專利名稱：雙循環回路石灰石/石灰－石膏濕法煙氣脫硫方法
技術領域：
本發明涉及一種煙氣濕法脫硫工藝，特別是一種高硫煤煙氣凈化的石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫方法及其裝置。
背景技術：
目前世界上的脫硫工藝很多，包括石灰石/石灰-石膏濕法工藝，鎂法脫硫工藝，鈉堿法脫硫工藝，煙氣循環流化床脫硫工藝，氨法工藝等，在這些脫硫工藝中，以石灰石/石灰-石膏濕法的應用最為廣泛，市場占有率在80％以上。在石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝中，目前主要有噴淋塔、液柱塔和鼓泡塔，這三種吸收塔的應用都比較多，尤其是噴淋空塔應用最為廣泛。但是，鼓泡塔不適用高含硫煙氣，液柱塔對負荷的調節性能太差，而噴淋塔主要采用的策略是不斷增加噴淋層的數量，從而不斷增加吸收塔的高度，要保證脫硫效率，必然會相應增加工程造價。以上三種工藝針對含硫比較高的煙氣均沒有很好的解決辦法。
發明內容本發明的目的是提供一種雙循環回路石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫方法，解決在不增加噴淋層數量、不增高吸收塔高度的條件下，保證高脫硫率，并能有效降低工程造價的問題。
本發明的技術方案這種雙循環回路石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫方法，其特征在于采用雙回路吸收塔噴淋系統，每個回路系統有相對獨立的噴淋層、漿液循環泵和漿液收集裝置，兩個漿液收集裝置之間有連接管道連通；a、煙氣流向原煙氣自原煙進管從吸收塔內的下回路漿液循環箱和下回路噴淋層之間進入，首先與下回路噴淋層噴出的漿液接觸反應，同時冷卻降溫，然后往上和上回路噴淋層噴淋下來的漿液進一步接觸反應，脫硫后的凈煙氣經過除霧器，最終從吸收塔頂部的凈煙排管排出；b、上回路石灰石漿液被輸送到上回路漿液循環箱中；上回路漿液循環箱中的漿液被上回路漿液循環泵送到上回路噴淋層，經過噴嘴霧化噴淋，與煙氣接觸反應；與煙氣接觸反應后的漿液，被收集到一個設置在吸收塔中部、上回路噴淋層下面的上回路漿液收集盤中；上回路漿液收集盤中的漿液通過輸漿管道回到上回路漿液循環箱；
c、下回路上回路漿液循環箱中的部分漿液通過連接管道自流或泵送到吸收塔底部的下回路漿液循環箱；下回路漿液循環箱中的漿液被下回路漿液循環泵送到下回路噴淋層，經過噴嘴霧化噴淋，與煙氣接觸反應；反應完的漿液回到吸收塔底部的下回路漿液循環箱，d、石膏漿液回路由吸收塔底部通入的氧化空氣管鼓入空氣，將下回路漿液循環箱中的亞硫酸鈣漿液氧化成硫酸鈣漿液，通過石膏排出泵，送到石膏脫水系統。
上述雙回路吸收塔噴淋系統在不同的pH下運行，上回路漿液的pH控制在5.5-6.8，下回路漿液的pH控制在4-5。
上述上回路漿液的pH控制在6.4-6.5，下回路漿液的pH值控制在4.3-4.5。
上述石灰石漿液用石灰石或石灰做吸收劑。
上述吸收劑的細度采用80％-89％通過200目。
根據所述方法的雙循環回路石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫裝置，其特征在于吸收塔下部通入原煙氣進管，頂部連通凈煙氣排出管；吸收塔包括上回路、下回路兩個吸收塔噴淋系統，每個回路系統有相對獨立的噴淋層、漿液循環泵和漿液循環箱，兩個漿液循環箱之間有連接管道連通；上回路漿液循環箱置于吸收塔外，下部管道連接上回路環漿液循環泵，并與吸收塔內部的上回路噴淋層連通，吸收塔中部的上回路漿液收集盤置于上回路噴淋層下方，并由底部管道與上回路漿液循環箱連通；下回路漿液循環箱置于吸收塔內的底部，由管道連接下回路環漿液循環泵，并與吸收塔內部的下回路噴淋層連通，下回路噴淋層置于上回路漿液收集盤下方；在吸收塔底部的下回路漿液循環箱內與外界連通氧化空氣管，下回路漿液循環箱底部由石膏排出管，和石膏排出泵與石膏脫水系統連通。
