CN107158921A - 一种燃煤锅炉烟气脱硫除尘超净排放*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃煤锅炉烟气脱硫除尘超净排放***，包括脱硫塔，脱硫塔上设置有烟气入口和烟气出口，烟气入口与燃煤锅炉烟气引风机连接，烟气出口与烟囱连接，脱硫塔内位于烟气入口与烟气出口之间依次设置有若干旋流板、若干喷淋层、升气帽、筛板、二次拦截喷淋装置和管束除雾器；其中，每个喷淋层均通过管道与脱硫塔底部的积液腔连接，升气帽与位于脱硫塔外部的二次拦截水箱连接，且该二次拦截水箱与二次拦截喷淋装置连接，积液腔与位于脱硫塔外部的NaOH浆液储罐连接，积液腔的底部设置有排浆管道，该排浆管道与位于脱硫塔外部的Na2SO3浆液储罐连接，Na2SO3浆液储罐上设置有输送管，输送管上设置有Na2SO3浆液输送泵。

Description

一种燃煤锅炉烟气脱硫除尘超净排放***
技术领域
本发明涉及燃煤锅炉烟气处理工程领域，具体来说，涉及一种燃煤锅炉烟气脱硫除尘超净排放***。
背景技术
目前环境污染严重，国家排放指标严格，因此越来越多的电站锅炉进行锅炉烟气超低排放改造。
市场上现有脱硫工艺众多，主要工艺有石灰(石)-石膏法、双碱法和氧化镁法等，但这几种脱硫工艺液气比较高，石灰石石膏法一般在20mg/Nm3以上，双碱法脱硫也在7mg/Nm3以上，而单碱法脱硫的液气比为4～5mg/Nm3之间，因此前两种脱硫工艺的投资费用较大。而且前两种脱硫工艺的副产物石膏，石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料，可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填料等，但目前市场上石膏产量过剩，并且脱硫石膏很难达到可利用的纯度(90％以上)。单碱法脱硫的副产物为Na2SO3浆液，Na2SO3浆液主要用于制亚硫酸纤维素酯、硫代硫酸钠、有机化学药品、漂白织物等，还用作还原剂、防腐剂、去氯剂等，单碱法脱硫产生的Na2SO3浆液纯度可满足工业生产需求，且目前市场上Na2SO3价格昂贵，具有很大的市场价值。
锅炉烟气塔内除雾装置现主要有湿式电除尘器和管束除雾器两种，但湿式电除尘器较管束除雾器造价昂贵，投资较大，而且运行费用高。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种燃煤锅炉烟气脱硫除尘超净排放***，能够对烟气中的SO2、粉尘进行有效处理，达到超低排放指标，并将脱硫产物Na2SO3在造纸行业的进行综合再利用。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种燃煤锅炉烟气脱硫除尘超净排放***，包括脱硫塔，所述脱硫塔上设置有烟气入口和烟气出口，所述烟气入口与燃煤锅炉烟气引风机连接，所述烟气出口与烟囱连接，所述脱硫塔内位于所述烟气入口与所述烟气出口之间依次设置有若干旋流板、若干喷淋层、升气帽、筛板、二次拦截喷淋装置和管束除雾器；其中，每个喷淋层均通过管道与所述脱硫塔底部的积液腔连接，并且该管道上设置有浆液循环泵，所述升气帽通过管道与位于所述脱硫塔外部的二次拦截水箱连接，且该二次拦截水箱通过管道与所述二次拦截喷淋装置连接，该管道上设置有二次拦截水泵，所述积液腔通过管道与位于所述脱硫塔外部的NaOH浆液储罐连接，该管道上设置有NaOH浆液供给泵，并且，所述积液腔的底部设置有排浆管道，该排浆管道上设置有排浆泵，且该排浆管道与位于所述脱硫塔外部的Na2SO3浆液储罐连接，所述Na2SO3浆液储罐上设置有输送管，所述输送管上设置有Na2SO3浆液输送泵。
其中，所述积液腔的底部通过管道与设置于地下的集水坑连接。
