專利名稱：脫硫系統(tǒng)、方法以及包括該脫硫系統(tǒng)的電廠鍋爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對電廠鍋爐產(chǎn)生的煙氣進行脫硫的技術，更具體地涉及將城市中水石 灰混凝處理產(chǎn)生的廢漿液作為爐內脫硫吸收劑的應用。
背景技術：
在電力生產(chǎn)過程中，冷卻水的消耗占電廠總耗水量的60 80%，因此，可以對城 市污水處理廠的二級處理出水(中水)進行深度處理，以便用作電廠冷卻水的補充水。城 市污水二級處理水回用循環(huán)冷卻水面臨水質差，暫硬較高，含有氨氮、磷酸鹽及微生物廢漿 液等污染物質，容易導致冷卻水系統(tǒng)化學與生物結垢，以及造成設備腐蝕等問題。石灰混凝 處理試驗表明，石灰混凝法對城市中水進行深度處理可以有效降低水中的堿度、碳酸鹽硬 度、濁度，對有機物和氨氮也有一定的去除能力，該方法運行成本低，出水水質好，完全能夠 保證電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行。石灰處理法是通過投加石灰乳控制出水PH值為10. 3 10. 5，進行如圖1所示的 三個反應，產(chǎn)生各種形態(tài)的大量CaC03結晶，降低水中暫時硬度，同時生成結晶核心還可以 對其它雜質起凝聚、吸附作用；而且石灰乳引起的PH值的升高也為氨氮和磷酸鹽的去除創(chuàng) 造了條件。如圖2所示，該圖示出了城市中水石灰混凝處理系統(tǒng)的流程圖。城市中水來水添 加殺菌劑次氯酸鈉后，直接進入壓力混合器，在壓力混合器中添加凝聚劑(聚合硫酸鐵)和 助凝劑(PAM溶液)，壓力混合器出水進入機械加速澄清池，在澄清池中加入石灰乳，實施軟 化、絮凝澄清過程。澄清池出水的PH值為10.3-10.5，濁度<15!^/1。澄清池出水經(jīng)過汽 水分離器實現(xiàn)汽水分離后，進入單室單層過濾器，在過濾器中實現(xiàn)過濾過程，過濾器的出水 濁度<2mg/L。過濾器的出水進入壓力混合器中添加硫酸調節(jié)PH值為7. 5-8. 5。壓力混合 器出水進入軟水池中，軟水池出水用作循環(huán)水補充水和鍋爐補給水處理系統(tǒng)。而澄清池的 排泥輸送至泥漿池，再通過排泥輸送泵輸送至連續(xù)式濃縮池進行濃縮，濃縮后的泥漿由排 泥泵輸送至離心式脫水機，經(jīng)脫水處理后的泥餅外運。如上文所述并參照圖2，為了解決城市中水石灰處理系統(tǒng)產(chǎn)生的泥漿(廢漿液)問 題，需要設置脫水機對其進行脫水操作，從而會消耗相當大量的電能，并且脫水處理后的泥 餅外運也會給電廠造成一定的經(jīng)濟負擔。因此，需要一種能夠有效地直接利用城市中水石 灰處理系統(tǒng)產(chǎn)生的廢漿液的方法和系統(tǒng)，從而省卻脫水和泥餅外運的工序，進而降低電廠 生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在解決上述問題。為此目的，本發(fā)明提供一種用于對電廠鍋爐排出的煙 氣進行脫硫的方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)能夠有效地直接利用城市中水石灰處理系統(tǒng)產(chǎn)生 的泥漿(廢漿液)作為脫硫吸收劑，而無需進行脫水操作，并且大幅度地節(jié)省了濕法脫硫工 藝中的石灰石用量，因此具有非?？捎^的企業(yè)經(jīng)濟效益和社會環(huán)保效益。
