本發(fā)明涉及燃煤鍋爐煙氣治理，具體涉及一種循環(huán)制漿的煙氣脫硫裝置系統(tǒng)及其運(yùn)行方法。

背景技術(shù)：

1、我國是煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國，一次能源消費(fèi)總量中煤炭占比達(dá)到65％以上，預(yù)計(jì)在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，以煤炭為主的能源供應(yīng)與消耗格局將會(huì)持續(xù)存在。然而，燃煤產(chǎn)生的煙氣中含有大量的二氧化硫(so2)，二氧化硫是形成酸雨和加劇霧霾天氣的重要因素，不僅對生態(tài)環(huán)境造成影響，也對人類健康帶來顯著危害。

2、目前，濕法脫硫已經(jīng)占據(jù)我國現(xiàn)階段煙氣脫硫裝置的90％以上，濕法脫硫系統(tǒng)主要包括制漿系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、副產(chǎn)物處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其中制漿系統(tǒng)是重要的環(huán)節(jié)之一。脫硫劑制漿系統(tǒng)是將固體顆粒狀脫硫劑加水磨制成固含量為15-30％的漿液，然后通過漿液泵輸送至吸收塔?，F(xiàn)有的脫硫劑制漿系統(tǒng)主要包括固體脫硫劑儲(chǔ)存?zhèn)}、固態(tài)脫硫劑輸送系統(tǒng)、脫硫劑制漿池、輸送氣流排風(fēng)除塵系統(tǒng)、攪拌器、漿液輸送系統(tǒng)(含漿液泵)等設(shè)備。由于脫硫劑制漿系統(tǒng)的設(shè)備繁多，占地面積較大，運(yùn)行能耗較高，導(dǎo)致含有粉塵的固態(tài)輸送氣流經(jīng)過制漿池排出后形成二次污染，并且固態(tài)脫硫劑顆粒容易受潮結(jié)垢造成除塵器堵塞。此外，固態(tài)脫硫劑比如電石渣，其能夠制備得到氫氧化鈣料漿，可以有效地與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸鈣，從而達(dá)到脫硫的目的，但是電石渣等部分脫硫劑在制漿過程中生成易爆氣體乙炔并在制漿罐內(nèi)富集，具有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，并且國內(nèi)部分工程已出現(xiàn)相關(guān)事故，造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

3、針對上述問題，cn102120142a公開了一種干粉脫硫劑塔內(nèi)直噴供灰裝置，該裝置采用濃稀相結(jié)合的輸送方式，將干粉脫硫劑直噴入濕法煙氣脫硫吸收塔，導(dǎo)致塔內(nèi)粉塵濃度過高，增加除霧器的負(fù)荷并且無法滿足粉塵超低排放的要求，脫硫劑粉塵容易在除霧器上結(jié)垢并堵塞除霧器。

4、cn102716662a公開了一種氣力輸送干粉直接加料脫硫系統(tǒng)，通過氣力輸送干粉直接加料系統(tǒng)將干粉脫硫劑輸送到脫硫吸收塔下部的漿液池，但是輸料管的出料口位于漿料池的液面下方，導(dǎo)致輸入管路的阻力增大，并且容易造成漿液進(jìn)入輸料管并且導(dǎo)致輸料管結(jié)垢堵塞。

5、因此，提供一種能夠減小占地面積，降低運(yùn)行能耗和成本，防止管路或設(shè)備結(jié)垢堵塞，并且規(guī)避電石渣等部分脫硫劑安全風(fēng)險(xiǎn)的制漿脫硫系統(tǒng)及方法，是本領(lǐng)域需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種循環(huán)制漿的煙氣脫硫裝置系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠減小制漿所用的占地面積，減少設(shè)備投資，降低運(yùn)行成本和能耗，并且具有良好的制漿和脫硫效果，避免產(chǎn)生二次污染，避免脫硫劑結(jié)垢堵塞，同時(shí)規(guī)避電石渣等部分脫硫劑的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2、為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種循環(huán)制漿的煙氣脫硫裝置系統(tǒng)，所述煙氣脫硫裝置系統(tǒng)包括沿脫硫劑移動(dòng)方向依次連接的固態(tài)脫硫劑儲(chǔ)存單元、脫硫劑計(jì)量單元、脫硫劑輸送單元和脫硫裝置；

