双回路竖喷湿法脱硫工艺系统技术方案

本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术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。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及湿法脱硫工艺系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本技术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。使用本技术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。本技术提 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。附图说明图1为本技术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为本技术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。具体实施方式本技术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表示了本技术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
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、旁路烟道以及烟本文档来自技高网...

【技术保护点】
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）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周琪，李玢，马健，黄茂开，刘三瑕，
申请(专利权)人：北京至清时光环保工程技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]