CN105363335A - 石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置及方法。所述的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫方法，其特征在于，包括将含硫烟气先进入第I段吸收段以含有石灰石的吸收液进行吸收脱硫，再进入第II段吸收段以钠碱吸收液进行吸收脱硫。所述的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置，其特征在于，包括吸收塔，吸收塔的顶部设有烟气出口，吸收塔内从上到下依次设有除雾器、第II段吸收段、第I段吸收段和储液段，吸收塔的侧壁设有烟气进口，烟气进口位于第I段吸收段和储液段之间。本发明具有性能可靠，节能环保，成本低廉的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种含硫烟气的脱硫，以使排放烟气中的SO2含量达标，同时减少微细颗粒的排放，属环境化工技术领域。
背景技术
我国燃煤锅炉烟气脱硫，石灰石-石膏法约占总装机容量的85％，石灰石-石膏法脱硫率为95％，随着我国治理雾霾天气的要求不断提高，部分地区排放烟气中SO2含量应低于50mg/m3，为此各电站燃煤锅炉采取燃烧低硫煤，以期使脱硫后排放烟气中的SO2达标，但若燃烧1％含硫量的煤，则排放烟气中SO2含量经脱硫后仍有100mg/m3。有些化工生产，如石油制取高碳材，烟气中SO2含量为3000～4000mg/m3，脱硫后烟气中SO2含量可达200mg/m3，所以，改变石灰石的操作条件是难以达到烟气排放标准的。
在石灰石法脱硫工艺中，影响脱硫效率的因素为：
(1)液气比(L/G)；(2)气液接触时间(t)；(3)循环脱硫液的pH值；
目前国内液气比的设计值为12～15L/m3，若液气比大于15L/m3，对脱硫率的提高并不大。气液接触时间设计值为4～5s，接触时间低，脱硫率降低。循环脱硫液的pH值为5.1～5.8，若要提高脱硫率，就要提高pH值。但pH值提高，不利于石灰石的溶解和亚硫酸盐的氧化，因此，一般控制pH值为5.4～5.5。由此说明，石灰石法运行中要提高脱硫率的可调因素少。
由于上述原因，需要发明一种新的烟气脱硫方法，使得脱硫后排放的烟气中SO2含量低于50mg/m3
发明内容
本发明的目的是提供一种石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置和方法，使石灰石-石膏法脱硫后排放的烟气中SO2含量低于50mg/m3。
为了达到上述目的，本发明提供了一种石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫方法，其特征在于，包括将含硫烟气先进入第I段吸收段以含有石灰石的吸收液进行吸收脱硫，再进入第II段吸收段以钠碱吸收液进行吸收脱硫。
优选地，所述的第I段吸收段的脱硫率为90％～95％，第II段吸收段的脱硫率为3％～10％。
优选地，经第II段吸收段进行吸收脱硫后的烟气中SO2的含量小于50mg/m3。
优选地，所述的钠碱吸收液为NaOH溶液和Na2CO3溶液中的至少一种。
更优选地，所述的钠碱吸收液的质量浓度为10％-30％。
优选地，所述的第I段吸收段中烟气和吸收液的接触时间为3.5～4.5s，吸收液的pH值为5.1～5.8，液气比为12～15L/m3。
优选地，所述的第II段吸收段中烟气和钠碱吸收液的接触时间为1s，钠碱吸收液的pH值为6.5～7.0，液气比为0.5～1L/m3。
优选地，所述含硫烟气SO2含量为1200-5000mg/m3。
优选地，所述含有石灰石的吸收液中石灰石的质量浓度为10％-30％。
本发明还提供了一种石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置，其特征在于，包括吸收塔，吸收塔的顶部设有烟气出口，吸收塔内从上到下依次设有除雾器、第II段吸收段、第I段吸收段和储液段，吸收塔的侧壁设有烟气进口，烟气进口位于第I段吸收段和储液段之间。
优选地，所述的第II段吸收段和第I段吸收段均采用喷淋吸收塔。
更优选地，所述的第I段吸收段的喷淋吸收塔的喷淋层为3～4层，第II段吸收段的喷淋吸收塔的喷淋层为1层。
优选地，所述的第II段吸收段和第I段吸收段组成复合塔，第II段吸收段和第I段吸收段之间设置升气管板，所述的升气管板上设有升气管，第I段吸收段脱硫后的烟气通过升气管板上的升气管上升至第II段吸收段。
更优选地，所述的升气管上设有V型拦液装置。
更优选地，所述的第II段吸收段的底部连接钠碱吸收液循环槽，钠碱吸收液循环槽连接第三循环泵，第三循环泵连接设于第II段吸收段顶部的喷淋装置，钠碱吸收液由第三循环泵送至喷淋装置，然后由喷淋装置的喷嘴喷出，与烟气接触后降落至升气管板上，然后溢流返回钠碱吸收循环槽。
更优选地，所述的钠碱吸收液循环槽连接钠碱泵，钠碱泵连接钠碱液储槽。
优选地，所述的储液段通过管路连接第一循环泵和吸收液排出泵，第一循环泵连接设于第I段吸收段顶部的喷淋装置，吸收液排出泵连接旋流器，旋流器连接储液段和真空皮带过滤器，真空皮带过滤器连接后处理设备，储液段的吸收液由第一循环泵经喷淋装置的喷嘴喷出，与烟气接触后的吸收液由通入的空气将其中的亚硫酸盐氧化为硫酸盐后，由吸收液排出泵送至旋流器进行浓缩，溢流液返回吸收塔储液段，底流液送至真空皮带过滤器过滤，得石膏，滤液部分送至后处理设备处理后排放。
