專利名稱：兩級(jí)液柱噴射煙氣脫硫方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙氣濕法脫硫技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及煤粉鍋爐、層燃鍋爐或其他燃燒設(shè)備排出的煙氣中的二氧化硫脫除的方法及系統(tǒng)。
二氧化硫的污染一直是世界許多國家環(huán)境保護(hù)的工作重點(diǎn)。目前現(xiàn)有技術(shù)中對于燃煤的工業(yè)鍋爐和電站鍋爐中的煙氣脫硫，雖已進(jìn)行了多方面的研究，但90％以上是采用濕法煙氣脫硫，其中以石灰石-石膏法煙氣脫硫技術(shù)為主，它的脫硫效率較高，是煙氣脫硫較為有效的方法，而其它脫硫方法脫硫效率低，很難滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。
傳統(tǒng)的石灰石-石膏法煙氣脫硫技術(shù)，通常存在系統(tǒng)相對復(fù)雜，占地面積較大，脫硫反應(yīng)塔采用填料形式，系統(tǒng)阻力較大，而且容易出現(xiàn)結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致初投資及運(yùn)行成本都較高。中國專利公開號(hào)為CN1117889A和CN1221647A中公開的一種新興的液柱噴射脫硫技術(shù)，能夠很好地克服上述缺點(diǎn)。其主要特點(diǎn)是改填料塔為噴射塔，將脫硫劑漿液通過噴嘴向上噴射，在此過程中與煙氣中二氧化硫充分反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高效脫硫和防止結(jié)垢和堵塞。同時(shí)，其脫硫反應(yīng)與脫硫副產(chǎn)物亞硫酸鈣的氧化反應(yīng)設(shè)置在同一塔體內(nèi)，能有效節(jié)省系統(tǒng)的占地面積，因此該專利技術(shù)得到了較好的應(yīng)用。但是，由于該技術(shù)采用單級(jí)液柱噴射系統(tǒng)，而且對于煙氣負(fù)荷調(diào)節(jié)適應(yīng)能力較差，因此其脫硫效率僅為70-90％，這對于煙氣量變化大，含硫較高的煙氣的凈化則難于適應(yīng)。
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明的目的和任務(wù)是為含硫量較高以及負(fù)荷變化較大的煙氣凈化提供一種兩級(jí)液柱噴射煙氣脫硫方法及系統(tǒng)，使其不僅能有效延長二氧化硫與脫硫劑在塔內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間，提高脫硫效率，而且使得煙氣中的二氧化硫始終處于最佳脫硫反應(yīng)環(huán)境中，從而有利于煙氣中的二氧化硫的徹底脫除。
上述目的和任務(wù)是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種兩級(jí)液柱噴射煙氣脫硫系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由煙氣輸送系統(tǒng)，脫硫劑漿液供給系統(tǒng)，反應(yīng)塔，工業(yè)水給水與除霧系統(tǒng)以及石膏處理系統(tǒng)組成，所述煙氣輸送系統(tǒng)包括煙道、煙氣閥門和送風(fēng)機(jī)；脫硫劑漿液供給系統(tǒng)主要由堿液池、送漿泵和循環(huán)泵組成，所述反應(yīng)塔包括脫硫反應(yīng)區(qū)和脫硫副產(chǎn)物氧化反應(yīng)區(qū)，它包括輸水管、除霧器、煙氣入口、煙氣出口、液柱噴射系統(tǒng)和鼓風(fēng)管等組成，其特征在于所述液柱噴射系統(tǒng)是由設(shè)置在脫硫反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上、下兩級(jí)脫硫劑漿液噴射裝置及兩個(gè)漿液循環(huán)泵所組成。這樣可有效延長二氧化硫與脫硫劑在塔內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間，大大提高脫硫效率。
在上述方案的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高煙氣負(fù)荷的適應(yīng)調(diào)節(jié)能力，使煙氣中的二氧化硫始終處于最佳脫硫反應(yīng)環(huán)境中，從而更有利于煙氣中的二氧化硫的徹底脫除，本發(fā)明的特征是在漿液輸送泵出口加裝一個(gè)酸堿度調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置是由酸堿度監(jiān)測裝置和流量調(diào)節(jié)裝置所組成，并通過管道分別與兩個(gè)漿液循環(huán)泵的入口及反應(yīng)塔下部的漿液入口相連。
