專利名稱：增強型石灰法煙氣脫硫工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙氣脫硫工藝，特別是一種增強型石灰法煙氣脫硫工藝，主要應(yīng)用于大氣污染治理、防治技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煙氣脫硫的歷史悠久，早在一百多年前就有人進行了這方面的研究。目前，脫硫技術(shù)歸納起來可分為三大類(1)燃燒前脫硫，如洗煤、微生物脫硫；(2)燃燒中脫硫，如工業(yè)型煤固硫、爐內(nèi)噴鈣；(3)燃燒后脫硫，即煙氣脫硫(FGD)。FGD法是世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化的脫硫技術(shù)。FGD技術(shù)，主要是利用吸收劑或吸附劑去除煙氣中的SO2，并使其轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的硫的化合物。FGD技術(shù)種類繁多，但是在當(dāng)今技術(shù)中占主導(dǎo)地位的是濕式石灰石/石灰法。
濕法石灰石/石灰煙氣脫硫技術(shù)是利用成本低廉的石灰和石灰石作為吸收劑吸收煙氣中的SO2，生成半水亞酸鈣或石膏。這種技術(shù)曾在70年代因其投資大、運行費用高和腐蝕、結(jié)垢、堵塞等問題而影響了其在火電廠中的應(yīng)用。經(jīng)過多年的實踐和改進，工作性能和可靠性大為提高，投資與運行費用顯著減少，是目前我國引進的裝置中煙氣脫硫主要方法。該法主要優(yōu)點是a.脫硫效率高(有的裝置Ca/S＝1時，脫硫效率大于95％)；b.吸收劑利用率高，可大于95％；c.設(shè)備運轉(zhuǎn)率高(可達95％以上)?！捌呶濉逼陂g重慶珞璜電廠引進日本三菱重工的與2×360MW機組配套2套濕式石灰石/石膏法煙氣脫硫技術(shù)與設(shè)備，率先建成了大型電廠鍋爐煙氣脫硫示范工程，并于1992和1993年正式投入商業(yè)運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)脫硫率達95％以上，副產(chǎn)品石膏純度高于90％。
但現(xiàn)有濕法石灰石/石灰煙氣脫硫技術(shù)主要缺點是投資大、另外還需要對脫硫過程中反應(yīng)生成的亞硫酸鹽進行氧化控制(強制氧化或抑制氧化)保證系統(tǒng)的可靠運行，導(dǎo)致運行費用偏高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種提高脫硫劑利用率、降低脫硫成本，同時無需進行氧化控制即可避免系統(tǒng)結(jié)垢的增強型石灰法煙氣脫硫工藝。
一種增強型石灰法煙氣脫硫工藝，將石灰和添加劑分別輸入消化反應(yīng)器，在消化反應(yīng)器內(nèi)石灰和添加劑混合并與水反應(yīng)生成吸收漿液；將吸收漿液輸入吸收塔，含硫煙氣進入吸收塔與吸收漿液反應(yīng)后，凈化煙氣排出吸收塔；吸收了二氧化硫的吸收漿液從吸收塔底部排出后循環(huán)使用或去后處理。
后處理過程包括將吸收了二氧化硫的吸收漿液從吸收塔底部排出后進入到水力旋流器進行固液分離，旋流器的頂流回到吸收塔內(nèi)，或去消化反應(yīng)器套用，旋流器的底流進入到真空帶式過濾機進一步脫水，制成含水率低的脫硫渣外排，濾液排放或去消化反應(yīng)器套用。
添加劑是有機酸和/或無機添加劑，有機酸為己二酸、檸檬酸、腐殖酸、苯甲酸、乙酸中的至少一種；無機添加劑為氧化鎂、硫酸鈉、硝酸鈉中的至少一種。
