焦爐煙氣脫硫系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種焦爐煙氣脫硫系統。主要為了減小脫硫過程中煙氣的溫降從而滿足煙囪熱備要求而提出。本實用新型焦爐煙氣脫硫系統包括按煙道流程依次設置的噴霧干燥裝置、除塵裝置，所述噴霧干燥裝置的出料端和除塵裝置的出塵端通過輸灰管道依次連接有脫硫粉塵緩存倉、鈉堿再生池，所述鈉堿再生池的出料端通過輸漿管道與石膏脫水裝置連接，石膏脫水裝置的集液槽通過輸液管路依次連接有鈉堿配漿池、漿液緩存罐，漿液緩存罐通過輸液管與噴霧干燥裝置連接。本實用新型焦爐煙氣脫硫系統可顯著降低焦爐煙道氣脫硫的投資和運行成本，并提高脫硫設備出口煙氣溫度，無需再熱即可滿足煙囪熱備要求，同時避免了濕式雙堿法的結垢和鈉堿再生困難等問題。
【專利說明】
焦爐煙氣脫硫系統
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種焦爐煙氣脫硫系統。【背景技術】
[0002]二氧化硫作為主要大氣污染物之一一直是我國減排工作的重點。隨著環保立法的不斷完善，環保標準的日益嚴格，二氧化硫的減排工作已經取得了一定的進展，尤其是電力行業的大氣污染物控制工作因啟動較早，有電價補貼，減排的效果已經顯現。但是在減排工作啟動較晚的焦爐冶煉、鋼鐵冶金、建材水泥等非電行業，大氣污染物的減排形勢依然很嚴峻。尤其是針對焦爐冶煉的煙道氣排放，絕大多數企業尚未采取任何減排措施。根據《煉焦化學工業污染物排放標準》(GB16171-2012)的要求，焦化煙道氣中二氧化硫的排放濃度要達到50mg/Nm3才能符合要求，特別限值地區要求達到30mg/Nm3。高要求的排放標準與嚴峻的污染現狀之間的矛盾體現的是針對焦爐煙道氣的成熟脫硫技術的缺乏。
[0003]焦爐煙道氣有許多自身的特點，使得常規的鈣法脫硫難以滿足脫硫要求。一方面標準要求高，需要脫硫工藝具有較高的脫硫效率；另一方面焦爐煙囪入口煙氣溫度要求高 (>130°C)，要求脫硫系統具有很小的煙氣溫降。焦爐正常生產所需的動力來自焦爐煙囪產生的熱壓吸力，煙氣溫度是產生熱壓吸力的根本因素。焦爐煙道氣余熱回收系統出口煙氣溫度為150-180°C，其出口煙氣直接排入煙囪可以滿足煙囪產生熱壓吸力的要求。但是增加了脫硫系統后會影響煙氣的吸力與負壓平衡，且脫硫設備出口煙氣溫度一般不超過l〇〇°C， 無法滿足焦爐煙肉的設備要求，無法實現煙氣在系統故障條件下的緊急切換。這就要求脫硫工藝具有很低的煙氣溫降，使得煙囪入口處的煙氣溫度達到130 °C以上。
[0004]針對這些問題，CN103877856A提出利用焦化企業自產的焦炭對煙氣中的S02進行吸附脫除，該法可以保證在較低的煙氣溫降條件下實現焦爐煙道氣的凈化，但是由于焦化廠自產的焦炭比表面積較小吸附能力有限，需要不斷補充大量新鮮焦炭才能滿足S02排放要求，且失效的焦炭在下游利用過程中其吸附的S02仍將釋放出來，只是實現了 S02排放的轉移，并沒有真正實現S02的減排。CN101874975公布了一種雙堿式半干法脫硫工藝，但該法只是在常規石灰干法脫硫工藝的吸收劑中混入一定比例的氫氧化鈉，可以一定程度上提高脫硫效率，但是由于鈉堿不能再生，也顯著提高了運行成本。同時該法仍主要以鈣堿做吸收劑，在滿足脫硫效率的同時難以實現較低的煙氣溫降。同時現有成熟的雙堿法脫硫工藝均為濕法工藝，煙氣出口溫度低，且漿液循環過程中容易出現硫酸鈣的沉積和阻塞，同樣無法滿足焦爐煙道氣的脫硫要求。【實用新型內容】
[0005]針對上述問題，本實用新型提供一種較低煙氣溫降、滿足煙囪熱備要求的焦爐煙氣脫硫系統。
