CN111389202A - 一种干法脱硫***和一种干法脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干法脱硫***和一种干法脱硫方法，其适用于克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气的干法脱硫工艺。该干法脱硫***包括燃煤锅炉、烟气混合器、烟气循环流化床装置和克劳斯工艺***。燃煤锅炉的烟气输出管道与烟气混合器连接，克劳斯工艺***的尾气输出管道与烟气混合器连接，烟气混合器用于将克劳斯尾气和燃煤锅炉烟气进行混合，并将混合烟气输入烟气循环流化床装置进行脱硫处理。本发明能够以较低的投资和运行成本，使克劳斯尾气满足燃煤锅炉烟气超低排放标准的更高要求。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种干法脱硫***和一种干法脱硫方法，其适用于克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气的干法脱硫工艺。
背景技术
近年来煤化工领域迎来了一个快速发展的时期，煤液化过程中的副产物含一定浓度的H2S等酸性气体，若直接排放，一方面酸性气体直排会造成大量硫资源浪费，另一方面导致严重的大气环境污染。
克劳斯法是一种较成熟且应用最为广泛的将H2S转化为硫磺的酸性气体处理工艺，在转化过程中会形成含有H2S、SO2等成分的硫回收尾气，尾气温度通常为250℃～300℃，采用焚烧炉燃烧尾气中多余的H2S、甲烷、甲醇等多余气体，最终生成含高浓度SO2的克劳斯尾气。尾气主要成分有N2、O2、CO2、H2O、SO2，这些主要成分占99％以上，有的含极少量的SO3、H2S、氩气等。现有克劳斯尾气执行GB31571-2015《石油化学工业污染物排放标准》“一般地区SO2＜100mg/m3(3％O2)，重点地区SO2＜50mg/m3(3％O2)”。
通常两级克劳斯以上(相对于多级)工艺的硫回收效率能达到92～95％，若级数增加、或采用超级克劳斯，超优克劳斯工艺其硫回收效率能到达到99％以上。以往克劳斯尾气排放标准较为宽松要求下，为了提高硫的回收率和克劳斯尾气能够达标排放，有多种常规采用的方法，如增加克劳斯反应的级数(三级或四级以上的多级克劳斯工艺)，或对尾气进一步通过醇胺溶剂进行吸收再生(SCOT工艺)，或对尾气进行还原吸收法(超级/超优克劳斯工艺)。其实在两级克劳斯工艺回收硫磺后，再从尾气中回收仅占原酸气中硫总量的百分之几的硫磺，无多大经济效益。即使这些工艺路线被认为是当时克劳斯工艺尾气治理优化方案，也不是出于经济性考虑，主要为了克劳斯尾气稳定达标排放。但是随着更加严格的克劳斯尾气排放标准颁布，采用传统克劳斯工艺的尾气已无法满足GB31571-2015《石油化学工业污染物排放标准》要求“一般地区SO2＜100mg/Nm3(3％O2)，重点地区SO2＜50Nmg/m3(3％O2)”。现普遍采用单独设置尾气碱洗法或氨洗法等脱硫工艺进一步的克劳斯尾气，以满足现有以及未来有可能更加严格的克劳斯尾气排放标准要求。
循环流化床干法脱硫工艺技术具有投资成本低、运行成本低、对锅炉负荷和煤质适应性好、无废水排放、无腐蚀、流程简易、操作简单等优势。越来越多煤化工企业采用循环流化床干法脱硫工艺作为燃煤锅炉烟气治理方案。虽然循环流化床干法脱硫工艺具有许多优势，但是在处理含高浓度SO2烟气，循环流化床干法脱硫工艺的吸收剂耗量相对较大。其次，大于260℃的高温烟气容易影响循环流化床干法脱硫***的稳定性，且容易导致循环流化床干法脱硫***中发生布袋烧袋或糊袋等设备损坏问题。
