专利名称：双回路竖喷湿法脱硫工艺系统的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及湿法脱硫工艺系统。
背景技术：
随着人类环保意识的增强，各主要国家都制定了许多环保法规，其 中，对工业燃煤烟气的排放标准的规定是很重要的一个方面，例如中国 对二氧化硫有相关的排放标准，并对脱硫工艺有明确的要求。
空塔喷淋技术是世界上公认的、成熟的脱硫技术，在发达的工业化 国家应用广泛。空塔喷淋技术主要是利用循环泵，通过在喷淋塔内设置 的多层联管喷淋层将吸收浆液喷出而吸收烟气中二氧化硫，为了达到较 好的脱硫效果，喷淋塔需要较高的高度，"液气比"较高，浆液原料的消 耗较大，相应地使得整套工艺设备投资高、占地面积大；并且再加上电 耗和喷淋管的堵塞维修等因素，使得运行成本较高。
在我国，空塔喷淋技术应用存在带来了更严重的问题，由于投资巨 大与市场竞争激烈的矛盾，埋藏了许多为降低成本而简化工艺、降低设 备选型标准等因素造成的隐患，目前国内已经出现数起将耗资亿元脱硫 塔拆除重建的案例。
在中国，许多中小型电厂(如130t/h以下的锅炉)的主机组在建电 厂前未充分考虑烟气脱硫的相关配套装置，所以在建厂之前并没有此项 规划考虑，存在着脱硫场地面积紧张，而且狭小，甚至并未预留脱硫场 地的情况。
喷淋装置是使浆液与烟气充分接触的重要重要装置，所以，可以通 过改变喷淋装置的结构，以加强其处理的浆液与烟气的充分接触，从而 减少塔体的高度，减少浆液消耗，减小其它配套设备的规模，使得投资和运行成本降低、占地面积小、适合于老厂改造和运行维护。
实用新型内容
本发明的目的是提供一种能够使系统规模减小、浆液消耗减少，并 使投资和运行成本降低的湿法脱硫工艺系统。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种双回路竖喷湿法脱硫工艺 系统，该系统包括烟气系统、二氧化硫吸收系统、吸收剂浆液制备系 统、石膏浆液脱水系统、工艺水系统、排水系统和废水系统，其中，所 述二氧化硫吸收系统包括双回路吸收塔，所述双回路吸收塔包括高速湍 流吸收管、低速喷淋吸收塔和浆液循环槽，所述高速湍流吸收管内设置 有喷嘴，所述喷嘴包括外壳和内套，所述外壳的一端为喷嘴口，所述喷 嘴口竖直向上，所述外壳的另一端为开放接合端，所述开放接合端与浆 液循环槽通过管道相连，所述内套为具有多个切向孔的圆柱套体，所述 外壳和所述内套之间为旋转室。
所述低速喷淋吸收塔可以在下部设置喷淋管，上部设置除雾器。
使用本实用新型的提供的双回路竖喷湿法脱硫工艺系统，浆液通过 所述高速湍流吸收管内设置的喷嘴时，高压液体流入外壳与内套之间的 旋转室，在旋转室内壁产生强烈碰撞、摩擦和剪切作用，形成旋转运动。 烟气与喷嘴中喷出的吸收浆液逆向高速碰撞，形成了湍流层，有利于烟 气与浆液的充分接触，从而高效除去烟气中的二氧化硫。本实用新型提 供的双回路竖喷湿法脱硫工艺系统的吸收塔的高度显著降低，浆液消耗 减少，其它配套设备的规模减小，使得投资和运行成本降低、占地面积 小、适合于老厂改造和运行维护。
图1为本实用新型提供的吸收塔的双回路竖喷湿法脱硫工艺系统示 意图。
图2为本实用新型的双回路竖喷湿法脱硫工艺系统所用喷嘴的剖面示意图3-图11依次为图2所示喷嘴的工作原理示意图。 附图标记说明如下
l-外壳；2-内套；3-喷嘴口； 4-开放接合端；5-切向孔；6-旋转室； lO-高速湍流吸收管;ll-低速喷淋吸收塔；12-浆液循环槽。
具体实施方式
