WO2017004923A1 - 一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术 - Google Patents

一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术 Download PDF

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Abstract

一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘方法。该方法以水为脱硫剂与原烟气接触完成脱硫除尘,净化后的烟气与原烟气换热后由烟囱(3)排出;脱硫后的含酸水溶液与酸性灰渣进行分离;含硫水溶液与碳酸钙或氢氧化钙浆液进行中和反应形成亚硫酸钙与硫酸钙;中和液与氧气(空气)进行氧化反应将亚硫酸钙转化成硫酸钙;氧化液经脱水得高品质石膏,废水经处理后的再生水循环用作脱硫剂、配制碳酸钙或氢氧化钙浆液或送出界外。脱硫除尘装置(2)无结垢、无磨损、无喷嘴堵塞。

Description

一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术 技术领域

本发明涉及一种烟气脱硫除尘技术,特别是涉及一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术。

背景技术

电厂锅炉、供热锅炉、冶金行业、化工行业等排放的烟气含有的二氧化硫及三氧化硫是当今人类面临的主要大气污染物之一。所有国家均相继制定了严格的法规标准,限制排放烟气中的硫含量。

目前控制排放烟气中硫含量的技术包括干法脱硫、半干法脱硫和湿法脱硫。其中湿法烟气脱硫约占烟气脱硫的85%左右。在湿法脱硫技术中,碳酸钙/氢氧化钙-石膏法又是使用最多的一种技术。

碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫技术主要包括采用配制好的碳酸钙或氢氧化钙浆液在吸收塔内与含硫烟气进行接触,完成吸收、中和和氧化反应,再将经上述反应后形成的石膏浆液进行脱水,得脱硫副产物石膏。该法采用吸收、中和、氧化反应在同一设备内进行,操作控制复杂,且采用碳酸钙或氢氧化钙浆液进入吸收塔极易造成塔内结垢和喷嘴堵塞而影响正常操作,造成脱硫效果不理想且副产石膏品质不高。

开发一种操作控制简单,且可克服已有技术出现的结垢及喷嘴堵塞而影响正常脱硫操作的新的碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法脱硫除尘技术,用于新建或对已建的碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法脱硫技术进行提升,提高脱硫效率、降低运行成本、提高副产石膏的品质及保证装置长周期运行具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法脱硫技术,该技术采用水为脱硫剂,脱硫剂与原烟接触充分,脱硫与除尘效果好;脱硫除尘与中和及氧化过程分别进行,可对三个过程分别进行精细化操作;在中和与氧化过程前进行了高效除尘并将灰渣分离,所得副产石膏中无灰渣,石膏品质高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法脱硫技术,所述技术包括以下操作装备和操作过程:

A、所述的操作装备包括:烟气换热器、脱硫除尘装置、烟囱、酸性灰渣分离装置、碳酸钙或氢氧化钙制浆装置、中和反应装置、氧化反应装置、石膏初分离装置、石膏脱水装置、酸性灰渣洗涤装置、灰渣分离装置、废水处理装置、设备间连接管线和中间罐、气体输送装置、液体输送装置、控制及显示仪器仪表及各种附件。中和反应装置和氧化反应装置、酸性灰渣洗涤装置优选为管式反应器或喷射反应器与管式反应器组合,管式反应器内设置对物料有扰动作用的动、静态混合元件或为空管。

B、所述的操作过程包括:

a.原烟经烟气换热器降温后进脱硫除尘装置与进入脱硫除尘装置的吸收剂接触脱除灰尘、二氧化硫和三氧化硫,再经烟气换热器升温后进入烟囱排出;

b.吸收了二氧化硫、三氧化硫及灰尘的酸性水进酸性灰渣分离装置进行酸性水与灰渣的分离;

c.酸性灰渣分离装置分离出的酸性水与来自碳酸钙或氢氧化钙制浆装置的碳酸钙或氢氧化钙浆液进入中和反应装置进行中和反应生成包括亚硫酸钙和少量硫酸钙的中和液;

