CN1108180C - 两级液柱喷射烟气脱硫方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种两级液柱喷射烟气脱硫方法及系统，涉及燃烧设备中排出烟气的脱硫技术及设备。其特点是液柱喷射系统是由上下两级脱硫剂浆液喷射装置及两个浆液循环泵所组成，且各反应区的酸碱度可根据实际负荷的变化进行调节。本发明的优点是能有效延长二氧化硫与脱硫剂在塔内的反应时间，并可使二氧化硫始终处于最佳脱硫反应环境中。因此不仅脱硫效率高(最高可达98%以上)，液气比调节范围大，而且有效提高了脱硫剂利用率及烟气负荷的适应能力，对含硫量高及负荷变化较大的烟气净化具有较好的效果。

Description

两级液柱喷射烟气脱硫方法及系统

技术领域

本发明属于烟气湿法脱硫技术领域，尤其涉及煤粉锅炉、层燃锅炉或其他燃烧设备排出的烟气中的二氧化硫脱除的方法及系统。

背景技术

二氧化硫的污染一直是世界许多国家环境保护的工作重点。目前现有技术中对于燃煤的工业锅炉和电站锅炉中的烟气脱硫，虽已进行了多方面的研究，但90％以上是采用湿法烟气脱硫，其中以石灰石-石膏法烟气脱硫技术为主，它的脱硫效率较高，是烟气脱硫较为有效的方法，而其它脱硫方法脱硫效率低，很难满足日益严格的环保要求。

传统的石灰石-石膏法烟气脱硫技术，通常存在系统相对复杂，占地面积较大，脱硫反应塔采用填料形式，系统阻力较大，而且容易出现结垢和堵塞现象，导致初投资及运行成本都较高。中国专利公开号为CN1117889A和CN1221647A中公开的一种新兴的液柱喷射脱硫技术，能够很好地克服上述缺点。其主要特点是改填料塔为喷射塔，将脱硫剂浆液通过喷嘴向上喷射，在此过程中与烟气中二氧化硫充分反应，实现高效脱硫和防止结垢和堵塞。同时，其脱硫反应与脱硫副产物亚硫酸钙的氧化反应设置在同一塔体内，能有效节省系统的占地面积，因此该专利技术得到了较好的应用。但是，由于该技术采用单级液柱喷射系统，而且对于烟气负荷调节适应能力较差，因此其脱硫效率仅为70-90％，这对于烟气量变化大，含硫较高的烟气的净化则难于适应。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，本发明的目的和任务是为含硫量较高以及负荷变化较大的烟气净化提供一种两级液柱喷射烟气脱硫方法及系统，使其不仅能有效延长二氧化硫与脱硫剂在塔内的反应时间，提高脱硫效率，而且使得烟气中的二氧化硫始终处于最佳脱硫反应环境中，从而有利于烟气中的二氧化硫的彻底脱除。

上述目的和任务是通过如下技术方案实现的：一种两级液柱喷射烟气脱硫系统，该系统主要由烟气输送系统，脱硫剂浆液供给系统，反应塔，工业水给水与除雾系统以及石膏处理系统组成，所述烟气输送系统包括烟道、烟气阀门和送风机；脱硫剂浆液供给系统主要由碱液池和送浆泵组成，所述反应塔包括脱硫反应区和脱硫副产物氧化反应区，它主要包括输水管、除雾器、烟气入口、烟气出口、液柱喷射系统和鼓风管组成，其特征在于所述液柱喷射系统是由设置在脱硫反应区内的上、下两级脱硫剂浆液喷射装置及两个浆液循环泵所组成。这样可有效延长二氧化硫与脱硫剂在塔内的反应时间，大大提高脱硫效率。

在上述方案的基础上，为了进一步提高烟气负荷的适应调节能力，使烟气中的二氧化硫始终处于最佳脱硫反应环境中，从而更有利于烟气中的二氧化硫的彻底脱除，本发明的特征是在浆液输送泵出口加装一个酸碱度调节装置，该调节装置是由酸碱度监测装置和流量调节装置所组成，并通过管道分别与两个浆液循环泵的入口及反应塔下部的浆液入口相连。

