型脱硫塔结构示意图；

图6为本实用新型中液位调节管示意图；

其中：1、原烟气入口；2、喷嘴；3、喷淋层；4、吸收液循环管；5、净烟气出口；6、除雾器；7、吸收液循环泵；8、吸收液循环池；9、氧化空气分布管网；10、射流管；11、液位调节管；11-1、排液管；11-2、软连接；11-3、液位控制U管；11-4、电动推杆支架；11-5、电动推杆；12、吸收剂供应管。

具体实施方式

本实施例提供的一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，结构如图5所示，包括原烟气入口1、喷嘴2、喷淋层3、吸收液循环管4、净烟气出口5、吸收液循环泵7、吸收液循环池8、氧化空气分布管网9、射流管10、除雾器6、液位调节管11、吸收剂供应管12。

原烟气入口1、净烟气出口5分别设于塔体两侧且均靠近塔体上方设置，原烟气入塔流速在6-15m/s，原烟气入塔角度在5-20°。喷淋层3包括若干均匀布设于塔内上方且位于原烟气入口1上方的喷嘴2，吸收液循环管4、吸收液循环泵7设于塔体外，吸收液循环池8设于塔内下方，并通过吸收液循环管4、吸收液循环泵7为喷淋层3提供喷淋用吸收液，喷嘴2喷出的吸收液与原烟气入口1进入的原烟气液气比为(2-6):1。氧化空气分布管网9均匀布设于吸收液循环池8内，使氧化空气能均匀地分散在吸收液循环池8中，保证吸收液中亚硫酸盐能充分氧化，同时也起浆液搅拌作用，保证吸收液循环池8中的吸收液能及时搅拌均匀并防止石膏沉淀。射流管10并排均匀布设于氧化空气分布管网9上方，其上端紧邻原烟气入口1下方，其下端位于吸收液循环池8的吸收液内，射流管10内的烟气流速在1-5m/s。除雾器6设于净烟气出口5处，至少包括二级平板式除雾结构。

液位调节管11包括排液管11-1、软连接11-2、液位控制U管11-3、电动推杆支架11-4 和电动推杆11-5，排液管11-1与液位控制U管11-3通过软连接11-2连通，电动推杆11-5顶端与液位控制U管11-3固定，电动推杆支架11-4固定电动推杆11-5并固定于吸收液循环池8侧壁，控制吸收液循环池8的液位，保证脱硫效率。吸收剂供应管12设于射流管10内。

工作原理：湿法烟气脱硫塔是整个脱硫技术的核心，空塔喷淋的吸收理论源于气包水模型，气体是连续相，水是分散相，气与水通过水珠的表面接触，气体中的二氧化硫穿过界面进入液相，因此要提高脱硫效率，必须增大气液接触面积，即增大水珠的比表面，通过喷嘴2雾化吸收液可实现这一目标，但雾化水珠的粒径越小，越容易被烟气带走，为后续除尘装置增加了负荷。鼓泡塔的理论源于水包气模型，水是连续相，气体是分散相，气泡穿过吸收液，气与水通过气体的表面接触，气体中的二氧化硫穿过界面进入液相，在气体穿过液体上升到液体表面时，也会夹带一些水珠，但夹带的水珠粒径较雾化喷嘴2喷出的水珠粒径相比，平均相差两个数量级，为后续除尘装置带来了便利，通过高效除雾即可达到总尘排放小于5mg/m³的排放指标。

工作过程：原烟气通过原烟气入口1进入脱硫塔内，首先与顶部喷淋层3的喷嘴2喷出的吸收液接触进行一级吸收，原烟气立即被降温饱和、洗尘，其中部分二氧化硫被吸收液吸收，吸收液中部分水分蒸发；经降温、洗尘、吸收部分二氧化硫后的烟气与吸收液经射流管10并流下行，吸收液进入吸收液循环池8内，烟气进入吸收液进行二级吸收，分散成细小的气泡，并穿过吸收液上行，烟气被进一步洗尘、脱除二氧化硫；经洗尘、脱除二氧化硫后的烟气在脱硫塔中部汇合，再穿过设置在净烟气出口5处的除雾器6，去除烟气中夹带的水雾、石膏、浆液等细小颗粒，处理后的烟气经净烟气出口5排放。塔外的吸收液循环泵7把塔底部的吸收液不断地供给脱硫塔顶的喷嘴2，吸收液经喷嘴2、射流管10进入吸收液循环池8，在池内与氧化空气分布管网9输送来的空气反应。以下为应用实例：