4、所述脫硫裝置靠近內(nèi)側(cè)壁處設(shè)置有循環(huán)制漿組件；

5、所述脫硫劑輸送單元的出口與脫硫裝置內(nèi)循環(huán)制漿組件的側(cè)壁入口連接；

6、所述脫硫裝置內(nèi)還設(shè)置有噴淋組件，所述噴淋組件的噴淋頭位于循環(huán)制漿組件的上方。

7、本發(fā)明中，所述脫硫劑輸送單元的出口一般穿過脫硫裝置的側(cè)壁并脫硫裝置內(nèi)的循環(huán)制漿組件的側(cè)壁入口連接。

8、本發(fā)明中，所述固態(tài)脫硫劑儲(chǔ)存單元可以采用任何本領(lǐng)域內(nèi)用于儲(chǔ)存固態(tài)脫硫劑的裝置，例如可以包括固態(tài)脫硫劑儲(chǔ)存?zhèn)}、與所述固態(tài)脫硫劑儲(chǔ)存?zhèn)}連接的進(jìn)料輸送管路和設(shè)置于固態(tài)脫硫劑儲(chǔ)存?zhèn)}內(nèi)的倉頂除塵器；所述固態(tài)脫硫劑儲(chǔ)存單元中的脫硫劑可以采用任何本領(lǐng)域內(nèi)用于脫硫的干燥固態(tài)脫硫劑，例如可以是石灰、氧化鎂、白泥或電石渣等；所述脫硫劑計(jì)量單元可以采用任何本領(lǐng)域內(nèi)用于控制脫硫劑進(jìn)料的裝置，例如可以包括星型給料機(jī)；所述脫硫裝置可以采用任何本領(lǐng)域內(nèi)用于濕法煙氣脫硫的設(shè)備，例如可以是脫硫塔。

9、本發(fā)明提供的煙氣脫硫裝置系統(tǒng)相比于現(xiàn)有的固態(tài)脫硫劑儲(chǔ)存?zhèn)}、脫硫劑制漿池、漿液儲(chǔ)存池以及漿液輸送裝置等構(gòu)成的脫硫裝置系統(tǒng)而言，能夠減小制漿所用的占地面積，減少設(shè)備投資，降低運(yùn)行成本和能耗，并且具有良好的制漿和脫硫效果，避免產(chǎn)生二次污染。

10、優(yōu)選地，所述循環(huán)制漿組件包括由上至下依次同心設(shè)置的漿液收集區(qū)、脫硫劑制漿區(qū)和漿液混合區(qū)；所述脫硫劑制漿區(qū)的頂部與漿液收集區(qū)連通，所述漿液混合區(qū)的頂部與脫硫劑制漿區(qū)連通。

11、優(yōu)選地，所述循環(huán)制漿組件設(shè)置于與脫硫裝置煙氣入口相對的一側(cè)。

12、優(yōu)選地，所述循環(huán)制漿組件的頂部高度低于煙氣入口的中心高度，二者之差為0.50-1.00m，例如可以是0.50m、0.60m、0.70m、0.80m、0.90m或1.00m，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

13、優(yōu)選地，所述漿液收集區(qū)包括中空的倒圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)。

14、優(yōu)選地，所述漿液收集區(qū)的下部周向間隔開設(shè)有漿液連通槽。

15、優(yōu)選地，所述漿液連通槽的底部與脫硫劑制漿區(qū)的頂部連接。

16、優(yōu)選地，所述漿液收集區(qū)的側(cè)壁與水平方向之間的夾角為15-75°，例如可以是15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°或75°，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

17、優(yōu)選地，所述漿液連通槽的豎直高度與漿液收集區(qū)側(cè)壁的豎直高度之比為(0.3-0.6):1，例如可以是0.3:1、0.4:1、0.5:1或0.6:1，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

