專利名稱：前置式半干法脫硫系統(tǒng)及脫硫工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢氣脫硫系統(tǒng)，尤其涉及一種前置式半干法脫硫系統(tǒng)及脫硫工藝。
背景技術(shù)：
煙氣脫硫(簡稱FGD)是指從鍋爐煙道氣或其他工業(yè)廢氣中除去硫氧化物(SO2和SO3)。半干法FGD技術(shù)是指脫硫劑在干燥狀態(tài)下脫硫、在濕狀態(tài)下再生(如水洗活性炭再生流程)，或者在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物(如噴霧干燥法)的煙氣脫硫技術(shù)。特別是在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的半干法，以其既有濕法脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高的優(yōu)點，又有干法無污水廢酸排出、脫硫后產(chǎn)物易于處理的優(yōu)勢而受到人們廣泛的關(guān)注。如圖I所示，傳統(tǒng)的脫硫過程煙氣由鍋爐進到電除塵器，以分離飛灰和塵埃，除·塵后的煙氣進入脫硫塔進行脫硫，脫硫后的煙氣再次進入布袋除塵器除塵，最后由引風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)煙囪排出。由此可見，該系統(tǒng)設(shè)置了兩級除塵，實際操作時，第一級電除塵器出口也需要設(shè)置風(fēng)機將煙氣吹向脫硫塔，第二級布袋除塵器出口設(shè)置引風(fēng)系統(tǒng)，將煙氣吹向煙囪，這樣無疑增加了該系統(tǒng)建設(shè)時的一次投入，而且系統(tǒng)冗長、復(fù)雜，也給維護及檢修帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種前置式半干法脫硫系統(tǒng)及脫硫工藝，相對于傳統(tǒng)脫硫系統(tǒng)后置安裝于除塵系統(tǒng)，需要在脫硫系統(tǒng)后設(shè)置二級除塵系統(tǒng)和相應(yīng)的引風(fēng)系統(tǒng)，本發(fā)明將脫硫系統(tǒng)前置安裝于除塵系統(tǒng)，無需增設(shè)二級除塵系統(tǒng)，節(jié)約了系統(tǒng)建設(shè)時的一次投入，且脫硫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，脫硫效果明顯。為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種前置式半干法脫硫系統(tǒng)，包括脫硫系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)安裝于除塵系統(tǒng)的前端，所述脫硫系統(tǒng)包括脫硫塔、旋風(fēng)分離器、再循環(huán)料箱，所述脫硫塔的入口端與未經(jīng)除塵的煙氣通道連接，所述脫硫塔的出口端與所述旋風(fēng)分離器的入口端連接，所述旋風(fēng)分離器的第一出口端與除塵系統(tǒng)連接，所述除塵系統(tǒng)再與所述排氣系統(tǒng)連接，所述旋風(fēng)分離器的第二出口端與所述再循環(huán)料箱的入口端連接，所述再循環(huán)料箱的出口端連通所述脫硫塔，所述脫硫塔上裝設(shè)有用于向脫硫塔內(nèi)噴灑脫硫劑的噴射裝置。進一步的，所述脫硫塔包括依序連接的進口彎管段、文丘里管段、揚升段，所述進口彎管段與煙道連接，所述揚升段與所述旋風(fēng)分離器連接。進一步的，所述旋風(fēng)分離器與所述除塵系統(tǒng)之間的連接管路上延伸出一支管路，所述支管路連接活性炭系統(tǒng)。進一步的，所述排氣系統(tǒng)包括引風(fēng)機、煙囪，所述引風(fēng)機的入口端與所述除塵系統(tǒng)的第一出口端連接，所述引風(fēng)機的出口端與所述煙囪連通，所述除塵系統(tǒng)的第二出口端連接一用于將除塵系統(tǒng)捕獲的粉塵輸送至儲倉或者殘渣處理系統(tǒng)的副產(chǎn)品系統(tǒng)。
