CN108499335A - 一种利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及烟气脱硫技术领域，尤其涉及一种利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***。一种利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***，包括：脱硫吸收塔、石膏旋流器、真空皮带脱水机和真空罐依次连接，脱硫吸收塔内侧上部设置除雾器；真空罐连接引流管并通过截断阀连接滤液箱，还通过引流阀连接滤液冲洗水箱；滤液冲洗水箱收集高品质滤液水，并通过滤液冲洗水泵和滤液水阀连接除雾器的下层；工艺水箱收集工艺冲洗水，并通过工艺冲洗水泵、工艺水阀和冲洗水阀A连接除雾器的上层；控制装置控制上述阀门、工艺冲洗水泵和滤液冲洗水泵。本发明将高品质滤液水单独引出冲洗除雾器，减少了工艺水消耗，解决了液位失衡问题，增强了***运行安全性。

Description

一种利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***
技术领域
本发明涉及烟气脱硫技术领域，尤其涉及一种利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***。
背景技术
目前国家对于燃煤电厂的要求为超低排放下烟气中的二氧化硫，要求在基准氧含量6％条件下，其排放浓度不高于35mg/m3。而实现超低排放的脱硫新技术主要由串塔技术、托盘塔技术(包括单托盘、双托盘)、增加喷淋层、采用性能增强环、添加脱硫增效剂等。对于燃用中高硫分煤的地区，超低排放标准要求脱硫效率往往要超过99％，即超出常规单塔脱硫极限效率，使得串塔脱硫技术在此条件下具有较多应用业绩。
对于串塔脱硫***，超低排放和灵活性发电背景下，脱硫***吸收塔液位波动大，难以有效控制。串塔脱硫***一二级吸收塔的烟温分布不同，进入一级吸收塔的烟温高，蒸发放热大，导致水量损失大，液位容易偏低；二级塔入口烟温低，且除雾器冲洗水耗量大，补水量过多，导致液位容易偏高。因此出现了一二级吸收塔液位难以控制的问题。由于两个吸收塔液位较难实现相对稳定的控制，串塔脱硫***水平衡在低负荷下很容易被打破。中国发电企业每年消耗大量水资源，脱硫***中石膏脱水产生的滤液水大部分被直接打到回收水箱或者地坑***，水资源没有得到充分的利用。
当前串塔液位控制技术主要有二级塔倒浆泵、溢流管、消泡剂等，不过这些技术仅能在一定程度上缓解液位偏高时的问题，无法彻底解决除雾器冲洗水与蒸发量之间的根本矛盾，除雾器为了防止堵塞以及塔后烟气带水，必须按照一定的冲洗逻辑和冲洗周期进行冲洗，冲洗水和蒸发量的矛盾始终存在。其中，
设置倒浆泵时，当后塔内石膏浆液密度低于1050kg/m3时，将启动到倒浆泵，把密度低的石膏浆液打至前塔，而前塔设置新的石膏排出泵，流量为前后塔石膏浆液量之和，由该泵将一二级塔的石膏浆液打到石膏旋流器。设置倒浆泵的优势在于使得设备及***更加简单，而且改造工程量小，缺点为处理量小，没有从根本上解决除雾器冲洗水与蒸发量之间的矛盾，再者倒浆泵的运行可能不及时，无法及时将液位控制在合理值，在冲洗水量较大的工况下，液位容易失衡。
设置溢流管时，通过在一二级塔不同高度设置一个连通管，当二级塔液位高于设置点时，通过溢流管可以使二级塔内的浆液流入一级塔，从而达到平衡一二级塔液位的目的。设置溢流管的优势在于使得设备简单，改造量小，且依靠重力进行排浆，不消耗电力，缺点为由于仅仅依靠着重力压差倒浆，处理速度和处理量小，同样也没有解决除雾器冲洗水与蒸发量之间的矛盾。当液位超过溢流管高度时，液位失衡现象已经发生，该溢流管只是被动的进行液体排放，无法解决液位失衡问题。