本实用新型提供的双回路竖喷湿法脱硫工艺系统包括烟气系统、 二氧化硫吸收系统、吸收剂浆液制备系统、石膏浆液脱水系统、工艺水 系统、排水系统和废水系统，其中，所述二氧化硫吸收系统包括双回路 吸收塔。如图1所示，所述双回路吸收塔包括高速湍流吸收管10、低速 喷淋吸收塔11和浆液循环槽12，所述高速湍流吸收管内设置有喷嘴，低 速喷淋吸收塔11的下部设置有喷淋管，低速喷淋吸收塔11的上部设置 有除雾器。如图2所示，所述喷嘴包括外壳1和内套2，所述外壳l的一 端为喷嘴口 3，所述喷嘴口 3竖直向上，所述外壳1的另一端为开放接合 端4，所述开放接合端4与桨液循环槽12通过管道相连，所述内套2为 具有多个切向孔5的圆柱套体，所述外壳1和所述内套2之间为旋转室6。
喷嘴工作原理如图3-图11依次所示，浆液(图中用箭头表示)通过 喷嘴时，高压液体流入外壳1与内套2之间的旋转室6，在旋转室6内壁 产生强烈碰撞、摩擦和剪切作用，形成旋转运动。根据旋转动量矩守恒 原理，旋转速度与旋转半径成反比，越靠近轴心的液体，其旋转速度越 大，静压力越小。因此，靠近轴心的液体在静压差的作用下，切向通过 内套2壁上的小孔，在小孔处压能转变为向前运动的高速旋转动能，液 体获得轴向速度和切向速度，经过高速旋转从喷嘴喷出。在高速旋转动 能的作用下，液体被分裂为小雾滴，并形成柱锥形液雾，高速湍流区整 个断面被雾化的柱锥形液雾完全覆盖。
浆液循环泵、喷嘴与管道可以为法兰连接，为防止腐蚀、磨损，法兰材料为耐磨、耐腐蚀不锈钢。喷嘴是固定的，不产生转动，但浆液通 过所述喷嘴后产生旋转，在高速湍流区形成分布均匀、高速旋转上升的 雾化桨液，与迎头高速烟气结合，形成一段稳定的气液结合反应区。喷
嘴数量一般可以为3-5个；喷嘴出口处内径可以为8-14英寸。
在高速湍流吸收管10内形成高速吸收区，来自除尘装置的原烟气由 顶部进入，吸收液由处于下部的竖喷喷嘴喷出，与烟气在高速湍流吸收 管10内逆向接触，当气、液两相动量平衡时，形成一段高度湍动的驻波 区，在此区域，气液两相在短时间内充分接触、不断更新，获得充分的 传热与传质效率；在低速喷淋吸收塔ll内形成低速吸收区，烟气流速急 剧下降并均匀分布，来自双回路吸收塔上部一层喷淋联管的雾化浆液在 塔中均匀喷淋，与均匀上升的烟气继续反应。净化烟气经除雾后排放。
湍流传质技术是利用流体力学和气体动力学原理，通过高速气液对 流产生气液旋转翻覆的湍流空间。在高速湍流区，经过对烟气流速、桨 液量和喷射高度的有效控制，通过竖喷喷嘴获得分布均匀的浆液颗粒， 气、液、固三相充分接触，迅速完成传质过程，从而达到气体净化的目 的。
由于湍流传质技术的作用，通过高速湍流区的烟气能迅速降温，有 效实现了在没有GGH (烟气换热器)的情况下对双回路吸收塔防腐层的 保护；由于在高速湍流区己经完成了绝大部分脱硫工作量，减轻了低速 吸收区脱硫工作压力，与空塔相比，降低了循环泵的工作负荷和浆液材 料消耗。
图1表示了本实用新型提供的双回路竖喷湿法脱硫工艺系统的主要 装置，包括a-电除尘器；b-氧化空气；C-工艺水；d-风机；f-粉仓；g-浆液槽；h-浆液泵；i-循环泵；j-石膏排出泵；k-烟囱；l-石膏漩流器；n-真空皮带脱水机；O-脱水系统地坑；p-地坑泵；q-废水处理；M-电动机； 10-高速湍流吸收管；ll-低速喷淋吸收塔；12-浆液循环槽，以上装置都 是所属技术领域的常用装置，这里不再做详细描述，为了使图示简洁，图1中也没有对烟气系统、二氧化硫吸收系统、吸收剂浆液制备系统、 石膏浆液脱水系统、工艺水系统、排水系统和废水系统这些子系统进行 明确的分区界定，所属领域的技术人员参照图1和下面的描述后，能够 很容易明白各子系统的构成和连接关系。
1 、烟气系统
烟气系统是脱硫预处理的烟气所要经过的通道，包括原烟气烟道，
净烟气烟道、旁路烟道以及烟道上的相关附件。当FGD (烟气脱硫)装 置运行时，从锅炉弓I风机后引出的原烟气通过风机升压后喷水降温进入 双回路吸收塔。在塔内脱硫烟气净化，经除雾器除去水雾后，接入主体 发电工程的烟道经烟囱排入大气。设置旁路挡板门，当锅炉启动、异常 烟温、FGD装置故障、检修停运时，烟气由旁路挡板经烟囪排放。
