CN115350573A - 一种高硫烟气脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高硫烟气脱硫方法，其解决了传统半干法脱硫易踏床、脱硫剂的利用率低、***阻力大、无法实现高硫烟气处理的技术问题，其设有“多级塔串联+脱硫灰逆向回路输送相结合”的模式，多塔串联，每个塔都有自身独立的脱硫灰回路***，脱硫灰逆向回路输送，有效地平衡了各塔内的脱硫灰量，落下来脱硫灰也会被底部的灰斗进行收集，通过下回路的输送又可以回到***中参与反应，提升了脱硫剂的流动性也增加了和烟气的接触时间，同时脱硫剂的活性得到了提升，将脱硫灰充分利用。本发明可广泛应用于高硫烟气的处理。
Description
技术领域
本发明涉及环保领域，特别是涉及一种高硫烟气脱硫方法。
背景技术
近几年由于半干法脱硫具有不产生废水，无白烟，没有二次污染以及运行成本比较低的优点，逐步得到用户的认可。但由于传统半干法脱硫效率比较低，对于高硫烟气的处理能力不足。传统半干法脱硫大多采用循环流化床工艺，面对高硫烟气只能靠加大脱硫剂的投入量、加水量以及回流风量，这样脱硫剂的利用率降低，同时也造成了***阻力的提升，***风量增大能耗增高；并且由于脱硫剂加大后很容易造成踏床的现象，并且单塔的脱硫效率毕竟是有限的，面对5000mg/Nm3以上的高硫烟气处理能力是明显不够的。另外传统半干法脱硫SDA旋转喷雾技术在处理高硫烟气也是不行，其自身采用旋转喷雾的形式将脱硫浆液打到脱硫塔内，但在整个脱硫塔的截面分布不是很均匀的，烟气有逃逸处理的现象，脱硫的效率也是比较低的，另外SDA对温度要求比较高，如果温度过高脱硫浆液遇到高温烟气会造成浆液飞灰现象的形成，运行时间长了脱硫塔上部的蜗壳部分就会出现堵塞的现象。
目前急需一种新型半干法脱硫技术即可以解决传统半干法脱硫易踏床、易堵塞、脱硫剂的利用率低、阻力大、运行成本高的问题，同时又可以处理高硫烟气的问题。
发明内容
本发明为了解决传统半干法脱硫易踏床、脱硫剂的利用率低、阻力大的技术问题，提供一种无需床层的高硫烟气脱硫方法。
本发明提供一种高硫烟气脱硫方法，具体步骤包括：
步骤1、高硫烟气与缓冲仓加湿脱硫灰进入一级脱硫塔，高硫烟气与加湿脱硫剂经过烟道内部反应后，剩余烟气进入二级脱硫塔继续反应，一部分脱硫灰随烟气进入二级脱硫塔，另一部分脱硫灰反应沉降后进入一级脱硫塔灰斗，灰斗内部分脱硫灰返回一级脱硫塔入口重复反应，另一部分脱硫灰返回缓冲仓；
步骤2、进入二级脱硫塔的烟气和脱硫灰混合物与从除尘器返回的一部分加湿脱硫灰经过烟道内部反应后，剩余烟气进入三级脱硫塔，一部分脱硫灰随烟气进入三级脱硫塔，另一部分脱硫灰反应沉降后进入二级脱硫塔灰斗，灰斗内部分脱硫灰返回二级脱硫塔入口重复反应，另一部分脱硫灰返回一级脱硫塔入口重复反应；
步骤3、进入三级脱硫塔的烟气和脱硫灰混合物与从除尘器返回的另一部分加湿脱硫灰经过烟道内部反应后，剩余烟气进入除尘器，脱硫灰一部分随烟气进入除尘器，一部分脱硫灰反应沉降后进入三级脱硫塔灰斗，灰斗内部分脱硫灰返回三级脱硫塔入口重复反应，另一部分脱硫灰返回二级脱硫塔入口重复反应；
步骤4、剩余含脱硫灰烟气经过除尘器布袋分离除尘脱硫后，气体经过主引风机和烟囱排出，固体颗粒进入除尘器灰斗，经过加湿后分别进入二级脱硫塔和三级脱硫塔重复反应。
优选地，所述脱硫塔为“U”型结构烟道，硫烟气与加湿脱硫剂经过“U”型结构烟道内部进行三次沉降反应。
优选地，所述脱硫塔可采用串联方式连接，第三级脱硫塔能够单塔运行、利用第三级脱硫塔加前一级脱硫塔实现双塔串联运行或三级塔串联处理。