设置有消泡剂时，当吸收塔内起泡溢流时，通过添加消泡剂来消除泡沫从而降低液位。设置消泡剂的优势在于添加消泡剂对吸收塔起泡溢流现象十分有效，方法简单易行，缺点为吸收塔内浆液长期使用消泡剂会对消泡剂产生抗性，导致效果越来越差，消泡剂成本较高，消泡剂的使用仅能解决起泡溢流这类问题，对其他原因引起的液位升高没有效果
现在电厂对于脱硫***石膏脱水***产生的滤液水直接将滤液水打到地坑或者回收水箱，不仅没有充分利用水资源，而且设备连接时的管道线路比较复杂，成本也相对较高。发电厂中利用地坑***来收集水质较差的***，比如说雨水和路面积水等，而进入地坑***中的滤液水一般被用于处理灰场干灰。对于回收水箱，发电厂利用回收水箱中的水一般用来制浆，其含固率相对较高，在15％左右。而脱水***产生的滤液水含固率一般在1％以下，这种高品质的滤液水若进入到低品质的回收水中容易导致含固率急剧升高，导致水品质的下降，此时只能用于制浆或返回吸收塔，最终导致了高品质滤液水的浪费。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***，进一步利用了滤液水，并将滤液水进行除雾器的冲洗，解决了脱硫***蒸发水与冲洗水之间的矛盾造成的液位失衡问题，并节约了工艺水用量。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***，包括：
脱硫吸收塔，其内侧的上部设置除雾器，所述除雾器设置有上下两层；所述脱硫吸收塔的浆液出口连接石膏旋流器的进液口；
石膏旋流器、真空皮带脱水机和真空罐依次连接；所述石膏旋流器和真空皮带脱水机分别将所述石膏浆液进行一级和二级脱水处理后生成高品质滤液水，并输送至所述真空罐中；真空罐因真空泵形成负压，输出端连接引流管的输入端，所述引流管的输出端通过截断阀连接滤液箱，所述引流管的输出端还通过引流阀连接滤液冲洗水箱；
滤液冲洗水箱，其收集所述高品质滤液水，所述滤液冲洗水箱通过滤液冲洗水泵和滤液水阀连接所述除雾器的下层；
工艺水箱，其收集工艺冲洗水，所述工艺水箱通过工艺冲洗水泵、工艺水阀和冲洗水阀A连接所述除雾器的上层；
控制装置，其与所述冲洗水阀A、工艺水阀、滤液水阀、工艺冲洗水泵、滤液冲洗水泵、引流阀和截断阀通讯连接；所述冲洗水阀A、工艺水阀、滤液水阀、工艺冲洗水泵、引流阀和截断阀均为电动阀。
进一步的，所述石膏旋流器设置有进液口、底流口和溢流口；所述石膏旋流器的溢流口依次连接有浓缩器和所述滤液箱，所述石膏旋流器中的底流口连接所述真空皮带脱水机。
进一步的，所述真空罐与所述引流管之间还设置有真空自平衡罐。
进一步的，所述工艺水阀和所述冲洗水阀A之间还引出一条管路通过冲洗水阀B连接到所述除雾器的下层。
进一步的，所述冲洗水阀B为电动阀，且所述控制装置控制所述冲洗水阀B。
进一步的，所述滤液冲洗水箱至所述除雾器的下层的输送管路均采用衬胶管。
本发明的有益效果：
将高品质滤液水单独引出用于除雾器冲洗，节约了***工艺水用量，所述高品质滤液水属于脱硫***内部循环水，而不属于工艺补充水***，从根本上解决了不同负荷下串塔脱硫***的除雾器的蒸发水与冲洗水之间的矛盾造成的液位失衡问题，使得***整体耗水量降低，而且工艺流程简单、灵活，且容易实施。
附图说明
图1为现有技术中湿法脱硫***对于滤液水回收利用的示意图；
图2为本发明所述利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***的回收利用部分示意图；