采用上述脱硫系统的脱硫方法，该方法是将燃烧设备中排出的烟气从反应塔中下部径向送入反应塔，碱液池中的脱硫剂浆液通过浆液输送泵送入反应塔下部，脱硫剂浆液由装在反应塔中的液柱喷射装置向上喷射，在塔内形成先自下而上与烟气顺流的液柱，然后在顶部散开，形成自上而下与烟气逆流的液滴，在上喷和分散落下的过程中，形成气液高度混合、传质、传热的脱硫反应区；脱硫后的烟气穿过反应塔上部的除雾器，除去烟气中的水分和细灰；脱硫反应后的浆液与脱除的灰尘细颗粒一道沿塔体向下流动进入塔底部的脱硫副产物的氧化反应区，氧化反应区内的亚硫酸钙在氧化风机送来的空气中的氧作用下进一步氧化形成硫酸钙，经浓缩、沉淀后，氧化反应区内比重较大的部分进入石膏处理系统，其特征是：

(1)从燃烧设备中排出的烟气从反应塔中下部径向进入反应塔，烟气在塔内上升的过程中先后穿过两级具有不同酸碱度的脱硫反应区；

(2)各反应区的酸碱度可根据实际负荷的变化进行调节，其调节方法是通过调控从碱液池输送的脱硫剂浆液的供给量来进行自动调节；

(3)脱硫副产物的氧化反应区及自下向上的两级脱硫反应区的酸碱度范围分别控制在4.5～6，5.5～7和6～9。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：该系统由于在反应塔内设置了上下两级液柱喷射系统，不仅结构紧凑，占地面积较小，而且能有效延长二氧化硫与脱硫剂浆液在塔内的反应时间，大大提高了脱硫效率，脱硫效率最高可达98％以上；同时该系统及方法可根据实际运行工况及烟气负荷的变化调节各反应区对应的PH值，使得二氧化硫始终处于最佳脱硫反应环境中，从而更有利于烟气中的二氧化硫的彻底脱除，有利于提高脱硫效率和脱硫副产物的氧化效率，同时提高脱硫剂的利用效率和增强烟气负荷的调节适应能力。因此该系统及方法不仅对于一般的烟气脱硫效果明显，而且对于含硫量高及负荷变化大的烟气净化同样具有较好的效果。

附图说明

图1为本发明的具体工艺流程图。

图2为反应塔的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明本发明的原理、具体结构、工艺过程及最佳实施方式：

该系统主要由烟气输送系统，脱硫剂浆液供给系统，反应塔，工业水给水与除雾系统以及石膏处理系统组成，所述烟气输送系统包括烟道1、烟气阀门2和送风机4；脱硫剂浆液供给系统由碱液池6、送浆泵7和循环泵组成，所述反应塔包括脱硫反应区和脱硫副产物氧化反应区，它包括输水管、除雾器17、烟气入口、烟气出口、液柱喷射系统18和鼓风系统8等组成，液柱喷射系统18是由设置在脱硫反应区内的上下两级脱硫剂浆液喷射装置及两个浆液循环泵15和19所组成。同时，本系统还在浆液输送泵7的出口加装了一个酸碱度调节装置22，该调节装置是由酸碱度监测装置和流量调节装置所构成，该装置通过管道分别与两个浆液循环泵15和浆液循环泵19的入口及反应塔下部的浆液入口相连。其原理在于烟气中的二氧化硫在塔体内穿过两级液柱喷射引起的脱硫反应区，有效延长了二氧化硫与脱硫剂浆液在塔内的反应时间；同时通过酸碱度调节装置22，可以根据实际运行工况，对各反应区内的酸碱度(PH值)随时进行调节，以提高烟气负荷的适应调节能力，使得烟气中的二氧化硫始终处于最佳脱硫反应环境中，从而有利于烟气中的二氧化硫的彻底脱除，进一步提高脱硫效率。

上述系统的脱硫方法及具体工艺过程如下：从燃烧设备中排出的烟气经烟道1通过阀门2的控制，由送风机4从反应塔9的中下部径向送入反应塔，烟气在塔内上升的过程中先后穿过两级具有不同pH值的脱硫剂浆液区，烟气中二氧化硫分别与不同pH值下的脱硫剂发生反应，将二氧化硫高效脱除，生成亚硫酸钙和部分硫酸钙。脱硫剂浆液分别由装在反应塔下部和中上部的喷射装置18向上喷射，在塔内形成先自下而上与烟气顺流的液柱，然后在顶部散开，形成自上而下与烟气逆流的液滴，在这上喷散落的过程中，形成气液高度混合，传质、传热的高效脱硫反应区。烟气在反应塔内上升过程中，与脱硫剂浆液充分混合，可洗去部分细颗粒灰尘。脱硫后的烟气穿过反应塔上部的除雾器17，可同时除去烟气中的水分和细灰。脱硫反应后的浆液与脱除的灰尘细颗粒一道沿塔体向下流动进入塔底部的副产物氧化反应区，氧化反应区内的亚硫酸钙在鼓风机8送来的空气中氧的作用下进一步氧化形成硫酸钙。经浓缩、沉淀后，氧化区内比重较大的部分(主要是灰渣和硫酸钙)进入石膏处理系统；较稀的部分(含有未完全反应的脱硫剂)被回送入塔内循环使用。当烟气量或烟气中二氧化硫含量发生变化时，要求各反应区的PH值随之变化，使之适应烟气负荷及二氧化硫含量的变化，它是通过酸碱度调节装置22改变浆液的供给量来实现的。在一般情况下，副产物氧化反应区及两级脱硫反应区的PH值应分别控制在4.5-6，5.5～7和6～9。

