用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水系統(tǒng)，包括脫硫吸收塔，脫硫吸收塔的漿液出口與相對于脫硫吸收塔單獨設(shè)置的氧化池連接，還包括煙氣冷卻器，脫硫吸收塔的煙氣出口與煙氣冷卻器的煙氣進口連接，所述脫硫塔內(nèi)不設(shè)置除霧器，在所述煙氣冷卻器中設(shè)有內(nèi)置式除霧器，內(nèi)置式除霧器設(shè)置在煙氣冷卻器的煙氣進口和煙氣出口之間靠近煙氣出口的位置，脫硫吸收塔的漿液噴射裝置采用環(huán)形網(wǎng)格噴射裝置，內(nèi)置式除霧器包括沿?zé)煔饬飨蛞来吻昂蟛贾玫恼哿餍统F器和網(wǎng)格式除霧器，其中折流型除霧器的折流板采用孔板。處理后凈煙氣中的硫化物和水蒸氣含量均滿足富氧燃燒鍋爐循環(huán)煙氣品質(zhì)要求。
【專利說明】用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鍋爐含硫煙氣處理裝置，尤其是一種用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水一體化處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]富氧燃燒作為一項新的煤粉燃燒及CO2捕獲技術(shù)，通過空分制氧技術(shù)，直接采用高濃度的氧氣與抽回的部分煙氣的混合氣體(o2/co2)來替代空氣進行燃燒，這樣得到的煙氣中有高濃度的CO2氣體，可以方便的進行CO2處理和封存。該燃燒技術(shù)又稱o2/co2循環(huán)燃燒技術(shù)，被視為未來CO2減排的又一個有競爭力的技術(shù)途徑。近年來，國際上富氧燃燒的研發(fā)呈加速趨勢。
[0003]由于燃煤富氧燃燒主要目的在于通過煙氣再循環(huán)來獲得富含80%以上體積濃度的CO2煙氣，實現(xiàn)大規(guī)?；疌O2富集和減排。而煤粉采用富氧燃燒，煤粉中的硫同常規(guī)空氣燃燒一樣幾乎全部轉(zhuǎn)化為S0X，同時煤粉燃燒要產(chǎn)生大量的水分，如果直接將富氧燃燒產(chǎn)生的煙氣作為再循環(huán)煙氣，循環(huán)煙氣中的SOx會隨煙氣循環(huán)而出現(xiàn)富集現(xiàn)象，從而對煙風(fēng)道、爐膛、受熱面等產(chǎn)生腐蝕，需要采取必要的措施，防止再循環(huán)煙氣中SOx濃度的大幅增加，在尾部低溫?zé)煹蓝螘兴魵饽Y(jié)形成酸腐蝕，在爐內(nèi)會產(chǎn)生嚴(yán)重的受熱面的高溫腐蝕，降低富氧鍋爐系統(tǒng)煙風(fēng)管道、設(shè)備的使用壽命。因此，要順利實現(xiàn)富氧燃燒，需要配置必要的脫硫系統(tǒng)及脫水系統(tǒng)。同時，富氧燃燒再循環(huán)煙氣須盡可能地避免除CO2外的氣體在循環(huán)過程中出現(xiàn)富集，所采用的脫硫系統(tǒng)及脫水系統(tǒng)需盡可能減少系統(tǒng)漏風(fēng)或摻入空氣。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種適合于富氧燃燒鍋爐配套使用的用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水系統(tǒng)。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水系統(tǒng)，包括脫硫吸收塔，脫硫吸收塔的漿液出口與相對于脫硫吸收塔單獨設(shè)置的氧化池連接，氧化池通過漿液循環(huán)輸送裝置與脫硫吸收塔的漿液噴射裝置連接，還包括煙氣冷卻器，脫硫吸收塔的煙氣出口與煙氣冷卻器的煙氣進口連接，所述脫硫塔內(nèi)不設(shè)置除霧器，在所述煙氣冷卻器中設(shè)有內(nèi)置式除霧器，內(nèi)置式除霧器設(shè)置在煙氣冷卻器的煙氣進口和煙氣出口之間靠近煙氣出口的位置。
[0006]脫硫吸收塔的漿液噴射裝置采用環(huán)形網(wǎng)格噴射裝置，該噴射裝置包括環(huán)形母管，以及連接在環(huán)形母管內(nèi)側(cè)的相互平行并間隔設(shè)置的支管，支管上布置噴嘴。
[0007]所述噴嘴采用霧化角為135°實心錐面的噴嘴。