優(yōu)選的，所述進口彎管段的內(nèi)部設(shè)置有用于調(diào)節(jié)煙氣流向的導(dǎo)流葉片。進一步的，所述噴射裝置裝設(shè)于所述文丘里管段處，所述噴射裝置的第一端延伸入所述文丘里管段的內(nèi)部，所述噴射裝置的第二端連接脫硫劑制備系統(tǒng)。進一步的，所述再循環(huán)料箱的第一出口端與所述揚升段連通，所述再循環(huán)料箱的第二出口端連接一用于將再循環(huán)料箱的反應(yīng)產(chǎn)物輸送至儲倉或者殘渣處理系統(tǒng)的副產(chǎn)品系統(tǒng)。進一步的，所述噴射裝置的第二端還連接水罐和壓縮空氣源。優(yōu)選的，所述除塵系統(tǒng)采用布袋除塵器或者靜電除塵器。一種前置式半干法脫硫工藝，包括如下步驟 步驟a:將未經(jīng)除塵的煙氣直接通入脫硫塔內(nèi)，與脫硫塔內(nèi)的脫硫劑發(fā)生反應(yīng)，對未經(jīng)除塵的煙氣進行脫硫；步驟b :脫硫反應(yīng)后的煙氣進入旋風(fēng)分離器，經(jīng)過旋風(fēng)分離器將煙氣中的固體顆粒分離；步驟c :分離后的煙氣進入除塵系統(tǒng)，經(jīng)除塵系統(tǒng)除塵后的煙氣由排氣系統(tǒng)外排，而分離后的固體顆粒經(jīng)過再循環(huán)料箱再次進入脫硫塔作為脫硫劑循環(huán)使用。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果I、通過脫硫系統(tǒng)前置安裝于除塵系統(tǒng)，不僅改善了除塵系統(tǒng)的除塵條件，使除塵系統(tǒng)所受的腐蝕會明顯減少，而且脫硫系統(tǒng)與未經(jīng)除塵的煙氣通道直接連接，煙氣首先經(jīng)過脫硫，脫硫后再進行除塵，只需要一級除塵系統(tǒng)和引風(fēng)系統(tǒng)，相對于傳統(tǒng)的脫硫系統(tǒng)后置安裝需要設(shè)置多級除塵及引風(fēng)系統(tǒng)來說，降低了一次建設(shè)成本，并且大幅減少了半干法脫硫系統(tǒng)的運行成本，經(jīng)濟效益顯著；2、脫硫塔主要由依序連接的進口彎管段、文丘里管段、揚升段組成，在文丘里管段設(shè)置噴射裝置，將脫硫劑、水、空氣注入揚升段，脫硫劑與煙氣在揚升段發(fā)生反應(yīng)，能將煙氣中的硫氧化物減少至所要求的100毫克每標(biāo)立以內(nèi)；3、由脫硫塔、旋風(fēng)分離器、再循環(huán)料箱組成的循環(huán)系統(tǒng)，能使脫硫劑得到最高效的循環(huán)利用，也使得整個系統(tǒng)布置緊湊，占地面積少；4、通過在脫硫塔中注入更多的水，可以進一步冷卻煙氣，降低煙氣溫度，以使煙氣與脫硫劑充分反應(yīng)，也會減少進入除塵系統(tǒng)的煙氣量，由于煙氣體積的減少，經(jīng)除塵系統(tǒng)除塵后的粉塵排放量會進一步減少；5、通過在旋風(fēng)分離器與除塵系統(tǒng)之間接入活性炭系統(tǒng)，可進一步吸收汞、二氧化物和其他細(xì)小的污染物，污染物被吸收沉積在碳表面，進入除塵系統(tǒng)去除。


圖I為現(xiàn)有的脫硫系統(tǒng)的流程圖；圖2為實施例所述的前置式半干法脫硫系統(tǒng)的流程圖。圖中I、脫硫塔；101、進口彎管段；102、文丘里管段；103、揚升段；2、旋風(fēng)分離器；3、再循環(huán)料箱；4、靜電除塵器；5、引風(fēng)機；6、煙園；7、副廣品系統(tǒng)；8活性炭系統(tǒng)；9、壓縮空氣源；10、漿液混合池；11、水罐；12、石灰儲存槽；13、噴槍。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖2所示，于本實施例中，本發(fā)明所述的前置式半干法脫硫系統(tǒng)包括脫硫系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)前置安裝于除塵系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)安裝于除塵系統(tǒng)的后端。