因此，如何降低克劳斯尾气中的SO2浓度，并降低克劳斯尾气脱硫工艺的设备成本，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气的干法脱硫工艺的干法脱硫***和干法脱硫方法，能够以较低的投资和运行成本，使克劳斯尾气满足燃煤锅炉烟气超低排放标准的更高要求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种干法脱硫***，所述干法脱硫***适用于克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气的干法脱硫工艺，所述干法脱硫***包括燃煤锅炉、烟气混合器、烟气循环流化床装置和克劳斯工艺***，其中：
所述燃煤锅炉的烟气输出管道与所述烟气混合器连接，所述克劳斯工艺***的尾气输出管道与所述烟气混合器连接，所述烟气混合器用于将由所述烟气输出管道输出的燃煤锅炉烟气和由所述尾气输出管道输出的克劳斯尾气进行混合得到混合烟气，并将所述混合烟气输入所述烟气循环流化床装置进行脱硫处理。
在上述干法脱硫***中，所述烟气混合器中设置有通过喷射格栅技术制造成的混合装置，所述克劳斯尾气和所述燃煤锅炉烟气在所述混合装置处混合。
在上述干法脱硫***中，所述烟气混合器的出口和所述烟气循环流化床装置中的吸收塔的底部入口之间，设置有预电除尘器(即采用预荷电技术进行除尘的装置)。
在上述干法脱硫***中，所述克劳斯工艺***包括依次串联布置的克劳斯反应器、焚烧炉和所述尾气输出管道，所述尾气输出管道中设置有风挡组件。所述风挡组件包括串联布置的电动风挡和手动风挡，以避免含高浓度SO2的高温尾气对烟气循环流化床装置600产生不良影响，保证***稳定运行。
在上述干法脱硫***中，所述焚烧炉和所述风挡组件之间设置有余热利用装置，以对焚烧后的克劳斯尾气进行余热回收和利用。
具体地，余热利用装置703为余热利用锅炉或烟气换热器(即GGH)；燃煤锅炉为循环流化床锅炉或煤粉炉。
在上述干法脱硫***中，所述余热利用装置生产的中压蒸汽能够：用于加热所述烟气循环流化床装置中的干法脱硫灰斗；和/或，用于加热所述烟气循环流化床装置中的流化风；和/或，并入厂区中压蒸汽管网。
此外，在上述干法脱硫***的克劳斯工艺***中，还包括液体硫磺存储罐和硫磺造粒机，液体硫磺存储在液体硫磺存储器后经过硫磺造粒机制成硫磺产品；上述干法脱硫***的燃煤锅炉上，还可根据实际需要，设置有SNCR脱硝装置、炉内脱硫***、SCR脱硝装置；上述烟气循环流化床装置包括以此依次布置的吸收塔、布袋除尘器、引风机和烟囱，以及物料循环装置、仓泵、灰库、负荷调节装置、吸收剂供应***和工艺水供应***。
一种干法脱硫方法，适用于克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气的干法脱硫工艺，所述干法脱硫方法包括：由克劳斯工艺***产生克劳斯尾气；由燃煤锅炉产生燃煤锅炉烟气；所述克劳斯尾气和所述燃煤锅炉烟气混合后得到混合烟气，所述混合烟气通过烟气循环流化床装置进行干法脱硫工艺。
具体地，上述克劳斯工艺***采用的克劳斯工艺可以是两级克劳斯、三级克劳斯、两级克劳斯+SCOT工艺、超优克劳斯中的任一种。
在上述干法脱硫方法中，所述混合烟气中的SO2浓度控制在1000mg/m3以内。
在上述干法脱硫方法中，所述烟气循环流化床装置中的吸收塔的出口处的SO2浓度不大于35mg/Nm3(干基，6％O2)。
在上述干法脱硫方法中，若所述混合烟气中的SO2浓度超过预设值，则通过提高所述燃煤锅炉的炉内脱硫效率降低所述燃煤锅炉烟气中的SO2浓度。
在上述干法脱硫方法中，所述克劳斯工艺***中的克劳斯反应器的出口尾气温度控制在250℃～300℃，焚烧炉的出口尾气温度控制在350℃～900℃。
在上述干法脱硫方法中，所述燃煤锅炉的空预器出口烟气温度控制在120℃～180℃，所述烟气循环流化床装置中的吸收塔的入口处的混合烟气温度控制在120℃～180℃。
在上述干法脱硫方法中，所述吸收塔的出口处的混合烟气温度为水露点以上10℃。其中，水露点指的是在特定的压强条件下，水汽达到最大饱和值时的温度，也被称之为露点。