2 、 二氧化硫吸收系统
预处理烟气经风机提升压头后，由上至下进入双回路吸收塔的高速 吸收区，烟气与喷嘴中喷出的吸收浆液逆向高速碰撞，形成了湍流层， 烟气穿过该层时，与吸收剂发生化学反应，从而除去烟气中的二氧化硫， 烟气转弯在低速吸收区进行二次脱硫，经过净化的烟气经塔内除雾器除 雾后进入净烟气烟道后排放。而吸收反应后的吸收液由自重下落到双回 路吸收塔下部的浆液池，与不断鼓入的氧化空气充分氧化，生成石膏进 行排放。为防止二水硫酸钙沉淀在双回路吸收塔浆液池内设置搅拌器。
化学方程式为
吸收反应2CaC03+H20+2S02=2CaS03 1/2H20+2C02 f 氧化反应2CaS03 l/2H20+02+3H20=2CaS04 2H20 I
3 、吸收剂浆液制备系统
采用商品石灰石粉配制成石灰石桨做为吸收剂。石灰石粉从粉仓下 部称重后进入吸收剂浆液槽与工艺水配置成成品浆液送至双回路吸收塔 进行吸收反应。4 、石膏浆液脱水系统
脱硫系统设有脱水系统，包括石膏旋流器一级脱水系统，石膏真空 皮带脱水机二级脱水系统。
双回路吸收塔排出浆液为石膏CaS04 2H20和其他盐类的混合液， 包括MgS04、 MgCl2、 CaCl2、 NaS04、 NaCl、石灰石CaC03、氟化钙CaF2、
和灰份等组成。
在FGD正常工况下，双回路吸收塔底部浆池内的浆液通过石膏排出 泵送入石膏旋流器，通过旋流器旋流分离出浆液中较细的固体颗粒(细 石膏颗粒、未溶解的石灰石和飞灰等)，这些细小的固体颗粒在重力的作 用下从旋流器溢流至脱水系统地坑。浓縮的大颗粒石膏浆液从旋流器的 下口排出，这些大颗粒的石膏浆液自流至真空脱水皮带机脱水，皮带机 分离的含少量固体颗粒的水也进入脱水系统地坑。脱水系统地坑内的浆 液分别送至双回路吸收塔、吸收剂制备系统和废水系统。石膏脱水后的 脱水石膏存在石膏库，装载外运。
5 、工艺水系统
脱硫系统设置工艺水系统，满足脱硫系统内所有需要工艺水的用户。
工艺水主要用户
(1) 除雾器冲洗水；
(2) 双回路吸收塔下部浆液池、吸收剂制备系统运行的启动用水和补
水；
(3) 所有浆液输送设备、输送管路、贮存箱的冲洗水；
(4) 设备冷却水等；
(5) 石膏真空皮带脱水机的真空泵用水、滤布冲洗、滤饼冲洗水等；
(6) 脱硫系统辅助机械冷却用水和浆液泵轴封水的用水；6、排水系统
脱硫系统正常运行时的浆液管和浆泵，在停运时后冲洗的冲洗废水 收集在地坑中。收集在地坑中的浆液返回脱硫系统回收利用。
7 、废水系统
来自石膏旋流器溢流的部分桨液和石膏皮带脱水机滤液送入脱水系 统地坑。部分浆液进入废水系统，部分浆液送至吸收剂制备系统，部分 浆液返回双回路吸收塔重复利用。
双回路湿法脱硫工艺的高速吸收区的阻力比较大，大约在 1500Pa-2000Pa左右，所以整个系统阻力相对比喷淋空塔的阻力要大 1000Pa-1500pa，所选用的风机的压头要求比较高。
双回路吸收塔是通过设计适当的高速湍流区，来控制烟气在管内的 速度，使烟气与吸收浆液形成一个湍动区，在湍动区内气液充分接触， 强烈的湍动使气液混合强化并使接触面更新，从而获得极高的反应效率。 双回路吸收塔不需要碱液的雾化程度过高，而靠双回路吸收塔内部形成 的湍流达到气、液的充分接触，避免了由于喷嘴的堵塞了影响脱硫效率 和系统安全运行，同时大大降低了浆液循环泵的运行功率。
同时通过在高速吸收区吸收后，还设计有低速吸收区，低速吸收区 的桨液喷淋量，以及喷嘴数量很少，本实用新型所用的双回路吸收塔除 脱硫效率与空塔技术一致外，具有液气比小、大口径雾化喷嘴设计等技 术优势。
本实用新型从技术经济、适应性方面综合考虑，还具有如下显著特占.