优选地，所述的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫方法采用上述的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置进行。
本发明要将排放烟气中SO2含量降至50mg/m3以下，增加石灰石法运行中的可调性，所以提供了以石灰石-石膏法和钠碱法相结合的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫工艺，即将含硫烟气先通过石灰石法脱硫后，再将烟气用钠碱法脱硫，使烟气达到排放标准。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)使排放的烟气中的SO2含量易于达标，运行中主要控制循环钠碱吸收液的pH值；
(2)第II段脱硫的吸收段，也可作为石灰石第I段脱硫的洗涤段，以减少微细颗粒(石膏)的排放；
(3)钠碱吸收液加入至石灰石的吸收液中，有利于石灰石的脱硫，提高石灰石的活性，并可减少或消除“石灰石屏蔽”的发生。此外，不影响石膏的质量。
附图说明
图1为石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置结构图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下：
实施例1
如图1所示，为石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置结构图，所述的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置包括吸收塔T101，吸收塔T101的顶部设有烟气出口GO，吸收塔T101内从上到下依次设有除雾器ME、第II段吸收段AII、第I段吸收段AI和储液段V，吸收塔T101的侧壁设有烟气进口GI，烟气进口GI位于第I段吸收段AI和储液段V之间。
所述的第II段吸收段AII和第I段吸收段AI组成复合塔，第II段吸收段AII和第I段吸收段AI之间设置升气管板A，所述的升气管板A上设有升气管RT，第I段吸收段AI脱硫后的烟气通过升气管板A上的升气管RT上升至第II段吸收段AII。所述的升气管RT上设有V型拦液装置。V型拦液装置用以防止液体飞溅而漏液，影响第II段吸收段AII的操作运行。
所述的第II段吸收段AII和第I段吸收段AI均采用喷淋吸收塔。所述的第I段吸收段AI的喷淋吸收塔的喷淋层为4层，第II段吸收段AII的喷淋吸收塔的喷淋层为1层，压降为80～100Pa。
所述的第II段吸收段AII的底部连接钠碱吸收液循环槽V101，钠碱吸收液循环槽V101连接第三循环泵P103，第三循环泵P103连接设于第II段吸收段AII顶部的喷淋装置SPE。所述的钠碱吸收液循环槽V101连接钠碱泵P104，钠碱泵P104连接钠碱液储槽V102。所述的储液段V通过管路连接第一循环泵P101和吸收液排出泵P102，第一循环泵P101连接设于第I段吸收段AI顶部的喷淋装置SPE，吸收液排出泵P102连接旋流器S101，旋流器S101连接储液段V和真空皮带过滤器F101，真空皮带过滤器F101连接后处理设备TE。
实施例2
一种石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫方法，采用实施例1所述的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置，具体步骤为：
(1)将SO2含量为2500mg/m3的烟气先进入以石灰石为吸收剂的第I段吸收段进行吸收脱硫：所述的第I段吸收段AI中采用石灰石和水的混合物(石灰石浆液)作为吸收液，石灰石浆液浓度为30％，石灰石为吸收剂，烟气和吸收液的接触时间为4.5s，吸收液的pH值为5.1～5.8，液气比为12L/m3。烟气由烟气进口GI进入第I段吸收段AI，将储液段V吸收液由第一循环泵P101经喷淋装置SPE的喷嘴喷出，烟气与吸收液密切接触而脱硫，脱硫率为95％，与烟气接触后的吸收液由通入的空气将其中的亚硫酸盐氧化为硫酸盐(石膏)，然后由吸收液排出泵P102送至旋流器S101进行浓缩，溢流液返回储液段V，底流液送至真空皮带过滤器F101过滤，得石膏。滤液部分送至后处理设备TE处理后排放。
(2)经第I段吸收段AI脱硫后的烟气通过第II段吸收段AII的升气管板A上的升气管RT进入以钠碱为吸收剂的第II段吸收段进行吸收脱硫：所述的第II段吸收段AII中的吸收液为钠碱吸收液(质量浓度为30％的NaOH水溶液)，烟气和吸收液的接触时间为1s，钠碱吸收液的pH值为6.5～7.0，液气比为1L/m3。钠碱液储槽V102储存钠碱吸收液，根据钠碱吸收液循环槽V101的pH控制钠碱的加入量。钠碱吸收液由第三循环泵P103送至喷淋装置SPE，然后由喷淋装置SPE的喷嘴喷出，与来自第I段吸收段的烟气密切接触，进一步脱硫，脱硫率为3％～5％，吸收液降落至升气管板A上，然后溢流返回至钠碱吸收液循环槽V101。脱硫后的烟气经除雾器ME除雾后由烟气出口GO排至烟囱，所得烟气中SO2的含量小于50mg/m3，总脱硫率大于98％。