其中，还包括事故池，所述事故池的入口通过管道与具有浆液循环泵的管道连接，所述事故池的出口通过管道与积液腔连接，且该管道上设置有事故浆液泵。
其中，还包括工艺水箱，所述工艺水箱上设置有工艺水入口和工艺水出口，所述工艺水出口上设置有工艺水水泵，且工艺水出口通过管道分别与所述脱硫塔的顶部空腔、所述具有浆液循环泵的管道、所述积液腔、所述二次拦截水箱和所述NaOH浆液储罐连接。
其中，所述浆液循环泵、所述二次拦截水泵、所述NaOH浆液供给泵、所述排浆泵、所述Na2SO3浆液输送泵、所述事故浆液泵以及所述工艺水水泵的数量均为两个，一个为主运行泵，一个为备用泵。
本发明通过引风机将锅炉产生的烟气引入脱硫塔内，烟气自下而上逆流经过旋流板、喷淋层、升气帽、筛板、管束除雾器，实现有效脱除烟气中的SO2和粉尘。单碱法脱硫的液气比为4L/m，可大大减少初期投资成本，单碱法脱硫的副产物为Na2SO3浆液，Na2SO3浆液主要用于制亚硫酸纤维素酯、硫代硫酸钠、有机化学药品、漂白织物等，还用作还原剂、防腐剂、去氯剂等。单碱法脱硫产生的Na2SO3浆液纯度可满足工业生产需求，且目前市场上Na2SO3价格昂贵，具有很大的市场价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的燃煤锅炉烟气脱硫除尘超净排放***的结构示意图。
图中：
1、工艺水水泵；2、工艺水箱；3、脉冲悬浮泵；4、浆液循环泵；5、脱硫塔；6、旋流板；7、喷淋层；8、筛板；9、二次拦截喷淋装置；10、管束除雾器；11、二次拦截水箱；12、二次拦截水泵；13、Na2SO3浆液输送泵14、Na2SO3浆液储罐；15、引风机；16、事故浆液泵；17、事故池；18、排浆泵；19、集水坑；20、NaOH浆液供给泵；21、NaOH浆液储罐；22、烟囱；23、升气帽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种燃煤锅炉烟气脱硫除尘超净排放***。
如图1所示，据本发明的实施例燃煤锅炉烟气脱硫除尘超净排放***包括脱硫浆液制备***，脱硫塔，脱硫浆液循环***，塔内烟气除雾***，脱硫浆液疏放***及工艺水***。所述脱硫浆液制备供给***包括NaOH储罐21、NaOH浆液供给泵20、NaOH浆液输送管道。所述脱硫浆液循环***包括浆液循环泵4、脉冲悬浮泵3、旋流板6、喷淋层7、浆液循环管道。所述塔内烟气除雾***包括升气帽23、筛板8、二次拦截喷淋装置9、二次拦截水箱11、二次拦截水泵12、二次拦截水管道、管束除雾器10。所述脱硫浆液疏放***包括排浆泵18、集水坑19、事故池17、事故浆液泵16、Na2SO3浆液储罐14、Na2SO3浆液输送泵13、排浆管道。所述工艺水***包括工艺水水泵1、工艺水箱2、工艺水管道。此外，还包括烟风***，所述烟风***由引风机将未处理的烟气通过烟道引入脱硫塔内。
通过本发明的上述方案，能够对锅炉烟气中的SO2、粉尘进行有效处理，达到超低排放指标。
具体使用时，设置一套脱硫浆液制备储存***，包括一座NaOH储罐21、两台NaOH浆液供给泵20和NaOH浆液输送管道。NaOH储罐21容积可满足该脱硫***满负荷运行下不低于72h的NaOH用量，由NaOH浆液供给泵20将NaOH浆液通过NaOH浆液输送管道打入脱硫塔内，两台NaOH浆液供给泵20一运一备。