图3为本发明所述利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***设有真空自平衡罐时滤液水回收利用部分的示意图；
图4为本发明所述利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***的冲洗除雾器装置的示意图；
其中，1-石膏旋流器，2-真空皮带脱水机，3-真空罐，4-真空自平衡罐，5-截断阀，6-引流阀，7-滤液箱，8-滤液冲洗水箱，9-滤液冲洗水泵，10-脱硫吸收塔，11-浆液排出泵，12-工艺水阀，13-工艺水箱，14-工艺水冲洗水泵，15-滤液水阀，16-除雾器，17-冲洗水阀A，18-冲洗水阀B。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***，如图1至图4所示，包括：
脱硫吸收塔10，其内侧的上部位置设置有除雾器16，所述除雾器16设置有上下两层；所述脱硫吸收塔10的浆液出口连接石膏旋流器1的进液口，并通过浆液排出泵11将产生的石膏浆液输送至所述石膏旋流器1中，如图1所示；石膏旋流器1、真空皮带脱水机2和真空罐3依次连接；所述石膏旋流器1的底流口连接所述真空皮带脱水机2的进液口，所述真空皮带脱水机2的出液口连接所述真空罐10的进液口。
石膏旋流器1，其为利用离心沉降原理将混合液进行分离的设备，所述石膏旋流器1设置有进液口、底流口和溢流口；所述石膏旋流器1的溢流口连接浓缩器(图2和图3中未画出)和滤液箱7，并且所述石膏旋流器1将所述石膏浆液进行一级脱水处理后，分离的溢流进入浓缩器中，所述浓缩器中的含固率较高的上层清液进入滤液箱7，所述滤液箱7中收集的液体的含固率在15％左右，含固率较高，一般用来制浆或返回脱硫吸收塔；所述石膏旋流器1中的底流经所述石膏旋流器1的底流口输送至所述真空皮带脱水机2的进液口并均匀地分布在所述真空皮带脱水机2的皮带上。
真空皮带脱水机2，其为通过真空抽取浆液实现固液分离的机械设备，所述真空皮带脱水机2设置有进液口和出液口，出液口设置于底部；所述真空皮带脱水机2将所述底流进行二级脱水处理，生成高品质滤液水和石膏；所述石膏送至仓库储存，所述高品质滤液水经所述真空皮带脱水机2的出液口输送至所述真空罐3中。
真空罐3，其设置有进液口和出液口。其中，出液口设置有2个：真空罐出液口A和真空罐出液口B，所述真空罐出液口A通过真空泵连接汽水分离箱，将部分所述高品质滤液水输送至所述汽水分离箱中，分离得到的液体用作真空皮带脱水机2的滤布和滤饼冲洗水；所述真空罐出液口B连接引流管的输入端，所述真空罐2的剩余部分所述高品质滤液水进入引入所述引流管中。
引流管，其输出端分为两支，其中一支通过截断阀5连接所述滤液箱7，另一支通过引流阀6连接滤液冲洗水箱8的进液口，并将所述高品质滤液水储存到所述滤液冲洗水箱8中；所述滤液冲洗水箱8的出液口通过滤液冲洗水泵9和滤液水阀15连接到所述除雾器16的下层，为了预防高品质滤液水中氯离子过高导致的腐蚀问题，所述滤液冲洗水箱8至所述除雾器16的冲洗管道所涉及的管路均采用衬胶管。所述高品质滤液水的含固率在1％以下，pH值在5-7之间，其品质较高水质较为干净，可以代替部分工艺水并直接用于所述除雾器16下层的冲洗，从而减小了湿法脱硫***运行过程中工艺水的消耗量降低了运行成本，并解决了低负荷下除雾器工艺冲洗水量远大于蒸发量导致的液位失衡问题。
工艺水箱13，其收集并临时储存工艺冲洗水，所述工艺水箱13通过工艺冲洗水泵14、工艺水阀12和冲洗水阀A17连接所述除雾器16的上层。所述工艺水阀12和所述冲洗水阀A17之间还引出一条管路通过冲洗水阀B8连接到所述除雾器16的下层。