18、優(yōu)選地，所述漿液連通槽的寬度為0.02-0.2m，例如可以是0.02m、0.05m、0.08m、0.1m、0.12m、0.15m、0.18m或0.2m，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

19、優(yōu)選地，所述漿液連通槽的開槽率為30-60％，例如可以是30％、32％、34％、36％、38％、40％、42％、44％、46％、48％、50％、52％、54％、56％、58％或60％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

20、優(yōu)選地，所述脫硫劑制漿區(qū)包括圓柱形的制漿區(qū)外殼，所述制漿區(qū)外殼內(nèi)由上至下依次設(shè)置集中板、混合板、分隔環(huán)和集中混合組件。

21、優(yōu)選地，所述集中板包括圓臺(tái)形側(cè)壁和與所述圓臺(tái)形側(cè)壁的頂部邊緣連接的頂板，所述圓臺(tái)形側(cè)壁的底部邊緣與制漿區(qū)外殼的內(nèi)壁固定連接。

22、優(yōu)選地，所述集中板的表面布置孔洞。

23、優(yōu)選地，所述混合板包括倒圓臺(tái)形側(cè)壁和與所述倒圓臺(tái)形側(cè)壁的底部邊緣連接的底板，所述倒圓臺(tái)形側(cè)壁的頂部邊緣與制漿區(qū)外殼的內(nèi)壁固定連接。

24、優(yōu)選地，所述混合板的表面布置孔洞。

25、優(yōu)選地，所述混合板的下方設(shè)置柱狀的分隔環(huán)，所述分隔環(huán)的頂部與混合板的底板連接，所述制漿區(qū)外殼上設(shè)置有側(cè)壁入口且與脫硫劑輸送單元的出口連接，所述分隔環(huán)的側(cè)壁與制漿區(qū)外殼上的側(cè)壁入口相對設(shè)置。

26、優(yōu)選地，所述集中混合組件包括由上至下依次連接的接液柱和支撐柱，所述接液柱的頂部周向套設(shè)有環(huán)形的制漿孔板，所述制漿孔板的外圓與制漿區(qū)外殼的內(nèi)壁固定連接，所述支撐柱的周向套設(shè)有螺旋環(huán)板，所述螺旋環(huán)板的外圓與制漿區(qū)外殼的內(nèi)壁固定連接。

27、優(yōu)選地，所述制漿孔板的內(nèi)圓周向間隔開設(shè)有凹槽。

28、優(yōu)選地，所述接液柱的頂面邊緣向下傾斜設(shè)置。

29、優(yōu)選地，所述支撐柱的底部設(shè)置于漿液混合區(qū)內(nèi)。

30、優(yōu)選地，所述漿液混合區(qū)為中空的圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)。

31、優(yōu)選地，所述漿液混合區(qū)的表面設(shè)置混合孔。

32、優(yōu)選地，所述混合孔的中心豎直高度與漿液混合區(qū)側(cè)壁的豎直高度之比為(0.1-0.9):1，例如可以是0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1或0.9:1，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

33、優(yōu)選地，所述混合孔的孔徑為0.02-0.15m，例如可以是0.02m、0.04m、0.06m、0.08m、0.1m、0.12m、0.14m或0.15m，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

34、優(yōu)選地，所述漿液混合區(qū)的開孔率為50-80％，例如可以是50％、52％、55％、58％、60％、62％、65％、68％、70％、72％、75％、78％或80％，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

35、優(yōu)選地，所述噴淋組件包括循環(huán)泵、漿液連通管和噴淋頭，所述噴淋頭包括固定總管和沿所述固定總管的軸向由上至下排布的至少1層噴淋層，所述噴淋層包括沿所述固定總管的周向布置且與所述固定總管連通的至少1根噴淋支管，所述噴淋支管上間隔設(shè)置有噴霧頭，所述循環(huán)泵的出口經(jīng)漿液連通管與噴淋頭的固定總管連通。

36、優(yōu)選地，所述煙氣脫硫裝置系統(tǒng)還包括控制單元。

37、優(yōu)選地，所述控制單元包括so2在線監(jiān)測模塊、ph值在線監(jiān)測模塊、脫硫劑計(jì)量控制模塊和系統(tǒng)控制平臺(tái)。