上回路漿液循環箱與下回路漿液循環箱之間的連接管道中連接輸送泵。
石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝主要由煙氣系統、吸收塔系統、石膏脫水系統、漿液制備系統、工藝水和廢水系統等組成，本發明主要集中在吸收塔系統的改進。雙循環煙氣脫硫工藝系統的特點是具有兩個漿液循環噴淋回路，分別叫下回路(冷卻回路)和上回路(吸收回路)，兩個回路分別在兩個不同的pH值下運行；在兩個回路中間設置漿液收集器，通過管道送到設在吸收塔外的上回路循環漿液收集箱，下回路循環系統的漿液收集箱在吸收塔底部的下回路漿液循環箱；下回路漿液循環箱小，可以降低吸收塔高度，節省投資；下回路循環漿液的pH值低于上回路循環漿液，氧化空氣的噴入和石膏的生成在下回路漿液循環箱中完成；本工藝系統對煤種變化和鍋爐負荷變化的適應性非常強；對石灰石漿液制備系統的要求低，較大顆粒的石灰石也可以滿足工藝系統的要求，石膏品質高；本系統特別適用于煤含硫在3.5％以上的高含硫煙氣的凈化處理，保證脫硫效率可以達到97％以上。
本發明提出了一種新的、適用于火力發電廠高含硫煙氣凈化的石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝。該發明主要針對煙氣含硫高、處理難度大的特點，對吸收塔系統的整體設計進行了改進，實行pH的分段控制，降低了系統對脫硫劑細度的要求，降低了制備系統的能耗，同時又可以有效降低工程造價。該發明的主要原理是漿液噴淋系統采用雙循環回路，每個循環系統為滿足工藝的要求，控制不同的pH，上回路循環的pH高、堿性強，有利于吸收酸性的二氧化硫煙氣，提高脫硫反應的速度和效率；下回路循環的pH低，呈現微酸性，雖然不利于吸收二氧化硫，但是有利于石灰石顆粒的溶解和亞硫酸鈣氧化成石膏的反應，從而在保證脫硫率的同時，降低了對石灰石磨制系統的要求，進而降低了能耗，提高了石膏的品質。
本發明雙循環回路石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝作為一種新型的濕法脫硫工藝，采用先進的設計理念，有效解決高硫煤煙氣脫硫的問題，同時可以降低系統對吸收劑的要求，提高石膏的品質，減少工程的造價。
圖1是本發明實施例的結構示意圖。
1-下回路漿液循環箱、2-下回路漿液循環泵、3-下回路噴淋層、4-上回路漿液循環箱、5-上回路漿液循環泵、6-上回路噴淋層、7-上回路漿液收集盤、8-連接管道、9-氧化空氣管、10-石膏排出泵、11-吸收塔、12-原煙氣進管、13-凈煙氣排管、14-除霧器、15-輸漿管道。
具體實施方式
實施例參見圖1本發明的煙氣脫硫工藝過程吸收劑漿液從制漿系統用泵送過來，首先進入吸收塔外的上回路漿液循環箱4中，通過上回路環漿液循環泵5把上回路漿液循環箱中的漿液送到上回路噴淋層6，經過噴嘴霧化噴下，漿液與煙氣接觸，完成SO2的吸收后，落到吸收塔中部的上回路漿液收集盤7，最后回到上回路漿液循環箱4；上回路漿液循環箱中的部分漿液經過連接管道8自流或泵送到吸收塔底部的下回路漿液循環箱1，再通過下回路漿液循環泵2送到下回路噴淋層3，經過噴嘴霧化后，漿液與煙氣發生接觸，脫除其中的部分SO2和幾乎全部的HCl、HF后，落到吸收塔底部的下回路漿液循環箱1中，通過在吸收塔底部氧化空氣管9鼓入空氣，把漿液中的亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣，并結晶生成產物石膏，石膏漿液通過石膏排出泵10送到石膏脫水系統，最終生成含水＜10％的成品石膏。
