CN106076094B - 一种单塔双循环湿法脱硫的换热集液装置、脱硫***及方法 - Google Patents

一种单塔双循环湿法脱硫的换热集液装置、脱硫***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单塔双循环湿法脱硫的换热集液装置、脱硫***及方法，烟气自脱硫塔的下端入口进入，经过低pH值浆液喷淋后进行初步净化处理，初步净化的烟气与所述换热集液装置接触，与冷却介质进行换热，降低烟气的温度，降温后的烟气继续上升，与高pH值浆液接触进行深度净化，净化后的烟气排放；集液装置对高pH值浆液收集后，高pH值浆液与冷却介质换热降温，降温后的高pH值浆液对烟气进行循环喷淋。集液装置内设置有螺旋通道，螺旋通道内通入冷却介质，冷却介质与湿烟气和高pH值浆液进行换热，对烟气和高pH值浆液进行降温，提高了脱硫***的脱硫效果。

Description

一种单塔双循环湿法脱硫的换热集液装置、脱硫***及方法
技术领域
本发明属于工业废气净化环保领域，特别涉及一种单塔双循环湿法脱硫的换热集液装置、脱硫***及方法。
背景技术
与目前广泛采用的常规石灰石-石膏湿法烟气脱硫采用单一pH值运行不同，单塔双循环湿法烟气脱硫采用双回路双pH值运行，下循环回路的pH值为4.0-5.5，其主要作用是对烟气进行冷却、预洗涤烟气以及将得到的亚硫酸钙氧化成石膏；上循环回路的pH值为5.5-6.5，主要起吸收SO2的作用，两个回路通过集液装置分隔。此技术具有很好的SO2负荷波动缓冲能力，特别适合于高含硫量、高脱硫效率的电厂烟气脱硫。
湿法烟气脱硫技术，在一定范围内，浆液温度越低、SO2与CaCO3在浆液中的溶解度越大总传质系数也越大、能够更为有效提高脱硫效率，虽然有技术提出单循环或单塔双循环脱硫降温增效的方法，但是此方法采用热泵结合换热器在塔外对全部浆液或上循环回路高pH值浆液进行降温，降温后的浆液循环喷淋，实现脱硫***的降温增效，而采用热泵结合换热器的塔外换热方式存在***复杂、投资费用高以及占地面积大等问题。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的一个目的是提出一种单塔双循环湿法脱硫的集液装置，该集液装置具有换热功能，在实现脱硫双pH值运行的同时，通过集液装置与湿烟气和高pH值循环浆液进行换热，降低烟气和高pH值循环浆液的温度，从总体上进一步提高脱硫效率，有效降低投资运行费用。
本发明的第二个目的是提供一种单塔双循环湿法脱硫***，通过向所述集液装置中通入冷却介质，对湿烟气和高pH值循环浆液进行冷却，实现脱硫***双温双pH值运行，进一步提高烟气的脱硫效率。
本发明的第三个目的是提供一种利用所述脱硫***对烟气进行脱硫的方法。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种单塔双循环湿法脱硫的换热集液装置，其为变径结构，上端的开口直径大于下端的直径，集液装置的壁为双层结构，双层结构的夹层构成容纳冷却介质的冷却腔室，冷却腔室的下端留有冷却介质入口，冷却腔室的上端留有冷却介质出口。
优选的，所述冷却腔室内设置有螺旋通道。
优选的，所述冷却腔室的宽度为0.1-0.5m。
进一步优选的，所述螺旋通道的宽度为0.1-0.5m。一种单塔双循环湿法脱硫的冷却***，包括冷却介质源和所述集液装置，冷却介质源通过泵与所述集液装置的冷却介质入口连接，集液装置的冷却介质出口与冷却介质收集装置连接。
优选的，所述冷却介质收集装置为制浆罐。
冷却介质为水，加热后的水进入制浆罐进行制浆，节约了水资源，避免了水资源的浪费。
进一步优选的，所述集液装置与制浆罐之间连接有换热器。加热后的冷却介质通过换热器降温后可循环利用，经过换热获得的热量可用于供暖等方面。
优选的，所述泵为高压水泵，高压水泵与变频器连接。冷却介质通过高压水泵输送，通过变频器调节水泵流量以满足***降温要求。
一种单塔双循环湿法脱硫***，包括所述冷却***、低pH值浆液循环***和高pH值浆液循环***，低pH值浆液循环***包括相互连接的低pH值喷淋层和低pH值浆液槽，高pH值浆液循环***包括相互连接的高pH值喷淋层和高pH值浆液箱；低pH值喷淋层、集液装置和高pH值浆液箱自下往上安装在脱硫塔内。
集液装置上方脱硫塔壁面安装有挡液环，集液装置底部连接有导液管。降温后的浆液通过导液管流入高pH值浆液箱，烟气流经集液装置进行降温，降温后的烟气通过集液装置与脱硫塔之间的空隙从低pH值喷淋区进入高pH值喷淋区。
