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一种序批式塔内饱和结晶氨法脱硫装置及方法

更新时间:2024-03-16
一种序批式塔内饱和结晶氨法脱硫装置及方法 专利申请类型:发明专利;
地区:江苏-南京;
源自:南京高价值专利检索信息库;

专利名称:一种序批式塔内饱和结晶氨法脱硫装置及方法

专利类型:发明专利

专利申请号:CN201810942414.4

专利申请(专利权)人:中石化南京工程有限公司,中石化炼化工程(集团)股份有限公司
权利人地址:江苏省南京市栖霞区马群科技园马群大道3号

专利发明(设计)人:李军东,陈辉,李娟

专利摘要:本发明公开了一种序批式塔内饱和结晶氨法脱硫装置及方法,本发明是在一般塔内饱和结晶氨法脱硫技术的基础上对吸收塔浓缩段进行改进,增加浓缩段清洗喷淋层、入口烟道清洗喷淋、粉尘颗粒过滤循环管、粉尘颗粒过滤装置,并调整浓缩浆液循环槽的出料方式,将连续式出料改变为序批式出料,以实现浓缩段浆液在不饱和‑过饱和状态下交替运行。解决传统塔外蒸发结晶和传统塔内饱和结晶两种氨法脱硫技术在工程化应用中存在的不足之处。

主权利要求:
1.一种序批式塔内饱和结晶氨法脱硫方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
a)氨水、空气分别通过各自的管路系统输送至吸收塔底部浆液池及浓缩浆液循环槽;
b)除尘后的烟气经增压后送至吸收塔浓缩段,经浓缩段喷淋层喷淋降温增湿并除去部分SO2后至吸收塔吸收段;烟气在吸收段经吸收段喷淋层喷淋后除去烟气中剩余的SO2,使烟气中SO2浓度达到国家排放标准后,烟气再抬升经过旋流除雾后至吸收塔水洗段;烟气在水洗段水洗去除微量的SO2、剩余的NH3及部分在浓缩段和吸收段生成的硫铵二次粉尘后,抬升至屋脊式除雾器;烟气经除雾器除雾,使烟气中SO2及颗粒物含量均达国家标准后排放至烟囱;
c)浓缩浆液循环槽中硫铵浆液浓度达到设计的过饱和排出浓度,且浆液达到浓缩浆液循环槽的高液位时,浆液排出阀打开;硫铵浆液输送至硫铵后处理单元旋流、离心分离,旋流清液及离心分离母液返回至浓缩浆液循环槽,过程中控制浓缩浆液循环槽中硫铵浆液浓度维持不变;当浓缩浆液循环槽中浆液液位达到低液位时,排出阀关闭,停止硫铵浆液输送,同时开启浓缩段顶部工艺水喷淋层及入口烟道冲洗喷淋层,冲洗吸收塔入口烟道、浓缩段塔壁及塔内件上的硫铵晶垢,当浓缩浆液循环槽液位达到高液位时,关闭工艺水喷淋层及入口烟道冲洗喷淋层,此时浓缩浆液循环槽浆液的浓度为25%;控制浓缩浆液循环槽液位不变,随着时间的推移,硫铵溶质的积累,浆液将再次达到设计的过饱和排出浓度,浓缩段浆液将在不饱和‑过饱和状态下交替运行;
实现上述方法的装置包括烟气脱硫吸收塔(2),浓缩浆液循环槽(3)、水洗循环槽(4)和硫铵后处理单元(48);
所述的烟气脱硫吸收塔(2)从下到上依次设有吸收液回流分布管(9)、吸收塔氧化空气分布管(10)、浓缩段底部隔板(11)、浓缩浆液喷淋层(13)、浓缩段清洗喷淋层(14)、吸收液集液盘(15)、吸收段填料层(16)、吸收液喷淋层(17)、水洗段集液盘清洗喷淋层(18)、水洗液集液盘(19)、水洗段填料层(20)、水洗喷淋层(21)、屋脊式除雾器(22)和除雾器冲洗喷淋层(23),烟气脱硫吸收塔(2)的入口烟道(1)位于浓缩段底部隔板(11)和浓缩浆液喷淋层(13)之间;