這種煙氣脫硫工藝的工藝步驟是
(1)、原煙氣自原煙進管12從吸收塔11內的下回路漿液循環箱1和下回路噴淋層3之間進入，首先和下回路噴淋層3噴出的漿液接觸反應，脫除煙氣中的部分SO2和幾乎全部的HCl、HF，同時冷卻降溫，然后往上與上回路噴淋層6噴淋下來的漿液進一步接觸反應，脫硫后的凈煙氣經過除霧器14，最終從吸收塔頂部的凈煙排管13排出；(2)、石灰石漿液被輸送到上回路漿液循環箱4中；(3)、上回路漿液循環箱4中的漿液被上回路漿液循環泵5送到上回路噴淋層6，經過噴嘴霧化后噴淋，與煙氣接觸反應；(4)、與煙氣接觸反應后的漿液，被收集到一個設置在吸收塔中部、上回路噴淋層6下面的上回路漿液收集盤7中；(5)、上回路漿液收集盤7中的漿液通過輸漿管道15回到上回路漿液循環箱4；(6)、上回路漿液循環箱4中的部分漿液通過連接管道8自流或泵送到吸收塔內部的下回路漿液循環箱1；(7)、下回路漿液循環箱1中的漿液被下回路漿液循環泵2送到下回路噴淋層3，經過噴嘴霧化噴淋，與煙氣接觸反應；(8)、反應完的漿液回到吸收塔底部的下回路漿液循環箱1，由吸收塔底部通入的氧化空氣管9鼓入空氣，將漿液中的亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣；(9)、下回路漿液循環箱1中的漿液通過石膏排出泵10，送到石膏脫水系統，得到合格的成品石膏。
某電廠采用以上工藝的應用情況設計條件機組容量 2×600MW；煙氣量1800000Nm3/h；煙氣溫度 135°；SO2入口濃度 7250mg/Nm3；石灰石80％通過200目，純度92％；主要設計參數脫硫率96％；吸收塔直徑16m×40m；上回路循環泵 4×8000m3/h；下回路循環泵 3×3600m3/h；石灰石耗量18.5t/h；石膏產量 33.5t/h；
在運行中下回路的漿液pH值控制在4.3，上回路循環漿液的pH控制在6.4，實際脫硫率達到97％。本發明使用吸收劑的細度采用80％通過200目，代替了通常的90％通過325目，這樣可以降低了磨制系統的電耗約35％。
權利要求
1.一種雙循環回路石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫方法，其特征在于采用雙回路吸收塔噴淋系統，每個回路系統有相對獨立的噴淋層、漿液循環泵和漿液收集裝置，兩個漿液收集裝置之間有連接管道連通；a、煙氣流向原煙氣自原煙進管從吸收塔內的下回路漿液循環箱和下回路噴淋層之間進入，首先與下回路噴淋層噴出的漿液接觸反應，同時冷卻降溫，然后往上和上回路噴淋層噴淋下來的漿液進一步接觸反應，脫硫后的凈煙氣經過除霧器，最終從吸收塔頂部的凈煙排管排出；b、上回路石灰石漿液被輸送到上回路漿液循環箱中；上回路漿液循環箱中的漿液被上回路漿液循環泵送到上回路噴淋層，經過噴嘴霧化噴淋，與煙氣接觸反應；與煙氣接觸反應后的漿液，被收集到一個設置在吸收塔中部、上回路噴淋層下面的上回路漿液收集盤中；上回路漿液收集盤中的漿液通過輸漿管道回到上回路漿液循環箱；c、下回路上回路漿液循環箱中的部分漿液通過連接管道自流或泵送到吸收塔底部的下回路漿液循環箱；下回路漿液循環箱中的漿液被下回路漿液循環泵送到下回路噴淋層，經過噴嘴霧化噴淋，與煙氣接觸反應；反應完的漿液回到吸收塔底部的下回路漿液循環箱，d、石膏漿液回路由吸收塔底部通入的氧化空氣管鼓入空氣，將下回路漿液循環箱中的亞硫酸鈣漿液氧化成硫酸鈣漿液，通過石膏排出泵，送到石膏脫水系統。
