CN216321029U - 一种零水耗湿法脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种零水耗湿法脱硫装置，包括蒸发塔、脱硫脱白塔和循环收水系统，脱硫脱白塔具备烟气冷却装置；循环收水系统包括中央水箱、缓冲水箱、pH调节装置和空冷装置，中央水箱与缓冲水箱通过缓冲水管相连通，缓冲水箱与蒸发塔底部的水池通过补水水管相连通，补水水管上设置有补水泵；烟气冷却装置的冷却水出口通过循环排水管与中央水箱连通。本实用新型所提供的零水耗湿法脱硫装置，在进行烟气湿法脱硫时可以通过改变循环泵的做工功率、空冷装置的冷却效率等对烟气冷却装置的工作温度进行调节，进而控制出口烟气温度和凝结水量，温度控制更为精确，实现真正的水平衡，同时还可以避免过量凝结水后续处理排放难的问题。

Description

一种零水耗湿法脱硫装置

技术领域

本实用新型涉及烟气净化技术领域，具体而言，涉及一种零水耗湿法脱硫装置。

背景技术

湿法脱硫技术是目前应用最广泛的最成熟的烟气脱硫工艺，湿法脱硫技术利用添加了石灰石等碱性物质的脱硫浆液对烟气进行充分洗涤来实现对烟气中SO₂等污染物的脱除，能够有效降低烟气中的污染物对自然环境的影响。

在湿法脱硫过程中，高温烟气降温会释放热蒸发大量水，脱硫塔出口的净烟气中的水蒸汽达到饱和状态；若采用石灰石还会生成石膏带走部分结晶水；同时烟气中含有的氯化氢气体等污染物在吸收塔内也被洗涤脱除，在脱硫浆液中累积到一定浓度后会威胁浆液对SO2的脱除效率，因此湿法脱硫必然产生一部分废水需要排放。大量的烟气降温蒸发水、脱硫产物带水和废水排放水，均要求湿法脱硫技术必须消耗大量工艺水补充才能保证系统的正常运行，这也成为此工艺在缺水地区应用的瓶颈。因此，亟待提供一种零水耗湿法脱硫装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种零水耗湿法脱硫装置，其能够至少部分地克服了现有技术中的不足。

本实用新型提供一种零水耗湿法脱硫装置，包括蒸发塔、脱硫脱白塔和循环收水系统，所述蒸发塔的烟气出口与所述脱硫脱白塔的烟气入口相互连通，所述脱硫脱白塔具备烟气冷却装置；所述循环收水系统包括中央水箱、缓冲水箱、pH调节装置和空冷装置，所述中央水箱与所述脱硫脱白塔底部的冷凝水出口通过回水管相连通，所述中央水箱与所述缓冲水箱通过缓冲水管相连通，所述pH调节装置与所述缓冲水箱相连并用于调节pH，所述缓冲水箱与所述蒸发塔底部的水池通过补水水管相连通，所述补水水管上设置有补水泵；所述中央水箱、所述空冷装置与所述烟气冷却装置的冷却水入口通过循环补水管依次连通，所述烟气冷却装置的冷却水出口通过循环排水管与所述中央水箱连通，所述循环补水管设置有循环泵。

优选地，所述脱硫脱白塔还具备除尘除雾装置，所述除尘除雾装置设置于所述烟气冷却装置的上方，所述缓冲水箱与所述除尘除雾装置的进水口通过除尘水管相连，所述除尘水管设置有除尘泵。

优选地，所述缓冲水管与所述中央水箱相连通的一端高于所述中央水箱的底部。

优选地，所述脱硫脱白塔还具备升气帽组件，所述蒸发塔的烟气出口与所述升气帽组件相互连通。

优选地，所述烟气冷却装置包括进水主管、出水主管和多个换热支管，所述换热支管的一端通过所述进水主管与所述循环补水管相互连通，另一端通过所述出水主管与所述循环排水管相互连通。