空气(43)的输出管道与吸收塔氧化空气分布管(10)相连,氨水(44)的输出管道与吸收液回流分布管(9)相连,浓缩浆液循环槽(3)底部的一个输出端与浓缩浆液喷淋层(13)相连,吸收液集液盘(15)底部的输出端也与吸收液回流分布管(9)相连,烟气脱硫吸收塔(2)的底部输出端和浓缩浆液循环槽(3)底部的另一个输出端均与吸收液喷淋层(17)相连,水洗液集液盘(19)底部的输出端与水洗循环槽(4)相连,水洗循环槽(4)底部的一个输出端与水洗喷淋层(21)相连,另一个输出端与水洗段集液盘清洗喷淋层(18)相连;
空气(43)的输出管道与浓缩浆液循环槽(3)中的氧化空气分布管(26)相连,氨水(44)的输出管道与浓缩浆液循环槽(3)中的氨水分布管(25)相连。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:吸收塔氧化空气分布管(10)的上方设有吸收液溢流管(59),浓缩段底部隔板(11)的上方设有浓缩浆液回流管(27),所述的吸收液溢流管(59)和浓缩浆液回流管(27)均与浓缩浆液循环槽(3)的顶部相连。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:浓缩浆液循环槽(3)和水洗循环槽(4)顶部的气体输出端均与烟气脱硫吸收塔(2)的入口烟道(1)相连。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:工艺水的输出管道分为两个支路,一个支路与浓缩段清洗喷淋层(14)相连,另一个支路与除雾器冲洗喷淋层(23)相连。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:水洗循环槽(4)底部的另一个输出端分为两个支路与水洗段集液盘清洗喷淋层(18)相连,其中的一个支路上设有浓缩浆液槽液位调节阀(54),另一个支路上设有浓缩浆液槽密度调节阀(55)。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:浓缩浆液循环槽(3)底部输出端还有一个支路,该支路通过硫铵母液排出开关阀(49)与硫铵后处理单元(48)相连,所述的硫铵后处理单元(48)的输出端通过分离母液回流开关阀(50)与浓缩浆液循环槽(3)的上部相连。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:工艺水的输出管道通过除雾器冲洗管(34)与除雾器冲洗喷淋层(23)相连。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:浓缩段底部隔板(11)上设有氧化空气排气孔(12)。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:浓缩浆液循环槽(3)顶部输入端上设有粉尘颗粒过滤循环管(37),所述的粉尘颗粒过滤循环管(37)上设有粉尘颗粒过滤装置(38)。 说明书 : 一种序批式塔内饱和结晶氨法脱硫装置及方法技术领域[0001] 本发明涉及一种脱硫技术,具体为一种序批式塔内饱和结晶氨法脱硫装置及方法。背景技术[0002] 氨‑硫酸铵法烟气脱硫技术是世界上化工领域主要的脱硫技术之一,与其他脱硫技术相比,氨法脱硫工艺具有化学反应动力强,脱硫效率高,适用范围广,技术成熟,运行可靠且运行费用低等优点。按其副产物硫酸铵结晶方式不同具体可分为塔外蒸发结晶技术和塔内饱和结晶技术两类。