d.出中和反应装置的中和液与氧气或空气进入氧化反应装置,将中和液中的亚硫酸钙氧化成硫酸钙;

e.出氧化反应装置的含硫酸钙悬浮液经石膏初分离装置、石膏脱水装置脱除水份后获得石膏;

f.酸性灰渣分离装置分离出的酸性灰渣进酸性灰渣洗涤装置,采用脱除石膏的液相加碱或直接对酸性灰渣进行洗涤,洗涤后的灰渣经灰渣分离装置再次分离得中性灰渣送出界外;

g.石膏初分离装置、石膏脱水装置、灰渣分离装置分离出的液相进废水处理装置处理后循环用做脱硫剂、配制碳酸钙或氢氧化钙浆液,用做系统各装置清洗或送出界外;

所述的一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术,进入脱硫除尘装置的吸收剂为新鲜水、或新鲜水与来自废水处理装置的再生水、或新鲜水与来自废水处理装置的再生水及酸性灰渣分离装置分离出的酸性水;

所述的一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术,脱硫除尘装置内气、 液两相的接触方式采用气相为连续相、液相为分散相或液相为连续相、气相为分散相;脱硫除尘装置内气液两相的流动方式为气液逆流、气液并流、气液交错流或前述流动方式的组合;

所述的一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术,酸性灰渣分离装置分离出的酸性水可先与氧气或空气进行氧化反应,再与碳酸钙或氢氧化钙浆液进行中和反应;

所述的一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术,出脱硫除尘装置的吸收了二氧化硫、三氧化硫及灰尘的酸性水直接去中和反应装置进行中和反应或直接去氧化反应装置进行氧化反应,或去碳酸钙或氢氧化钙制浆装置参与碳酸钙或氢氧化钙制浆并进行中和反应;

所述的一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术,中和反应装置和氧化反应装置间可设置气液分离装置;

所述的一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术,中和反应装置和氧化反应装置间可增设固液分离装置分离出部分液相;分离出的液相去废水处理装置或去脱硫除尘装置;

所述的一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术,废水处理装置处理后的再生水分配用于碳酸钙或氢氧化钙制浆、用于做为脱硫剂、用于系统各装置的清洗或送出界外并不限于前述用途。

本发明的优点与效果是:

1.采用水为脱硫剂,脱硫剂与原烟接触充分,脱硫与除尘效果好;

2.脱硫除尘与中和及氧化过程分别进行,可对三个过程分别进行精细化操作;

3.在中和与氧化过程前进行了高效除尘并将灰渣分离,所得副产石膏中无灰渣,石膏品质高;

4.碳酸钙或氢氧化钙浆液不进吸收塔,采用水对二氧化硫和三氧化硫进行吸收,吸收效果好,吸收塔内件及塔壁无结垢、无磨损、喷嘴无堵塞,设备连续运行周期长;

5.中和与氧化操作在带有高效混合元件的管式反应器内进行,液-液与气-液混合传质充分,中和与氧化效果好,钙硫比小,氧气或空气通入量小,原料消耗与能量消耗低。

附图说明

图1是采用塔式反应器进行脱硫除尘、管式反应器进行中和反应与氧化反应的碳酸钙-石膏湿法脱硫除尘技术流程简图;

图2是采用塔式反应器进行脱硫除尘,先进行氧化反应、再进行中和反应的碳酸钙-石膏湿法脱硫除尘技术流程简图。

图3是简化的采用塔式反应器进行脱硫除尘、管式反应器进行中和反应与氧化反应,无酸性灰渣分离装置、酸性灰渣洗涤装置、灰渣分离装置的碳酸钙-石膏湿法脱硫除尘技术流程简图。

