專利名稱：兩級液柱噴射煙氣脫硫方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于煙氣濕法脫硫技術領域，尤其涉及煤粉鍋爐、層燃鍋爐或其他燃燒設備排出的煙氣中的二氧化硫脫除的方法及系統。
二氧化硫的污染一直是世界許多國家環境保護的工作重點。目前現有技術中對于燃煤的工業鍋爐和電站鍋爐中的煙氣脫硫，雖已進行了多方面的研究，但90％以上是采用濕法煙氣脫硫，其中以石灰石-石膏法煙氣脫硫技術為主，它的脫硫效率較高，是煙氣脫硫較為有效的方法，而其它脫硫方法脫硫效率低，很難滿足日益嚴格的環保要求。
傳統的石灰石-石膏法煙氣脫硫技術，通常存在系統相對復雜，占地面積較大，脫硫反應塔采用填料形式，系統阻力較大，而且容易出現結垢和堵塞現象，導致初投資及運行成本都較高。中國專利公開號為CN1117889A和CN1221647A中公開的一種新興的液柱噴射脫硫技術，能夠很好地克服上述缺點。其主要特點是改填料塔為噴射塔，將脫硫劑漿液通過噴嘴向上噴射，在此過程中與煙氣中二氧化硫充分反應，實現高效脫硫和防止結垢和堵塞。同時，其脫硫反應與脫硫副產物亞硫酸鈣的氧化反應設置在同一塔體內，能有效節省系統的占地面積，因此該專利技術得到了較好的應用。但是，由于該技術采用單級液柱噴射系統，而且對于煙氣負荷調節適應能力較差，因此其脫硫效率僅為70-90％，這對于煙氣量變化大，含硫較高的煙氣的凈化則難于適應。
針對現有技術的不足和缺陷，本發明的目的和任務是為含硫量較高以及負荷變化較大的煙氣凈化提供一種兩級液柱噴射煙氣脫硫方法及系統，使其不僅能有效延長二氧化硫與脫硫劑在塔內的反應時間，提高脫硫效率，而且使得煙氣中的二氧化硫始終處于最佳脫硫反應環境中，從而有利于煙氣中的二氧化硫的徹底脫除。
上述目的和任務是通過如下技術方案實現的一種兩級液柱噴射煙氣脫硫系統，該系統主要由煙氣輸送系統，脫硫劑漿液供給系統，反應塔，工業水給水與除霧系統以及石膏處理系統組成，所述煙氣輸送系統包括煙道、煙氣閥門和送風機；脫硫劑漿液供給系統主要由堿液池、送漿泵和循環泵組成，所述反應塔包括脫硫反應區和脫硫副產物氧化反應區，它包括輸水管、除霧器、煙氣入口、煙氣出口、液柱噴射系統和鼓風管等組成，其特征在于所述液柱噴射系統是由設置在脫硫反應區內的上、下兩級脫硫劑漿液噴射裝置及兩個漿液循環泵所組成。這樣可有效延長二氧化硫與脫硫劑在塔內的反應時間，大大提高脫硫效率。
在上述方案的基礎上，為了進一步提高煙氣負荷的適應調節能力，使煙氣中的二氧化硫始終處于最佳脫硫反應環境中，從而更有利于煙氣中的二氧化硫的徹底脫除，本發明的特征是在漿液輸送泵出口加裝一個酸堿度調節裝置，該調節裝置是由酸堿度監測裝置和流量調節裝置所組成，并通過管道分別與兩個漿液循環泵的入口及反應塔下部的漿液入口相連。
采用上述脫硫系統的脫硫方法，該方法是將燃燒設備中排出的煙氣從反應塔中部徑向送入反應塔，堿液池中的脫硫劑漿液通過漿液輸送泵送入反應塔下部，脫硫劑漿液由裝在反應塔中的液柱噴射裝置向上噴射，在塔內形成先自下而上與煙氣順流的液柱，然后在頂部散開，形成自上而下與煙氣逆流的液滴，在上噴和分散落下的過程中，形成氣液高度混合、傳質、傳熱的脫硫反應區；脫硫后的煙氣穿過反應塔上部的除霧器，除去煙氣中的水分和細灰；脫硫反應后的漿液與脫除的灰塵細顆粒一道沿塔體向下流動進入塔底部的脫硫副產物的氧化反應區，氧化反應區內的亞硫酸鈣在氧化風機送來的空氣中的氧作用下進一步氧化形成硫酸鈣，經濃縮、沉淀后，氧化反應區內比重較大的部分進入石膏處理系統，其特征是(1)從燃燒設備中排出的煙氣從反應塔中下部徑向進入反應塔，煙氣在塔內上升的過程中先后穿過兩級具有不同酸堿度的脫硫反應區；(2)各反應區的酸堿度可根據實際負荷的變化進行調節，其調節方法是通過調控從堿液池輸送的脫硫劑漿液的供給量來進行自動調節；(3)脫硫副產物的氧化反應區及自下向上的兩級脫硫反應區的酸堿度范圍分別控制在4．5～6，5．5～7和6～9。