38、優(yōu)選地，所述so2在線監(jiān)測模塊分別設(shè)置于脫硫裝置的煙氣入口和煙氣出口。

39、優(yōu)選地，所述ph值在線監(jiān)測模塊設(shè)置于脫硫裝置的內(nèi)壁底部。

40、優(yōu)選地，所述脫硫劑計(jì)量控制模塊設(shè)置于脫硫劑計(jì)量單元內(nèi)。

41、優(yōu)選地，所述so2在線監(jiān)測模塊和ph值在線監(jiān)測模塊的信號(hào)輸出端分別與系統(tǒng)控制平臺(tái)電性連接，所述系統(tǒng)控制平臺(tái)的信號(hào)輸出端分別與固態(tài)脫硫劑儲(chǔ)存單元、脫硫劑計(jì)量控制模塊、脫硫劑輸送單元和噴淋組件電性連接，所述脫硫劑計(jì)量控制模塊的信號(hào)輸出端與脫硫劑計(jì)量單元電性連接。

42、優(yōu)選地，所述脫硫劑輸送單元包括脫硫劑連通管，所述脫硫劑連通管的上部入口與脫硫劑計(jì)量單元的底部連接；所述脫硫劑連通管的出口與循環(huán)制漿組件的側(cè)壁入口連接，所述脫硫劑連通管的出口相對的一端設(shè)置單向閥，所述單向閥通過連接管與氣流加速管的出口連接，所述氣流加速管的入口通過固定管與風(fēng)機(jī)連接，所述風(fēng)機(jī)的入口設(shè)置濾板。

43、第二方面，本發(fā)明提供一種循環(huán)制漿的煙氣脫硫裝置系統(tǒng)的運(yùn)行方法，所述運(yùn)行方法采用本發(fā)明第一方面所述的循環(huán)制漿的煙氣脫硫裝置系統(tǒng)；所述運(yùn)行方法包括以下步驟：

44、啟動(dòng)固態(tài)脫硫劑儲(chǔ)存單元、脫硫劑計(jì)量單元、脫硫劑輸送單元和噴淋組件；

45、將脫硫劑通過固態(tài)脫硫劑儲(chǔ)存單元送入脫硫劑計(jì)量單元進(jìn)行計(jì)量，將目標(biāo)用量的脫硫劑通過脫硫劑輸送單元送入脫硫裝置內(nèi)的循環(huán)制漿組件中；

46、循環(huán)制漿組件收集上方噴淋組件流下的漿液并在循環(huán)制漿組件內(nèi)將脫硫劑與漿液混合得到脫硫劑漿液，所述脫硫劑漿液從循環(huán)制漿組件內(nèi)流出并混合于脫硫裝置內(nèi)；

47、噴淋組件將脫硫裝置內(nèi)的漿液霧化形成含脫硫劑的漿液液滴，所述漿液液滴洗滌并吸收煙氣中的二氧化硫，吸收二氧化硫后的漿液繼續(xù)被循環(huán)制漿組件收集，收集后用于循環(huán)制備脫硫劑漿液以及吸收煙氣中的二氧化硫。

48、本發(fā)明提供的煙氣脫硫方法中，通過采用脫硫裝置內(nèi)部制備脫硫劑漿液的工藝，能夠減少脫硫劑漿液池等設(shè)備的占地面積，減少設(shè)備投資，降低脫硫成本，并且通過采用氣相輸送脫硫劑的方式，能夠降低輸送能耗，且脫硫劑輸送氣流在和漿液混合的過程中也能夠去除其中含有的脫硫劑粉塵，使其排入脫硫裝置中，避免產(chǎn)生二次污染。

49、優(yōu)選地，所述脫硫劑輸送單元內(nèi)風(fēng)機(jī)的輸氣流速為15-35m/s，例如可以是15m/s、16m/s、18m/s、20m/s、22m/s、24m/s、26m/s、28m/s、30m/s、32m/s、34m/s或35m/s，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