在上述干法脱硫方法中，若经过计算，所述混合烟气的温度大于160℃，则在所述焚烧炉和所述风挡组件之间设置有余热利用装置，生产过程中，经过余热利用的克劳斯尾气温度控制和燃煤锅炉空预器出口烟气温度相当的120℃至180℃；
若经过计算，所述混合烟气的温度小于160℃，则在所述焚烧炉和所述风挡组件之间不设置所述余热利用装置。
在上述干法脱硫方法中，所述燃煤锅炉的烟气输出管道与烟气混合器连接，所述克劳斯工艺***的尾气输出管道与所述烟气混合器连接，所述烟气混合器用于将由所述烟气输出管道输出的所述燃煤锅炉烟气和由所述尾气输出管道输出的所述克劳斯尾气进行混合得到混合烟气；所述尾气输出管道中设置有风挡组件。若所述克劳斯尾气导致所述烟气循环流化床装置中的布袋除尘器损坏，或烟气排放指数超标，则通过上述风挡组件关断所述克劳斯尾气。
在上述干法脱硫方法中，通过计算由所述克劳斯工艺***产生的克劳斯尾气量和由所述燃煤锅炉产生的燃煤锅炉烟气量，设计烟气混合器的工艺参数，使混合烟气温度控制在120℃～150℃。
可以看出，本发明提供的干法脱硫***和干法脱硫方法中，由于克劳斯尾气量相对燃煤锅炉烟气量较少，而且燃煤锅炉烟气中的SO2浓度较低，从而能够借助大量的燃煤锅炉烟气对克劳斯尾气起到稀释和同化作用，从而可通过烟气循环流化床装置处理煤化工领域中克劳斯尾气和燃煤锅炉烟气混合构成的混合烟气，降低了克劳斯尾气的脱硫难度，增大了烟气循环流化床干法脱硫工艺的适用范围，解决了烟气循环流化床装置不宜处理含高浓度SO2的高温克劳斯尾气的技术壁垒，令克劳斯尾气中的SO2达到燃煤锅炉烟气超低排放标准，克劳斯尾气脱硫效率达到99％以上，同时节省了克劳斯尾气脱硫设备的投资和运行维护费用。而且，一定量的克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气脱硫***，能够增加烟气循环流化床装置对锅炉负荷波动的影响，有利于提高***运行的稳定性，减少烟气循环流化床装置中的负荷调节装置的调节频率。
此外，H2S、硫磺粉尘等属于***性气体，硫回收工艺设备属于化工装置，须按防爆标准进行设计选型。焚烧炉尾部的克劳斯尾气通过烟道引到属于非防爆区域的燃煤锅炉烟气脱硫布置区域，可以大大节省炉后干法脱硫的投资费用和运行维护费用。
而且，通过本发明提供的干法脱硫***和干法脱硫方法，可以适当简化和降低前级克劳斯尾气硫转化率的要求，适当减少硫磺产量，增大克劳斯尾气本身工艺路线选择范围如仅选择二级克劳斯工艺)，节省了克劳斯尾气治理的投资费用和运行费用。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明第一具体实施例提供的一种适用于克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气的干法脱硫***的结构示意图；
图2为本发明第二具体实施例提供的一种适用于克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气的干法脱硫***的结构示意图。
其中：
701-克劳斯反应器，702-焚烧炉，703-余热利用装置(可选)，704-电动风挡，
705-手动风挡，706-烟气混合器，707-液体硫磺存储器，708-硫磺造粒机；
601-燃煤锅炉，602-SNCR脱硝装置(可选)，603-炉内脱硫***(可选)，604-SCR脱硝装置(可选)，605-预电除尘器(可选)，
606-吸收剂供应***，607-工艺水供应***，608-吸收塔，609-布袋除尘器，610-引风机，611-烟囱，612-负荷调节装置，613-物料循环装置，614-仓泵，615-灰库。
具体实施方式