其具体做法是：将一定粒度的生石灰颗粒，喂入碱液池6，与水搅拌后由浆液输送泵7将碱液池6中的碱液送给酸碱度调节装置22，由酸碱度调节装置22分别给塔体9、循环泵15和19供给脱硫剂浆液，再由循环泵通过金属管道分别送给位于塔体内的液柱喷射系统18，喷射系统通过多个喷嘴向上喷射，使浆液与塔体内的烟气接触发生脱硫反应。当烟气量和烟气中的二氧化硫浓度发生变化时，反应塔内两级脱硫反应区的PH值通过酸碱度调节装置22，调节来自浆液输送泵7送往反应塔9和循环泵15及19的浆液供给量。脱硫反应后的清洁湿烟气经过塔体内上部的除雾器17后进入烟囱3排空。脱硫反应后的副产物亚硫酸钙下行至位于塔体下部的副产物氧化反应区内与来自氧化风机8的空气中的氧发生氧化反应，生成石膏硫酸钙。石膏硫酸钙产物在塔底浓缩后被石膏泵20抽吸出来，部分返回氧化反应区，部分送往转移池12，再送至石膏分离机10分离，废液送至滤液池11排污处理。

清水池5的水取自工业用水，它除了经过供水管给除雾器17供水外，还给碱液池6供水。

Claims (3)

1.一种两级液柱喷射烟气脱硫系统，该系统主要由烟气输送系统，脱硫剂浆液供给系统，含有脱硫反应区和氧化反应区的反应塔，工业水给水与除雾系统以及石膏处理系统组成，所述烟气输送系统包括烟道、烟气阀门和送风机；脱硫剂浆液供给系统主要由碱液池和送浆泵组成，所述反应塔包括脱硫反应区和脱硫副产物氧化反应区，它主要包括输水管、除雾器、烟气入口、烟气出口、液柱喷射系统和鼓风系统组成，其特征在于所述液柱喷射系统是由设置在脱硫反应区内的上下两级脱硫剂浆液喷射装置及两个浆液循环泵所组成。

2.按照权利要求1所述的一种两级液柱喷射烟气脱硫系统，其特征在于在浆液输送泵出口加装一个酸碱度调节装置，该调节装置是由酸碱度监测装置和流量调节装置所组成，并通过管道分别与两个浆液循环泵的入口及反应塔下部的浆液入口相连。

3.一种采用如权利要求1所述的两级液柱喷射烟气脱硫系统的脱硫方法，该方法是将燃烧设备中排出的烟气从反应塔中下部径向送入反应塔，碱液池中的脱硫剂浆液通过浆液输送泵送入反应塔下部，脱硫剂浆液由装在反应塔中的液柱喷射装置向上喷射，在塔内形成先自下而上与烟气顺流的液柱，然后在顶部散开，形成自上而下与烟气逆流的液滴，在上喷和分散落下的过程中，形成气液高度混合、传质、传热的脱硫反应区；脱硫后的烟气穿过反应塔上部的除雾器，除去烟气中的水分和细灰；脱硫反应后的浆液与脱除的灰尘细颗粒一道沿塔体向下流动进入塔底部的脱硫副产物的氧化反应区，氧化反应区内的亚硫酸钙在氧化风机送来的空气中的氧作用下进一步氧化形成硫酸钙，经浓缩、沉淀后，氧化区内比重较大的部分进入石膏处理系统，其特征在于：

(1)从燃烧设备中排出的烟气从反应塔中下部径向进入反应塔，烟气在塔内上升的过程中先后穿过两级具有不同酸碱度的脱硫反应区；

(2)各反应区的酸碱度可根据实际负荷的变化进行调节，其调节方法是通过调控从碱液池输送的脱硫剂浆液的供给量来进行自动调节；

(3)脱硫副产物的氧化反应区及自下向上的两级脱硫反应区的酸碱度范围分别为4.5～6，5.5～7和6～9。

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