具體而言，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于電廠鍋爐的脫硫系統(tǒng)，該脫硫系 統(tǒng)包括脫硫吸收劑儲存設備，其用于儲存脫硫吸收劑；脫硫吸收劑輸送設備，其連接至所 述脫硫吸收劑儲存設備的下游，用于輸送所述脫硫吸收劑儲存設備中的脫硫吸收劑；脫硫 吸收劑供給設備，其連接至所述脫硫吸收劑輸送設備的下游，用于將來自所述脫硫吸收劑 輸送設備的脫硫吸收劑供給到脫硫設備中；其特征在于，所述脫硫吸收劑是城市中水石灰 混凝處理產(chǎn)生的廢漿液。在優(yōu)選實施方式中，所述脫硫設備是鍋爐爐膛，并且所述脫硫吸收劑供給設備是 設置在鍋爐燃燒器下部的水冷壁上_更具體地說設置在下層燃燒器下部1-3米處的至少一 個廢漿液霧化噴嘴，用于將廢漿液以霧化方式噴射至鍋爐爐膛底部。在優(yōu)選實施方式中，所述廢漿液霧化噴嘴是多級混合式蒸汽機械霧化噴嘴，并且 所述廢漿液霧化噴嘴的霧化壓力、霧化角和射程取決于廢漿液的濃度和爐膛尺寸。在優(yōu)選實施方式中，所述脫硫系統(tǒng)還包括能夠選擇性地連接至所述廢漿液霧化噴 嘴的吹掃疏通系統(tǒng)，用于根據(jù)預定條件對所述廢漿液霧化噴嘴進行吹掃和疏通。在優(yōu)選實施方式中，所述脫硫設備是脫硫吸收塔，并且所述脫硫吸收劑供給設備 是設置在所述脫硫吸收塔上的噴淋管組，用于將廢漿液噴射到所述脫硫吸收塔內。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種電廠鍋爐，該電廠鍋爐的特征在于包括上文 所述的脫硫系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種用于電廠鍋爐的脫硫方法，該方法包括如下 步驟設置脫硫吸收劑儲存設備，該脫硫吸收劑儲存設備用于儲存脫硫吸收劑；設置脫硫 吸收劑輸送設備，該脫硫吸收劑輸送設備連接至所述脫硫吸收劑儲存設備的下游，用于輸 送所述脫硫吸收劑儲存設備中的脫硫吸收劑；設置脫硫吸收劑供給設備，該脫硫吸收劑供 給設備連接至所述脫硫吸收劑輸送設備的下游，用于將來自所述脫硫吸收劑輸送設備的脫 硫吸收劑供給到脫硫設備中；其特征在于，所述脫硫吸收劑是城市中水石灰混凝處理產(chǎn)生 的廢漿液。


通過下面結合附圖進行的詳細描述，本領域技術人員將會更充分地理解本發(fā)明， 附圖中圖1是城市中水石灰混凝處理系統(tǒng)中發(fā)生的化學反應的示意圖；圖2是城市中水石灰混凝處理系統(tǒng)的示意性工藝流程圖；圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的用于電廠鍋爐的脫硫系統(tǒng)的優(yōu)選實施方式；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的電廠鍋爐的局部放大圖，其中示意性地示出了廢漿液輸 送設備的相關部件(更具體地說是廢漿液霧化噴嘴)。
具體實施例方式城市中水廢漿液作為脫硫吸收劑由爐內脫硫和爐后脫硫組成，其工藝流程化學過 程如下a.爐內吸收劑熱解固硫，指的是將磨細到325目左右的石灰石粉用氣流輸送方法 噴射到爐膛上部溫度為900 1250°C的區(qū)域，CaC03立即分解并與煙氣中的S02和少量的S03反應生成CaS04。CaC03 = Ca0+C02Ca0+S02+l/202 = CaS04Ca0+S03 = CaS04b.脫硫吸收塔增濕活化固硫，目前大型火力發(fā)電廠基本配置使用煙氣石灰石濕法 脫硫裝置，煙氣通過濕法脫硫裝置的吸收塔使煙氣進一步得到噴水增濕，在吸收塔內爐膛 中未反應的煙氣中游離的CaO與噴入的水反應生成Ca(OH) 2，S02與生成Ca(OH) 2快速反應 生成CaS03，有部分被氧化成CaS04。Ca0+H20 = Ca (OH) 2Ca (OH)2+S02 = CaC03+H20CaC03+l/202 = CaS04參見圖3和圖4，其中圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的用于電廠鍋爐的脫硫系 統(tǒng)的優(yōu)選實施方式；而圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的電廠鍋爐的局部放大圖。本領域 技術人員容易理解的是，圖3和圖4僅示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的真實范圍顯 然不局限于此，在不改變本發(fā)明原理的情況下，本領域技術人員可以做出圖示實施方式的 各種改型和替代方案，這些改型和替代方案都將落入本發(fā)明的范圍內。