首先，需要说明的是，克劳斯工艺装置的硫磺回收规模小的约5000t/a，规模大的约10000t/a，经过焚烧炉后的克劳斯尾气量小则几千m3/h，多则10万m3/h上下。相对于大多数燃煤锅炉烟气来说，克劳斯尾气量相对较小。根据需要，焚烧炉后尾气温度通常在350～900℃之间。受制硫原料酸性气含H2S浓度和酸气量等因素影响，克劳斯工艺通常分为正常运行工况和特殊工况。特殊工况下的克劳斯尾气SO2浓度有的高达约60g/m3，正常运行工况尾气SO2浓度通常在几百到几万mg/m3之间，和特殊工况差别较大。综上所述，焚烧炉出来克劳斯尾气具有尾气成分和燃煤锅炉烟气成分基本一致、克劳斯尾气量小、温度高、SO2浓度高的特点。
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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一具体实施例
本发明第一具体实施例提供了一种干法脱硫***和干法脱硫方法，适用于克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气的干法脱硫工艺。
请参阅图1，图1为本发明第一具体实施例提供的一种适用于克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气的干法脱硫***的结构示意图。
该干法脱硫***包括燃煤锅炉601、烟气混合器706、烟气循环流化床装置600(即烟气循环流化床干法脱硫装置)和克劳斯工艺***。其中：
克劳斯工艺***包括克劳斯反应器701、焚烧炉702、电动风挡704、手动风挡705、液体硫磺存储器707、硫磺造粒机708，还可根据实际情况选择是否设置余热利用装置703；
燃煤锅炉601上，可根据实际情况选择是否设置SNCR脱硝装置602、炉内脱硫***603、SCR脱硝装置604；
烟气循环流化床装置600包括吸收剂供应***606、工艺水供应***607、吸收塔608(即循环流化床干法脱硫吸收塔)、布袋除尘器609、引风机610、烟囱611、负荷调节装置612、物料循环装置613、仓泵614、灰库615；
此外，烟气混合器706和吸收塔608之间，还可根据实际情况选择是否设置预电除尘器605。
生产过程中，该干法脱硫***所采用的干法脱硫方法为：由克劳斯工艺***产生克劳斯尾气；由燃煤锅炉产生燃煤锅炉烟气；克劳斯尾气和燃煤锅炉烟气混合后得到混合烟气，该混合烟气通过烟气循环流化床装置进行干法脱硫工艺。
该干法脱硫方法具体如下(可参阅图1)：
助燃气(即燃料气和空气)和酸性气体送入克劳斯反应器701内，经过克劳斯工艺后，液体硫磺存储在液体硫磺存储器707后经过硫磺造粒机708制成硫磺产品。
克劳斯反应器701的出口尾气温度通常为250℃～300℃，该尾气中含有H2S和SO2，被进入焚烧炉702后，在助燃气和空气的作用下把H2S转换成SO2，焚烧炉702的出口排出的克劳斯尾气温度在350℃～900℃之间。其中，根据助燃气成分的不同，焚烧炉702内燃烧生成的克劳斯尾气成分不同，由焚烧炉702的出口排出的克劳斯尾气主要成分有N2、O2、CO2、H2O、SO2，这些主要成分占99％以上，有的含极少量的SO3、H2S、氩气等。
根据克劳斯尾气量、助燃气量和焚烧炉需求决定了焚烧炉702后是否需要设置余热利用装置703。余热利用装置703用于对焚烧后的克劳斯尾气进行余热回收和利用。设余热利用装置703可生产0.7Mpa的中压蒸汽，该中压蒸汽可用于加热烟气循环流化床装置600中的干法脱硫灰斗，还可用于加热流化风，多余的蒸汽并入厂区中压蒸汽管网，起到余热利用的作用。经过余热利用的克劳斯尾气温度控制和燃煤锅炉空预器出口烟气温度相当的120℃至180℃。其中，相对于燃煤锅炉空预器出来的燃煤锅炉烟气来说，克劳斯尾气量相对较小，若克劳斯尾气量占燃煤锅炉烟气的比例较小，经过计算理论混合烟气温度不大于160℃，可不设置余热利用装置703。
克劳斯工艺***中的尾气输出管道用于将克劳斯尾气输入烟气混合器706中，该尾气输出管道内设置有电动风挡704和手动风挡705，用于防止特殊工况下含高浓度SO2的高温克劳斯尾气损坏烟气循环流化床装置600中的布袋除尘器609，且用于防止烟气排放指数超标。