脫硫系統(tǒng)包括脫硫塔I、旋風(fēng)分離器2、再循環(huán)料箱3，脫硫塔I的入口端與未經(jīng)除塵的煙道連接，脫硫塔I的出口端與旋風(fēng)分離器2的入口端連接，旋風(fēng)分離器2的第一出口端與除塵系統(tǒng)連接，除塵系統(tǒng)再與排氣系統(tǒng)連接，旋風(fēng)分離器2的第二出口端與再循環(huán)料箱3的入口端連接，再循環(huán)料箱3的出口端連通脫硫塔1，脫硫塔I上裝設(shè)有用于向脫硫塔內(nèi)噴灑脫硫劑的噴射裝置。除塵系統(tǒng)采用靜電除塵器4，除塵器的選擇可根據(jù)煙氣的成分和凈化要求確定，在其他實施例中也可采用布袋除塵器。 排氣系統(tǒng)包括引風(fēng)機5、煙囪6，引風(fēng)機5的入口端與除塵系統(tǒng)的出口端連接，引風(fēng)機5的出口端與煙囪6連通。更具體的，脫硫塔I包括依序連接的進口彎管段101、文丘里管段102、揚升段103，煙道與進口彎管段101連接，再順序連接文丘里管段102、揚升段103，揚升段103再與旋風(fēng)分離器2的入口端連接；旋風(fēng)分離器2的第一出口端與靜電除塵器4的入口端連接，旋風(fēng)分離器2的第二出口端與再循環(huán)料箱3的入口端連接，再循環(huán)料箱3的第一出口端與揚升段103連通，再循環(huán)料箱3的第二出口端與副產(chǎn)品系統(tǒng)7連接；靜電除塵器4的第一出口端與引風(fēng)機5的入口端連接，引風(fēng)機5的出口端與煙囪6連通；靜電除塵器4的第二出口端與副產(chǎn)品系統(tǒng)7連接。噴射裝置包括噴槍13，噴槍13的第一端延伸入文丘里管段的內(nèi)部，噴槍13的第二端連接脫硫劑石灰漿制備系統(tǒng)、水罐11、壓縮空氣源9，且噴槍13的第一端采用可同時向揚升段注入水和石灰漿的雙向液體噴嘴。上述的石灰漿制備系統(tǒng)包括石灰熟化裝置、石灰儲存槽12，在石灰熟化裝置中由來自石灰儲存槽12的石灰石加水制成，其反應(yīng)機理如下Ca0+H20=Ca(0H)2+熱量，石灰熟化分兩步進行首先把石灰熟化為固體含量為40%的濃液，然后是將其稀釋為固體含量為20%的稀漿，石灰熟化時的溫度將達(dá)90°C 95°C，石灰漿從熟化器進入漿液混合池10，再從漿液混合池10由加藥泵打入脫硫塔中。前置式半干法脫硫工藝包括如下步驟未經(jīng)除塵的煙氣從煙道進入進口彎管段101，再進入文丘里管段102，通過在進口彎管段的內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)流葉片，可以調(diào)節(jié)煙氣流向，使進入文丘里管段102的煙氣分布均勻，文丘里管段102處為了增加煙氣和固體物質(zhì)的線速度而使其橫截面變窄，以確保煙氣由文丘里管段102進入揚升段103時，固體物質(zhì)在揚升段103產(chǎn)生一個流化床；同時設(shè)置在文丘里管段102處的噴槍13通過噴嘴將新石灰漿和水注入揚升段103,在揚升段103石灰和煙氣充分接觸，并與煙氣中的酸組分發(fā)生中和反應(yīng)，利用煙氣懸浮脫硫技術(shù)，可以使高濃度的煤粉灰、粉塵、石灰在脫硫塔內(nèi)形成最大濃度的聚積，正常情況下其濃度是傳統(tǒng)脫硫塔的50 100倍，由于石灰石和煙氣在流化床中反應(yīng)面大，接觸充分，因而酸的去除度非常高，處理后煙氣中的二氧化硫含量能夠減少至所要求的100毫克每標(biāo)立以內(nèi)，其反應(yīng)機理如下