优选地，所述烟气冷却装置包括多个彼此平行且间隔设置的换热管层，所述换热管层沿竖直方向延伸，所述换热支管弯曲设置于所述换热管层内。

优选地，弯曲设置的所述换热支管包括竖直延伸的第一管段和水平设置的第二管段，所述第一管段和所述第二管段首尾依次连接。

优选地，所述换热支管为外翅片管。

优选地，所述蒸发塔具备喷淋装置，所述喷淋装置设置于所述蒸发塔的烟气入口的上方，所述喷淋装置的进水口与所述水池通过喷淋水管相互连通，所述喷淋水管具备喷淋泵。

优选地，还包括中央控制模块，所述中央控制模块与所述空冷装置、所述补水泵、所述循环泵均相连，所述中央控制模块用于控制所述空冷装置、所述补水泵及所述循环泵工作。

本实用新型所提供的零水耗湿法脱硫装置，在进行烟气湿法脱硫时可以通过改变循环泵的做工功率、空冷装置的冷却效率等对烟气冷却装置的工作温度进行调节，进而控制出口烟气温度和凝结水量，温度控制更为精确，实现真正的水平衡，同时还可以避免过量凝结水后续处理排放难的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请实施例所提供的零水耗湿法脱硫装置的示意图；

图2是本申请实施例所提供的烟气冷却装置的横截面示意图；

图3是本申请实施例所提供的换热支管的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本申请实施例所提供的零水耗湿法脱硫装置的示意图，图2为本申请实施例所提供的烟气冷却装置的横截面示意图，图3为本申请实施例所提供的换热支管的示意图。

首先需要说明的是，本申请实施例所提供的零水耗湿法脱硫装置的主要脱硫方法可以是石灰石-石膏脱硫系统，也可以是氨法脱硫或镁法脱硫等其他本领域技术人员所熟知的常规脱硫系统，本申请对于脱硫系统的具体类型并不作限制。

如图1所示，本申请实施例所提供的零水耗湿法脱硫装置包括蒸发塔1、脱硫脱白塔2和循环收水系统3，蒸发塔1的烟气出口与脱硫脱白塔2的烟气入口相互连通，脱硫脱白塔2具备烟气冷却装置20；循环收水系统3包括中央水箱30、缓冲水箱31、pH调节装置32和空冷装置33，中央水箱30与脱硫脱白塔2底部的冷凝水出口通过回水管300相连通，中央水箱30与缓冲水箱31通过缓冲水管301相连通，pH调节装置32与缓冲水箱31相连并用于调节pH，缓冲水箱31与蒸发塔1底部的水池10通过补水水管302相连通，补水水管302上设置有补水泵310；中央水箱30、空冷装置33与烟气冷却装置20的冷却水入口通过循环补水管303依次连通，烟气冷却装置20的冷却水出口通过循环排水管304与中央水箱30连通，循环补水管303设置有循环泵311。

本申请中的零水耗的概念，主要是指在无外排废水的前提下，能够将烟气中的水分及蒸发所带走的水均有效地回收再利用，从而能够在平稳运行的过程中实现无需补充工艺水的技术效果。

图1中的中央水箱30，用于储存和分配来自脱硫脱白塔2的冷凝水和自烟气冷却装置20的冷却循环水，其中来自脱硫脱白塔2的冷凝水由于溶解有SO₂等酸性气体，pH偏低，可以用作烟气冷却装置20的冷却循环水，但不能直接返回蒸发塔1和脱硫脱白塔2作为工艺水和喷淋除尘用水，若直接在中央水箱30中调节pH，又会造成部分浪费，因此，本申请实施例使用缓冲水管301将中央水箱30中的部分水引导至缓冲水箱31中，并配合pH调节装置32以调节缓冲水箱中的水的pH。pH调节装置32可以是一个如图1所示自带碱液泵320的碱液调配装置，也可以是固体碱倾倒及搅拌一体化装置，如自带碱粉仓并配合一个搅拌桨的装置等，能够有效调节缓冲水箱31中的水的pH至目标pH即可，如调节至5～7。优选的情况下，缓冲水管301与中央水箱30相连通的一端高于中央水箱30的底部，这样可以形成一个溢流结构，以在水流动至缓冲水箱31之前，对水中的一些难溶杂质进行一次沉淀，这样可以降低在缓冲水箱31中调节pH的成本，还能够避免将沉淀带入缓冲水箱31中。

由于循环冷却用水对于pH及水中溶解物的含量的要求不高，因此如图1所示，中央水箱30中的部分水直接经由循环补水管303进入空冷装置33，空冷装置33可以是板式空冷装置、管式空冷装置或板管式空冷装置等本领域技术人员所熟知的空冷装置的形式，本申请对其不作过多限制，能够对流经其的水进行冷却即可。这样，经过空冷装置33冷却的水进入烟气冷却装置20，并从其冷却水出口流出，经过循环排水管304流回中央水箱30。例如，中央水箱30中的水温在50-55℃之间波动，经过空冷装置33后，被冷却至30℃附近，这样可以循环至烟气冷却装置20中用于冷却烟气。若加大空冷装置33的工作效率，将循环水冷却至27℃附近，或者增大循环泵311的做工功率，加大流量，则会降低烟气冷却装置20的温度，脱硫脱白塔2的冷凝水出口的流量必然会增大，回收水量变多。