燃煤锅炉烟气从燃煤锅炉空预器出来后，和克劳斯尾气在烟气混合器706中混合均匀，混合烟气中SO2浓度通常控制在1000mg/m3以内。若因克劳斯尾气中SO2浓度过高导致混合烟气中的SO2浓度过高，可通过提高炉内脱硫效率降低燃煤锅炉烟气中的SO2浓度，炉内脱硫技术是燃煤锅炉前端脱硫技术之一。
通过计算克劳斯尾气量和燃煤锅炉烟气量，设计合适的烟气混合器706，例如通过喷射格栅技术制造成烟气混合器706中的混合装置，其作用是使两种不同温度、不同比例成分的气体快速混合均匀，即用于令克劳斯尾气和燃煤锅炉烟气混合均匀，使得混合烟气温度控制在120℃～150℃之间。具体地，经过喷射格栅后的混合烟气从底部进入烟气循环流化床装置600中的吸收塔609内，在此处(即吸收塔底部)，混合烟气与钙基吸收剂、循环脱硫灰充分混合，进行初步脱硫反应。其中，钙基吸收剂由吸收剂供应***606提供，循环脱硫灰由物料循环装置613提供，钙基吸收剂可以是外购消石灰，也可以通过生石灰现场通过消化器制取合乎品质的消石灰。
初步脱硫后的混合烟气进入吸收塔608内，吸收塔608内的循环流化床中存有高密度、剧烈湍动的吸收剂和物料颗粒床层，工艺水由工艺水供应***607中的雾化喷枪喷入吸收塔608内，附着于吸收剂和物料颗粒表面形成液膜，混合烟气中的SO2被液膜捕集、与吸收剂发生离子反应，生成副产物CaSO3·1/2H2O。而且，往吸收塔608内喷入雾化水，以降低脱硫反应器内的混合烟气烟温，通常控制吸收塔608内的反应温度在80℃左右，同时混合烟气的温度始终高于露点温度10℃以上，因此排烟不需要再加热，同时整个***也无须任何的防腐处理。喷入的用于降低烟气温度的水，以激烈湍动的、拥有巨大的表面积的物料颗粒作为载体，在塔内得到充分的蒸发，保证了进入后续除尘器中的飞灰呈干态，具有良好的流动状态。烟气中SO2、SO3、HCl、HF等与Ca(OH)2发生离子型反应，从而实现高效脱除，烟气中的重金属也被高密度床层吸附捕集。
离开吸收塔608的烟气进入后续的高效除尘器，即通过布袋除尘器609捕集粉尘。
最后，经脱硫后的烟气在引风机610作用下，由烟囱611排出。
由于干法脱硫排烟温度始终高于露点温度10℃以上，且高效协同脱除了多种污染物，因此排烟透明，同时整个***也无须任何的防腐处理。
具体地，上述克劳斯工艺可以是两级克劳斯、三级克劳斯、两级克劳斯+SCOT(尾气加氢技术)工艺、超优克劳斯等中的任何一种；上述克劳斯反应器701可用于实现两级克劳斯、多级克劳斯、两级克劳斯+SCOT、两级克劳斯+催化氧化、两级克劳斯+加氢还原+催化氧化中的任意一种工艺。
具体地，上述余热利用装置703可以是余热利用锅炉或GGH(烟气再热器)。
具体地，上述燃煤锅炉601可以是循环流化床锅炉或煤粉炉。
具体地，上述吸收塔608的入口处，混合烟气温度为120℃至180℃。
具体地，上述吸收塔608的出口处，烟气温度为水露点以上10℃，通常为60℃～80℃。其中，水露点指的是在特定的压强条件下，水汽达到最大饱和值时的温度，也被称之为露点。
具体地，上述吸收塔608的出口处，SO2浓度不大于35mg/Nm3(干基，6％O2)。
本发明第一具体实施例提供的干法脱硫***和干法脱硫方法，具有以下优点和效果：该干法脱硫***中，充分结合化工装置和燃煤锅炉动力装置防爆设计和选型的差异，以及综合考虑克劳斯尾气和燃煤锅炉烟气的两种不同气体混合温度、成分比例，以及烟气循环流化床装置适用处理气体，通过烟气混合器706、克劳斯尾气浓度和燃煤锅炉前级脱硫工艺之间互动性，实现了克劳斯尾气以燃煤锅炉行业超低排放标准的要求。同时实现了煤化工企业克劳斯尾气脱硫装置冗余，以仅包含风挡组件、尾气输出烟道、烟气混合器等相对较少投资费用，实现了节省在克劳斯尾气脱硫设备的投资和运行费用支出的目的。为进一步推进煤化工企业和克劳斯尾气治理领域提供了一种切实可行的新的优选技术方案。