[0003] 塔外蒸发结晶技术是利用蒸汽等热源将吸收系统产生的吸收液在蒸发系统中蒸发结晶,结晶后的浆液送分离系统进行固液分离,固体制成硫铵成品,母液回蒸发循环系统。[0004] 塔内饱和结晶是氨法副产物结晶的另一种工艺方案,在吸收塔内,利用进口烟气的热量使吸收液在塔内喷淋过程中水分蒸发,溶液达饱和浓度并析出结晶,循环浆液被送达副产物系统进行固液分离后,固体制成成品,母液回吸收系统循环使用。[0005] 塔外蒸发结晶技术具有脱硫循环系统设备磨损小,脱硫系统可长周期运行,副产物硫酸铵的品质高等优势。但同时现行的塔外蒸发结晶技术在工程化应用过程中仍存在着诸多不足:1)装置占地面积大,一次性投资大;2)蒸发结晶需要额外的热源,能耗高,运行成本高;3)工艺流程长,系统操作温度高,操作复杂,且对操作人员技术要求较高;4)蒸发结晶系统容易发生故障,脱硫系统需要设置较大的浆液缓冲罐等。[0006] 塔内饱和结晶技术无需额外热源,具有能耗低、投资省、工艺流程短、操作方便及运行成本低等优势。但同时也存在一些不足:1)吸收塔浓缩段内衬防腐层、机泵叶轮及部分浓缩浆液输送管线磨损严重,增加了运行维修成本;2)吸收塔浓缩段管口、喷淋层喷嘴及输送管线容易堵塞;3)吸收塔浓缩段入口烟道、塔壁、底部斜板等部位容易积料;4)浓缩段硫铵浆液氧化率不高,很难达到99%以上;5)吸收塔出口净烟气气溶胶含量较高,氨逃逸和拖尾现场严重;6)副产物硫酸铵粒径小、杂质含量高、游离酸含量过高等。发明内容[0007] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现:[0008] 一种序批式塔内饱和结晶氨法脱硫装置,该装置包括烟气脱硫吸收塔,浓缩浆液循环槽、水洗循环槽和硫铵后处理单元;[0009] 所述的烟气脱硫吸收塔从下到上依次设有吸收液回流分布管、吸收塔氧化空气分布管、浓缩段底部隔板、浓缩浆液喷淋层、浓缩段清洗喷淋层、吸收液集液盘、吸收段填料层、吸收液喷淋层、水洗段集液盘清洗喷淋层、水洗液集液盘、水洗段填料层、水洗喷淋层、屋脊式除雾器和除雾器冲洗喷淋层,烟气脱硫吸收塔的入口烟道位于浓缩段底部隔板和浓缩浆液喷淋层之间;[0010] 空气的输出管道与吸收塔氧化空气分布管相连,氨水的输出管道与吸收液回流分布管相连,浓缩浆液循环槽底部的一个输出端与浓缩浆液喷淋层相连,吸收液集液盘底部的输出端也与吸收液回流分布管相连,烟气脱硫吸收塔的底部输出端和浓缩浆液循环槽底部的另一个输出端均与吸收液喷淋层相连,水洗液集液盘底部的输出端与水洗循环槽相连,水洗循环槽底部的一个输出端与水洗喷淋层相连,另一个输出端与水洗段集液盘清洗喷淋层相连;[0011] 空气的输出管道与浓缩浆液循环槽中的氧化空气分布管相连,氨水的输出管道与浓缩浆液循环槽中的氨水分布管相连。[0012] 本发明技术方案中:吸收塔氧化空气分布管的上方设有吸收液溢流管,浓缩段底部隔板的上方设有浓缩浆液回流管,所述的吸收液溢流管和浓缩浆液回流管均与浓缩浆液循环槽的顶部相连。[0013] 本发明技术方案中:浓缩浆液循环槽和水洗循环槽顶部的气体输出端均与烟气脱硫吸收塔的入口烟道相连。[0014] 本发明技术方案中:工艺水的输出管道分为两个支路,一个支路与浓缩段清洗喷淋层相连,另一个支路与除雾器喷淋层相连。[0015] 本发明技术方案中:水洗循环槽底部的另一个输出端分为两个支路与水洗段集液盘清洗喷淋层相连,其中的一个支路上设有浓缩浆液槽液位调节阀,另一个支路上设有浓缩浆液槽密度调节阀。