采用上述脫硫系統(tǒng)的脫硫方法，該方法是將燃燒設(shè)備中排出的煙氣從反應(yīng)塔中部徑向送入反應(yīng)塔，堿液池中的脫硫劑漿液通過漿液輸送泵送入反應(yīng)塔下部，脫硫劑漿液由裝在反應(yīng)塔中的液柱噴射裝置向上噴射，在塔內(nèi)形成先自下而上與煙氣順流的液柱，然后在頂部散開，形成自上而下與煙氣逆流的液滴，在上噴和分散落下的過程中，形成氣液高度混合、傳質(zhì)、傳熱的脫硫反應(yīng)區(qū)；脫硫后的煙氣穿過反應(yīng)塔上部的除霧器，除去煙氣中的水分和細(xì)灰；脫硫反應(yīng)后的漿液與脫除的灰塵細(xì)顆粒一道沿塔體向下流動(dòng)進(jìn)入塔底部的脫硫副產(chǎn)物的氧化反應(yīng)區(qū)，氧化反應(yīng)區(qū)內(nèi)的亞硫酸鈣在氧化風(fēng)機(jī)送來的空氣中的氧作用下進(jìn)一步氧化形成硫酸鈣，經(jīng)濃縮、沉淀后，氧化反應(yīng)區(qū)內(nèi)比重較大的部分進(jìn)入石膏處理系統(tǒng)，其特征是(1)從燃燒設(shè)備中排出的煙氣從反應(yīng)塔中下部徑向進(jìn)入反應(yīng)塔，煙氣在塔內(nèi)上升的過程中先后穿過兩級(jí)具有不同酸堿度的脫硫反應(yīng)區(qū)；(2)各反應(yīng)區(qū)的酸堿度可根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)方法是通過調(diào)控從堿液池輸送的脫硫劑漿液的供給量來進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)；(3)脫硫副產(chǎn)物的氧化反應(yīng)區(qū)及自下向上的兩級(jí)脫硫反應(yīng)區(qū)的酸堿度范圍分別控制在4．5～6，5．5～7和6～9。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果該系統(tǒng)由于在反應(yīng)塔內(nèi)設(shè)置了上下兩級(jí)液柱噴射系統(tǒng)，不僅結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積較小，而且能有效延長二氧化硫與脫硫劑漿液在塔內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間，大大提高了脫硫效率，脫硫效率最高可達(dá)98％以上；同時(shí)該系統(tǒng)及方法可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況及煙氣負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)各反應(yīng)區(qū)對應(yīng)的PH值，使得二氧化硫始終處于最佳脫硫反應(yīng)環(huán)境中，從而更有利于煙氣中的二氧化硫的徹底脫除，有利于提高脫硫效率和脫硫副產(chǎn)物的氧化效率，同時(shí)提高脫硫劑的利用效率和增強(qiáng)煙氣負(fù)荷的調(diào)節(jié)適應(yīng)能力。因此該系統(tǒng)及方法不僅對于一般的煙氣脫硫效果明顯，而且對于含硫量高及負(fù)荷變化大的煙氣凈化同樣具有較好的效果。
附

圖1為本發(fā)明的具體工藝流程圖。
附圖2為反應(yīng)塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖，具體說明本發(fā)明的原理、具體結(jié)構(gòu)、工藝過程及最佳實(shí)施方式該系統(tǒng)該系統(tǒng)主要由煙氣輸送系統(tǒng)，脫硫劑漿液供給系統(tǒng)，反應(yīng)塔，工業(yè)水給水與除霧系統(tǒng)以及石膏處理系統(tǒng)組成，所述煙氣輸送系統(tǒng)包括煙道1、煙氣閥門2和送風(fēng)機(jī)4；脫硫劑漿液供給系統(tǒng)由堿液池6、送漿泵7和循環(huán)泵組成，所述反應(yīng)塔包括脫硫反應(yīng)區(qū)和脫硫副產(chǎn)物氧化反應(yīng)區(qū)，它包括輸水管、除霧器17、煙氣入口、煙氣出口、液柱噴射系統(tǒng)18和鼓風(fēng)系統(tǒng)8等組成，液柱噴射系統(tǒng)18是由設(shè)置在脫硫反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上下兩級(jí)脫硫劑漿液噴射裝置及兩個(gè)漿液循環(huán)泵15和19所組成。同時(shí)，本系統(tǒng)還在漿液輸送泵7的出口加裝了一個(gè)酸堿度調(diào)節(jié)裝置22，該調(diào)節(jié)裝置是由酸堿度監(jiān)測裝置和流量調(diào)節(jié)裝置所構(gòu)成，該裝置通過管道分別與兩個(gè)漿液循環(huán)泵15和漿液循環(huán)泵19的入口及反應(yīng)塔下部的漿液入口相連。