第二具体实施例
本发明第二具体实施例提供了一种干法脱硫***和干法脱硫方法，适用于克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气的干法脱硫工艺。该干法脱硫***请参阅图2，图2为本发明第二具体实施例提供的一种适用于克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气的干法脱硫***的结构示意图；该干法脱硫方法可参见上述第一具体实施例。
本发明第二具体实施例提供干法脱硫***为一项改造项目，具体见下文。
某煤化工企业中的克劳斯尾气脱硫装置，其克劳斯工艺流程为传统两级克劳斯工艺+SCOT(加氢还原+MDEA选择性地吸收)+焚烧炉+克劳斯尾气烟囱排放的，克劳斯工艺***硫磺产量为34t/d(年产量约1.2万t/a)，处理制硫酸性原料气3800Nm3/h。克劳斯尾气脱硫装置改造前，经过焚烧炉后的克劳斯尾气量为6700Nm3/h，克劳斯尾气正常运行工况下SO2排放浓度为约600mg/m3，特殊工况下SO2排放浓度11500mg/m3，排放烟囱的尾气温度为250℃(焚烧炉后无余热利用装置，克劳斯尾气专用排放烟囱)。改造前，克劳斯尾气可以满足《大气污染物综合排放标准》“SO2≤960mg/m3”的排放要求，但是不满足当前《石油化学工业污染物排放标准》“一般地区SO2＜100mg/Nm3(3％O2)”排放要求。
厂区现有燃煤动力锅炉为2台160t/h煤粉炉，空预器出口烟气温度140℃，空预器出口SO2浓度1900mg/m3，改造前采用燃煤锅炉采用氨法脱硫工艺，燃煤锅炉烟气排放无法满足国家超低排放要求，同时存在脱硫设备腐蚀严重、烟囱气拖尾等现象。
因存在上述问题，该企业进行克劳斯尾气脱硫和燃煤锅炉烟气超净排放脱硫改造工程，改造方案采用本发明第二具体实施例提供的适用于克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气的干法脱硫工艺的干法脱硫***和干法脱硫方法。该干法脱硫***的结构示意图请参阅图2，该干法脱硫***包括燃煤锅炉601、烟气混合器706、烟气循环流化床装置600(即烟气循环流化床干法脱硫装置)和克劳斯工艺***。其中：
克劳斯工艺***包括克劳斯反应器701、焚烧炉702、电动风挡704、手动风挡705、液体硫磺存储器707、硫磺造粒机708；
燃煤锅炉601上，可根据实际情况选择是否设置SNCR脱硝装置602、炉内脱硫***、SCR脱硝装置；
烟气循环流化床装置600包括吸收剂供应***606、工艺水供应***607、吸收塔608(即循环流化床干法脱硫吸收塔)、布袋除尘器609、引风机610、烟囱611、负荷调节装置612、物料循环装置613、仓泵614、灰库615。
该干法脱硫***中，通过约160m的DN500尺寸烟道将克劳斯尾气引接燃煤锅炉烟气脱硫设备区，经过烟气混合器706后进入到一套烟气循环流化床装置600的吸收塔608内。吸收塔608的设计处理混合烟气量为40万Nm3/h(湿基)，吸收塔608的入口混合烟气中处理设计SO2浓度2800mg/m3，设计混合烟温为140℃～150℃，烟囱出口设计SO2浓度35mg/m3，烟囱出口排烟温度为80℃。
该装置建成并投运后，实际运行情况：克劳斯尾气实际量为3900m3/h(湿基)，燃煤锅炉烟气为296400m3/h(湿基)；克劳斯尾气中实际SO2浓度为428mg/m3，燃煤锅炉烟气SO2浓度实际值764mg/m3，克劳斯尾气经过烟气混合器706后的混合烟气SO2浓度实际值760mg/m3(燃煤锅炉烟气中实际SO2浓度比设计值低、克劳斯尾气中实际SO2浓度也比设计值低)；克劳斯尾气温度260℃，燃煤锅炉烟温为145℃，实际混合烟温为146℃；实际燃煤锅炉烟气烟囱出口SO2浓度6mg/m3，烟囱出口实际排烟温度为85℃。克劳斯尾气的脱硫率达到99.1％，并稳定在小于35mg/m3下运行。