2HCl+Ca(0H)2=CaCl2+2H20 ；2HF+Ca (OH) 2=CaF2+2H20 ；S02+Ca (OH) 2=CaS03+H20 ；CaS03+l/202=CaS04 ；在揚升段103煙氣的流速很高，固體顆粒被煙氣輸送到揚升段103的頂部出口，進而進入旋風(fēng)分離器2，在旋風(fēng)分離器2內(nèi)大部分顆粒被分離，約99%的煙氣顆粒被捕集，僅僅很少的顆粒被煙氣攜帶輸送至靜電除塵器4，而被吸收的顆粒通過再循環(huán)料箱3返回脫硫塔I內(nèi)，使脫硫劑石灰漿得到最高效的利用，從而使石灰的總量減少到最低；含有少量固體顆粒的煙氣從旋風(fēng)分離器2引至靜電除塵器4，經(jīng)靜電除塵器4除塵后，引風(fēng)機5將煙氣由煙囪6排出。引風(fēng)機的作用在于維持脫硫塔內(nèi)部所需壓力水平；克服在煙道、脫硫塔、除塵 器等處產(chǎn)生的壓降。通過噴槍13向揚升段103注入更多的水可以進一步冷卻煙氣，來達(dá)到控制煙氣的溫度目的。在脫硫系統(tǒng)中，煙氣溫度控制極為重要，原因有在于兩方面一、石灰石吸收煙氣里面酸分會隨煙氣溫度的降低而提高；二、過低煙氣溫度會使脫硫塔里面循環(huán)物質(zhì)黏結(jié)趨勢增加。為了進一步吸收汞、二氧化物和其他細(xì)小的污染物，在旋風(fēng)分離器2與靜電除塵器4之間的連接管道上延伸出一支管路，支管路連接活性炭系統(tǒng)8，活性碳注入煙氣以帶入除塵器，汞和二氧化物被吸收沉積在碳表面，通過靜電進入除塵器。再循環(huán)料箱3的第二出口端、靜電除塵器4的第二出口端均與副產(chǎn)品系統(tǒng)7相連，以將由再循環(huán)料箱排出的反應(yīng)產(chǎn)物、由除塵器捕獲的粉塵輸送至儲倉或者殘渣處理系統(tǒng)，由于該凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊、吸收效率高等因素，使得石灰消耗較少，從而其殘渣較一般進化系統(tǒng)要少；同時該系統(tǒng)維護的費用比一般的氣體凈化系統(tǒng)也要低很多，因其中只有極少的運動部件，故磨損極少、噴嘴構(gòu)造簡單且是靜態(tài)的，所以該脫硫系統(tǒng)不僅有經(jīng)濟效益，而且有環(huán)保效益。以上結(jié)合具體實施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實施方式
，這些方式都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種前置式半干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，包括脫硫系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)安裝于除塵系統(tǒng)的前端，所述脫硫系統(tǒng)包括脫硫塔、旋風(fēng)分離器、再循環(huán)料箱，所述脫硫塔的入口端與未經(jīng)除塵的煙氣通道連接，所述脫硫塔的出口端與所述旋風(fēng)分離器的入口端連接，所述旋風(fēng)分離器的第一出口端與除塵系統(tǒng)連接，所述除塵系統(tǒng)再與所述排氣系統(tǒng)連接，所述旋風(fēng)分離器的第二出口端與所述再循環(huán)料箱的入口端連接，所述再循環(huán)料箱的出口端連通所述脫硫塔，所述脫硫塔上裝設(shè)有用于向脫硫塔內(nèi)噴灑脫硫劑的噴射裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的前置式半干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述脫硫塔包括依序連接的進口彎管段、文丘里管段、揚升段，所述進口彎管段與煙道連接，所述揚升段與所述旋風(fēng)分離器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的前置式半干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述旋風(fēng)分離器與所述除塵系統(tǒng)之間的連接管路上延伸出一支管路，所述支管路連接活性炭系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的前置式半干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述排氣系統(tǒng)包括引風(fēng)機、煙囪，所述引風(fēng)機的入口端與所述除塵系統(tǒng)的第一出口端連接，所述引風(fēng)機的出口端與所述煙囪連通，所述除塵系統(tǒng)的第二出口端連接一用于將除塵系統(tǒng)捕獲的粉塵輸送至儲倉或者殘渣處理系統(tǒng)的副產(chǎn)品系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的前置式半干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述進口彎管段的內(nèi)部設(shè)置有用于調(diào)節(jié)煙氣流向的導(dǎo)流葉片。