优选地，所述脱硫塔的级数根据烟气的含硫量确定，当含硫量2000mg/Nm3以下采用单塔，2000-5000mg/Nm3采用双塔串联，5000-10000mg/Nm3采用三级塔串联处理。
优选地，所述一级脱硫塔前端设置用于存储和提供脱硫剂的脱硫剂供料装置，同时将新鲜脱硫剂与一级脱硫塔的返回脱硫灰进行混合加湿。
优选地，所述脱硫剂为消石灰或生石灰，所述脱硫剂采用生石灰时需要增加消化器进行消化处理后投入脱硫***。
优选地，反应后过量的脱硫废灰经过管路阀门的转换后从脱硫塔灰斗向脱硫废灰仓排放。
本发明的有益效果是：
本发明采用“多级塔串联+脱硫灰逆向回路输送相结合”的模式，解决了传统半干法脱硫易踏床、易堵塞、脱硫剂的利用率低、阻力大的问题，可适应于高硫烟气的处理。多级塔串联可根据硫含量的多少自由组合增减塔数，当含硫量2000mg/Nm3以下采用单塔，2000-5000mg/Nm3采用双塔串联，5000-10000mg/Nm3采用三级塔串联处理，每个塔都有自身独立的脱硫灰回路***，脱硫灰逆向回路输送，有效地平衡了各塔内的脱硫灰量，落下来脱硫灰也会被底部的灰斗进行收集，通过下回路的输送又可以回到***中参与反应，提升了脱硫剂的流动性也增加了和烟气的接触，也使脱硫剂的活性得到了提升，将脱硫灰充分利用。本发明不设床层避免了传统半干法脱硫易踏床的问题，适应烟气波动、烟气硫含量的波动、烟气温度的波动能力比较强。
本发明可采用系列化、模块化的设计，可根据烟气量的大小来增减模块。最终第三级塔和除尘器为一体化设计，除尘器位于脱硫塔的顶部，出口与除尘器灰斗的进口进行连接，可实现气固两相的分离，做到了脱硫除尘同时协同处理。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图；
图2为本发明的主视结构示意图；
图3为图2的俯视结构示意图；
图4为图2的左视结构示意图；
图5为图3的A-A剖面图。
附图符号说明：
1、消石灰仓；2、消石灰给料机；3、消石灰喷射器；4、加料罗茨风机；5、缓冲仓；6、下料给料机一；7、加湿机一；8、一级脱硫塔；9、一级脱硫塔破碎均料装置；10、连通烟道一；11、二级脱硫塔破碎均料装置；12、二级脱硫塔；13、加湿机二；14、下料给料机二；15、除尘器灰斗；16、除尘器上箱体；17、一级脱硫塔1#给料机；18、一级脱硫塔1#喷射器；19、脱硫废灰仓；20、电动阀门；21、一级脱硫塔1#罗茨风机；22、一级脱硫塔2#喷射器；23、一级脱硫塔2#给料机；24、一级脱硫塔2#罗茨风机；25、二级脱硫塔1#喷射器；26、二级脱硫塔1#给料机；27、二级脱硫塔1#罗茨风机；28、二级脱硫塔2#喷射器；29、二级脱硫塔2#罗茨风机；30、二级脱硫塔2#给料机；31、三级脱硫塔2#喷射器；32、三级脱硫塔2#罗茨风机；33、三级脱硫塔1#喷射器；34、三级脱硫塔1#罗茨风机；35、三级脱硫塔1#给料机；36、三级脱硫塔2#给料机；37、三级脱硫塔；38、连通烟道二；39、三级脱硫塔破碎均料装置；40、加湿机三；41、下料给料机三；42、主引风机；43、烟囱；44、钢支架；45、顶部吊装。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，以使本发明所属技术领域的技术人员能够容易实施本发明。
实施例1：
如图1-5所示，本实施例提供一种高硫烟气脱硫方法，其设有消石灰仓1、缓冲仓5、脱硫废灰仓19、一级脱硫塔8、二级脱硫塔12、三级脱硫塔37、除尘器、主引风机42和烟囱43，其中一级脱硫塔8、二级脱硫塔12和三级脱硫塔37采用串联的方式连接，一级脱硫塔8、二级脱硫塔12通过连通烟道一10连接，二级脱硫塔12和三级脱硫塔37通过连通烟道二38连接，脱硫塔烟道内部呈“U”型结构，截面通道为矩形，每个脱硫塔底部至少设有一个灰斗两个出料口，脱硫塔入口位置顶部设有破碎均料装置。