从上述表述可知，通过改变设置在循环补水管303上的循环泵311的做工功率、空冷装置33的冷却效率等，可以改变烟气冷却装置20的工作温度，进而控制从排出烟气中冷凝水的效率。由于烟气进入蒸发塔1时也会带有一部分水分，而烟气冷却装置20由于采用了水冷的方式进行冷却，优选的情况下再配合设置在烟气冷却装置上方的除尘除雾装置21，可以将绝大部分的水分留在脱硫脱白塔2中并引导进入循环收水系统3，从而保证整个系统中的水总量不会减少，也就是零耗水。

本实用新型所提供的零水耗湿法脱硫装置，在进行烟气湿法脱硫时可以通过改变循环泵的做工功率、空冷装置的冷却效率等对烟气冷却装置的工作温度进行调节，进而控制出口烟气温度和凝结水量，温度控制更为精确，实现真正的水平衡，同时还可以避免过量凝结水后续处理排放难的问题。

优选的情况下，脱硫脱白塔2还具备除尘除雾装置21，除尘除雾装置21设置于烟气冷却装置20的上方，缓冲水箱31与除尘除雾装置21的进水口通过除尘水管305相连，除尘水管305设置有除尘泵312。这样，可以将缓冲水箱31中调配好的接近中性的水经由除尘水管305喷出，配合除尘除雾装置21，对经过烟气冷却装置20的烟气进一步除尘除雾，从而达到较好的除白效果。

优选地，如图1所示，脱硫脱白塔2还具备升气帽组件23，蒸发塔1的烟气出口与升气帽组件23相互连通。升气帽组件23可以设置在脱硫脱白塔2的底部，升气帽组件23如图1所示，包括多个升气帽，脱硫脱白塔2的冷凝水出口设置于升气帽组件23的侧方，这样从升气帽组件23中初步冷凝的水可以直接落下并回收。

作为一种优选的实施例，图2及图3示出了本申请实施例所提供的烟气冷却装置20的一个说明性的示例，如图2及图3所示，烟气冷却装置20包括进水主管201、出水主管202和多个换热支管203，换热支管203的一端通过进水主管201与循环补水管303相互连通，另一端通过出水主管202与循环排水管304相互连通。采用两根主管配合多根支管的结构，可以有效增大换热面积。优选的情况下，如图2所示，烟气冷却装置20包括多个彼此平行且间隔设置的换热管层，换热管层沿竖直方向延伸，换热支管203弯曲设置于换热管层内。这里的换热管层是一个空间上的范围，是指将换热支管203设置于此区域内并不超过此区域，这样可以在相邻的换热管层之间形成间隙，便于烟气流过。

如图3所示，弯曲设置的换热支管203包括竖直延伸的第一管段2030和水平设置的第二管段2031，第一管段2030和第二管段2031首尾依次连接。这样在竖直方向上和水平方向上，换热支管203均能与烟气充分接触，图3中的第一管段2030和第二管段2031之间采用圆弧形管道相连，这样可以降低循环水的流动阻力。优选地情况下，换热支管203可以为外翅片管，其翅片可以是垂直于换热支管的管壁外表面或倾斜设置，也可以是多个平行或不平行的翅片的组合，能够增加换热支管203的换热效率即可，均为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。

优选地，如图1所示，蒸发塔1还具备喷淋装置11，喷淋装置设置于蒸发塔1的烟气入口12的上方，喷淋装置11的进水口与水池10通过喷淋水管100相互连通，喷淋水管100具备喷淋泵110。这样可以在提高烟气脱硫的效率。

作为一种优选的实施例，本申请所提供的零水耗湿法脱硫装置还包括中央控制模块4，中央控制模块4与空冷装置33、补水泵310、循环泵311均相连，中央控制模块4用于控制空冷装置33、补水泵310及循环泵311工作。中央控制模块4可以是具备处理器、存储器并且存储器上记录有控制程序的个人电脑，也可以是具备处理器、存储器并且存储器上记录有控制程序的网络服务器或手机终端，此处中央控制模块4与空冷装置33、补水泵310、循环泵311均相连的具体方式可以是如图1所示的，中央控制模块4与空冷装置33有线连接，其他部件均无线连接，也可以是与所有部件均无线连接，通过设置为具备处理器、存储器并且存储器上记录有控制程序的个人电脑等结构控制空冷装置33、补水泵310、循环泵311工作的具体实现方式均为本领域技术人员所熟知，如在补水泵310上设置通信控制模块，通过中央控制模块4发出控制信号并通过该通信控制模块控制补水泵310的工作功率，进而控制补水效率等，此处不再赘述。