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的前置式半干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射裝置裝設(shè)于所述文丘里管段處，所述噴射裝置的第一端延伸入所述文丘里管段的內(nèi)部，所述噴射裝置的弟~■端連接脫硫劑制備系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的前置式半干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述再循環(huán)料箱的第一出口端與所述揚升段連通，所述再循環(huán)料箱的第二出口端連接一用于將再循環(huán)料箱的反應(yīng)產(chǎn)物輸送至儲倉或者殘渣處理系統(tǒng)的副產(chǎn)品系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的前置式半干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射裝置的第二端還連接水罐和壓縮空氣源。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 8任一項所述的前置式半干法脫硫系統(tǒng)，其特征在于，所述除塵系統(tǒng)采用布袋除塵器或者靜電除塵器。
10.一種前置式半干法脫硫工藝，其特征在于，包括如下步驟 步驟a:將未經(jīng)除塵的煙氣直接通入脫硫塔內(nèi)，與脫硫塔內(nèi)的脫硫劑發(fā)生反應(yīng)，對未經(jīng)除塵的煙氣進行脫硫； 步驟b :脫硫反應(yīng)后的煙氣進入旋風(fēng)分離器，經(jīng)過旋風(fēng)分離器將煙氣中的固體顆粒分離； 步驟c :分離后的煙氣進入除塵系統(tǒng)，經(jīng)除塵系統(tǒng)除塵后的煙氣由排氣系統(tǒng)外排，而分離后的固體顆粒經(jīng)過再循環(huán)料箱再次進入脫硫塔作為脫硫劑循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明公開一種前置式半干法脫硫系統(tǒng)，包括脫硫系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)安裝于除塵系統(tǒng)的前端，脫硫系統(tǒng)包括脫硫塔、旋風(fēng)分離器、再循環(huán)料箱，脫硫塔的入口端與未經(jīng)除塵的煙道連接，脫硫塔的出口端與旋風(fēng)分離器的入口端連接，旋風(fēng)分離器的第一出口端與除塵系統(tǒng)連接，除塵系統(tǒng)再與排氣系統(tǒng)連接，旋風(fēng)分離器的第二出口端與再循環(huán)料箱的入口端連接，再循環(huán)料箱的出口端連通脫硫塔，脫硫塔上裝設(shè)有用于向脫硫塔內(nèi)噴灑脫硫劑的噴射裝置。脫硫系統(tǒng)與未經(jīng)除塵的煙道連接，煙氣先脫硫再除塵，改善了除塵系統(tǒng)的除塵條件，整個系統(tǒng)只需布置一級除塵系統(tǒng)，降低了一次建設(shè)成本，并且大幅減少了半干法脫硫系統(tǒng)的運行成本。
文檔編號B01D53/50GK102716658SQ20121021410
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者高曉東, 高曉峰 申請人:無錫高達(dá)環(huán)境科技有限公司