除尘器设置在三级脱硫塔37的顶部，其设有钢支架44、除尘器上箱体16、除尘器灰斗15和顶部吊装45，三级脱硫塔37与除尘器灰斗15、除尘器上箱体16为一体化设计，除尘器灰斗15分布于三级脱硫塔37的两侧。一级脱硫塔8、二级脱硫塔12主体结构相同，一级脱硫塔8顶部设有一级脱硫塔破碎均料装置9，二级脱硫塔12顶部设有二级脱硫塔破碎均料装置11。
三级脱硫塔串联可以呈“一”字型布置，也可以呈“L”型布置，如图3所示，本实施例呈“L”型布置。
本实施例除尘器灰斗15设有2个，除尘器灰斗15与二级脱硫塔12、三级脱硫塔37之间分别通过下料给料机二14、加湿机二13和下料给料机三41、加湿机三40相连接实现脱硫灰的上回路的增湿。增湿后的脱硫灰进入到相应的脱硫塔的入口，在入口处与破碎均料装置接触，实现脱硫灰的破碎与均料，使脱硫灰更均匀的和烟气接触。一级脱硫塔8前端设置脱硫剂供料装置，包括消石灰仓1和缓冲仓5，缓冲仓5将新鲜脱硫剂与一级脱硫塔8的返回脱硫灰进行充分混合，通过下料给料机一6、加湿机一7增湿后进入一级脱硫塔8。缓冲仓5设置在一级脱硫塔8的顶部。消石灰仓1储存脱硫剂消石灰，脱硫剂如采用生石灰需要增加消化器进行消化处理生成消石灰后，才可进入***使用。脱硫剂通过消石灰给料机2、消石灰喷射器3，采用加料罗茨风机4产生的高压风，以气力输送的方式将新鲜的脱硫剂输送到缓冲仓5内，在仓内与一级塔返回脱硫灰进行充分的混合。
每个脱硫塔灰斗底部都设有双回路，第一条下回路为各塔内自身循环回路，脱硫塔灰斗内脱硫灰通过给料机、喷射机采用气力输送的方式输送到每个塔的进口段；第二条下回路为本塔脱硫灰逆向向前塔输送脱硫灰的回路，同样采用给料机、喷射器采用气力输送的方式输送到前一级塔的进口段，给料机均为变频控制。在每个塔的第二条下回路同时设置一个分支管路到脱硫废灰仓19，用于向外排脱硫废灰，管路之间安装电动阀门20进行相互的切换。
一级脱硫塔8一个灰斗下端设有一级脱硫塔1#给料机17、一级脱硫塔1#喷射器18和一级脱硫塔1#罗茨风机21，一级脱硫塔1#喷射器18与一级脱硫塔1#罗茨风机21采用气力输送的方式将脱硫塔灰斗内脱硫灰输送到一级脱硫塔8的进口段；一级脱硫塔8另一个灰斗下端设有一级脱硫塔2#喷射器22、一级脱硫塔2#给料机23和一级脱硫塔2#罗茨风机24，利用一级脱硫塔2#喷射器22和一级脱硫塔2#罗茨风机24将一级脱硫塔8的脱硫灰送回缓冲仓5，将脱硫灰与新鲜脱硫剂进行充分混合，提供脱硫灰利用率，同时设置一个利用电动阀门的分支管路连接到脱硫废灰仓19，用于向外排放脱硫废灰。
二级脱硫塔12一个灰斗下端设有二级脱硫塔1#喷射器25、二级脱硫塔1#给料机26和二级脱硫塔1#罗茨风机27，二级脱硫塔1#喷射器25与二级脱硫塔1#罗茨风机27将脱硫塔灰斗内脱硫灰输送到二级脱硫塔12的进口段；二级脱硫塔12另一个灰斗下端设有二级脱硫塔2#喷射器28、二级脱硫塔2#罗茨风机29和二级脱硫塔2#给料机30，二级脱硫塔2#喷射器28和二级脱硫塔2#罗茨风机29将脱硫灰送回一级脱硫塔8的进口段，同时设置一个利用电动阀门20的分支管路连接到脱硫废灰仓19，用于向外排放脱硫废灰。
同样的，三级脱硫塔37一个灰斗下端设有三级脱硫塔1#喷射器33、三级脱硫塔1#罗茨风机34和三级脱硫塔1#给料机35，三级脱硫塔1#喷射器33和三级脱硫塔1#罗茨风机34将脱硫塔灰斗内脱硫灰输送到三级脱硫塔37的进口段；三级脱硫塔37另一个灰斗下端设有三级脱硫塔2#喷射器31、三级脱硫塔2#罗茨风机32和三级脱硫塔2#给料机36，三级脱硫塔2#喷射器31和三级脱硫塔2#罗茨风机32将脱硫灰送回二级脱硫塔12的进口段，同时设置一个利用电动阀门的分支管路连接到脱硫废灰仓19，用于向外排放脱硫废灰。