本实用新型所提供的零水耗湿法脱硫装置，在进行烟气湿法脱硫时可以通过改变循环泵的做工功率、空冷装置的冷却效率等对烟气冷却装置的工作温度进行调节，进而控制出口烟气温度和凝结水量，温度控制更为精确，实现真正的水平衡，同时还可以避免过量凝结水后续处理排放难的问题。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种零水耗湿法脱硫装置，其特征在于，包括蒸发塔(1)、脱硫脱白塔(2)和循环收水系统(3)，所述蒸发塔(1)的烟气出口与所述脱硫脱白塔(2)的烟气入口相互连通，所述脱硫脱白塔(2)具备烟气冷却装置(20)；

所述循环收水系统(3)包括中央水箱(30)、缓冲水箱(31)、pH调节装置(32)和空冷装置(33)，所述中央水箱(30)与所述脱硫脱白塔(2)底部的冷凝水出口通过回水管(300)相连通，所述中央水箱(30)与所述缓冲水箱(31)通过缓冲水管(301)相连通，所述pH调节装置(32)与所述缓冲水箱(31)相连并用于调节pH，所述缓冲水箱(31)与所述蒸发塔(1)底部的水池(10)通过补水水管(302)相连通，所述补水水管(302)上设置有补水泵(310)；

所述中央水箱(30)、所述空冷装置(33)与所述烟气冷却装置(20)的冷却水入口通过循环补水管(303)依次连通，所述烟气冷却装置(20)的冷却水出口通过循环排水管(304)与所述中央水箱(30)连通，所述循环补水管(303)设置有循环泵(311)。

2.如权利要求1所述的零水耗湿法脱硫装置，其特征在于，所述脱硫脱白塔(2)还具备除尘除雾装置(21)和冲洗装置(22)，所述除尘除雾装置(21)设置于所述烟气冷却装置(20)的上方，所述冲洗装置(22)的两个冲洗出口(220)分别位于所述除尘除雾装置(21)的下方和所述烟气冷却装置(20)的下方，所述缓冲水箱(31)与冲洗装置(22)的进水口通过除尘水管(305)相连，所述除尘水管(305)设置有除尘泵(312)。

3.如权利要求1所述的零水耗湿法脱硫装置，其特征在于，所述缓冲水管(301)与所述中央水箱(30)相连通的一端高于所述中央水箱(30)的底部。

4.如权利要求1所述的零水耗湿法脱硫装置，其特征在于，所述脱硫脱白塔(2)还具备升气帽组件(23)，所述蒸发塔(1)的烟气出口与所述升气帽组件(23)相互连通。

5.如权利要求1所述的零水耗湿法脱硫装置，其特征在于，所述烟气冷却装置(20)包括进水主管(201)、出水主管(202)和多个换热支管(203)，所述换热支管(203)的一端通过所述进水主管(201)与所述循环补水管(303)相互连通，另一端通过所述出水主管(202)与所述循环排水管(304)相互连通。

6.如权利要求5所述的零水耗湿法脱硫装置，其特征在于，所述烟气冷却装置(20)包括多个彼此平行且间隔设置的换热管层，所述换热管层沿竖直方向延伸，所述换热支管(203)弯曲设置于所述换热管层内。

7.如权利要求6所述的零水耗湿法脱硫装置，其特征在于，弯曲设置的所述换热支管(203)包括竖直延伸的第一管段(2030)和水平设置的第二管段(2031)，所述第一管段(2030)和所述第二管段(2031)首尾依次连接。

8.如权利要求6所述的零水耗湿法脱硫装置，其特征在于，所述换热支管(203)为外翅片管。

9.如权利要求1所述的零水耗湿法脱硫装置，其特征在于，所述蒸发塔(1)具备喷淋装置(11)，所述喷淋装置设置于所述蒸发塔(1)的烟气入口(12)的上方，所述喷淋装置(11)的进水口与所述水池(10)通过喷淋水管(100)相互连通，所述喷淋水管(100)具备喷淋泵(110)。

10.如权利要求1至9任一所述的零水耗湿法脱硫装置，其特征在于，还包括中央控制模块(4)，所述中央控制模块(4)与所述空冷装置(33)、所述补水泵(310)、所述循环泵(311)均相连。

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