[0008]所述內(nèi)置式除霧器包括沿?zé)煔饬飨蛞来吻昂蟛贾玫恼哿餍统F器和網(wǎng)格式除霧器，其中折流型除霧器的折流板采用孔板。
[0009]所述煙氣冷卻器采用包括噴淋裝置并以循環(huán)冷卻水作為冷源的噴淋冷卻塔，其煙氣進口在下，煙氣出口在上，內(nèi)置式除霧器位于噴淋裝置的上方。[0010]所述煙氣冷卻器包括以氮氣為冷源的面式換熱器。
[0011]本實用新型的有益效果是:能有效脫除富氧燃燒再循環(huán)煙氣中的硫化物，降低再循環(huán)煙氣的硫含量，解決了富氧燃燒煙氣循環(huán)過程中硫氧化物、水蒸氣出現(xiàn)富集，造成循環(huán)煙氣管道及受熱面腐蝕及排放煙氣中硫氧化物濃度偏高的問題，同時可防止用于脫硫漿液氧化的氣體在脫硫脫水過程混入循環(huán)煙氣中，使循環(huán)煙氣中CO2濃度降低，影響CO2的捕集；能將處理后煙氣中水蒸氣含量控制在5%以內(nèi)，滿足富氧燃燒鍋爐循環(huán)煙氣品質(zhì)要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和其中流體流向的示意圖。
[0013]圖2是圖1中內(nèi)置式除霧器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是圖2中折流板的示意圖。
[0015]圖4是圖1中漿液噴淋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中標(biāo)記為:石灰石漿液制備系統(tǒng)1、石灰石漿液輸送泵2、氧化池3、排出泵4、脫硫吸收塔5、漿液噴射裝置6、漿液循環(huán)輸送裝置7、氧化風(fēng)機8、析出泵9、石膏漿池10、冷卻水循環(huán)泵11、冷卻塔12、冷卻水排出泵13、煙氣冷卻器14、噴淋裝置15、內(nèi)置式除霧器16、折流板17、煙氣進口 18、煙氣出口 19、煙氣進口 20、煙氣出口 21、波形板22、環(huán)形母管23、支管24、噴嘴25、折流型除霧器26、網(wǎng)格式除霧器27。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0018]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實用新型的用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水系統(tǒng)包括脫硫吸收塔5和煙氣冷卻器14，脫硫吸收塔5的漿液出口與相對于脫硫吸收塔5單獨設(shè)置的氧化池3連接，氧化池3通過漿液循環(huán)輸送裝置7與脫硫吸收塔5的漿液噴射裝置6連接，脫硫吸收塔5的煙氣出口與煙氣冷卻器14的煙氣進口 18連接，所述脫硫吸收塔5內(nèi)不設(shè)置除霧器，在所述煙氣冷卻器14中設(shè)有內(nèi)置式除霧器16，內(nèi)置式除霧器16設(shè)置在煙氣冷卻器(14)的煙氣進口 18和煙氣出口 19之間靠近煙氣出口 19的位置?？紤]到用于富氧燃燒工況，選擇氧化池3相對于脫硫吸收塔5單獨設(shè)置，可防止用于脫硫漿液氧化的氣體在脫硫脫水過程混入循環(huán)煙氣中，使循環(huán)煙氣中CO2濃度降低，影響CO2的捕集，由于富氧燃燒鍋爐中再循環(huán)煙氣的水蒸氣含量宜控制在適當(dāng)范圍，因此，對投入再循環(huán)的煙氣要進行冷卻脫水處理，去除其中的水蒸氣，常規(guī)的脫硫裝置通常將除霧裝置設(shè)置在脫硫吸收塔內(nèi)，因此將除霧器改進設(shè)置到煙氣冷卻器內(nèi)部，提高脫水效果，同時使得整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊。
[0019]如圖1和圖4所示，脫硫吸收塔5的漿液噴射裝置6采用環(huán)形網(wǎng)格噴射裝置，該噴射裝置包括環(huán)形母管23，以及連接在環(huán)形母管23內(nèi)側(cè)的相互平行并間隔設(shè)置的支管24，支管24上布置噴嘴25。環(huán)形母管23能起到均壓作用，使得各支管24上噴嘴25均勻霧化噴射漿液，與煙氣中SO2快速接觸反應(yīng)，相對于常規(guī)的直管母管而言，有更好的脫硫效果。