[0006]為達到上述目的，本實用新型一種焦爐煙氣脫硫系統，所述系統包括按煙道流程依次設置的噴霧干燥裝置、除塵裝置，所述噴霧干燥裝置的出料端和除塵裝置的出塵端通過輸灰管道依次連接有脫硫粉塵緩存倉、鈉堿再生池，所述鈉堿再生池的出料端通過輸漿管道與石膏脫水裝置連接，所述石膏脫水裝置的集液槽通過輸液管路依次連接有鈉堿配漿池、漿液緩存罐，所述漿液緩存罐通過輸液管與所述噴霧干燥裝置連接。
[0007]進一步地，所述噴霧干燥裝置包括噴霧干燥塔體，所述塔體上設置有霧化器，所述塔體的下端設置有料斗，所述除塵收集裝置包括上下連接的煙氣除塵部件和收集除塵部件除掉的灰塵的灰倉；
[0008]所述料斗的下端和所述灰倉的下端通過氣力輸灰管道與所述脫硫粉塵緩存倉連接，所述漿液緩存罐通過輸液管與所述霧化器連接。
[0009 ]進一步地，所述鈉堿再生池中設置有攪拌裝置。
[0010]進一步地，所述霧化器的噴嘴為氣流式噴嘴、壓力式噴嘴；
[0011]所述除塵裝置為旋風除塵器、電除塵器、布袋除塵器或電袋除塵器。
[0012]進一步地，所述石膏脫水裝置為旋流脫水器、真空皮帶脫水機或旋流脫水器和真空皮帶脫水機的組合。
[0013]進一步地，所述鈉堿再生池中設置有漿液輸送栗，所述石膏脫水裝置的集液槽和鈉堿配漿池之間的輸液管路、鈉堿配漿池與鈉堿配漿池之間的輸液管路以及所述漿液緩存罐與所述噴霧干燥裝置的輸液管路上均設置耐蝕水栗。
[0014]本實用新型焦爐煙氣脫硫系統采用雙堿半干式對煙氣進行脫硫:對來自鈉堿配漿池的鈉堿溶液通過噴霧干燥裝置霧化后與煙氣充分混合，同時鈉堿與煙氣中的SO2發生反應生成亞硫酸鹽使煙氣得到凈化;反應過程中鈉堿霧滴所含水分不斷被蒸發，使得生成的亞硫酸鹽最終以干態粉末的形式隨煙氣進入除塵裝置;在除塵裝置內煙氣中所含的脫硫粉塵被捕獲，同時粉塵中未完全反應的鈉堿也可以與煙氣中的SO2進一步反應，提高系統的脫硫效果;從除塵裝置出來的煙氣達到排放標準，且溫度>130°c，經過焦爐煙囪直接排放。
[0015]除塵裝置捕獲的脫硫粉塵經過輸灰系統進入脫硫粉塵緩存倉，以備再生;脫硫粉塵緩存倉中的脫硫粉塵在鈉堿再生池中與鈣堿溶液進行充分混合后可獲得含有鈉堿和脫硫石膏的混合漿液;將混合漿液送往石膏脫水裝置，在石膏脫水裝置中石膏與鈉堿分離，石膏作為脫硫的最終產品外運處理，再生得到的鈉堿溶液進入鈉堿配漿池并補充新鮮的鈉堿后繼續循環脫硫。
[0016]焦爐煙氣脫硫系統與現有技術相比，有如下優勢:
[0017]I)相比于鈣法脫硫，鈉堿溶液作為脫硫劑與SO2反應速率快，噴漿量小，煙氣停留時間要求短。這樣一方面可以降低反應塔的體積，大大減少系統的投資成本，另一方面可以獲得更小的煙氣溫降以及更高的脫硫效率。當濃度不超過500mg/Nm3，脫硫效率大于90%時，該工藝的煙氣溫降不超過20°C，脫硫系統出口煙氣溫度可以滿足焦爐煙囪的熱備要求。
[0018]2)相比于濕式雙堿法脫硫工藝，整個脫硫過程在半干態的條件下進行，不僅可提高煙氣出口溫度，還避免了濕式雙堿法脫硫工藝經常出現的結垢阻塞的問題;且濕式雙堿法鈉堿再生過程中為了減小系統的結垢阻塞，盡量避免鈣堿過量，結果導致鈉堿再生不充分，增加了運行成本。本實用新型焦爐煙氣脫硫系統，為了保證鈉堿的充分再生，可始終保證再生池中有過量的鈣堿，殘留的少部分鈣堿與煙氣中的SO2反應后生成的CaSO3并不會在循環過程中形成硬垢，而是會在再生池產物脫水過程中被及時除去。
[0019]綜上，本實用新型焦爐煙氣脫硫系統，不僅可以滿足焦爐煙道氣脫硫的環保要求以及焦爐正常生產的煙囪熱備要求，同時具有投資、運行成本低，系統運行穩定等諸多優點。【附圖說明】
[0020]圖1是實施例1焦爐煙氣脫硫裝置的工藝流程圖。【具體實施方式】