锅炉烟气经引风机通过烟道引入脱硫塔内，烟气经过喷淋层下方布置的旋流板6，旋流板6具有提高脱硫效率，有效降低脱硫反应液气比，进而降低能耗的作用，旋流气体分布装置采用不锈钢加玻璃钢防腐，寿命长，操作稳定，还兼具作为脱硫***喷淋层检修平台的作用。旋流板6对现有喷淋***及烟气流场分布进行了较大改进，通过增加旋流气体分布装置，使烟气具备一定的径向速度，提升烟气与喷淋浆液间的对流传质速率，有效提升脱硫效率，旋流均布装置的叶片还兼具喷淋浆液的接液盘，使有效喷淋下方的浆液能够得到二次利用，并且叶片上的液体通过离心力被甩至塔壁，从塔壁下流，可有效减少气体阻力，在锅炉负荷产生较大波动的情况下，烟气分布和气液分布仍能维持相对稳定，并营造出气液双湍流、两个反应区和复合循环吸收***的化学反应环境；以更低液气比(L/G)获取更好的SO2去除效果。
脱硫塔内设计有多层喷淋，每层喷淋层7设置多个高效雾化喷头，使脱硫液与烟气充分接触，有效提高脱硫液的利用率。喷淋组件及喷嘴的布置设计成均匀覆盖吸收塔的横截面。一个喷淋层由带连接支管的母管制浆液分布管道和喷嘴组成。采用单元制设计，每个喷淋层配一台与喷淋层上升管道***相连接的吸收塔循环泵4，从而保证吸收塔内要求的吸收浆液覆盖率。运行的浆液循环泵4数量根据锅炉负荷的变化和对吸收浆液流量的要求来确定，以达到要求的吸收效率。由于能根据锅炉负荷选择最经济的泵运行模式，该再循环***在低锅炉负荷下能节省能耗。使用由碳化硅制成的旋转空心锥喷嘴和316L喷淋管道，可以长期运行而无腐蚀、无磨蚀、无结垢及堵塞等问题。塔体喷淋设计合理，保证喷淋覆盖面积200％。烟气经过喷淋层时烟气中的SO2与经过喷头高度雾化后的NaOH浆液发生反应，生成Na2SO3和水，从而达到去除SO2的效果，具体反应方程为：2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O。
烟气经过喷淋层后进入塔内烟气除雾***，塔内烟气除雾***包括升气帽23、筛板8、二次拦截喷淋装置9、二次拦截水箱11、二次拦截水泵12、二次拦截水管道，管束除雾器10。烟气自下而上经过升气帽23、筛板8、二次拦截喷淋装置9。升气帽23主要作用是将喷淋后的烟气中具有较大的水滴进行一次分离拦截，将夹带在烟气中的水滴在气帽的作用下将小水滴汇集成大的水滴，在重力作用下与烟气进行分离，大的水滴落在拦截水中，自流入二次拦截水箱11内进行重复使用。筛板8是指在逆流喷淋的基础上增设一块或者多块穿流孔板筛板8，将筛板全面布置在整个吸收塔的横截面，使烟气进入吸收塔后被均匀分布在整个截面上，筛板8下方有时也布置一层喷淋层7对烟气进行预饱和。筛板8是带有小孔或者细长缝的格栅。烟气从筛板8下往上流动，浆液从筛板8上喷射下来，烟气和浆液在筛板8表面发生强烈掺混，形成泡沫层，泡沫层具有很大的气液接触界面，对SO2具有良好的吸收能力。另外二次拦截喷淋装置9在喷嘴布置时，要求塔内每点均有300％的覆盖率，以确保烟气能够与空气完全充分接触。筛板8拦截是将烟气通过水膜进行深度拦截，可将烟气中的细小颗粒物及气溶胶进行深度清洗拦截。二次拦截装置是针对脱硫超低排放要求而设计的高效喷淋***，在喷淋层7上方布置，采用不锈钢制作，寿命长，操作稳定。
脱硫塔进口烟气的粉尘浓度一般为30mg/Nm左右，经过二次拦截装置之后可脱除烟气中50％以上的粉尘，然后逆流经过管束除雾器。管束式除尘器10的使用环境是含有大量液滴的0～50℃饱和净烟气，特点是雾滴量大，雾滴粒径分布范围广，由浆液液滴、凝结液滴和尘颗粒组成；除尘主要是脱除浆液液滴和尘颗粒。细小液滴与颗粒的凝聚大量的细小液滴与颗粒在高速运动条件下碰撞几率大幅增加，易于凝聚、聚集成为大颗粒，从而实现从气相的分离。除尘器筒壁面的液膜会捕悉接触到其表面的细小液滴，尤其是在增速器和分离器叶片的表面的过厚液膜，会在高速气流的作用下发生“散水”现象，大量的大液滴从叶片表面被抛洒出来，在叶片上部形成了大液滴组成的液滴层，穿过液滴层的细小液滴被捕悉，大液滴变大后跌落回叶片表面，重新变成大液滴，实现对细小雾滴的捕悉。经过加速器加速后的气流高速旋转向上运动，气流中的细小雾滴、尘颗粒在离心力作用下与气体分离，向筒体表面方向运动。而高速旋转运动的气流破事被截留的液滴在筒体壁面形成一个旋转运动的液膜层。从气体分离的细小雾滴与微尘颗粒从烟气中的脱除。