贺州某电厂原有烟气处理装置的烟气参数如表1(单台炉)：

表1烟气参数

按照传统除尘脱硫塔设计，工艺流程如图1，脱硫塔立面图如图2，设备参数如表2：

表2脱硫塔及附属设备参数

按照本实用新型设计，工艺流程如图3，脱硫塔立面图如图4，设备参数如表3：

表3脱硫塔及附属设备参数表

上述两种工艺投资成本比较见表4：

表4两种工艺投资成本(单位：万元)

上述两种工艺用电比较见表5：

表5两种工艺用电(单位：kwh)

由表4可以看出，采用高效除尘脱硫塔工艺投资成本较低，是传统工艺的75％左右；由表5 可以看出，采用本实用新型的高效除尘脱硫塔工艺用电较低，是传统工艺的74％左右。

综上所述，本实用新型把鼓泡塔和喷淋塔有效结合，并对原烟气接口、净烟气接口、喷淋管网和浆液搅拌方式进行合理布置优化，使得装置在运行中原烟气入塔能及时降温饱和并进行一级喷淋吸收，然后再进行二级鼓泡吸收，浆液在池内流动稳定，气-固-液充分接触，满足亚硫酸钙充分氧化和防止结垢的要求，提高脱硫率和减少石膏夹带，提高除尘效率，降低运行能耗。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，包括原烟气入口（1）、喷嘴（2）、喷淋层（3）、吸收液循环管（4）、净烟气出口（5）、吸收液循环泵（7）、吸收液循环池（8）、氧化空气分布管网（9），所述原烟气入口（1）、所述净烟气出口（5）分别设于塔体两侧，所述喷淋层（3）包括若干均匀布设于塔内上方且位于所述原烟气入口（1）上方的所述喷嘴（2），所述吸收液循环管（4）、所述吸收液循环泵（7）设于塔体外，所述吸收液循环池（8）设于塔内下方，并通过所述吸收液循环管（4）、所述吸收液循环泵（7）为所述喷淋层（3）提供喷淋用吸收液，所述氧化空气分布管网（9）均匀布设于所述吸收液循环池（8）内，其特征在于：还包括若干射流管（10）、除雾器（6），所述射流管（10）并排均匀布设于所述氧化空气分布管网（9）上方，其上端紧邻所述原烟气入口（1）下方，其下端位于所述吸收液循环池（8）的吸收液内，所述除雾器（6）设于所述净烟气出口（5）处。

2.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，其特征在于：还包括用于控制所述吸收液循环池（8）液位的液位调节管（11），所述液位调节管（11）包括排液管（11-1）、软连接（11-2）、液位控制U管（11-3）、电动推杆支架（11-4）和电动推杆（11-5），所述排液管（11-1）与所述液位控制U管（11-3）通过所述软连接（11-2）连通，所述电动推杆（11-5）顶端与所述液位控制U管（11-3）固定，所述电动推杆支架（11-4）固定所述电动推杆（11-5）并固定于所述吸收液循环池（8）侧壁。

3.根据权利要求1或2所述的一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，其特征在于：还包括吸收剂供应管（12），所述吸收剂供应管（12）设于所述射流管（10）内。

4.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，其特征在于：所述除雾器（6）至少包括二级平板式除雾结构。

5.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，其特征在于：所述原烟气入口（1）、所述净烟气出口（5）均靠近塔体上方设置，原烟气入塔流速在6-15m/s，原烟气入塔角度在5-20°。

6.根据权利要求5所述的一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，其特征在于：所述喷嘴（2）喷出的吸收液与所述原烟气入口（1）进入的原烟气体积比为(2-6):1。

7.根据权利要求5所述的一种湿法脱硫高效除尘脱硫塔，其特征在于：所述射流管（10）内的烟气流速在1-5m/s。

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