[0021]下面結合說明書附圖對本實用新型做進一步的描述。[〇〇22] 實施例1
[0023]本實施例焦爐煙氣脫硫裝置包括噴霧干燥塔1，布袋除塵器2,脫硫粉塵緩存倉3， 鈉堿再生池4，真空皮帶脫水機5，鈉堿配漿池6，漿液緩存罐7。
[0024]噴霧干燥塔1和布袋除塵器2之間通過煙道連接，所述噴霧干燥塔1包括噴霧干燥塔體，所述塔體上設置旋轉噴霧器8，所述塔體的下端設置有料斗，所述布袋除塵器2包括上下連接的煙氣除塵部件和收集除塵部件除掉的灰塵的灰倉，布袋除塵器2的灰倉和噴霧干燥塔1的料斗分別通過氣力輸灰管道與脫硫粉塵緩存倉3連接。脫硫粉塵緩存倉3和鈉堿再生池4之間通過氣力輸灰管道連接。鈉堿再生池4內有攪拌裝置并配有漿液輸送栗，通過管道與真空皮帶脫水機5相連接;真空皮帶脫水機5的集液槽、鈉堿配漿池6、漿液緩存罐7和旋轉噴霧器8之間依次通過耐蝕水栗和管道連接。
[0025]本實施例焦爐煙氣脫硫裝置，噴霧干燥塔上設置的旋轉噴霧器的噴嘴可采用氣流式噴嘴、壓力式噴嘴;煙氣進入噴霧干燥裝置，可以與鈉堿霧滴順流接觸、逆流接觸或錯流接觸。
[0026]本實施例焦爐煙氣脫硫裝置的布袋除塵器可以選用旋風除塵器、電除塵器、電袋除塵器等。
[0027]本實施例焦爐煙氣脫硫裝置的真空皮帶脫水機5還可以選用旋流脫水器或真空皮帶脫水機和旋流脫水器的組合。
[0028]本實施例焦爐煙氣脫硫系統可顯著降低焦爐煙道氣脫硫的投資和運行成本，并提高脫硫設備出口煙氣溫度，無需再熱即可滿足煙囪熱備要求，同時避免了濕式雙堿法的結垢和鈉堿再生困難等問題。
[0029]本實施例焦爐煙氣脫硫裝置的工作工藝流程為:。
[0030]溫度為180°C，S02濃度為300mg/Nm3的焦爐煙道氣從煙氣分布器9進入噴霧干燥塔 1，與通過旋轉噴霧器8噴入的燒堿溶液的霧滴順流接觸。噴入塔內的燒堿溶液濃度為 20wt%，Na2/S摩爾比的設計值為1.05，煙氣在塔內停留時間的設計值為5s，塔內界面的平均流速為〇.3m/s，燒堿溶液霧滴的平均粒徑控制范圍為60?80wii。大部分氫氧化鈉在塔內與二氧化硫發生反應后生成亞硫酸鈉并被干燥成固態的脫硫灰。該脫硫灰隨同煙氣一同進入布袋除塵器2并被捕獲。在布袋除塵器2內，未反應完全的氫氧化鈉進一步與煙氣中的S02 反應，提高煙氣凈化效率。從布袋除塵器2出來的煙氣S02濃度小于30mg/Nm3,煙氣溫度大于 150°C，經過增壓風機增壓后直接經焦爐原煙囪排放。
[0031]噴霧干燥塔1底部料斗沉積的脫硫灰以及布袋除塵器2捕集的除塵灰通過氣力輸送管道輸送到脫硫粉塵緩存倉3。緩存倉3內的脫硫灰定期輸送到含有20 %熟石灰漿液的鈉堿再生池4中，通過充分攪拌后的混合漿液輸送到真空皮帶脫水機5進行真空脫水。產生的脫硫石膏外運處理，獲得的氫氧化鈉再生液輸送到鈉堿配漿池6，并向其中補充新鮮氫氧化鈉，使氫氧化鈉的濃度達到20wt%。配好的漿液經過漿液緩存罐7的緩沖由旋轉噴霧器8噴入噴霧干燥塔I，實現鈉堿的再生和循環脫硫。
[0032]本實用新型焦爐煙氣脫硫系統，Na2/S的摩爾比的設定范圍可為0.9?1.5，進一步的可以優選為1.0?1.2;鈉堿配漿池中的鈉堿質量分數的調整范圍為<30%。根據煙氣溫降要求調整噴入漿液的鈉堿質量分數，當要求煙氣溫降較低時采用較高的鈉堿質量分數，減少噴漿量，當煙氣溫降可以較高時，采用較低的鈉堿質量分數，提高噴漿量。
[0033]本實用新型焦爐煙氣脫硫系統，噴霧干燥裝置的煙氣入口溫度不超過200°C，進一步的可以優選為160?180°C;煙氣在噴霧干燥裝置內的停留時間為3?12s，進一步的可以優選為5?8s ；煙氣在噴霧干燥裝置主體橫截面上的速度小于lm/s，進一步的優選為0.2?