其中，该干法脱硫***中的烟气混合器706，使高温克劳斯尾气和燃煤锅炉烟气充分混合，克劳斯尾气通过烟气混合器706内通过喷射格栅技术制造而成的混合装置(即喷射格栅)避免了高温烟气偏流现场对烟气循环流化床装置600中的脱硫设备造成损坏。
若采用克劳斯尾气结合尾气脱硫工艺路线改造，无论采用钠碱湿法、氨洗法、电渗析法等，该改造工程克劳斯尾气脱硫设备投资费用增加约800万元，且不计每年所消耗的吸收剂费用和人员管理费用。而按本发明第二具体实施例来进行改造，其克劳斯尾气改造工程含风挡、烟道和喷射格栅的投资费用不到30万元，大大节省了克劳斯尾气脱硫设备的投资费用。在改造后，也减少了该企业在克劳斯烟气脱硫设备和燃煤锅炉烟气脱硫设备管理运行上的冗余。
综上，本发明具体实施例提供的干法脱硫***和干法脱硫方法具有以下优点：
1、以较低的投资和运行成本实现克劳斯尾气达到燃煤锅炉领域烟气超低排放要求，并稳定在“SO2＜35mg/Nm3”排放，远优于克劳斯尾气“石油化学工业污染物排放标准”中的排放要求。
2、克劳斯尾气治理和燃煤锅炉工艺两种技术之间互相匹配，通过增加电动风挡、手动风挡以及烟气混合器等技术措施，并借助大量的燃煤锅炉烟气的稀释和同化作用，增大了烟气循环流化床脱硫工艺的适用范围，使本不适于处理克劳斯尾气的循环流化床工艺同时应用于克劳斯尾气和燃煤锅炉烟气。借助循环流化床脱硫技术优势，同时可以经过简化和降低前级克劳斯工艺硫转化率的要求，增大了克劳斯尾气本身工艺路线选择范围。一方面减少克劳斯尾气剩余工艺设备的投资费用，另一方面大幅度减少克劳斯尾气工艺设备整体运行维护成本。
3、其次相对少量高温高硫浓度的克劳斯尾气，对燃煤锅炉烟气循环流化床干法脱硫装置的设计选型都不存在影响，无论是克劳斯尾气处理改造项目还是新建项目都很适用。
4、一定量的克劳斯尾气量耦合燃煤锅炉烟气脱硫***，能够增加烟气循环流化床装置对锅炉负荷波动的影响，减少烟气循环流化床的负荷调节装置的调节频率。
5、本发明通过循环流化床干法脱硫工艺，实现了克劳斯尾气和燃煤锅炉烟气的一体化处理，工艺流程简单，操作简便，运行稳定，且全流无废水、无二次污染产生、无需防腐处理。
6、解决了其两种工艺匹配性和互动性，煤化工行业的克劳斯尾气对燃煤锅炉和烟气循环流化床干法脱硫装置的设计选型都基本不存在影响，无论是克劳斯尾气处理改造项目还是新建项目都很适用。
7、克劳斯工艺属于化工设备，各设备布置紧凑且须按化工防爆标准设计和选型，克劳斯尾气通过烟道引接到非防爆的燃煤锅炉烟气循环流化床干法脱硫装置，相当于节省了一套克劳斯工艺装置按防爆标准设计的尾气脱硫设备的投资和运行维护费用，同时解决了同个煤化工企业脱硫工艺人员管理的冗余。此发明的克劳斯尾气治理工艺路线和方案的投资和运行费用较低，仅包括增加电动调节风挡、手动调节风挡和烟气混合器，较现有克劳斯尾气治理装置可节省投资费用约90％以上，具有明显的技术和经济应用优势。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (14)
1.一种干法脱硫***，其特征在于，所述干法脱硫***适用于克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气的干法脱硫工艺，所述干法脱硫***包括燃煤锅炉(601)、烟气混合器(706)、烟气循环流化床装置(600)和克劳斯工艺***，其中：
所述燃煤锅炉(601)的烟气输出管道与所述烟气混合器(706)连接，所述克劳斯工艺***的尾气输出管道与所述烟气混合器(706)连接，所述烟气混合器(706)用于将由所述烟气输出管道输出的燃煤锅炉烟气和由所述尾气输出管道输出的克劳斯尾气进行混合得到混合烟气，并将所述混合烟气输入所述烟气循环流化床装置(600)进行脱硫处理。
