CN104645817A - 单塔多pH分级喷淋控制脱硫***及工艺 - Google Patents
单塔多pH分级喷淋控制脱硫***及工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫***及工艺,所述***包括脱硫塔、多pH分级喷淋***、石膏浆液池、氧化空气***、搅拌器、石膏排出泵、循环泵组、两相高效静态混合器、pH调节剂输送***和多级pH调节剂分配***;所述工艺基于所述***,将脱硫塔的底部浆液pH控制在4.8~5.3,通过多级pH调节剂分配***和两相高效静态混合器实现多pH分级喷淋***的喷淋层多pH分级,在脱硫效率提高到99%及以上的同时,不影响脱硫塔的底部石膏的形成。本发明实现了单塔单循环工艺的分区域pH控制,具有结构简单、占地面积小、运行稳定、改造难度低、投资少的优点。
Description
技术领域
本发明涉及燃煤电厂烟气脱硫技术领域,具体地,涉及一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫***及工艺。
背景技术
在《关于印发〈煤电节能减排升级与改造行动计划2014-2020年)〉的通知》(发改能源[2014]2093号)中对火电行业的SO2排放要求作出重要批示,要求东部局部地区燃煤机组SO2排放量不高于35mg/Nm3。这较《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中“一般地区SO2排放限制100mg/Nm3以下,局部地区50mg/Nm3以下”的要求有了较大幅度的提高。
目前,燃煤电厂烟气脱硫主要采用石灰石-石膏湿法工艺,该技术一般由制浆***、吸收塔***、废水处理***、石膏脱水***及其它辅助***构成。传统的湿法脱硫工艺(单塔单循环法)其SO2脱除效率在98%左右,当锅炉燃烧含硫率超过0.8%或者烟气中SO2的浓度超过1800mg/Nm3时,该工艺将很难达到不高于35mg/Nm3的排放要求。
为了满足越来越严格的排放要求,在传统单塔单循环工艺的基础上产生了单塔双循环和双塔双循环等改进工艺。这些工艺技术虽基本能够满足35mg/Nm3的排放要求,但复杂的工艺和结构,运行不稳定,占地面积大、能耗高、投资大等缺陷一定程度上限制了其推广应用。特别是在已经建设好的电厂,需要再找出相应的空间完成单塔双循环和双塔双循环的改进是非常困难的,而恰巧脱硫的提效工作大部分是在已建好的燃煤火电厂。
因此,在传统脱硫工艺的基础上,研究开发出一种效率高、占地省,运行可靠、能耗低的新型高效脱硫工艺是燃煤火电厂节能减排亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫***及工艺,在达到高脱硫效率和项目工期要求的同时,确保机组运行稳定,节约占地和投资。
根据本发明的一个方面,提供一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫***,所述***包括脱硫塔、多pH分级喷淋***、石膏浆液池、氧化空气***、搅拌器、石膏排出泵、循环泵组、两相高效静态混合器、pH调节剂输送***和多级pH调节剂分配***,其中:
所述多pH分级喷淋***设置于所述脱硫塔的中上部;
所述石膏浆液池设置于所述脱硫塔的底部;
所述氧化空气***和所述搅拌器设置于所述石膏浆液池内;
所述石膏排出泵连接于所述石膏浆液池的底部侧面,反应后的pH调节剂与氧化空气接触反应生成的石膏通过所述石膏排出泵排出所述脱硫塔;
在所述石膏浆液池与所述多pH分级喷淋***之间通过循环泵组相连;
所述两相高效静态混合器布置于所述循环泵组与所述石膏浆液池之间,用于实现pH调节剂与循环石膏浆液的短距离均匀混合;
所述pH调节剂输送***用于分别向所述脱硫塔和所述多级pH调节剂分配***输送pH调节剂;
所述多级pH调节剂分配***与所述两相高效静态混合器和所述石膏浆液池之间管道连接,所述多级pH调节剂分配***用于控制所述多pH分级喷淋***的不同喷淋层的pH调节剂注入量,以达到多pH分级喷淋的目的。