一种利用所述脱硫***对烟气进行脱硫的方法，包括如下步骤：
烟气自脱硫塔的下端入口进入，经过低pH值浆液喷淋后进行初步净化处理，初步净化的烟气与所述集液装置接触，与冷却介质进行换热，降低烟气的温度，降温后的烟气继续上升，与高pH值浆液接触进行深度净化，净化后的烟气排放；
集液装置对高pH值浆液收集后，高pH值浆液与冷却介质换热降温，降温后的高pH值浆液对烟气进行循环喷淋。
优选的，所述低pH值浆液的pH值为4.0-5.5。
优选的，所述高pH值浆液的pH值为5.5-6.5。
优选的，所述冷却介质为冷却水，冷却水的温度为15-25℃。
进一步优选的，所述冷却介质的流速为0.5-3m/s。
优选的，净化后的烟气经过除雾后排放。
优选的，上循环回路中高pH值浆液净化体系经集液装置的降温幅度10-20℃，以保证较高的换热效率。
本发明的有益效果为：
1、本发明的集液装置内设置有螺旋通道，螺旋通道内可以通入冷却介质，冷却介质与湿烟气和高pH值浆液进行换热，对烟气和高pH值浆液进行降温，提高了脱硫***的脱硫效率；
2、加热后的冷却介质可通过换热器换热实现余热利用；
3、本发明对集液装置的结构进行了改进，并且通过高压水泵将冷却水导入集液装置中，***的结构简单，不增加占地面积，投资运行的费用低，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为单塔双温双循环湿法烟气脱硫***示意图；
图2为集液装置的剖视图。
其中：1-泵，2-制浆罐，3-换热器，4-集液装置，5-高pH值喷淋层，6-脱硫塔，7-低pH值喷淋层，8-高pH值浆液箱，9-高pH值浆液循环泵，10-低pH值浆液循环泵，11-低pH值浆液槽，12-螺旋通道。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明的一个最佳实施方式。
如图2所示，一种单塔双循环湿法脱硫的换热集液装置4，其为变径结构，上端的开口直径大于下端的直径，集液装置4的壁为双层结构，双层结构的夹层构成容纳冷却介质的冷却腔室，冷却腔室的下端留有冷却介质入口，冷却腔室的上端留有冷却介质出口，作为一种实施方式，所述冷却腔室内设置有螺旋通道12，冷却腔室的宽度为0.1-0.5m，优选为0.2-0.4m，螺旋通道12的宽度为0.1-0.5m，优选为0.2-0.4m。
作为一种实施方式，所述集液装置4为类似倒锥形结构，上端开口的直径大于底部的直径，集液装置4的底部留有浆液出口，此外，集液装置4还可以为任意的变径结构，集液装置4的内壁可以为倾斜的平面，可以是内凹的弧面，也可以是外凸的弧面等等。
如图1所示，一种单塔双循环湿法脱硫的冷却***，包括冷却介质源和所述集液装置4，冷却介质源通过泵1与所述集液装置4的冷却介质入口连接，集液装置4的冷却介质出口与冷却介质收集装置连接，冷却介质为冷却水，冷却水在高压水泵1的作用下，自集液装置4的底部向上流动，从集液装置4的顶部冷却介质出口流出。
作为一种实施方式，冷却介质收集装置为制浆罐2，被加热后的水输送进入制浆罐2中制浆。
作为另一种实施方式，冷却介质收集装置与集液装置4之间连接有换热器3，冷却介质收集装置与所述泵1连接，冷却水经换热器3冷却后在冷却介质收集装置中进行收集，循环利用。
进一步的，所述泵1为高压水泵，高压水泵与变频器连接。冷工质通过高压水泵输送，通过变频器调节水泵流量以满足***降温要求。
如图1所示，一种完整的单塔双循环湿法脱硫***，包括所述冷却***，脱硫塔6内设置有两层循环脱硫***，上层循环脱硫***包括高pH值喷淋层5、高pH值浆液箱8和高pH值浆液循环泵9，高pH值喷淋层5由若干个喷头组成，多个喷头分布在脱硫塔的同一平面上，高pH值浆液循环泵9将高pH值浆液箱8中的高pH值浆液输送到高pH值喷淋层5的喷头进行喷淋，喷淋的浆液与烟气进行接触，净化烟气。喷淋的浆液被集液装置4收集后，与集液装置4中的冷却介质换热降温，降温后的浆液经过集液装置4底部的浆液出口流入高pH值浆液箱8中，进行循环利用。
下层循环脱硫***位于上层循环脱硫***的下方，包括低pH值浆液槽11、低pH值浆液循环泵10和低pH值喷淋层7，低pH值喷淋层7中包括多个喷头，多个喷头分布在脱硫塔6的同一截面上。低pH值浆液循环泵10将低pH值浆液槽11中的浆液输送到低pH值喷淋层7进行喷淋。