圖3和圖4中的附 圖標記與相關部件的對應關系如下101鍋爐爐膛；102城市中水石灰混凝處理系統(tǒng)的連續(xù) 式濃縮池；103廢漿液儲存池；104污水池；10廢漿液霧化噴嘴；11流量計；12蒸汽管道；13 壓縮空氣管道；14手動蝶閥；15電動調節(jié)閥；16管道沖洗泵；17手動止回閥；18排泥泵；19 沖洗管道；20攪拌器；21廢漿液輸送泵；22污水排放管道；23污水泵；24污泥、廢漿液輸送 管道；25水冷壁；26渣斗；X-X’下層燃燒器的中心線。城市中水石灰混凝處理系統(tǒng)產(chǎn)生的廢漿液作為電廠鍋爐的脫硫吸收劑是將連續(xù) 式濃縮池102中濃度2-5%的廢漿液由排泥泵18輸送至廢漿液儲存池103中，廢漿液需定 期用攪拌器20進行攪拌以防止沉淀，將廢漿液儲存池103中的廢漿液通過廢漿液輸送泵21 經(jīng)廢漿液輸送系統(tǒng)輸送到鍋爐燃燒器下部的水冷壁25上(即下層燃燒器下部1-3米)的 廢漿液霧化噴嘴10，廢漿液霧化噴嘴10將廢漿液以霧化方式噴射至鍋爐爐膛101的底部， 霧化的廢漿液與煤粉燃燒鍋爐下落的高溫灰渣(> 850°C )接觸，直接促使廢漿液流與熾熱 煙氣產(chǎn)生強烈混合，水分迅速蒸發(fā)。廢漿液蒸發(fā)后的煙氣和碳酸鈣顆粒由于爐膛系統(tǒng)的微 負壓作用，沿著鍋爐爐膛101上升經(jīng)過爐膛的燃燒區(qū)，氣流又受到爐膛四壁和高溫火焰的 輻射，從而將懸浮在氣流中的碳酸鈣顆粒迅速加熱，碳酸鈣顆粒獲得了足夠的熱量并達到 了一定溫度(1500-1800°C )從而發(fā)生高溫分解，使碳酸鈣分解成氧化鈣，并與煙氣中的二 氧化硫發(fā)生硫化反應，生成硫酸鈣，最終達到脫硫的目的。同時使碳酸鈣顆粒和水蒸汽中的二惡英類及重金屬污染物質得到全部分解，高溫 下廢棄物中主要有機物的有害成分焚毀率可達99. 999%以上，碳酸鈣顆粒中的重金屬經(jīng)高 溫熔融后也不會溶出，氣體在整個高溫區(qū)的停留時間(>4S)長，其后續(xù)的煙氣經(jīng)過靜電 除塵器和脫硫吸收塔的洗滌可捕集煙氣中尚存的有害氣體，確保了所排放煙氣得到徹底凈 化。在進行廢漿液噴嘴霧化時，為了適應廢漿液這種特殊的介質應用，廢漿液霧化噴 嘴10必須具備良好的霧化特性，合適的霧化壓力、霧化角和射程。城市中水石灰混凝處理的廢漿液的霧化難度比較大，因此優(yōu)選的是采用多級混合式蒸汽機械霧化噴嘴。霧化蒸汽 溫度> 300°C，第一級霧化是用多層蒸汽流沖擊廢漿液流，此時廢漿液表面的水分遇到過熱 蒸汽后立即汽化形成碳酸鈣顆粒團和蒸汽的混合物；第二級霧化是混合物在混合室及噴頭 內強烈擾動并多次沖擊壁面使混合進一步均勻和細化顆粒團；第三級霧化是混合物在壓差 的作用下噴出，混合物體積快速膨脹同時與爐膛氣體強烈摩擦的共同作用將碳酸鈣顆粒分 散和粉碎，最終得到顆粒團。如果采用機械霧化，則石灰混凝處理廢漿液中水分的汽化全部 依靠爐內加熱。廢漿液霧化噴嘴10不但要求具備良好的霧化特性，還應具備能防止噴嘴在不焚 燒廢漿液時不被爐內高溫燒毀的特性，并且具有良好的防堵性能，應該相應地設計在噴嘴 被堵塞后可進行吹掃、疏通的系統(tǒng)，以保證焚燒系統(tǒng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，從而保證長期連續(xù) 運行。因此，石灰混凝處理城市污水廢漿液焚燒過程中CaC03具有吸硫作用，使燃燒過程 中的S02和CaC03生化學反應，形成固態(tài)硫酸鈣(CaS04)，附著在灰塵上或凝聚成細微顆粒被 除塵器收集下來，所以整個系統(tǒng)對二氧化硫的實際排放濃度有降低作用。根據(jù)本發(fā)明，城市中水石灰混凝處理系統(tǒng)產(chǎn)生的廢漿液作為脫硫吸收劑，可大幅 度減少脫硫系統(tǒng)吸收劑的石灰石耗用量，并減少城市中水所產(chǎn)生的污泥排放量，同時大幅 度降低城市中水脫水機的運行時間，減少城市中水處理的電耗，進而達到節(jié)能環(huán)保降低發(fā) 電成本的目的。盡管上面結合具體實施例描述了本發(fā)明的技術方案，然而本發(fā)明不局限于這些實 施例，在不改變本發(fā)明的原理和教導的情況下，本領域技術人員能夠在本發(fā)明的范圍內做 出多種改型和變型。