[0016] 本发明技术方案中:浓缩浆液循环槽底部输出端还有一个支路,该支路通过硫铵母液排出开关阀与硫铵后处理单元相连,所述的硫铵后处理单元的输出端通过分离母液回流开关阀与浓缩浆液循环槽的上部相连。[0017] 本发明技术方案中:工艺水的输出管道通过除雾器冲洗管与除雾器冲洗喷淋层相连。[0018] 本发明技术方案中:浓缩段底部隔板上设有氧化空气排气孔。[0019] 本发明技术方案中:浓缩浆液循环槽底部输出端上还设有粉尘颗粒过滤循环管,所述的粉尘颗粒过滤循环管上设有粉尘颗粒过滤装置,所述的粉尘颗粒过滤装置与浓缩浆液循环槽顶部相连。[0020] 一种利用上装置实现序批式塔内饱和结晶氨法脱硫的方法,该方法包括以下步骤:[0021] a)氨水、空气分别通过各自的管路系统输送至吸收塔底部浆液池及浓缩浆液循环槽;[0022] b)除尘后的烟气经增压后送至吸收塔浓缩段,经浓缩段喷淋层喷淋降温增湿并除去部分SO2后至吸收塔吸收段;烟气在吸收段经吸收段喷淋层喷淋后除去烟气中剩余的SO2,使烟气中SO2浓度达到国家排放标准后,烟气再抬升经过旋流除雾后至吸收塔水洗段;烟气在水洗段水洗去除微量的SO2、剩余的NH3及部分在浓缩段和吸收段生成的硫铵二次粉尘后,抬升至屋脊式除雾器;烟气经除雾器除雾,使烟气中SO2及颗粒物含量均达国家标准后排放至烟囱;[0023] c)浓缩浆液循环槽中硫铵浆液浓度达到设计的过饱和排出浓度,且浆液达到浓缩浆液循环槽的高液位时,浆液排出阀打开;硫铵浆液输送至硫铵后处理单元旋流、离心分离,旋流清液及离心分离母液返回至浓缩浆液循环槽,过程中控制浓缩浆液循环槽中硫铵浆液浓度维持不变;当浓缩浆液循环槽中浆液液位达到低液位时,排出阀关闭,停止硫铵浆液输送,同时开启浓缩段顶部工艺水喷淋层及入口烟道冲洗喷淋层,冲洗吸收塔入口烟道、浓缩段塔壁及塔内件上的硫铵晶垢,当浓缩浆液循环槽液位达到高液位时,关闭工艺水喷淋层及入口烟道冲洗喷淋层,此时浓缩浆液循环槽浆液的浓度为25%左右;控制浓缩浆液循环槽液位不变,随着时间的推移,硫铵溶质的积累,浆液将再次达到设计的过饱和排出浓度,浓缩段浆液将在不饱和‑过饱和状态下交替运行。[0024] 本发明的有益效果:[0025] 1)重点解决吸收塔浓缩段管口、喷淋层喷嘴及输送管线堵塞,吸收塔浓缩段入口烟道、塔壁、底部斜板等部位结垢腐蚀的问题;[0026] 2)有效延缓浓缩段内衬防腐层、机泵叶轮、及部分浓缩浆液输送管线磨损速率,降低了运行过程中的维护费用;[0027] 3)浓缩段硫铵浆液氧化率高,可达到99%以上,从而得到高品质硫铵产物,且有效控制游离酸含量;[0028] 4)有效降低吸收塔出口净烟气气溶胶颗粒物及氨逃逸含量。附图说明[0029] 图1是本发明的一种序批式塔内饱和结晶氨法脱硫技术的流程示意图:[0030] 图中,1—入口烟道,2—烟气脱硫吸收塔(以下简称吸收塔),3—浓缩浆液循环槽,4—水洗循环槽,5—吸收液循环泵,6—浓缩浆液循环泵,7—水洗循环泵,8—浓缩浆液循环槽搅拌器,9—吸收液回流分布管,10—吸收塔氧化空气分布管,11—浓缩段底部隔板,12—氧化空气排气孔,13—浓缩浆液喷淋层,14—浓缩段清洗喷淋层,15—吸收液集液盘,16—吸收段填料层,17—吸收液喷淋层,18—水洗段集液盘清洗喷淋层,19—水洗液集液盘,20—水洗段填料层,21—水洗喷淋层,22—屋脊式除雾器,23—除雾器冲洗喷淋层,