控制装置，其与所述冲洗水阀A17、冲洗水阀B8、工艺水阀12、滤液水阀15、工艺冲洗水泵14、滤液冲洗水泵9、引流阀6和截断阀5通讯连接，并控制上述各装置；所述冲洗水阀A17、冲洗水阀B8、工艺水阀12、滤液水阀15、工艺冲洗水泵14、引流阀6和截断阀5均为电动阀。
本实施例将所述真空皮带脱水机2产生的高品质滤液水最终收集到所述滤液冲洗水箱8中，并通过滤液冲洗水泵9输送至除雾器16的下层，对除雾器16进行冲洗。
本实施例选用600MW机组的脱硫***进行研究和分析计算，得到一般条件下不同负荷的滤液冲洗水量，如表1所示。经过计算得到，在满负荷条件下的滤液的产生量约为23t/h，较低负荷下(40％)的产生量也可以达到9.1t/h。而且该部分滤液的水量是相当客观的，将该部分滤液收集利用并作为除雾器16的下层的冲洗水，在一定程度上可以缓解串塔脱硫***蒸发水量与除雾器冲洗水量之间的矛盾。在机组高负荷下的滤液水量较为充足，可以减少冲洗水中的工艺水量；而在低负荷下的滤液水量较小，而除雾器冲洗水量具有独立的冲洗逻辑，并且依据冲洗压差决定的，此时需要增大工艺水量。
表1 600MW机组脱硫***不同负荷下的滤液水量
本实施例中的湿法脱硫***滤液水回收装置的具体工艺流程为：
脱硫吸收塔10产生的石膏浆液通过浆液排出泵11排出，并进入所述滤液水回收装置。浆液排出泵11将石膏浆液输送至石膏旋流器1中，所述石膏旋流器1将石膏浆液初步分离，底流将进入真空皮带脱水机2中进行二次脱水，生成的高品质滤液水输入真空罐3中；真空罐3中液体部分输送至汽水分离箱并最终用于冲洗滤布和滤饼，剩余部分进入引流管中；所述引流管的输出端分为两支，当所述除雾器16利用高品质滤液水冲洗时，所述除雾器16处于正常工作状态中，所述引流阀6和滤液水阀15处于接通状态，截断阀5和冲洗水阀B18处于断开状态，所述高品质滤液水从引流管经所述引流阀6被收集到滤液冲洗水箱8中，再通过滤液冲洗水泵9和滤液水阀15打入所述除雾器16的下层，与此同时，所述工艺水箱13中的液体通过所述工艺水冲洗水泵14经过接通的工艺水阀12和冲洗水阀A17输入所述除雾器的上层，此时除雾器16中所述高品质滤液水和工艺水共同承担除雾器的冲洗工作，现对于现有技术中仅利用工艺水冲洗的脱硫***，节约了工艺水的用量，而且能够降低除雾器堵塞的概率；当所述高品质滤液水流入的除雾器段堵塞或因装置故障而导致所述高品质滤液水的水质不合格时，截断阀5转为处于接通状态，引流阀6和滤液水阀15转为断开状态，所述冲洗水阀B18、所述冲洗水阀A17和所述工艺水阀12均处于接通状态，此时，所述滤液水回收装置产生的高品质滤液水流入所述滤液箱7中，而所述除雾器16的冲洗工作和堵塞段的冲洗全部利用工艺水箱13中的液体；直到堵塞状态被解决或水质合格后，所述截断阀5、引流阀6、滤液水阀15和冲洗水阀B18恢复到正常工作下的接通或断开状态。
机组在一般工况条件下，工艺水和高品质滤液水分别输入除雾器16的上下层，共同作为除雾器16的冲洗用水；当机组处于高负荷时，由于高品质滤液水的产生量相对较小，此时***也可采用高品质滤液水和工艺水共同作为下层除雾器的冲洗用水；当机组处于低负荷时，高品质滤液水可以独立承担下层除雾器的冲洗工作；当除雾器16的差压持续大于允许值情况下，投入工艺水冲洗，以防止除雾器的结垢。在实际运行过程，还需要根据滤液冲洗水箱8的水位高度来决定高品质滤液水冲洗水量。所述除雾器16的上层冲洗水完全采用工艺水箱13来水，如此可以确保冲洗水的质量，进而确保所述除雾器16的冲洗效率，以减小除雾器16的堵塞几率。在除雾器16堵塞时，停止高品质滤液水的冲洗，全部采用工艺水对除雾器16进行冲洗，从而确保设备安全。