具体实施方式

实施例1

实施例1所用的操作装备包括:烟气换热器1、脱硫除尘装置2、烟囱3、酸性灰渣分离装置4、碳酸钙制浆装置5、中和反应装置6、氧化反应装置7、石膏初分离装置8、石膏脱水装置9、酸性灰渣洗涤装置10、灰渣分离装置11、废水处理装置12、设备间连接管线和中间罐、气体输送装置、液体输送装置、控制及显示仪器仪表及各种附件;所用的操作过程包括:a.原烟经烟气换热器1降温后进脱硫除尘装置2与进入脱硫除尘装置2的吸收剂接触脱除二氧化硫、三氧化硫和灰尘,再经烟气换热器1升温后进入烟囱3排出;b.吸收了二氧化硫、三氧化硫及灰尘的酸性水进酸性灰渣分离装置4进行酸性水与灰渣的分离;c.酸性灰渣分离装置4分离出的酸性水与来自碳酸钙制浆装置5的碳酸钙浆液进入中和反应装置6进行中和反应生成包括亚硫酸钙和少量硫酸钙的中和液;d.出中和反应装置6的中和液与氧气氧气或空气进入氧化反应装置7,将中和液中的亚硫酸钙氧化成硫酸钙;e.出氧化反应装置7的含硫酸钙悬浮液经石膏初分离装置8、石膏脱水装置9脱除水份后获得石膏;f.酸性灰渣分离装置4分离出的酸性灰渣进酸性灰渣洗涤装置10,采用脱除石膏的液相加碱或直接对酸性灰渣进行洗涤,洗涤后的灰渣经灰渣分离装置11再次分离得中性灰渣送出界外;g.石膏初分离装置8、石膏脱水装置9、灰渣分离装置11分离出的液相进废水处理装置12处理后循环用做脱硫剂、配置碳酸钙浆液,用做系统各装置清洗或送出界外。该实施例流程简图见图1。

其中所用的脱硫除尘装置2为塔式设备,原烟由塔下部进入,脱硫剂由 塔上部进入,气液逆流接触完成脱硫除尘,脱硫剂为新鲜水和脱硫废水处理后的再生水,脱硫剂分层进入塔式脱硫装置2;所用中和反应装置6、氧化反应装置7为直管与曲管构成的管式反应器,直管内设有对流体强化混合的扰流元件,参与反应的物料边流动、边混合、边反应;

实施例2

实施例2与实施例1基本相同,不同之处在于所用的中和反应装置6、酸性灰渣洗涤装置4的直管为市售静态混合器;所用的氧化反应装置7为塔式设备,中和液由氧化反应塔上部进入,氧气氧气或空气由氧化塔下部进入,逆流接触完成氧化反应。

实施例3

实施例3与实施例1基本相同,不同之处在于酸性灰渣分离装置4分离出的酸性水先进行氧化反应再进行中和反应;该实施例流程简图见图2。

实施例4

实施例4与实施例1基本相同,不同之处在于所用的脱硫除尘装置2为喷射混合反应器和管式反应器串联,由喷射反应器用脱硫剂抽吸烟气后进入管式反应器进行气液接触完成脱硫与除尘。

实施例5

实施例5与实施例1基本相同,不同之处在于脱硫剂为新鲜水、来自废水处理装置12的再生水及来自脱硫除尘塔2底部的循环酸水;三种水分层进入脱硫装置2。

实施例6

实施例6与实施例1基本相同,不同之处在于本实施例不设置酸性灰渣分离装置4、酸性灰渣洗涤装置10和灰渣分离装置11,酸性水直接去中和反应装置6;该实施例流程简图见图3。

实施例7

实施例7与实施例1基本相同,不同之处在于本实施例中和反应所用的浆液为氢氧化钙浆液。

Claims (8)