实施例2：
本实施例提供一种高硫烟气脱硫方法，其采用如实施例1所述的高硫烟气脱硫方法，其具体步骤包括：
1、高硫烟气与缓冲仓5加湿脱硫灰进入串联方式连接多级脱硫塔的一级脱硫塔8，高硫烟气与加湿脱硫剂经破碎搅拌装置后进入“U”型结构烟道内部反应，剩余烟气进入二级脱硫塔12，一部分脱硫灰随烟气进入二级脱硫塔，另一部分脱硫灰经历反应沉降后进入灰斗，灰斗内部分脱硫灰返回一级脱硫塔8入口重复反应，另一部分脱硫灰返回缓冲仓5。
2、进入二级脱硫塔12的烟气和部分脱硫灰混合物与从除尘器返回的一部分加湿脱硫灰经破碎搅拌装置后进入“U”型结构烟道内部反应，剩余烟气进入三级脱硫塔37，脱硫灰一部分随烟气进入三级脱硫塔，另一部分脱硫灰经历反应沉降后进入灰斗，灰斗内部分脱硫灰返回二级脱硫塔12入口重复反应，另一部分脱硫灰返回一级脱硫塔8入口重复反应。
3、进入三级脱硫塔37的烟气和部分脱硫灰混合物与从除尘器返回的另一部分加湿脱硫灰经破碎搅拌装置后进入“U”型结构烟道内部反应，剩余烟气进入除尘器，一部分脱硫灰随烟气进入除尘器，另一部分脱硫灰经历反应沉降后进入灰斗，灰斗内部分脱硫灰返回三级脱硫塔3入口重复反应，另一部分脱硫灰返回二级脱硫塔12入口重复反应。
4、剩余含脱硫灰烟气经过分离除尘后，气体经过主引风机42和烟囱43排出，部分脱硫灰进入除尘器灰斗15，经过加湿后分别进入二级脱硫塔12和三级脱硫塔37重复反应。烟气在经过除尘器布袋的过程中，由于布袋的表面附着一层脱硫灰，烟气穿过脱硫灰层的时候实现最后一次的脱硫。
5、反应后过量的脱硫废灰经过管路阀门的转换后，从脱硫塔灰斗向脱硫废灰仓排放过量脱硫废灰。
缓冲仓5前端设有消石灰仓1储存脱硫剂消石灰，如采用生石灰需要增加消化器进行消化处理生成消石灰后，才可进入***使用。脱硫剂通过消石灰给料机2、消石灰喷射器3，采用加料罗茨风机4产生的高压风，以气力输送的方式将新鲜的脱硫剂输送到缓冲仓5内，在仓内与一级塔返回脱硫灰进行充分的混合。
本发明采用“多级塔串联+脱硫灰逆向回路输送相结合”的模式，整套***不设床层避免了传统半干法脱硫踏床的问题，适应烟气波动、烟气硫含量的波动、烟气温度的波动能力比较强。采用多级塔串联模式，脱硫剂逆向回路输送实现了高硫烟气超低排放。
本发明多级塔串联，可根据烟气含硫量的多少确定串联塔数；脱硫灰逆向回路输送解决了各塔脱硫灰不均匀的问题，同时也使脱硫灰得到充分的利用，循环倍率增加，有效地利用了脱硫剂。在一级塔前端设置缓冲仓，可将一级塔返回脱硫灰与新鲜脱硫剂进行充分混合后一块增湿后加入脱硫塔内。
本发明每级塔都有两套脱硫灰回路***：上回路+下回路，上回路为单回路为脱硫灰增湿回路，除尘器灰斗内的或脱硫塔返回的脱硫灰经加湿后进入脱硫塔；下回路为双回路，第一条下回路为塔内自身循环回路，第二条下回路为本塔脱硫灰逆向向前塔输送脱硫灰的回路。每个脱硫塔可以设置两个灰斗，每个灰斗对应一个下料口用于两条下回路；还可以设置一个大灰斗对应两个下料口，分别用于两条下回路。
串联塔级数对脱硫效率的影响试验：
做了一组试验，采用三级塔串联模式，实验中将烟气温度低控制在100～150℃，入口二氧化硫的浓度在8000mg/Nm3，除尘器的过滤风速为0.7m/min，钙硫比在1.1～1.5条件下对三级塔的脱硫效率进行试验对比。
表1脱硫效率对比结果：