本实施例中，如果所述真空罐3引入所述引流管时的液体液压不足，则可在所述真空罐3与所述引流管之间设置真空自平衡罐4，如图3所示；所述真空自平衡罐4可以实现零位差自动排液或高位差排液，使得排水***可以不受标高/压差的限制，从而达到良好的排液效果。
其中，所述真空自平衡罐4的容量按所述真空皮带脱水机2生成高品质滤液水的瞬间最大水量的1.5倍选取，所述滤液冲洗水箱8的容量按所述真空皮带脱水机2生成高品质滤液水的小时平均流量的5倍选取，所述滤液冲洗水泵9的容量按所述真空皮带脱水机2生成高品质滤液水的瞬间最大水量的2倍选取。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (6)

1.一种利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***，其特征在于，包括：
脱硫吸收塔(10)，其内侧的上部设置除雾器(16)，所述除雾器(16)设置有上下两层；所述脱硫吸收塔(10)的浆液出口连接石膏旋流器(1)的进液口；
石膏旋流器(1)、真空皮带脱水机(2)和真空罐(3)依次连接；所述石膏旋流器(1)和真空皮带脱水机(2)分别将所述石膏浆液进行一级和二级脱水处理后生成高品质滤液水，并输送至所述真空罐(3)中；真空罐(3)因真空泵形成负压，输出端连接引流管的输入端，所述引流管的输出端通过截断阀(5)连接滤液箱(7)，所述引流管的输出端还通过引流阀(6)连接滤液冲洗水箱(8)；
滤液冲洗水箱(8)，其收集所述高品质滤液水，所述滤液冲洗水箱(8)通过滤液冲洗水泵(9)和滤液水阀(15)连接所述除雾器(16)的下层；
工艺水箱(13)，其收集工艺冲洗水，所述工艺水箱(13)通过工艺冲洗水泵(14)、工艺水阀(12)和冲洗水阀A(17)连接所述除雾器(16)的上层；
控制装置，其与所述冲洗水阀A(17)、工艺水阀(12)、滤液水阀(15)、工艺冲洗水泵(14)、滤液冲洗水泵(9)、引流阀(6)和截断阀(5)通讯连接；所述冲洗水阀A(17)、工艺水阀(12)、滤液水阀(15)、工艺冲洗水泵(14)、引流阀(6)和截断阀(5)均为电动阀。
2.根据权利要求1所述利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***，其特征在于，所述石膏旋流器(1)设置有进液口、底流口和溢流口；所述石膏旋流器(1)的溢流口依次连接有浓缩器和所述滤液箱(7)，所述石膏旋流器(1)中的底流口连接所述真空皮带脱水机(2)。
3.根据权利要求1所述利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***，其特征在于，所述真空罐(3)与所述引流管之间还设置有真空自平衡罐(4)。
4.根据权利要求1所述利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***，其特征在于，所述工艺水阀(12)和所述冲洗水阀A(17)之间还引出一条管路通过冲洗水阀B(18)连接到所述除雾器(16)的下层。
5.根据权利要求4所述利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***，其特征在于，所述冲洗水阀B(18)为电动阀，且所述控制装置控制所述冲洗水阀B(18)。
6.根据权利要求1所述利用回收滤液水冲洗除雾器的串塔脱硫***，其特征在于，所述滤液冲洗水箱(8)至所述除雾器(16)的下层的输送管路均采用衬胶管。
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