本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果該系統由于在反應塔內設置了上下兩級液柱噴射系統，不僅結構緊湊，占地面積較小，而且能有效延長二氧化硫與脫硫劑漿液在塔內的反應時間，大大提高了脫硫效率，脫硫效率最高可達98％以上；同時該系統及方法可根據實際運行工況及煙氣負荷的變化調節各反應區對應的PH值，使得二氧化硫始終處于最佳脫硫反應環境中，從而更有利于煙氣中的二氧化硫的徹底脫除，有利于提高脫硫效率和脫硫副產物的氧化效率，同時提高脫硫劑的利用效率和增強煙氣負荷的調節適應能力。因此該系統及方法不僅對于一般的煙氣脫硫效果明顯，而且對于含硫量高及負荷變化大的煙氣凈化同樣具有較好的效果。
附
圖1為本發明的具體工藝流程圖。
附圖2為反應塔的結構示意圖。
下面結合附圖，具體說明本發明的原理、具體結構、工藝過程及最佳實施方式該系統該系統主要由煙氣輸送系統，脫硫劑漿液供給系統，反應塔，工業水給水與除霧系統以及石膏處理系統組成，所述煙氣輸送系統包括煙道1、煙氣閥門2和送風機4；脫硫劑漿液供給系統由堿液池6、送漿泵7和循環泵組成，所述反應塔包括脫硫反應區和脫硫副產物氧化反應區，它包括輸水管、除霧器17、煙氣入口、煙氣出口、液柱噴射系統18和鼓風系統8等組成，液柱噴射系統18是由設置在脫硫反應區內的上下兩級脫硫劑漿液噴射裝置及兩個漿液循環泵15和19所組成。同時，本系統還在漿液輸送泵7的出口加裝了一個酸堿度調節裝置22，該調節裝置是由酸堿度監測裝置和流量調節裝置所構成，該裝置通過管道分別與兩個漿液循環泵15和漿液循環泵19的入口及反應塔下部的漿液入口相連。其原理在于煙氣中的二氧化硫在塔體內穿過兩級液柱噴射引起的脫硫反應區，有效延長了二氧化硫與脫硫劑漿液在塔內的反應時間；同時通過酸堿度調節裝置22，可以根據實際運行工況，對各反應區內的酸堿度(PH值)隨時進行調節，以提高煙氣負荷的適應調節能力，使得煙氣中的二氧化硫始終處于最佳脫硫反應環境中，從而有利于煙氣中的二氧化硫的徹底脫除，進一步提高脫硫效率。
上述系統的脫硫方法及具體工藝過程如下從燃燒設備中排出的煙氣經煙道1通過閥門2的控制，由送風機4從反應塔9的中下部徑向送入反應塔，煙氣在塔內上升的過程中先后穿過兩級具有不同pH值的脫硫劑漿液區，煙氣中二氧化硫分別與不同pH值下的脫硫劑發生反應，將二氧化硫高效脫除，生成亞硫酸鈣和部分硫酸鈣。脫硫劑漿液分別由裝在反應塔下部和中上部的噴射裝置18向上噴射，在塔內形成先自下而上與煙氣順流的液柱，然后在頂部散開，形成自上而下與煙氣逆流的液滴，在這上噴散落的過程中，形成氣液高度混合，傳質、傳熱的高效脫硫反應區。煙氣在反應塔內上升過程中，與脫硫劑漿液充分混合，可洗去部分細顆粒灰塵。脫硫后的煙氣穿過反應塔上部的除霧器17，可同時除去煙氣中的水分和細灰。脫硫反應后的漿液與脫除的灰塵細顆粒一道沿塔體向下流動進入塔底部的副產物氧化反應區，氧化反應區內的亞硫酸鈣在鼓風機8送來的空氣中氧的作用下進一步氧化形成硫酸鈣。經濃縮、沉淀后，氧化區內比重較大的部分(主要是灰渣和硫酸鈣)進入石膏處理系統；較稀的部分(含有未完全反應的脫硫劑)被回送入塔內循環使用。當煙氣量或煙氣中二氧化硫含量發生變化時，要求各反應區的PH值隨之變化，使之適應煙氣負荷及二氧化硫含量的變化，它是通過酸堿度調節裝置22改變漿液的供給量來實現的。在一般情況下，副產物氧化反應區及兩級脫硫反應區的PH值應分別控制在4．5-6，5．5～7和6～9。