1、投资和运行成本低
与喷淋塔相比，减少了2—3层联管喷淋层，也相应减少了等量的浆 液循环泵；较低的液气比降低了双回路吸收塔的高度、减少了占地面积、 减少了工艺水的消耗；由于只使用一层喷淋联管，喷嘴使用量降低75%。综合比较，投资减少15%-20%，减少运行电耗30-35%，总运行成本降低 20%國25%。
2、 占地面积小，适合于老厂改造
该脱硫系统占地面积小、高度低、布置紧凑、安装简便，特别适合 预留空间小、现场位置有限的已建电厂脱硫技术改造项目。
3、 结构简单，便于运行和维修保养
系统的故障主要就是喷淋系统故障，反映在喷淋管道和喷嘴的堵塞。 本系统高速湍流吸收区只使用1-5只大口径喷嘴，安装方式为套管抽拉 式， 一旦系统出现故障，可从外侧将喷淋管抽出更换；低速吸收区采用 大口径球形喷嘴，也采用套管抽拉式安装方式，大大降低了维修难度， 减少维修时间，有效解决了系统维护对主机运行的影响。
4 、脱硫剂选择性强
由于大口径喷嘴的使用，使得脱硫剂的可选择性较强，除石灰石粉 外，可以根据当地的资源条件灵活选择，包括化工企业的碱性废料，能 使用多种脱硫剂包括石灰、烧碱溶液、电厂冲渣水、电石渣、白云石、 苏打、氧化镁/氢氧化镁溶液、废钢渣、废液氨、纸厂黑液等碱性物质， 可以大大降低系统的运行成本。
权利要求1、双回路竖喷湿法脱硫工艺系统，该系统包括烟气系统、二氧化硫吸收系统、吸收剂浆液制备系统、石膏浆液脱水系统、工艺水系统、排水系统和废水系统，其特征在于所述二氧化硫吸收系统包括双回路吸收塔，所述双回路吸收塔包括高速湍流吸收管(10)、低速喷淋吸收塔(11)和浆液循环槽(12)，所述高速湍流吸收管(10)内设置有喷嘴，所述喷嘴包括外壳(1)和内套(2)，所述外壳(1)的一端为喷嘴口(3)，所述喷嘴口(3)竖直向上，所述外壳(1)的另一端为开放接合端(4)，所述开放接合端(4)与浆液循环槽(12)通过管道相连，所述内套(2)为具有多个切向孔(5)的圆柱套体，所述外壳(1)和所述内套(2)之间为旋转室(6)。
2、 根据权利要求1所述的双回路竖喷湿法脱硫工艺系统，其特征在 于低速喷淋吸收塔(ll)的下部设置有喷淋管，低速喷淋吸收塔(ll)的上部设置有除雾器。
专利摘要本实用新型提供了一种双回路竖喷湿法脱硫工艺系统，包括烟气系统、二氧化硫吸收系统、吸收剂浆液制备系统、石膏浆液脱水系统、工艺水系统、排水系统和废水系统，其中，所述二氧化硫吸收系统包括双回路吸收塔，所述双回路吸收塔包括高速湍流吸收管、低速喷淋吸收塔和浆液循环槽，所述高速湍流吸收管内设置有喷嘴，所述喷嘴包括外壳和内套，所述外壳的一端为喷嘴口，所述喷嘴口竖直向上，所述外壳的另一端为开放接合端，所述开放接合端与浆液循环槽通过管道相连，所述内套为具有多个切向孔的圆柱套体，所述外壳和所述内套之间为旋转室。本实用新型提供的工艺系统使浆液消耗减少，系统规模减小，投资和运行成本降低，适合于老厂改造和运行维护。
文档编号B01D53/80GK201223771SQ20082010921
公开日2009年4月22日 申请日期2008年7月14日 优先权日2008年7月14日
发明者刘三瑕, 琪 周, 玢 李, 健 马, 黄茂开 申请人:北京至清时光环保工程技术有限公司