吸收塔為填料塔、篩板塔、旋流板塔或文丘里。在吸收塔的底部設(shè)有側(cè)向攪拌裝置，防止吸收漿液的沉淀。
脫硫工藝條件進塔吸收漿液pH值為5.0-9.0，液氣比為2.0-20.0L/m3，無機添加劑濃度0-100000mg/L，有機酸類0-3000mg/L，無機添加劑和有機酸的濃度不同時為0mg/L。鈣離子濃度600-2000mg/L，吸收漿液質(zhì)量百分比濃度1-35％，可實現(xiàn)脫硫效率大于95％。
本發(fā)明工藝過程為吸收劑石灰和添加劑通過各自的進料裝置和計量裝置進入消化反應(yīng)器。在消化反應(yīng)器內(nèi)氧化鈣和添加劑與水反應(yīng)生成吸收漿液(添加劑以氧化鎂為例)。
消化反應(yīng)完后的吸收漿液通過吸收漿液輸送泵進入吸收塔，含硫煙氣進入吸收塔，與吸收漿液在吸收塔內(nèi)部進行脫硫反應(yīng)
若添加劑為有機酸類則反應(yīng)如下
在脫硫塔內(nèi)，有機酸與石灰反應(yīng)獲得再生
凈化煙氣從吸收塔上方排出，吸收了二氧化硫的吸收漿液到達吸收塔底部后，通過主循環(huán)泵循環(huán)使用，或者去后處理。
當(dāng)吸收漿液達到一定濃度不能再循環(huán)使用時就需要后處理。
吸收塔底部排出一部分漿液通過脫硫渣輸送泵，進入經(jīng)水力旋流器，在旋流器中進行分離后，旋流器的頂流回到吸收塔內(nèi)，或去消化反應(yīng)器作為補充水套用，底流經(jīng)過真空帶式過濾機進一步除水得到脫硫渣。
本發(fā)明增強型石灰法煙氣脫硫工藝采用石灰和一定比例的添加劑一起脫硫，提高脫硫吸收漿液的pH緩沖能力和其中的亞硫酸根離子濃度，有效降低鈣離子濃度，避免亞硫酸鈣和硫酸鈣的結(jié)垢，同時提高石灰的利用率，降低脫硫成本。與傳統(tǒng)石灰法相比，在相同的液氣比條件下可提高脫硫效率約5-10％，吸收劑利用率提高1-10％。


圖1為增強型石灰法工藝流程圖，其中1、吸收塔 2、含硫煙氣 3、工藝沖洗水4、凈化煙氣 5、石灰倉6、添加劑倉7、螺旋輸送機 8、消化反應(yīng)器9、吸收漿液輸送泵10、旋流器 11、真空帶式過濾機 12、濾液泵13、濾液槽 14、脫硫渣輸送泵 15、主循環(huán)泵16、工藝補充水 17、外排部分濾液 18、滾筒式化灰器具體實施方式
實施例1參見圖1，吸收劑石灰和添加劑分別儲存在石灰倉5、添加劑倉6中，通過各自的螺旋輸送機7和計量裝置進入消化反應(yīng)器8。如果是液體添加劑則可以直接通過液體輸送管線將添加劑輸送到消化反應(yīng)器8中。如果是塊狀石灰塊則通過滾筒式化灰器18先將塊狀石灰粉碎。
在消化反應(yīng)器8內(nèi)石灰和添加劑與水(可以是工藝補充水16或來自濾液槽13的濾液或是旋流器10的頂流)反應(yīng)生成吸收漿液。
消化反應(yīng)完后的吸收漿液通過吸收漿液輸送泵9輸送到主循環(huán)泵15的輸出管路上，或者直接進入吸收塔1。
含硫煙氣2進入吸收塔1，與吸收漿液在吸收塔1內(nèi)部進行反應(yīng)，凈化煙氣4從吸收塔1上方排出，吸收了二氧化硫的吸收漿液到達吸收塔1底部后，通過輸出管線進入主循環(huán)泵15循環(huán)使用，或者去后處理。在吸收塔的底部設(shè)有側(cè)向攪拌裝置，防止吸收漿液沉淀。
吸收后的漿液在達到一定的濃度以后需要后處理時，通過脫硫渣輸送泵14進入到水力旋流器10進行固液分離，旋流器10的底流進入到真空帶式過濾機11進一步脫水，制成含水率低的脫硫渣外排。旋流器10的頂流回到吸收塔1內(nèi)，也可去消化反應(yīng)器8作為補充水套用。真空帶式過濾機11的濾液，通過濾液泵12輸送到消化反應(yīng)器8內(nèi)套用，吸收漿液中的離子濃度累計到一定程度以后則通過濾液泵12外排部分濾液17。