  1. 一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏法烟气脱硫除尘技术,其特征在于所述技术包括以下操作装备和操作过程:
    A.操作装备包括:烟气换热器(1)、脱硫除尘装置(2)、烟囱(3)、酸性灰渣分离装置(4)、碳酸钙或氢氧化钙制浆装置(5)、中和反应装置(6)、氧化反应装置(7)、石膏初分离装置(8)、石膏脱水装置(9)、酸性灰渣洗涤装置(10)、灰渣分离装置(11)、废水处理装置(12)、设备间连接管线和中间罐、气体输送装置、液体输送装置、控制及显示仪器仪表及附件;中和反应装置(6)和氧化反应装置(7)、酸性灰渣洗涤装置(10)优选为管式反应器或喷射反应器与管式反应器组合,管式反应器内设置对物料有扰动作用的动、静态混合元件或为空管;
    B.操作过程包括:
    a.原烟经烟气换热器(1)降温后进脱硫除尘装置(2)与进入脱硫除尘装置的吸收剂接触脱除灰尘、二氧化硫和三氧化硫,再经烟气换热器(1)升温后进入烟囱(3)排出;
    b.吸收了二氧化硫、三氧化硫及灰尘的酸性水进酸性灰渣分离装置(4)进行酸性水与灰渣的分离;
    c.酸性灰渣分离装置(4)分离出的酸性水与来自碳酸钙或氢氧化钙制浆装置(5)的碳酸钙或氢氧化钙浆液进入中和反应装置(6)进行中和反应生成包括亚硫酸钙和少量硫酸钙的中和液;
    d.出中和反应装置(6)的中和液与氧气(空气)进入氧化反应装置(7),将中和液中的亚硫酸钙氧化成硫酸钙;
    e.出氧化反应装置(7)的含硫酸钙悬浮液经石膏初分离装置(8)、石膏脱水装置(9)脱除水份后获得石膏;
    f.酸性灰渣分离装置(4)分离出的酸性灰渣进酸性灰渣洗涤装置(10),采用脱除石膏的液相加碱或直接对酸性灰渣进行洗涤,洗涤后的灰渣经灰渣分离装置(11)再次分离得中性灰渣送出界外;
    g.石膏初分离装置(8)、石膏脱水装置(9)、灰渣分离装置(11)分离出的液相进废水处理装置(12)处理后循环用做脱硫剂、配制碳酸钙或氢氧化钙浆液,用做系统各装置清洗或送出界外。
  2. 根据权利要求1所述的一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术,其 特征在于,进入脱硫除尘装置(2)的吸收剂为新鲜水、或新鲜水与来自废水处理装置(12)的再生水、或新鲜水与来自废水处理装置(12)的再生水及酸性灰渣分离装置(4)分离出的酸性水。
  3. 根据权利要求1所述的一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术,其特征在于,脱硫除尘装置(2)内气、液两相的接触方式采用气相为连续相、液相为分散相或液相为连续相、气相为分散相;脱硫除尘装置(2)内气液两相的流动方式为气液逆流、气液并流、气液交错流或前述流动方式的组合。
  4. 根据权利要求1所述的一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术,其特征在于,酸性灰渣分离装置(4)分离出的酸性水可先与氧气(空气)进行氧化反应,再与碳酸钙或氢氧化钙浆液进行中和反应。
  5. 根据权利要求1所述的一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术,其特征在于,出脱硫除尘装置(2)的吸收了二氧化硫、三氧化硫及灰尘的酸性水直接去中和反应装置(6)进行中和反应或直接去氧化反应装置(7)进行氧化反应,或去碳酸钙或氢氧化钙制浆装置(5)参与碳酸钙或氢氧化钙制浆并进行中和反应。
  6. 根据权利要求1所述的一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术,其特征在于,中和反应装置(6)和氧化反应装置(7)间可设置气液分离装置。
  7. 根据权利要求1所述的一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术,其特征在于,中和反应装置(6)和氧化反应装置(7)间可增设固液分离装置分离出部分液相;分离出的液相去废水处理装置(12)或去脱硫除尘装置(2)。
  8. 根据权利要求1所述的一种碳酸钙/氢氧化钙-石膏湿法烟气脱硫除尘技术,其特征在于,废水处理装置(12)处理后的再生水分配用于碳酸钙或氢氧化钙制浆、用于做为脱硫剂、用于系统各装置的清洗或送出界外并不限于前述用途。
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