24—入口烟道清洗喷淋,25—氨水分布管,26—浓缩浆液循环槽氧化空气分布管,27—浓缩浆液回流管,28—排气管,29—浓缩浆液循环管,30—吸收液循环管,31—水洗液回流管,32—水洗液循环管,33—吸收段补液管,34—除雾器冲洗管,35—浓缩浆液出料管,36—后处理单元回流浆液管,37—粉尘颗粒过滤循环管,38—粉尘颗粒过滤装置,39—吸收液密度调节补液管,40—吸收液回流管,41—原烟气,42—工艺水,43—空气,44—氨水,45—硫铵母液,46—分离母液,47—净烟气,48—硫铵后处理单元,49—硫铵母液排出开关阀,50—分离母液回流开关阀,51—粉尘颗粒过滤开关阀,52—清洗喷淋开关阀,53—吸收液密度调节阀,54—浓缩浆液槽液位调节阀,55—浓缩浆液槽密度调节阀,56—水洗循环槽液位开关阀,57—吸收液PH调节阀,58—浓缩浆液PH调节阀,59—吸收液溢流管。[0031] 图2是本发明的一种序批式塔内饱和结晶氨法脱硫技术的浓缩浆液循环槽中浆液浓度及液位的周期变化图:[0032] 图中,T1—清洗喷淋运行期,T2—母液浓度累积期,T3—硫铵母液出料期,T4—浆液不饱和运行期,T0—运行周期,L1—浓缩浆液循环槽低液位,L2—浓缩浆液循环槽运行高液位。具体实施方式[0033] 下面结合实施例对本发明做进一步说明,但本发明的保护范围不限于此:[0034] 以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述,但下述内容并不构成对本发明保护范围的限制。[0035] 如图1所示,一种序批式塔内饱和结晶氨法脱硫装置,该装包括置烟气脱硫吸收塔(2),浓缩浆液循环槽(3)、水洗循环槽(4)和硫铵后处理单元(48);[0036] 所述的烟气脱硫吸收塔(2)从下到上依次设有吸收液回流分布管(9)、吸收塔氧化空气分布管(10)、浓缩段底部隔板(11)、浓缩浆液喷淋层(13)、浓缩段清洗喷淋层(14)、吸收液集液盘(15)、吸收段填料层(16)、吸收液喷淋层(17)、水洗段集液盘清洗喷淋层(18)、水洗液集液盘(19)、水洗段填料层(20)、水洗喷淋层(21)、屋脊式除雾器(22)和除雾器冲洗喷淋层(23),烟气脱硫吸收塔(2)的入口烟道(1)位于浓缩段底部隔板(11)和浓缩浆液喷淋层(13)之间;[0037] 空气(43)的输出管道与吸收塔氧化空气分布管(10)相连,氨水(44)的输出管道通过吸收液PH调节阀(57)与吸收液回流分布管(9)相连,浓缩浆液循环槽(3)底部的一个输出端通过浓缩浆液循环泵(6)以及浓缩浆液循环管(29)与浓缩浆液喷淋层(13)相连,吸收液集液盘(15)底部的输出端通过吸收液回流管(40)也与吸收液回流分布管(9)相连,烟气脱硫吸收塔(2)的底部输出端通过吸收液循环泵(5)以及吸收液循环管(30)与吸收液喷淋层(17)相连,浓缩浆液循环槽(3)底部的另一个输出端通过吸收液密度调节补液管(39)与吸收液喷淋层(17)相连且所述的吸收液密度调节补液管(39)上设有吸收液密度调节阀(53),水洗液集液盘(19)底部的输出端通过水洗液回流管(31)与水洗循环槽(4)相连,水洗循环槽(4)底部的一个输出端通过水洗循环泵(7)以及水洗液循环管(32)与水洗喷淋层(21)相连,水洗循环槽(4)底部的另一个输出端吸收段补液管(33)分为两个支路与水洗段集液盘清洗喷淋层(18)相连,其中的一个支路上设有浓缩浆液槽液位调节阀(54),另一个支路上设有浓缩浆液槽密度调节阀(55);[0038] 空气(43)的输出管道与浓缩浆液循环槽(3)的浓缩浆液循环槽氧化空气分布管(26)相连,氨水(44)的输出管道通过浓缩浆液PH调节阀(57)与浓缩浆液循环槽(3)的氨水分布管(25)相连。