其原理在于煙氣中的二氧化硫在塔體內(nèi)穿過兩級(jí)液柱噴射引起的脫硫反應(yīng)區(qū)，有效延長了二氧化硫與脫硫劑漿液在塔內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間；同時(shí)通過酸堿度調(diào)節(jié)裝置22，可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況，對各反應(yīng)區(qū)內(nèi)的酸堿度(PH值)隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以提高煙氣負(fù)荷的適應(yīng)調(diào)節(jié)能力，使得煙氣中的二氧化硫始終處于最佳脫硫反應(yīng)環(huán)境中，從而有利于煙氣中的二氧化硫的徹底脫除，進(jìn)一步提高脫硫效率。
上述系統(tǒng)的脫硫方法及具體工藝過程如下從燃燒設(shè)備中排出的煙氣經(jīng)煙道1通過閥門2的控制，由送風(fēng)機(jī)4從反應(yīng)塔9的中下部徑向送入反應(yīng)塔，煙氣在塔內(nèi)上升的過程中先后穿過兩級(jí)具有不同pH值的脫硫劑漿液區(qū)，煙氣中二氧化硫分別與不同pH值下的脫硫劑發(fā)生反應(yīng)，將二氧化硫高效脫除，生成亞硫酸鈣和部分硫酸鈣。脫硫劑漿液分別由裝在反應(yīng)塔下部和中上部的噴射裝置18向上噴射，在塔內(nèi)形成先自下而上與煙氣順流的液柱，然后在頂部散開，形成自上而下與煙氣逆流的液滴，在這上噴散落的過程中，形成氣液高度混合，傳質(zhì)、傳熱的高效脫硫反應(yīng)區(qū)。煙氣在反應(yīng)塔內(nèi)上升過程中，與脫硫劑漿液充分混合，可洗去部分細(xì)顆?；覊m。脫硫后的煙氣穿過反應(yīng)塔上部的除霧器17，可同時(shí)除去煙氣中的水分和細(xì)灰。脫硫反應(yīng)后的漿液與脫除的灰塵細(xì)顆粒一道沿塔體向下流動(dòng)進(jìn)入塔底部的副產(chǎn)物氧化反應(yīng)區(qū)，氧化反應(yīng)區(qū)內(nèi)的亞硫酸鈣在鼓風(fēng)機(jī)8送來的空氣中氧的作用下進(jìn)一步氧化形成硫酸鈣。經(jīng)濃縮、沉淀后，氧化區(qū)內(nèi)比重較大的部分(主要是灰渣和硫酸鈣)進(jìn)入石膏處理系統(tǒng)；較稀的部分(含有未完全反應(yīng)的脫硫劑)被回送入塔內(nèi)循環(huán)使用。當(dāng)煙氣量或煙氣中二氧化硫含量發(fā)生變化時(shí)，要求各反應(yīng)區(qū)的PH值隨之變化，使之適應(yīng)煙氣負(fù)荷及二氧化硫含量的變化，它是通過酸堿度調(diào)節(jié)裝置22改變漿液的供給量來實(shí)現(xiàn)的。在一般情況下，副產(chǎn)物氧化反應(yīng)區(qū)及兩級(jí)脫硫反應(yīng)區(qū)的PH值應(yīng)分別控制在4．5-6，5．5～7和6～9。
其具體做法是將一定粒度的生石灰顆粒，喂入堿液池6，與水?dāng)嚢韬笥蓾{液輸送泵7將堿液池6中的堿液送給酸堿度調(diào)節(jié)裝置22，由酸堿度調(diào)節(jié)裝置22分別給塔體9、循環(huán)泵15和19供給脫硫劑漿液，再由循環(huán)泵通過金屬管道分別送給位于塔體內(nèi)的液柱噴射系18，噴射系統(tǒng)通過多個(gè)噴嘴向上噴射，使?jié){液與塔體內(nèi)的煙氣接觸發(fā)生脫硫反應(yīng)。當(dāng)煙氣量和煙氣中的二氧化硫濃度發(fā)生變化時(shí)，反應(yīng)塔內(nèi)兩級(jí)脫硫反應(yīng)區(qū)的PH值通過酸堿度調(diào)節(jié)裝置22，調(diào)節(jié)來自漿液輸送泵7送往反應(yīng)塔9和循環(huán)泵15及19的漿液供給量。脫硫反應(yīng)后的清潔濕煙氣經(jīng)過塔體內(nèi)上部的除霧器17后進(jìn)入煙囪3排空。脫硫反應(yīng)后的副產(chǎn)物亞硫酸鈣下行至位于塔體下部的副產(chǎn)物氧化反應(yīng)區(qū)內(nèi)與來自氧化風(fēng)機(jī)8的空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)，生成石膏硫酸鈣。石膏硫酸鈣產(chǎn)物在塔底濃縮后被石膏泵20抽吸出來，部分返回氧化反應(yīng)區(qū)，部分送往轉(zhuǎn)移池12，再送至石膏分離機(jī)10分離，廢液送至濾液池11排污處理。
清水池5的水取自工業(yè)用水，它除了經(jīng)過供水管給除霧器17供水外，還給堿液池6供水。
權(quán)利要求