优选地,在所述脱硫塔中上部的所述多pH分级喷淋***的上部位置还设置有除雾器,所述除雾器用于除去净烟气中部分雾滴和颗粒污染物。
优选地,所述脱硫塔的中下部还设置有进口烟道,待处理的原烟气从所述进口烟道进入所述脱硫塔内;所述脱硫塔的顶部还设置有出口烟道,净烟气经除雾器处理后从所述出口烟道排出。
优选地,所述多级pH调节剂分配***由调节阀组和精密流量测量装置组成;在钙硫比一定的情况下,通过调节阀组和精密流量测量装置间的连锁控制实现99%以上的脱硫效率。
优选地,所述多pH分级喷淋***的每层喷淋层均设置一定数量的高效均一雾化螺旋喷嘴。
优选地,所述多pH分级喷淋***的pH调节剂可以是来自所述pH调节剂输送***的石灰石,也可以是Ca(OH)2和NaOH的碱性溶液。
优选地,所述多pH分级喷淋***的pH值可调,pH值随所述多pH分级喷淋***自下而上逐步升高。
根据本发明的另一个方面,提供一种基于单塔多pH分级喷淋控制脱硫工艺,所述工艺包括如下步骤:
第一步、将待处理的原烟气从设置于脱硫塔的中下部的进口烟道进入脱硫塔内;
第二步、来自pH调节剂输送***的SO2pH调节剂分两部分:其中一部分直接进入脱硫塔,用于控制脱硫塔底部的石膏浆液池内的pH在4.8~5.3范围内,另一部分则进入多级pH调节剂分配***,通过多级pH调节剂分配***中的调节阀组和精密流量测量装置制多pH分级喷淋***的不同喷淋层pH调节剂注入量,达到多pH分级喷淋的目的,从而使得SO2除去率提高至99%以上;
第三步、在两相高效静态混合器的作用下,pH调节剂与石膏浆液在短距离内能够实现固体和液体的高度均匀混合;
第四步、pH调节剂与石膏浆液混合均匀后通过循环泵组分别提升至多pH分级喷淋***的不同喷淋层,经高效均一雾化螺旋喷嘴均匀雾化后与逆流的原烟气发生反应,以脱除原烟气中的SO2,得到净烟气;由于各喷淋层pH的提高,能够达到99%以上的SO2去除率;
第五步、产生的净烟气随后经过设置于多pH分级喷淋***上方的除雾器除去净烟气中部分雾滴和颗粒污染物后,从脱硫塔顶部的出口烟道排往烟囱;
第六步、反应后的pH调节剂落入设置于脱硫塔底部的石膏浆液池内,在搅拌器的作用下与氧化空气充分接触反应生成石膏,最后由石膏排出泵排出脱硫塔,以便做进一步处理。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
本发明实现了单塔单循环工艺的分区域pH控制,具有结构简单、占地面积小、运行稳定、改造难度低、投资少的优点。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明一实施例的***整体结构示意图;
图中:脱硫塔1、进口烟道2、出口烟道3、石膏浆液池4、石灰石浆液输送***5、精密流量测量装置6、调节阀组7、两相高效静态混合器8、循环泵组9、多pH分级喷淋***10、高效均一雾化螺旋喷嘴11、除雾器12、氧化空气***13、搅拌器14、石膏排出泵15、多级石灰石浆液分配***16。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例中pH调节剂采用石灰石浆液来对本发明的具体实施进行说明,但是在其他实施例里也可以是Ca(OH)2和NaOH的碱性溶液。
实施例1
如图1所示,本发明单塔多pH分级喷淋控制脱硫***一实施例结构示意图,所述***包括:脱硫塔1、进口烟道2、出口烟道3、石膏浆液池4、石灰石浆液输送***5、精密流量测量装置6、调节阀组7、两相高效静态混合器8、循环泵组9、多pH分级喷淋***10、高效均一雾化螺旋喷嘴11、除雾器12、氧化空气***13、搅拌器14、石膏排出泵15、多级石灰石浆液分配***16,其中:
所述脱硫塔1的顶部设置所述出口烟道3;所述脱硫塔1的中上部从下往上分别设置所述多pH分级喷淋***10和所述除雾器12;所述脱硫塔1的中下部设置所述进口烟道2;所述脱硫塔1的底部设置所述石膏浆液池4;所述石膏浆液池4与所述多pH分级喷淋***10之间通过循环泵组9相连;所述两相高效静态混合器8布置于所述循环泵组9与所述石膏浆液池4之间;所述多级石灰石浆液分配***16与所述两相高效静态混合器8和所述石膏浆液池4之间管道连接;所述石灰石浆液输送***5用于分别向所述脱硫塔1和所述多级石灰石浆液分配***16输送石灰石浆液;所述石膏浆液池4内设置有氧化空气***13和搅拌器14;所述的石膏浆液池4底部设置有石膏排出泵15。
本实施例中,所述的多级石灰石浆液分配***16由调节阀组7和精密流量测量装置6组成,通过精密流量测量装置6对加入的石灰石浆液的实际测量值与计算值的比对,来确定调节阀组7开度的大小;在钙硫比一定的情况下,通过多级石灰石浆液分配***16中调节阀组7和精密流量测量装置6间的连锁控制,实现99%以上的脱硫效率。
本实施例中,所述的多pH分级喷淋***10的各喷淋层均设置有若干个高效均一雾化螺旋喷嘴11。
本实施例中,所述的多pH分级喷淋***10的pH值可调,pH随所述多pH分级喷淋***10自下而上逐步升高。
本实施例中,所述的两相高效静态混合器8能够实现石灰石浆液与循环石膏浆液的短距离均匀混合。
实施例2
本实施例提供一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫工艺,所述工艺的步骤如下:
1、待处理的原烟气从进口烟道2进入脱硫塔1内;
2、来自石灰石浆液输送***5的石灰石浆液分两部分,其中一部分直接进入脱硫塔1,用于控制脱硫塔1底部的石膏浆液池4内的pH值在4.8~5.3范围内、另一部分则进入多级石灰石浆液分配***16,多级石灰石浆液分配***16的调节阀组7和精密流量测量装置6通过控制信号控制多pH分级喷淋***不同喷淋层的石灰石浆液注入量,达到多pH分级喷淋的目的,从而使得SO2除去率提高至99%以上;
3、在两相高效静态混合器8的作用下,管道中的石灰石浆液与石膏浆液在短距离内能够实现固体和液体的高度均匀混合;
4、混合均匀后的石灰石浆液通过循环泵组9分别提升至多pH分级喷淋***10的不同喷淋层,经高效均一雾化螺旋喷嘴11均匀雾化后与逆流的原烟气发生反应,以脱除原烟气中的SO2得到净烟气;由于多pH分级喷淋***10中各喷淋层pH的提高,能够达到99%以上的SO2去除率;
5、净烟气随后经过除雾器12除去净烟气中部分雾滴和颗粒污染物后从脱硫塔1顶部的出口烟道3排往烟囱;
6、反应后的石灰石浆液则落入脱硫塔1底部的石膏浆液池4,在搅拌器14的作用下与氧化空气***释放的氧化空气充分接触反应生成石膏,最后由石膏排出泵15排出脱硫塔1进一步处理。
如需得到更高的SO2去除效率,只需将多级石灰石浆液分配***16注入的pH调节剂(石灰石浆液)改为还原性更强的Ca(OH)2和NaOH的碱性溶液即可。
本发明实现了单塔单循环工艺的分区域pH控制,具有结构简单、占地面积小、运行稳定、改造难度低、投资少的优点。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫***,其特征在于,所述***包括脱硫塔、多pH分级喷淋***、石膏浆液池、氧化空气***、搅拌器、石膏排出泵、循环泵组、两相高效静态混合器、pH调节剂输送***和多级pH调节剂分配***,其中:
所述多pH分级喷淋***设置于所述脱硫塔的中上部;
所述石膏浆液池设置于所述脱硫塔的底部;
所述氧化空气***和所述搅拌器设置于所述石膏浆液池内;
所述石膏排出泵连接于所述石膏浆液池的底部侧面,反应后的pH调节剂与氧化空气接触反应生成的石膏通过所述石膏排出泵排出所述脱硫塔;
所述石膏浆液池与所述多pH分级喷淋***之间通过循环泵组相连;
所述两相高效静态混合器布置于所述循环泵组与所述石膏浆液池之间,用于实现pH调节剂与循环石膏浆液的短距离均匀混合;
所述pH调节剂输送***用于分别向所述脱硫塔和所述多级pH调节剂分配***输送pH调节剂;