0.4m/s;噴霧干燥裝置產生的鈉堿霧滴的平均粒徑范圍為<200μηι，進一步的可以優選為50?10um
[0034]本實用新型焦爐煙氣脫硫系統，鈉堿可以為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的一種或者幾種的混合物，鈣堿可以氧化鈣、氫氧化鈣及其混合物。
[0035]本實用新型焦爐煙氣脫硫系統中，再生池中的鈣堿以漿液的形式添加，鈣堿漿液的質量分數范圍為5?30%，進一步的可以優選為20%;亞硫酸鈉以干態粉末或溶液的形式添加，且始終保證再生池內的鈣堿過量。
[0036]本實用新型焦爐煙氣脫硫系統獲得的脫硫石膏的含水量<20%。
[0037]以上，僅為本實用新型的較佳實施例，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求所界定的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種焦爐煙氣脫硫系統，其特征在于:所述系統包括按煙道流程依次設置的噴霧干燥裝置、除塵裝置，所述噴霧干燥裝置的出料端和除塵裝置的出塵端通過輸灰管道依次連接有脫硫粉塵緩存倉、鈉堿再生池，所述鈉堿再生池的出料端通過輸漿管道與石膏脫水裝置連接，所述石膏脫水裝置的集液槽通過輸液管路依次連接有鈉堿配漿池、漿液緩存罐，所述漿液緩存罐通過輸液管與所述噴霧干燥裝置連接。2.根據權利要求1所述的焦爐煙氣脫硫系統，其特征在于:所述噴霧干燥裝置包括噴霧干燥塔體，所述塔體上設置有霧化器，所述塔體的下端設置有料斗，所述除塵收集裝置包括上下連接的煙氣除塵部件和收集除塵部件除掉的灰塵的灰倉； 所述料斗的下端和所述灰倉的下端通過氣力輸灰管道與所述脫硫粉塵緩存倉連接，所述漿液緩存罐通過輸液管與所述霧化器連接。3.根據權利要求1所述的焦爐煙氣脫硫系統，其特征在于:所述鈉堿再生池中設置有攪拌裝置。4.根據權利要求2所述的焦爐煙氣脫硫系統，其特征在于:所述霧化器的噴嘴為氣流式噴嘴、壓力式噴嘴； 所述除塵裝置為旋風除塵器、電除塵器、布袋除塵器或電袋除塵器。5.根據權利要求1所述的焦爐煙氣脫硫系統，其特征在于:所述石膏脫水裝置為旋流脫水器、真空皮帶脫水機或旋流脫水器和真空皮帶脫水機的組合。6.根據權利要求1所述的焦爐煙氣脫硫系統，其特征在于:所述鈉堿再生池中設置有漿液輸送栗，所述石膏脫水裝置的集液槽和鈉堿配漿池之間的輸液管路、鈉堿配漿池與鈉堿配漿池之間的輸液管路以及所述漿液緩存罐與所述噴霧干燥裝置的輸液管路上均設置耐蝕水栗。
【文檔編號】B01D45/12GK205598949SQ201620438969
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月12日
【發明人】安忠義, 詹茂華, 馮博, 王浩
【申請人】中冶華天工程技術有限公司, 中冶華天（安徽）節能環保研究院有限公司