50、優(yōu)選地，所述循環(huán)制漿組件中漿液收集區(qū)的漿液流量與脫硫劑輸送單元的輸送氣體流量之比為100-600l/nm3，例如可以是100l/nm3、150l/nm3、200l/nm3、250l/nm3、300l/nm3、350l/nm3、400l/nm3、450l/nm3、500l/nm3、550l/nm3或600l/nm3，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

51、優(yōu)選地，所述循環(huán)制漿組件中漿液收集區(qū)的積液層液面直徑為0.1-0.5m，例如可以是0.1m、0.2m、0.3m、0.4m或0.5m，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

52、優(yōu)選地，所述脫硫劑為固態(tài)脫硫劑，所述固體脫硫劑包括石灰、氧化鎂、白泥或電石渣中的任意一種或至少兩種的組合。

53、本發(fā)明提供的煙氣脫硫裝置系統(tǒng)中，針對于電石渣易產(chǎn)生乙炔等易爆氣體的問題，通過脫硫劑輸送單元的輸送氣流將循環(huán)制漿組件內(nèi)電石渣制漿過程中產(chǎn)生的易爆氣體稀釋至很低濃度(遠(yuǎn)低于爆炸極限濃度)，并穿過循環(huán)制漿組件進(jìn)入脫硫裝置與煙氣混合進(jìn)一步稀釋至極低濃度后排出，故其不會(huì)富集達(dá)到爆炸極限，從而規(guī)避其安全風(fēng)險(xiǎn)。

54、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

55、(1)本發(fā)明提供的煙氣脫硫裝置系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，相比于現(xiàn)有的固態(tài)脫硫劑儲(chǔ)存?zhèn)}、脫硫劑制漿池、漿液儲(chǔ)存池以及漿液輸送裝置等構(gòu)成的脫硫裝置系統(tǒng)和方法而言，能夠降低輸送能耗，減少攪拌器以及相關(guān)電動(dòng)設(shè)備的設(shè)置，降低運(yùn)行能耗和投資費(fèi)用；并且減少脫硫劑漿液池、漿液池?cái)嚢杵?、漿液輸送泵等設(shè)備，減少了占地面積，進(jìn)一步降低了投資費(fèi)用。具體地，采用本發(fā)明提供的煙氣脫硫裝置系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，以煙氣量為120000nm3/h，入口so2濃度1200-3200mg/nm3的濕法石灰石-石膏法煙氣脫硫工況為例，能夠降低投資成本70％以上，降低能耗75％以上，降低運(yùn)行成本7.46萬元以上，占地面積節(jié)約85％以上。

56、(2)本發(fā)明提供的煙氣脫硫裝置系統(tǒng)及其運(yùn)行方法通過氣相輸送脫硫劑至脫硫裝置內(nèi)的循環(huán)制漿組件，經(jīng)過噴淋組件輸送并噴淋與煙氣反應(yīng)脫硫，能夠解決干粉脫硫劑直接噴入脫硫裝置造成的除霧器和脫硫劑輸料管口結(jié)垢堵塞的問題，簡化了脫硫工藝，并且能夠去除脫硫劑氣流中的粉塵，避免產(chǎn)生二次污染。

57、(3)本發(fā)明提供的煙氣脫硫裝置系統(tǒng)及其運(yùn)行方法提供了基于物料平衡控制策略的控制系統(tǒng)，解決了固態(tài)脫硫劑溶出率有限導(dǎo)致的ph值無法精準(zhǔn)調(diào)控的問題，以及解決了鍋爐負(fù)荷波動(dòng)時(shí)易造成的短時(shí)超標(biāo)排放的問題。

58、(4)本發(fā)明提供的煙氣脫硫裝置系統(tǒng)及其運(yùn)行方法通過脫硫劑輸送單元的輸送氣流將循環(huán)制漿組件內(nèi)電石渣制漿過程中產(chǎn)生的易爆氣體稀釋至遠(yuǎn)低于爆炸極限以下，然后氣流穿過循環(huán)制漿組件進(jìn)入脫硫裝置與煙氣進(jìn)一步混合稀釋并隨煙氣外排，從而規(guī)避其富集造成的安全風(fēng)險(xiǎn)。