钠碱吸收液维持在一定的密度(1.02-1.05g/cm3)和pH值下运行，因此将部分钠碱吸收液溢流至吸收塔T101的储液段V，而钠碱吸收液循环槽V101不断补充工艺水H2O，以维持钠碱吸收液持循环槽V101的液位高度。
实施例3
某化工厂烟气中含SO23600mg/m3，采用类似于实施例2所述的石灰石-钠碱法进行含硫烟气脱硫，区别在于：第I段吸收段的运行参数为：石灰石浆液浓度10％，接触时间4.5s，液气比15L/m3，吸收液的pH值5.1-5.8，脱硫率90％。第II段的运行参数为：NaOH质量浓度30％，接触时间1s，液气比1L/m3，吸收液的pH值为6.8-7.0，脱硫率大于9.5％。
Claims (10)
1.一种石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫方法，其特征在于，包括将含硫烟气先进入第I段吸收段以含有石灰石的吸收液进行吸收脱硫，再进入第II段吸收段以钠碱吸收液进行吸收脱硫。
2.如权利要求1所述的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫方法，其特征在于，所述的第I段吸收段的脱硫率为90％～95％，第II段吸收段的脱硫率为3％～10％，经第II段吸收段进行吸收脱硫后的烟气中SO2的含量小于50mg/m3。
3.如权利要求1所述的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫方法，其特征在于，所述的第I段吸收段(AI)中烟气和吸收液的接触时间为3.5～4.5s，吸收液的pH值为5.1～5.8，液气比为12～15L/m3；所述的第II段吸收段(AII)中烟气和钠碱吸收液的接触时间为1s，钠碱吸收液的pH值为6.5～7.0，液气比为0.5～1L/m3。
4.一种石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置，其特征在于，包括吸收塔(T101)，吸收塔(T101)的顶部设有烟气出口(GO)，吸收塔(T101)内从上到下依次设有除雾器(ME)、第II段吸收段(AII)、第I段吸收段(AI)和储液段(V)，吸收塔(T101)的侧壁设有烟气进口(GI)，烟气进口(GI)位于第I段吸收段(AI)和储液段(V)之间。
5.如权利要求4所述的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置，其特征在于，所述的第II段吸收段(AII)和第I段吸收段(AI)均采用喷淋吸收塔。
6.如权利要求4所述的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置，其特征在于，所述的第II段吸收段(AII)和第I段吸收段(AI)组成复合塔，第II段吸收段(AII)和第I段吸收段(AI)之间设置升气管板(A)，所述的升气管板(A)上设有升气管(RT)，第I段吸收段(AI)脱硫后的烟气通过升气管板(A)上的升气管(RT)上升至第II段吸收段(AII)。
7.如权利要求6所述的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置，其特征在于，所述的升气管(RT)上设有V型拦液装置。
8.如权利要求4所述的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置，其特征在于，所述的第II段吸收段(AII)的底部连接钠碱吸收液循环槽(V101)，钠碱吸收液循环槽(V101)连接第三循环泵(P103)，第三循环泵(P103)连接设于第II段吸收段(AII)顶部的喷淋装置(SPE)，钠碱吸收液由第三循环泵(P103)送至喷淋装置(SPE)，然后由喷淋装置(SPE)的喷嘴喷出，与烟气接触后降落至升气管板(A)上，然后溢流返回钠碱吸收循环槽(V101)。
9.如权利要求8所述的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置，其特征在于，所述的钠碱吸收液循环槽(V101)连接钠碱泵(P104)，钠碱泵(P104)连接钠碱液储槽(V102)。
10.如权利要求4所述的石灰石-钠碱法含硫烟气脱硫装置，其特征在于，所述的储液段(V)通过管路连接第一循环泵(P101)和吸收液排出泵(P102)，第一循环泵(P101)连接设于第I段吸收段(AI)顶部的喷淋装置(SPE)，吸收液排出泵(P102)连接旋流器(S101)，旋流器(S101)连接储液段(V)和真空皮带过滤器(F101)，真空皮带过滤器(F101)连接后处理设备(TE)，储液段(V)的吸收液由第一循环泵(P101)喷淋装置(SPE)的喷嘴喷出，与烟气接触后的吸收液由通入的空气将其中的亚硫酸盐氧化为硫酸盐后，由吸收液排出泵(P102)送至旋流器(S101)进行浓缩，溢流液返回吸收塔储液段(V)，底流液送至真空皮带过滤器(F101)过滤，得石膏，滤液部分送至后处理设备(TE)处理后排放。
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