2.根据权利要求1所述的干法脱硫***，其特征在于，所述烟气混合器(706)中设置有通过喷射格栅技术制造成的混合装置，所述克劳斯尾气和所述燃煤锅炉烟气在所述混合装置处混合。
3.根据权利要求1所述的干法脱硫***，其特征在于，所述烟气混合器(706)的出口和所述烟气循环流化床装置(600)中的吸收塔(608)的底部入口之间，设置有预电除尘器(605)。
4.根据权利要求1所述的干法脱硫***，其特征在于，所述克劳斯工艺***包括依次串联布置的克劳斯反应器(701)、焚烧炉(702)和所述尾气输出管道，所述尾气输出管道中设置有风挡组件。
5.根据权利要求4所述的干法脱硫***，其特征在于，所述风挡组件包括串联布置的电动风挡(704)和手动风挡(705)。
6.根据权利要求4所述的干法脱硫***，其特征在于，所述焚烧炉(702)和所述风挡组件之间设置有余热利用装置(703)。
7.根据权利要求6所述的干法脱硫***，其特征在于，所述余热利用装置(703)生产的中压蒸汽能够：
用于加热所述烟气循环流化床装置(600)中的干法脱硫灰斗；
和/或，用于加热所述烟气循环流化床装置(600)中的流化风；
和/或，并入厂区中压蒸汽管网。
8.一种干法脱硫方法，其特征在于，所述干法脱硫方法适用于克劳斯尾气耦合燃煤锅炉烟气的干法脱硫工艺，所述干法脱硫方法包括：
由克劳斯工艺***产生克劳斯尾气；
由燃煤锅炉(601)产生燃煤锅炉烟气；
所述克劳斯尾气和所述燃煤锅炉烟气混合后得到混合烟气，所述混合烟气通过烟气循环流化床装置(600)进行干法脱硫工艺。
9.根据权利要求8所述的干法脱硫方法，其特征在于，所述混合烟气中的SO2浓度控制在1000mg/m3以内；
和/或，在“干基，6％O2”状态下，所述烟气循环流化床装置(600)中，吸收塔(608)的出口处的SO2浓度不大于35mg/Nm3。
10.根据权利要求8所述的干法脱硫方法，其特征在于，若所述混合烟气中的SO2浓度超过预设值，则通过提高所述燃煤锅炉(601)的炉内脱硫效率降低所述燃煤锅炉烟气中的SO2浓度。
11.根据权利要求8所述的干法脱硫方法，其特征在于，所述克劳斯工艺***中，克劳斯反应器(701)的出口尾气温度控制在250℃～300℃，焚烧炉(702)的出口尾气温度控制在350℃～900℃；
和/或，所述燃煤锅炉(601)的空预器出口烟气温度控制在120℃～180℃，所述烟气循环流化床装置(600)中的吸收塔(608)的入口处的混合烟气温度控制在120℃～180℃；
和/或，所述吸收塔(608)的出口处的混合烟气温度为水露点以上10℃。
12.根据权利要求8所述的干法脱硫方法，其特征在于，若所述混合烟气的温度大于160℃，则在所述焚烧炉(702)和所述风挡组件之间设置有余热利用装置(703)；
若所述混合烟气的温度小于160℃，则在所述焚烧炉(702)和所述风挡组件之间不设置所述余热利用装置(703)。
13.根据权利要求8所述的干法脱硫方法，其特征在于，所述燃煤锅炉(601)的烟气输出管道与烟气混合器(706)连接，所述克劳斯工艺***的尾气输出管道与所述烟气混合器(706)连接，所述烟气混合器(706)用于将由所述烟气输出管道输出的所述燃煤锅炉烟气和由所述尾气输出管道输出的所述克劳斯尾气进行混合得到混合烟气；
所述尾气输出管道中设置有风挡组件；
若所述克劳斯尾气导致所述烟气循环流化床装置(600)中的布袋除尘器(609)损坏，或烟气排放指数超标，则通过上述风挡组件关断所述克劳斯尾气。
14.根据权利要求8所述的干法脱硫方法，其特征在于，通过计算由所述克劳斯工艺***产生的克劳斯尾气量和由所述燃煤锅炉(601)产生的燃煤锅炉烟气量，设计烟气混合器的工艺参数，使混合烟气温度控制在120℃～150℃。
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2020
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