[0039] 吸收塔氧化空气分布管(10)的上方设有吸收液溢流管(59),浓缩段底部隔板(11)的上方设有浓缩浆液回流管(27),所述的吸收液溢流管(59)和浓缩浆液回流管(27)均与浓缩浆液循环槽(3)的顶部相连。[0040] 浓缩浆液循环槽(3)和水洗循环槽(4)顶部的气体输出端均通过排气管(28)与烟气脱硫吸收塔(2)的入口烟道(1)相连。[0041] 工艺水的输出管道分为两个支路,一个支路与浓缩段清洗喷淋层(14)相连,另一个支路与入口烟道清洗喷淋(24)相连,且所述的工艺水的输出管道上设有清洗喷淋开关阀(52)。[0042] 浓缩浆液循环槽(3)底部输出端还有一个支路,该支路通过浓缩浆液出料管(35)、硫铵母液排出开关阀(49)与硫铵后处理单元(48)相连,所述的硫铵后处理单元(48)的输出端通过分离母液回流开关阀(50)、后处理单元回流浆液管(36)与浓缩浆液循环槽(3)的上部相连。[0043] 工艺水的输出管道通过除雾器冲洗管(34)以及水洗循环槽液位开关阀(56)与除雾器冲洗喷淋层(23)相连;浓缩段底部隔板(11)上设有氧化空气排气孔(12)。[0044] 浓缩浆液循环槽(3)底部输出端上还设有粉尘颗粒过滤循环管(37),所述的粉尘颗粒过滤循环管(37)上设有粉尘颗粒过滤装置(38)以及粉尘颗粒过滤开关阀(51),所述的粉尘颗粒过滤装置(38)与浓缩浆液循环槽(3)顶部相连。[0045] 工艺水的输出管道通过除雾器冲洗管(34)以及水洗循环槽液位开关阀(56)与除雾器冲洗喷淋层(23)相连。[0046] 所述的浓缩浆液循环槽(3)中还设有浓缩浆液循环槽搅拌器(8)。[0047] 利用上装置实现序批式塔内饱和结晶氨法脱硫的方法,该方法包括以下步骤::[0048] 除尘后的原烟气41经风机增压后送至吸收塔2浓缩段,经浓缩浆液喷淋层13喷淋降温增湿并除去部分SO2后,通过吸收液集液盘15的气帽至吸收塔2的吸收段;烟气在吸收段经吸收段填料层16、吸收浆液喷淋层17后除去烟气中剩余的SO2,使烟气中SO2浓度达到国家排放标准,烟气再由水洗液集液盘19气帽抬升至吸收塔水洗段;烟气中剩余的微量SO2、NH3及部分在浓缩段和吸收段生成的硫铵二次粉尘在水洗段进一步水洗去除,净化后的烟气抬升至屋脊式除雾器;烟气经除雾器除雾,使净烟气47中SO2及颗粒物含量都达到国家标准后排放至烟囱;[0049] 浓缩浆液循环槽3中硫铵浆液浓度达到设计的过饱和排出浓度,且浆液达到浓缩浆液循环槽的高液位时,硫铵母液排出开关阀49及分离母液回流开关阀50打开,硫铵母液45通过浓缩浆液出料管35输送至硫铵后处理单元48旋流、离心分离,旋流及离心分离母液46返回至浓缩浆液循环槽3,过程中通过浓缩浆液槽密度调节阀55控制浓缩浆液循环槽3中硫铵浆液浓度维持不变。当浓缩浆液循环槽中浆液液位达到低液位时,硫铵母液排出开关阀49及分离母液回流开关阀50关闭,停止硫铵浆液输送,同时开启清洗喷淋开关阀52,浓缩段清洗喷淋层14及入口烟气冲洗喷淋24冲洗吸收塔入口烟道1、浓缩段塔壁及塔内件上的硫铵晶垢,当浓缩浆液循环槽液位达到高液位时,关闭清洗喷淋开关阀52。此时浓缩浆液循环槽浆液的浓度为25%左右。