權利要求
一種用于電廠鍋爐的脫硫系統(tǒng)，包括脫硫吸收劑儲存設備，其用于儲存脫硫吸收劑；脫硫吸收劑輸送設備，其連接至所述脫硫吸收劑儲存設備的下游，用于輸送所述脫硫吸收劑儲存設備中的脫硫吸收劑；脫硫吸收劑供給設備，其連接至所述脫硫吸收劑輸送設備的下游，用于將來自所述脫硫吸收劑輸送設備的脫硫吸收劑供給到脫硫設備中；其特征在于，所述脫硫吸收劑是城市中水石灰混凝處理產(chǎn)生的廢漿液。
2.如權利要求1所述的脫硫系統(tǒng)，其中，所述脫硫設備是鍋爐爐膛，并且所述脫硫吸收 劑供給設備是設置在鍋爐燃燒器下部的水冷壁上_更具體地說設置在下層燃燒器下部1-3 米處的至少一個廢漿液霧化噴嘴，用于將廢漿液以霧化方式噴射至鍋爐爐膛的底部。
3.如權利要求2所述的脫硫系統(tǒng)，其中，所述廢漿液霧化噴嘴是蒸汽霧化噴嘴或機械 霧化噴嘴或多級混合式蒸汽機械霧化噴嘴，并且所述廢漿液霧化噴嘴的霧化壓力、霧化角 和射程取決于廢漿液的濃度和爐膛尺寸。
4.如權利要求1至3中任一項所述的脫硫系統(tǒng)，還包括能夠選擇性地連接至所述廢漿 液霧化噴嘴的吹掃疏通系統(tǒng)，用于根據(jù)預定條件對所述廢漿液霧化噴嘴進行吹掃和疏通。
5.如權利要求1所述的脫硫系統(tǒng)，其中，所述脫硫設備是脫硫吸收塔，并且所述脫硫吸 收劑供給設備是設置在所述脫硫吸收塔上的噴淋管組，用于將廢漿液噴射到所述脫硫吸收 塔內。
6.一種電廠鍋爐，其特征在于包括權利要求1至5中任一項所述的脫硫系統(tǒng)。
7.一種用于電廠鍋爐的脫硫方法，包括如下步驟設置脫硫吸收劑儲存設備，該脫硫吸收劑儲存設備用于儲存脫硫吸收劑；設置脫硫吸收劑輸送設備，該脫硫吸收劑輸送設備連接至所述脫硫吸收劑儲存設備的 下游，用于輸送所述脫硫吸收劑儲存設備中的脫硫吸收劑；設置脫硫吸收劑供給設備，該脫硫吸收劑供給設備連接至所述脫硫吸收劑輸送設備的 下游，用于將來自所述脫硫吸收劑輸送設備的脫硫吸收劑供給到脫硫設備中；其特征在于，所述脫硫吸收劑是城市中水石灰混凝處理產(chǎn)生的廢漿液。
8.如權利要求7所述的方法，其中，所述脫硫設備是鍋爐爐膛，并且所述脫硫吸收劑供 給設備是設置在鍋爐燃燒器下部的水冷壁上_更具體地說設置在下層燃燒器下部1-3米處 的至少一個廢漿液霧化噴嘴，用于將廢漿液以霧化方式噴射至鍋爐爐膛的底部。
9.如權利要求8所述的方法，其中，所述廢漿液霧化噴嘴是蒸汽霧化噴嘴或機械霧化 噴嘴或多級混合式蒸汽機械霧化噴嘴，并且所述廢漿液霧化噴嘴的霧化壓力、霧化角和射 程取決于廢漿液的濃度和爐膛尺寸。
10.如權利要求7所述的方法，其中，所述脫硫設備是脫硫吸收塔，并且所述脫硫吸收 劑供給設備是設置在所述脫硫吸收塔上的噴淋管組，用于將廢漿液噴射到所述脫硫吸收塔 內。
全文摘要
本發(fā)明涉及對電廠鍋爐產(chǎn)生的煙氣進行脫硫的技術，更具體地涉及一種脫硫系統(tǒng)、方法以及包括該脫硫系統(tǒng)的電廠鍋爐。該脫硫系統(tǒng)包括脫硫吸收劑儲存設備，其用于儲存脫硫吸收劑；脫硫吸收劑輸送設備，連接至脫硫吸收劑儲存設備的下游，用于輸送脫硫吸收劑儲存設備中的脫硫吸收劑；脫硫吸收劑供給設備，其連接至脫硫吸收劑輸送設備的下游，用于將來自脫硫吸收劑輸送設備的脫硫吸收劑供給到脫硫設備中；該脫硫系統(tǒng)的特征在于所述脫硫吸收劑是城市中水石灰混凝處理產(chǎn)生的廢漿液。
文檔編號F23J15/04GK101797474SQ20101015303
公開日2010年8月11日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權日2010年4月16日
發(fā)明者任弘, 任振偉 申請人:任振偉