1．一種兩級(jí)液柱噴射煙氣脫硫系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由煙氣輸送系統(tǒng)，脫硫劑漿液供給系統(tǒng)，含有脫硫反應(yīng)區(qū)和氧化反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)塔，工業(yè)水給水與除霧系統(tǒng)以及石膏處理系統(tǒng)組成，所述煙氣輸送系統(tǒng)包括煙道、煙氣閥門和送風(fēng)機(jī)脫硫劑漿液供給系統(tǒng)由堿液池、送漿泵和循環(huán)泵等組成，所述反應(yīng)塔包括脫硫反應(yīng)區(qū)和脫硫副產(chǎn)物氧化反應(yīng)區(qū)，它包括輸水管、除霧器、煙氣入口、煙氣出口、液柱噴射系統(tǒng)和鼓風(fēng)系統(tǒng)等組成，其特征在于所述液柱噴射系統(tǒng)是由設(shè)置在脫硫反應(yīng)區(qū)內(nèi)的上下兩級(jí)脫硫劑漿液噴射裝置及兩個(gè)漿液循環(huán)泵所組成。
2．按照權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)液柱噴射煙氣脫硫系統(tǒng)，其特征在于在漿液輸送泵出口加裝一個(gè)酸堿度調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置是由酸堿度監(jiān)測裝置和流量調(diào)節(jié)裝置所組成，并通過管道分別與兩個(gè)漿液循環(huán)泵的入口及反應(yīng)塔下部的漿液入口相連。
3．一種采用如權(quán)利要求1所述的兩級(jí)液柱噴射煙氣脫硫系統(tǒng)的脫硫方法，該方法是將燃燒設(shè)備中排出的煙氣從反應(yīng)塔中部徑向送入反應(yīng)塔，堿液池中的脫硫劑漿液通過漿液輸送泵送入反應(yīng)塔下部，脫硫劑漿液由裝在反應(yīng)塔中的液柱噴射裝置向上噴射，在塔內(nèi)形成先自下而上與煙氣順流的液柱，然后在頂部散開，形成自上而下與煙氣逆流的液滴，在上噴和分散落下的過程中，形成氣液高度混合、傳質(zhì)、傳熱的脫硫反應(yīng)區(qū)；脫硫后的煙氣穿過反應(yīng)塔上部的除霧器，除去煙氣中的水分和細(xì)灰；脫硫反應(yīng)后的漿液與脫除的灰塵細(xì)顆粒一道沿塔體向下流動(dòng)進(jìn)入塔底部的脫硫副產(chǎn)物的氧化反應(yīng)區(qū)，氧化反應(yīng)區(qū)內(nèi)的亞硫酸鈣在氧化風(fēng)機(jī)送來的空氣中的氧作用下進(jìn)一步氧化形成硫酸鈣，經(jīng)濃縮、沉淀后，氧化區(qū)內(nèi)比重較大的部分進(jìn)入石膏處理系統(tǒng)，其特征在于(1)從燃燒設(shè)備中排出的煙氣從反應(yīng)塔中下部徑向進(jìn)入反應(yīng)塔，煙氣在塔內(nèi)上升的過程中先后穿過兩級(jí)具有不同酸堿度的脫硫反應(yīng)區(qū)；(2)各反應(yīng)區(qū)的酸堿度可根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)方法是通過調(diào)控從堿液池輸送的脫硫劑漿液的供給量來進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)；(3)脫硫副產(chǎn)物的氧化反應(yīng)區(qū)及自下向上的兩級(jí)脫硫反應(yīng)區(qū)的酸堿度范圍分別為4．5～6，5．5～7和6～9。
全文摘要
一種兩級(jí)液柱噴射煙氣脫硫方法及系統(tǒng),涉及燃燒設(shè)備中排出煙氣的脫硫技術(shù)及設(shè)備。其特點(diǎn)是液柱噴射系統(tǒng)是由上下兩級(jí)脫硫劑漿液噴射裝置及兩個(gè)漿液循環(huán)泵所組成,且各反應(yīng)區(qū)的酸堿度可根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能有效延長二氧化硫與脫硫劑在塔內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間,并可使二氧化硫始終處于最佳脫硫反應(yīng)環(huán)境中。因此不僅脫硫效率高(最高可達(dá)98%以上),液氣比調(diào)節(jié)范圍大,而且有效提高了脫硫劑利用率及煙氣負(fù)荷的適應(yīng)能力,對含硫量高及負(fù)荷變化較大的煙氣凈化具有較好的效果。
文檔編號(hào)B01D53/79GK1282625SQ0012347
公開日2001年2月7日 申請日期2000年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月18日
發(fā)明者項(xiàng)光明, 姚強(qiáng), 李定凱, 佟會(huì)玲, 廖洪強(qiáng), 鄭躍紅, 徐紀(jì)青, 陳昌和, 徐旭常, 李彥, 祁海鷹, 由長福 申請人:清華大學(xué), 清華同方股份有限公司