通过调节浓缩浆液槽液位调节阀54开度,控制浓缩浆液循环槽液位不变。其中浓缩浆液槽液位调节阀54和浓缩浆液槽密度调节阀55与硫铵母液排出开关阀49联锁,当硫铵母液排出开关阀49开启时,缩浆液槽密度调节阀55开启,而浓缩浆液槽液位调节阀54关闭;当硫铵母液排出开关阀49关闭时,浓缩浆液槽密度调节阀55关闭,而浓缩浆液槽液位调节阀54开启。随着时间的推移,硫铵溶质的积累,浆液将再次达到设计的过饱和排出浓度。浓缩段浆液将在不饱和‑过饱和状态下交替喷淋。整个运行周期过程中浓缩浆液浓度及浓缩浆液循环槽液位变化趋势如图2所示:在清洗喷淋运行期T1,浓缩浆液浓度由过饱和状态转变为不饱和状态,并降至最低浓度,同时浓缩浆液循环槽3液位由低液位L1快速上升至浓缩浆液循环槽3运行高液位L2;在母液浓度累积期T2,浓缩浆液浓度由不饱和状态缓慢上升为过饱和状态,同时浓缩浆液循环槽3液位维持高液位L2不变;在硫铵母液出料期T3,浓缩浆液浓度保持不变,浓缩浆液循环槽3液位随着浆液的排出,液位由浓缩浆液循环槽运行高液位L2下降至浓缩浆液循环槽低液位L1,在浆液不饱和运行期T4,粉尘颗粒过滤开关阀51开启,通过粉尘颗粒过滤装置38对浓缩浆液中颗粒物进行过滤去除。[0050] 吸收塔2底部吸收液槽的液位及吸收液浓度通过吸收段补液管33、吸收液密度调节补液管39及吸收液溢流管59及相关的控制阀门来实现自动化控制。[0051] 水洗循环槽4的液位通过控制水洗循环槽液位开关阀56对屋脊式除雾器22定期冲洗来实现自动控制。[0052] 作为优选,入口烟气高温对吸收塔内件的损害,浓缩浆液喷淋层13管路宜选用双相不锈钢,喷嘴选用碳化硅材质,吸收塔2壁内衬防腐宜选用耐高温鳞片。[0053] 作为优选,空气排气孔12以气帽形式宜设置在吸收塔2浓缩段底部隔板11上,当浓缩段液位高于排气孔高度时溢流到吸收塔2底部浆液槽。以防范在极端情况下,浓缩浆液回流管27堵塞,硫铵浆液在浓缩段累积至浓缩段底部隔板11设计荷载以上而引起浓缩段底部隔板11坍塌的风险。[0054] 作为优选,浓缩段清洗喷淋层14宜选用双向实心锥形喷头,上下喷淋流量比宜根据烟气条件选择合适比值,以保证吸收液集液盘15、吸收塔2浓缩段塔内壁、浓缩浆液喷淋层13及支撑梁在清洗过程中除去硫铵晶垢。[0055] 作为优选,清洗喷淋运行期T1宜控制在30分钟至60分钟以内,浆液不饱和运行期T4不宜小于三分之一个运行周期T0,宜根据烟气条件选择合理的运行周期T0。[0056] 作为优选,吸收塔2吸收段填料及水洗段填料宜选用波纹板填料,以降低吸收段及水洗段液气比,水洗段宜设置两级水洗,当浓缩段浆液在不饱和浓度下循环时只运行一级,当浓缩段浆液在过饱和浓度下循环时两级都运行,以保证净烟气47中颗粒物浓度达标排放。[0057] 作为优选,硫铵后处理单元48硫铵处理能力宜为脱硫系统硫铵产量的4倍以上,当有多套脱硫系统共用硫铵后处理单元48时,硫铵后处理单元48硫铵处理能力必须大于所有脱硫系统产量总和,各脱硫系统可通过硫铵母液排出开关阀49及分离母液回流开关阀50进行切换。[0058] 作为优选,粉尘颗粒过滤装置38可通过离心、滤网过滤及其他物理手段对浓缩浆液中大部分不溶性粉尘颗粒进行去除,以实现在原烟气中颗粒物含量较高的情况下,减少了颗粒物在浓缩浆液循环槽3中的累积,后处理单元48中杂质含量仍满足相关国家标准。[0059] 作为优选,浓缩浆液循环槽搅拌器8宜设置调速装置,以适应运行周期T0中硫酸铵溶解、硫铵晶体生成及长大、出料各个阶段对浓缩浆液搅拌强度的要求。