工藝沖洗水3在需要時可以對設(shè)備進行清洗。
按照上述工藝過程進行410t/h鍋爐配套煙氣脫硫工藝，鍋爐煙氣進口SO2濃度為2037mg/m3，煙氣溫度為155℃，進塔pH為7.0，液氣比為3.0L/m3，鎂離子濃度為100000mg/L，鈣離子濃度為668mg/L，吸收漿液濃度質(zhì)量比為18.0％，脫硫效率達95.0％。
實施例2按照實施例1所述的工藝過程進行220t/h鍋爐配套煙氣脫硫。鍋爐煙氣進口SO2濃度為9690mg/m3，溫度為160℃，進塔pH為5.0，液氣比為20.0L/m3，硫酸鈉離子濃度為28520mg/L，鈣離子濃度為620mg/L，吸收漿液濃度質(zhì)量比為11.7％，脫硫效率達97.0％。
實施例3按照實施例1所述的工藝過程進行130t/h鍋爐配套煙氣脫硫工藝，鍋爐煙氣進口SO2濃度為2050mg/m3，溫度為155℃，進塔pH為6.5，液氣比為5.0L/m3，硝酸鈉濃度為50960mg/L，鈣離子濃度為600mg/L，吸收漿液濃度質(zhì)量比為13.0％，脫硫效率為96.1％。
實施例4按照實施例1所述的工藝過程進行170t/h鍋爐配套煙氣脫硫。鍋爐煙氣進口SO2濃度為1800mg/m3，溫度為152℃，進塔pH為6.0，液氣比為4.0L/m3，己二酸濃度為3000mg/L，鈣離子濃度為600mg/L，吸收漿液濃度質(zhì)量比為11.0％，脫硫效率為95.8％。
實施例5
按照實施例1所述的工藝過程進行75t/h鍋爐配套煙氣脫硫。鍋爐煙氣進口SO2濃度為2060mg/m3，溫度為155℃，進塔pH為6.0，液氣比為5.0L/m3，檸檬酸濃度為1960mg/L，鈣離子濃度為940mg/L，吸收漿液濃度質(zhì)量比為12.0％，脫硫效率為96.0％。
實施例6按照實施例1所述的工藝過程進行170t/h鍋爐配套煙氣脫硫。鍋爐煙氣進口SO2濃度為1050mg/m3，溫度為160℃，進塔pH為6.5，液氣比為2.0L/m3，腐殖酸濃度為100mg/L，鈣離子濃度為2000mg/L，吸收漿液濃度質(zhì)量比為15.0％，脫硫效率為95.1％。
實施例7按照實施例1所述的工藝過程進行220t/h鍋爐配套煙氣脫硫。鍋爐煙氣進口SO2濃度為2590mg/m3，溫度為165℃，進塔pH為7.0，液氣比為5.0L/m3，鎂離子濃度為4203mg/L，己二酸濃度為500mg/L，鈣離子濃度為600mg/L，吸收漿液濃度質(zhì)量比為13.0％，脫硫效率為97.0％。
實施例8按照實施例1所述的工藝過程進行170t/h鍋爐配套煙氣脫硫。鍋爐煙氣進口SO2濃度為1700mg/m3，溫度為165℃，進塔pH為5.8，液氣比為5.0L/m3，鎂離子濃度為4416mg/L，檸檬酸濃度為300mg/L，鈣離子濃度為560mg/L，吸收漿液濃度質(zhì)量比為12.6％，脫硫效率為98.4％。
實施例9按照實施例1所述的工藝過程進行130t/h鍋爐配套煙氣脫硫。鍋爐煙氣進口SO2濃度為9900mg/m3，溫度為168℃，進塔pH為9.0，液氣比為20.0L/m3，鎂離子濃度為7332mg/L，腐殖酸濃度為1000mg/L，鈣離子濃度為600mg/L，吸收漿液濃度質(zhì)量比為17.0％，脫硫效率為98.8％。
實施例10按照實施例1所述的工藝過程進行410t/h鍋爐配套煙氣脫硫。鍋爐煙氣進口SO2濃度為1900mg/m3，溫度為156℃，進塔pH為7.0，液氣比為4.0L/m3，硫酸鈉濃度為23680mg/L，己二酸濃度為100mg/L，鈣離子濃度為1120mg/L，吸收漿液濃度質(zhì)量比為13.0％，脫硫效率為96.0％。