其具體做法是將一定粒度的生石灰顆粒，喂入堿液池6，與水攪拌后由漿液輸送泵7將堿液池6中的堿液送給酸堿度調節裝置22，由酸堿度調節裝置22分別給塔體9、循環泵15和19供給脫硫劑漿液，再由循環泵通過金屬管道分別送給位于塔體內的液柱噴射系18，噴射系統通過多個噴嘴向上噴射，使漿液與塔體內的煙氣接觸發生脫硫反應。當煙氣量和煙氣中的二氧化硫濃度發生變化時，反應塔內兩級脫硫反應區的PH值通過酸堿度調節裝置22，調節來自漿液輸送泵7送往反應塔9和循環泵15及19的漿液供給量。脫硫反應后的清潔濕煙氣經過塔體內上部的除霧器17后進入煙囪3排空。脫硫反應后的副產物亞硫酸鈣下行至位于塔體下部的副產物氧化反應區內與來自氧化風機8的空氣中的氧發生氧化反應，生成石膏硫酸鈣。石膏硫酸鈣產物在塔底濃縮后被石膏泵20抽吸出來，部分返回氧化反應區，部分送往轉移池12，再送至石膏分離機10分離，廢液送至濾液池11排污處理。
清水池5的水取自工業用水，它除了經過供水管給除霧器17供水外，還給堿液池6供水。
權利要求
1．一種兩級液柱噴射煙氣脫硫系統，該系統主要由煙氣輸送系統，脫硫劑漿液供給系統，含有脫硫反應區和氧化反應區的反應塔，工業水給水與除霧系統以及石膏處理系統組成，所述煙氣輸送系統包括煙道、煙氣閥門和送風機脫硫劑漿液供給系統由堿液池、送漿泵和循環泵等組成，所述反應塔包括脫硫反應區和脫硫副產物氧化反應區，它包括輸水管、除霧器、煙氣入口、煙氣出口、液柱噴射系統和鼓風系統等組成，其特征在于所述液柱噴射系統是由設置在脫硫反應區內的上下兩級脫硫劑漿液噴射裝置及兩個漿液循環泵所組成。
2．按照權利要求1所述的一種兩級液柱噴射煙氣脫硫系統，其特征在于在漿液輸送泵出口加裝一個酸堿度調節裝置，該調節裝置是由酸堿度監測裝置和流量調節裝置所組成，并通過管道分別與兩個漿液循環泵的入口及反應塔下部的漿液入口相連。
3．一種采用如權利要求1所述的兩級液柱噴射煙氣脫硫系統的脫硫方法，該方法是將燃燒設備中排出的煙氣從反應塔中部徑向送入反應塔，堿液池中的脫硫劑漿液通過漿液輸送泵送入反應塔下部，脫硫劑漿液由裝在反應塔中的液柱噴射裝置向上噴射，在塔內形成先自下而上與煙氣順流的液柱，然后在頂部散開，形成自上而下與煙氣逆流的液滴，在上噴和分散落下的過程中，形成氣液高度混合、傳質、傳熱的脫硫反應區；脫硫后的煙氣穿過反應塔上部的除霧器，除去煙氣中的水分和細灰；脫硫反應后的漿液與脫除的灰塵細顆粒一道沿塔體向下流動進入塔底部的脫硫副產物的氧化反應區，氧化反應區內的亞硫酸鈣在氧化風機送來的空氣中的氧作用下進一步氧化形成硫酸鈣，經濃縮、沉淀后，氧化區內比重較大的部分進入石膏處理系統，其特征在于(1)從燃燒設備中排出的煙氣從反應塔中下部徑向進入反應塔，煙氣在塔內上升的過程中先后穿過兩級具有不同酸堿度的脫硫反應區；(2)各反應區的酸堿度可根據實際負荷的變化進行調節，其調節方法是通過調控從堿液池輸送的脫硫劑漿液的供給量來進行自動調節；(3)脫硫副產物的氧化反應區及自下向上的兩級脫硫反應區的酸堿度范圍分別為4．5～6，5．5～7和6～9。
全文摘要
一種兩級液柱噴射煙氣脫硫方法及系統,涉及燃燒設備中排出煙氣的脫硫技術及設備。其特點是液柱噴射系統是由上下兩級脫硫劑漿液噴射裝置及兩個漿液循環泵所組成,且各反應區的酸堿度可根據實際負荷的變化進行調節。本發明的優點是能有效延長二氧化硫與脫硫劑在塔內的反應時間,并可使二氧化硫始終處于最佳脫硫反應環境中。因此不僅脫硫效率高(最高可達98%以上),液氣比調節范圍大,而且有效提高了脫硫劑利用率及煙氣負荷的適應能力,對含硫量高及負荷變化較大的煙氣凈化具有較好的效果。
文檔編號B01D53/79GK1282625SQ0012347
公開日2001年2月7日 申請日期2000年8月18日 優先權日2000年8月18日
發明者項光明, 姚強, 李定凱, 佟會玲, 廖洪強, 鄭躍紅, 徐紀青, 陳昌和, 徐旭常, 李彥, 祁海鷹, 由長福 申請人:清華大學, 清華同方股份有限公司