[0060] 实施例1:[0061] 4×240t/h煤粉锅炉脱硫吸收塔改造,额定工况下其烟气量为4×280000Nm3/h,入3 3口烟气温度125℃,入口烟气SO2浓度2000mg/Nm,入口烟气颗粒物含量50mg/Nm,一炉一塔,共设四套脱硫系统,共用一套硫铵后处理单元48,硫铵后处理单元48处理能力为6t/h硫酸铵。吸收塔2为碳钢衬玻璃鳞片材质,高36m,直径为7.2m,浓缩浆液循环槽3,高6.5m,直径为35.1m,容积130m;浓缩段设置一层浓缩浆液喷淋层13,材质为2205双相不锈钢,喷头方向向3下,流量为400m/h,喷淋覆盖率150%;吸收段设置三层吸收液喷淋层,材质为FRP,层间距32m,每层喷淋量为400m /h,每层喷淋覆盖率150%,两用一备;水洗段设置水洗段填料层203及一层水洗喷淋层,材质为FRP,流量为250m /h;同时设置屋脊式除雾器,各脱硫系统均连3续出料,出料浆液为含固15%的过饱和硫铵浆液。改造前吸收塔2出口SO2浓度20mg/Nm,粉3尘浓度12mg/Nm,浓缩浆液硫铵氧化率在98%,副产物硫酸铵成品含不溶性杂质0.5%,脱硫系统正常运行60天后,浓缩浆液回流管27堵塞,脱硫系统停止运行,浓缩段人孔打开,可见浓缩段及入口烟道1处累积了硫铵晶垢共20吨左右;对脱硫系统按所述技术工艺流程进行改造,增加浓缩段清洗喷淋层14、入口烟道清洗喷淋24、粉尘颗粒过滤循环管37、粉尘颗粒过滤装置38,各脱硫系统按本技术所述序批式生产运行,各脱硫系统通过硫铵母液排出开关阀49及分离母液回流开关阀50进行切换出料,在清洗喷淋运行期T1为30分钟,浓缩浆液由含固15%过饱和溶液转变为浓度为25%不饱和溶液,同时浓缩浆液循环槽3液位由2.6m上升至5.2m。母液浓度累计期T2为27小时,浓缩浆液由25%不饱和溶液缓慢上升为含固15%过饱和溶液,同时浓缩浆液循环槽3液位维持5.2m不变;硫铵母液出料期T3为7小时,浓缩浆液浓度保持不变,浓缩浆液循环槽3液位随着浆液的排出,液位由5.2m下降至2.6m,整个运行周期内浆液不饱和运行期T4为13小时,粉尘颗粒过滤开关阀51开启,通过粉尘颗粒过滤装置38对浓缩浆液中颗粒物进行过滤去除。改造后吸收塔2出口SO2浓度不变,粉尘3浓度在运行周期内可降至5mg/Nm,达到超净排放的标准。浓缩浆液硫铵氧化率在99%,副产物硫酸铵成品含不溶性杂质小于0.25%,脱硫系统连续无故障运行300天后,装置检修打开浓缩段人孔,浓缩段及入口烟道处无硫铵晶垢积累。改造前,脱硫系统硫酸铵氧化率为96%左右,且在锅炉燃烧的煤质中硫含量超过设计要求的工况下,装置硫酸铵氧化率甚至低于90%,副产物硫酸铵成品含不溶性杂质在0.35%左右,脱硫系统运行100天后,装置出现严重的腐蚀和硫铵结垢现象。[0062] 虽然在这里通过某个或某些特殊配置描述和阐明本发明,然而其目的并不在于限制所述细节,因为可能在专利要求范围内有各种修改和结构变更,并不偏离发明精神。[0063] 本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

专利地区:江苏

专利申请日期:2018-08-17

专利公开日期:2024-06-18

专利公告号:CN108905592B

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