權(quán)利要求
1.一種增強型石灰法煙氣脫硫工藝，包括將石灰和添加劑分別輸入消化反應(yīng)器，在消化反應(yīng)器內(nèi)石灰和添加劑混合并與水反應(yīng)生成吸收漿液；將吸收漿液輸入吸收塔，含硫煙氣進入吸收塔與吸收漿液反應(yīng)后，凈化煙氣排出吸收塔；吸收了二氧化硫的吸收漿液從吸收塔底部排出后循環(huán)使用或去后處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強型石灰法煙氣脫硫工藝，其特征在于所述的后處理包括將吸收了二氧化硫的吸收漿液從吸收塔底部排出后進入到水力旋流器進行固液分離，旋流器的頂流回到吸收塔內(nèi)，或去消化反應(yīng)器套用，旋流器的底流進入到真空帶式過濾機進一步脫水，制成含水率低的脫硫渣外排，濾液排放或去消化反應(yīng)器套用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強型石灰法煙氣脫硫工藝，其特征在于所述的添加劑為有機酸和/或無機添加劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增強型石灰法煙氣脫硫工藝，其特征在于所述的有機酸為己二酸、檸檬酸、腐殖酸、苯甲酸、乙酸中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增強型石灰法煙氣脫硫工藝，其特征在于所述的無機添加劑為氧化鎂、硫酸鈉、硝酸鈉中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強型石灰法煙氣脫硫工藝，其特征在于所述的吸收漿液進入吸收塔時的pH值為5.0-9.0。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強型石灰法煙氣脫硫工藝，其特征在于吸收塔內(nèi)進行吸收反應(yīng)時液氣比為2.0-20.0L/m3。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強型石灰法煙氣脫硫工藝，其特征在于吸收塔內(nèi)進行吸收反應(yīng)時無機添加劑濃度0-100000mg/L，有機酸0-3000mg/L，無機添加劑和有機酸的濃度不同時為0mg/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強型石灰法煙氣脫硫工藝，其特征在于吸收塔內(nèi)進行吸收反應(yīng)時鈣離子濃度為600-2000mg/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙氣脫硫工藝，特別是一種增強型石灰法煙氣脫硫工藝，主要應(yīng)用于大氣污染治理、防治技術(shù)領(lǐng)域，包括將石灰和添加劑分別輸入消化反應(yīng)器，在消化反應(yīng)器內(nèi)石灰和添加劑混合并與水反應(yīng)生成吸收漿液；將吸收漿液輸入吸收塔，含硫煙氣進入吸收塔，與吸收漿液反應(yīng)后，凈化煙氣排出吸收塔；吸收了二氧化硫的吸收漿液從吸收塔底部排出后循環(huán)使用或去后處理。本發(fā)明與傳統(tǒng)石灰法相比，在相同的液氣比條件下可提高脫硫效率約5－10％，吸收劑利用率提高1－10％。
文檔編號B01D53/80GK1923339SQ20061005307
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月18日
發(fā)明者吳忠標(biāo), 程常杰, 莫建松 申請人:浙江天藍(lán)脫硫除塵有限公司, 吳忠標(biāo)