2.根據權利要求1所述的雙循環回路石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫方法，其特征在于上述雙回路吸收塔噴淋系統在不同的pH下運行，上回路漿液的pH控制在5.5-6.8，下回路漿液的pH控制在4-5。
3.根據權利要求2所述的雙循環回路石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫方法，其特征在于上述上回路漿液的pH控制在6.4-6.5，下回路漿液的pH值控制在4.3-4.5。
4.根據權利要求1所述的雙循環回路石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫方法，其特征在于上述石灰石漿液用石灰石或石灰做吸收劑。
5.根據權利要求4所述的雙循環回路石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫方法，其特征在于上述吸收劑的細度采用80％-89％通過200目。
6.根據權利要求1至5任意一項所述方法的雙循環回路石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫裝置，其特征在于吸收塔下部通入原煙氣進管，頂部連通凈煙氣排出管；吸收塔包括上回路、下回路兩個吸收塔噴淋系統，每個回路系統有相對獨立的噴淋層、漿液循環泵和漿液循環箱，兩個漿液循環箱之間有連接管道連通；上回路漿液循環箱置于吸收塔外，下部管道連接上回路環漿液循環泵，并與吸收塔內部的上回路噴淋層連通，吸收塔中部的上回路漿液收集盤置于上回路噴淋層下方，并由底部管道與上回路漿液循環箱連通；下回路漿液循環箱置于吸收塔內的底部，由管道連接下回路環漿液循環泵，并與吸收塔內部的下回路噴淋層連通，下回路噴淋層置于上回路漿液收集盤下方；在吸收塔底部的下回路漿液循環箱內與外界連通氧化空氣管，下回路漿液循環箱底部由石膏排出管，和石膏排出泵與石膏脫水系統連通。
7.根據權利要求6所述的雙循環回路石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫裝置，其特征在于上回路漿液循環箱與下回路漿液循環箱之間的連接管道中連接輸送泵。
全文摘要
一種雙循環回路石灰石/石灰－石膏濕法煙氣脫硫方法，采用雙回路吸收塔噴淋系統，每個回路系統有相對獨立的噴淋層、漿液循環泵和漿液收集裝置，兩個漿液收集裝置之間有連接管道連通。雙回路吸收塔噴淋系統在不同的pH下運行，上回路漿液的pH控制在5.5－6.8，下回路漿液的pH控制在4－5。本發明對煤種變化和鍋爐負荷變化的適應性強，對石灰石漿液制備系統的要求低，解決在不增加噴淋層數量、不增高吸收塔高度的條件下，保證高脫硫率，并能有效降低工程造價的問題，特別適用于煤含硫在3.5％以上的高含硫煙氣的凈化處理，脫硫效率可以達到97％以上。
文檔編號B01D53/78GK1843571SQ20061020028
公開日2006年10月11日 申請日期2006年3月30日 優先權日2006年3月30日
發明者劉漢強, 汪德志, 陳玉樂 申請人:國電科技環保集團有限公司