经过管束除尘器后10，烟气中的粉尘浓度可降至5mg/Nm以下，然后排入烟囱22，达标排放。脱硫产生的Na2SO3浆液由排浆泵排至Na2SO3浆液储罐14。
整个脱硫***内设计一套事故***，包括一座事故池17、一台事故泵16。当脱硫塔5出现故障时可将塔内浆液排至事故池17内，进行检修。事故池17有效容积为脱硫塔浆液循环量的1.1倍，设置一台事故浆液泵16，事故浆液泵16可将事故池内的浆液在10小时内返回脱硫塔5内。
整个脱硫***设计一套工艺水***，包括1座工艺水箱2、2台工艺水水泵1，FGD工艺水利用电厂工业水。工艺水水泵1的出力满足以下用水量：吸收浆液制备用水量、事故排放***冲洗用水(间断)、设备仪器仪表清洗用水(间断)、设备机封冷却用水、二次拦截冲洗用水、除雾器冲洗用水。工艺水箱2有效容积为整个脱硫***4个小时的耗水量。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过钠碱吸收SO2、筛板和管束除雾器除尘的技术，经反复实验和总结，燃煤锅炉烟气脱硫粉尘超低排放增效技术适用于各行业燃煤锅炉烟气处理工程，该技术可满足SO2浓度<35mg/Nm3和粉尘排放浓度<5mg/Nm的超低排放指标。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种燃煤锅炉烟气脱硫除尘超净排放***，其特征在于，包括脱硫塔，所述脱硫塔上设置有烟气入口和烟气出口，所述烟气入口与燃煤锅炉烟气引风机连接，所述烟气出口与烟囱连接，所述脱硫塔内位于所述烟气入口与所述烟气出口之间依次设置有若干旋流板、若干喷淋层、升气帽、筛板、二次拦截喷淋装置和管束除雾器；其中，每个喷淋层均通过管道与所述脱硫塔底部的积液腔连接，并且该管道上设置有浆液循环泵，所述升气帽通过管道与位于所述脱硫塔外部的二次拦截水箱连接，且该二次拦截水箱通过管道与所述二次拦截喷淋装置连接，该管道上设置有二次拦截水泵，所述积液腔通过管道与位于所述脱硫塔外部的NaOH浆液储罐连接，该管道上设置有NaOH浆液供给泵，并且，所述积液腔的底部设置有排浆管道，该排浆管道上设置有排浆泵，且该排浆管道与位于所述脱硫塔外部的Na2SO3浆液储罐连接，所述Na2SO3浆液储罐上设置有输送管，所述输送管上设置有Na2SO3浆液输送泵。
2.根据权利要求1所述的燃煤锅炉烟气脱硫除尘超净排放***，其特征在于，所述积液腔的底部通过管道与设置于地下的集水坑连接。
3.根据权利要求2所述的燃煤锅炉烟气脱硫除尘超净排放***，其特征在于，还包括事故池，所述事故池的入口通过管道与具有浆液循环泵的管道连接，所述事故池的出口通过管道与积液腔连接，且该管道上设置有事故浆液泵。
4.根据权利要求3所述的燃煤锅炉烟气脱硫除尘超净排放***，其特征在于，还包括工艺水箱，所述工艺水箱上设置有工艺水入口和工艺水出口，所述工艺水出口上设置有工艺水水泵，且工艺水出口通过管道分别与所述脱硫塔的顶部空腔、所述具有浆液循环泵的管道、所述积液腔、所述二次拦截水箱和所述NaOH浆液储罐连接。
5.根据权利要求4所述的燃煤锅炉烟气脱硫除尘超净排放***，其特征在于，所述浆液循环泵、所述二次拦截水泵、所述NaOH浆液供给泵、所述排浆泵、所述Na2SO3浆液输送泵、所述事故浆液泵以及所述工艺水水泵的数量均为两个，一个为主运行泵，一个为备用泵。
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