从表1数据看，每个塔的脱硫效率随着钙硫比的增加而不断提高；由于一级塔塔前有新脱硫剂的加入，一级塔的脱硫效率要比二级塔的脱硫效率略高；由于三级塔的反应路径要比一二级反应路径长一倍，加上第三级塔与除尘器一体化设计，因此三级塔+除尘器的脱硫效率比较高。
以上数据在三个塔的加湿机的加水量相同的情况下获得的，如果调整相应的加水量，其脱硫效率也会有所改变的。
本发明根据入口烟气中硫含量采用多塔串联模式，根据入口烟气中硫含量进行确定，当含硫量2000mg/Nm3以下采用单塔，第三级脱硫塔单独运行；当含硫量2000-5000mg/Nm3采用双塔串联，利用第三级脱硫塔加前一级脱硫塔运行，当含硫量5000-10000mg/Nm3采用三级塔串联处理。对于含硫量10000-15000mg/Nm3时，还可以设计增加一级串联的脱硫塔，采用四级塔处理，最高采用四级塔串联，最终实现烟气达到超低排放标准。
以上所述仅对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。凡是在本发明的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高硫烟气脱硫方法，其特征是，具体步骤包括：
步骤1、高硫烟气与缓冲仓加湿脱硫灰进入一级脱硫塔，高硫烟气与加湿脱硫剂经过烟道内部反应后，剩余烟气进入二级脱硫塔继续反应，一部分脱硫灰随烟气进入二级脱硫塔，另一部分脱硫灰反应沉降后进入一级脱硫塔灰斗，灰斗内部分脱硫灰返回一级脱硫塔入口重复反应，另一部分脱硫灰返回缓冲仓；
步骤2、进入二级脱硫塔的烟气和脱硫灰混合物与从除尘器返回的一部分加湿脱硫灰经过烟道内部反应后，剩余烟气进入三级脱硫塔，一部分脱硫灰随烟气进入三级脱硫塔，另一部分脱硫灰反应沉降后进入二级脱硫塔灰斗，灰斗内部分脱硫灰返回二级脱硫塔入口重复反应，另一部分脱硫灰返回一级脱硫塔入口重复反应；
步骤3、进入三级脱硫塔的烟气和脱硫灰混合物与从除尘器返回的另一部分加湿脱硫灰经过烟道内部反应后，剩余烟气进入除尘器，脱硫灰一部分随烟气进入除尘器，一部分脱硫灰反应沉降后进入三级脱硫塔灰斗，灰斗内部分脱硫灰返回三级脱硫塔入口重复反应，另一部分脱硫灰返回二级脱硫塔入口重复反应；
步骤4、剩余含脱硫灰烟气经过除尘器布袋分离除尘脱硫后，气体经过主引风机和烟囱排出，固体颗粒进入除尘器灰斗，经过加湿后分别进入二级脱硫塔和三级脱硫塔重复反应。
2.根据权利要求1所述高硫烟气脱硫方法，其特征在于，所述脱硫塔为“U”型结构烟道，硫烟气与加湿脱硫剂经过“U”型结构烟道内部进行三次沉降反应。
3.根据权利要求1所述高硫烟气脱硫方法，其特征在于，所述脱硫塔可采用串联方式连接，第三级脱硫塔能够单塔运行、利用第三级脱硫塔加前一级脱硫塔实现双塔串联运行或三级塔串联处理。
4.根据权利要求3所述高硫烟气脱硫方法，其特征在于，所述脱硫塔的级数根据烟气的含硫量确定，当含硫量2000mg/Nm3以下采用单塔，2000-5000mg/Nm3采用双塔串联，5000-10000mg/Nm3采用三级塔串联处理。
5.根据权利要求1所述高硫烟气脱硫方法，其特征在于，所述一级脱硫塔前端设置用于存储和提供脱硫剂的脱硫剂供料装置，同时将新鲜脱硫剂与一级脱硫塔的返回脱硫灰进行混合加湿。
6.根据权利要求5所述高硫烟气脱硫方法，其特征在于，所述脱硫剂为消石灰或生石灰，所述脱硫剂采用生石灰时需要增加消化器进行消化处理后投入脱硫***。
7.根据权利要求1所述高硫烟气脱硫方法，其特征在于，反应后过量的脱硫废灰经过管路阀门的转换后从脱硫塔灰斗向脱硫废灰仓排放。
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