所述多级pH调节剂分配***与所述两相高效静态混合器和所述石膏浆液池之间管道连接,所述多级pH调节剂分配***用于控制所述多pH分级喷淋***的不同喷淋层的pH调节剂注入量,以达到多pH分级喷淋的目的。
2.根据权利要求1所述的一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫***,其特征在于,在所述脱硫塔中上部的所述多pH分级喷淋***的上部位置还设置有除雾器,所述除雾器用于除去净烟气中部分雾滴和颗粒污染物。
3.根据权利要求1所述的一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫***,其特征在于,所述脱硫塔的中下部还设置有进口烟道,待处理的原烟气从所述进口烟道进入所述脱硫塔内;所述脱硫塔的顶部还设置有出口烟道,净烟气经除雾器处理后从所述出口烟道排出。
4.根据权利要求1所述的一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫***,其特征在于,所述多级pH调节剂分配***由调节阀组和精密流量测量装置组成;在钙硫比一定的情况下,通过调节阀组和精密流量测量装置间的连锁控制实现99%以上的脱硫效率。
5.根据权利要求1所述的一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫***,其特征在于,所述多pH分级喷淋***的每层喷淋层均设置若干高效均一雾化螺旋喷嘴。
6.根据权利要求1所述的一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫***,其特征在于,所述多pH分级喷淋***的pH调节剂是来自所述pH调节剂输送***的石灰石,或者是Ca(OH)2、NaOH的碱性溶液。
7.根据权利要求1所述的一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫***,其特征在于,所述多pH分级喷淋***的pH值可调,pH值随所述多pH分级喷淋***自下而上逐步升高。
8.一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫工艺,其特征在于,所述工艺包括如下步骤:
第一步、将待处理的原烟气从设置于脱硫塔的中下部的进口烟道进入脱硫塔内;
第二步、来自pH调节剂输送***的pH调节剂分两部分:其中一部分直接进入脱硫塔,用于控制脱硫塔底部的石膏浆液池内的pH值在设定范围内,另一部分则进入多级pH调节剂分配***;控制多pH分级喷淋***的不同喷淋层pH调节剂注入量,达到多pH分级喷淋的目的;
第三步、在两相高效静态混合器的作用下,pH调节剂与石膏浆液在短距离内能够实现固体和液体的高度均匀混合;
第四步、pH调节剂与石膏浆液混合均匀后通过循环泵组分别提升至多pH分级喷淋***的不同喷淋层,经高效均一雾化螺旋喷嘴均匀雾化后与逆流的原烟气发生反应,以脱除原烟气中的SO2,得到净烟气;
第五步、产生的净烟气随后经过设置于多pH分级喷淋***上方的除雾器除去净烟气中部分雾滴和颗粒污染物后,从脱硫塔顶部的出口烟道排往烟囱;
第六步、反应后的pH调节剂落入设置于脱硫塔底部的石膏浆液池内,在搅拌器的作用下与氧化空气充分接触反应生成石膏,最后由石膏排出泵排出脱硫塔,以便做进一步处理。
9.根据权利要求8所述的一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫***,其特征在于,所述脱硫塔底部的石膏浆液池内的pH控制在4.8~5.3范围内。
10.根据权利要求8所述的一种单塔多pH分级喷淋控制脱硫***,其特征在于,所述pH调节剂为pH调节剂输送***的pH调节剂、或还原性更强的Ca(OH)2和NaOH的碱性溶液。
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