利用上述脱硫***进行脱硫的方法，包括如下步骤：
锅炉排出的烟气从脱硫塔6的下端进入脱硫塔6内，首先与从低pH值喷淋层7喷出的低pH值(4-5.5之间)浆液接触进行SO2的初步净化处理，初步净化后的烟气在脱硫塔6内与换热集液装置4接触进行初步换热降温，之后与从高pH值喷淋层5喷出的高pH值(5.8-6.5之间)浆液接触进行深度净化处理，此部分浆液被换热集液装置4收集并进行换热降温，随着整个***热量的平衡，最终高pH值浆液温度与换热后烟气温度一致，降温幅度在20℃以内，温度的降低能够有效提高脱硫效率。净化后的烟气通过除雾器后从烟囱排出。
实施例1
锅炉排出的烟气从脱硫塔6的下端进入脱硫塔6内，首先与从低pH值喷淋层7喷出的低pH值(pH值为4.0)浆液接触进行SO2的初步净化处理，初步净化后的烟气在脱硫塔6内与换热集液装置4接触进行初步换热降温，之后与从高pH值喷淋层5喷出的高pH值(pH值为5.8)浆液接触进行深度净化处理，此部分浆液被换热集液装置4收集并进行换热降温，进入集液装置4内的冷却水的温度为20℃，随着整个***热量的平衡，最终高pH值浆液温度与换热后烟气温度一致，降温幅度为10℃，净化后的烟气通过除雾器后从烟囱排出。烟气的脱硫效率为98.5％。
实施例2
锅炉排出的烟气从脱硫塔6的下端进入脱硫塔6内，首先与从低pH值喷淋层7喷出的低pH值(pH值为5.0)浆液接触进行SO2的初步净化处理，初步净化后的烟气在脱硫塔6内与换热集液装置4接触进行初步换热降温，之后与从高pH值喷淋层5喷出的高pH值(pH值为6.5)浆液接触进行深度净化处理，此部分浆液被换热集液装置4收集并进行换热降温，进入集液装置4内的冷却水的温度为20℃，随着整个***热量的平衡，最终高pH值浆液温度与换热后烟气温度一致，降温幅度为20℃，净化后的烟气通过除雾器后从烟囱排出。烟气的脱硫效率为99.6％。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种单塔双循环湿法脱硫***，其特征在于：包括冷却***、低pH值浆液循环***和高pH值浆液循环***，低pH值浆液循环***包括相互连接的低pH值喷淋层和低pH值浆液槽，高pH值浆液循环***包括相互连接的高pH值喷淋层和高pH值浆液箱；低pH值喷淋层、换热集液装置和高pH值喷淋层自下往上安装在脱硫塔内；
所述冷却***，包括冷却介质源和换热集液装置，冷却介质源通过泵与所述换热集液装置的冷却介质入口连接，换热集液装置的冷却介质出口与冷却介质收集装置连接；
所述冷却介质收集装置为制浆罐；
所述换热集液装置与制浆罐连接有换热器；
所述换热集液装置，其为变径结构，上端的开口直径大于下端的直径，换热集液装置的壁为双层结构，双层结构的夹层构成容纳冷却介质的冷却腔室，冷却腔室的下端留有冷却介质入口，冷却腔室的上端留有冷却介质出口；所述换热集液装置内壁为外凸的弧面。
2.根据权利要求1所述的脱硫***，其特征在于：所述冷却腔室内设置有螺旋通道。
3.根据权利要求1所述的脱硫***，其特征在于：所述冷却腔室的宽度为0.1-0.5m。
4.根据权利要求2所述的脱硫***，其特征在于：所述螺旋通道的宽度为0.1-0.5m。
5.根据权利要求1所述的脱硫***，其特征在于：所述泵为高压水泵，高压水泵与变频器连接。
6.一种利用权利要求1所述脱硫***对烟气进行脱硫的方法，其特征在于：包括如下步骤：烟气自脱硫塔的下端入口进入，经过低pH值浆液喷淋后进行初步净化处理，初步净化的烟气与所述换热集液装置接触，与冷却介质进行换热，降低烟气的温度，降温后的烟气继续上升，与高pH值浆液接触进行深度净化，净化后的烟气排放；
换热集液装置对高pH值浆液收集后，高pH值浆液与冷却介质换热降温，降温后的高pH值浆液对烟气进行循环喷淋。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述冷却介质为冷却水，冷却水的温度为15-25℃。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述冷却介质的流速为0.5-3m/s。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：上循环回路中高pH值浆液净化体系经换热集液装置的降温幅度10-20℃。
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