[0020]優(yōu)選所述噴嘴25采用霧化角為135°實心錐面的噴嘴，噴射角度大，能與煙氣充分接觸，有更好的脫硫效果。[0021]如圖1、圖2和圖3所示，所述內(nèi)置式除霧器16包括沿?zé)煔饬飨蛞来吻昂蟛贾玫恼哿餍统F器26和網(wǎng)格式除霧器27，其中折流型除霧器26的折流板17采用孔板，在孔板上根據(jù)需要開一定數(shù)量的小孔，可增加氣流與孔板的撞擊，提高除霧效果，同時可防止結(jié)垢和有利于對除霧器的沖洗。常規(guī)的折流型除霧器，其折流板為平板，在折流板17迎向煙氣的一面與波形板22相交處易殘留污垢?？装迳系男】字睆娇捎嬎愕玫?，可根據(jù)阻力及流場需要確定。網(wǎng)格式除霧器27的網(wǎng)孔的形狀、尺寸主要是出于阻力、防堵、加工等的考慮綜合后確定。
[0022]如圖1所示，所述煙氣冷卻器14采用包括噴淋裝置15并以循環(huán)冷卻水作為冷源的噴淋冷卻塔，其煙氣進口 18在下，煙氣出口 19在上，內(nèi)置式除霧器16位于噴淋裝置15的上方。循環(huán)冷卻水通過噴淋與煙氣直接混合冷卻，將煙氣中所含水蒸氣脫除到一個合理的水平，脫硫出來的煙氣會夾帶少量的石灰水進入煙氣冷卻器，經(jīng)脫硫塔脫硫后的煙氣中殘留的SO2可繼續(xù)在煙氣冷卻器14中得到脫除，而反應(yīng)后的石灰水混入冷卻循環(huán)水。
[0023]所述煙氣冷卻器14包括以低溫氮氣為冷源的面式換熱器。如果富氧燃燒鍋爐配置的空分裝置分離出來的氮氣有多余或不用的話，可以采用空分分離出來的低溫氮氣作為冷源。如采用低溫氮氣作冷源，則需采用面式換熱結(jié)構(gòu)，即氮氣走管內(nèi)，煙氣走管外的結(jié)構(gòu)，便于除霧器布置。
[0024]實施例:
[0025]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，該用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水系統(tǒng)包括石灰石漿液制備系統(tǒng)1、石灰石漿液輸送泵2、氧化池3、排除泵4、脫硫吸收塔5、漿液噴射裝置
6、漿液循環(huán)輸送裝置7、氧化風(fēng)機8、析出泵9、石膏漿池10、冷卻水循環(huán)泵11、冷卻塔12、冷卻水排除泵13、煙氣冷卻器14、噴淋裝置15、用于除去冷卻后煙氣中水滴的內(nèi)置式除霧器16。此外，還有石灰石制備、輸送系統(tǒng)、GGH以及石骨脫水系統(tǒng)，這些都是成熟的常規(guī)系統(tǒng)，本實用新型不作詳細陳述。
[0026]煤粉在富氧燃燒鍋爐中燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)受熱面吸熱、除塵器除塵、GGH換熱后，溫度降至90°C左右，送入脫硫吸收塔5，煙氣中的SO2被通過石灰石漿液噴射裝置6噴射的脫硫液吸收，同時煙氣被脫硫液冷卻至70°C以下，經(jīng)脫硫冷卻后的煙氣再被送入煙冷器14中繼續(xù)冷卻。煙氣在煙冷器14中被冷卻水冷卻，溫度繼續(xù)降低，再通過布置在煙冷器上部的除霧器16除去煙氣中夾帶的液滴，以控制煙冷器出口凈煙氣中水蒸氣含量在5%左右，滿足循環(huán)煙氣用于制粉系統(tǒng)的要求。
[0027]如圖1所示，石灰石漿液由石灰石漿液制備系統(tǒng)I制備好后，經(jīng)石灰石漿液輸送泵2送入氧化池3，再通過漿液循環(huán)輸送裝置7將石灰石漿液經(jīng)漿液噴射裝置6均勻噴入脫硫吸收塔5內(nèi)。
[0028]如圖4所示，脫硫吸收塔5內(nèi)布置的漿液噴射裝置6的結(jié)構(gòu)采用環(huán)形母管23，支管24上布置噴嘴25，噴嘴25采用霧化角為135°實心錐面。脫硫漿液通過漿液循環(huán)輸送裝置7加壓至0.3MPa，通過噴射裝置使脫硫漿液在脫硫塔各噴射斷面均勻霧化噴射，與煙氣中SO2充分快速反應(yīng)，可達到98%以上的脫硫效率。
[0029]本系統(tǒng)中脫硫吸收塔5、煙氣冷卻器14同時具有脫硫功能，脫硫吸收塔5在脫硫過程中對煙氣具有降溫作用，為煙氣冷卻器14冷卻煙氣脫水創(chuàng)造了條件，經(jīng)該脫硫、脫水一體化系統(tǒng)后，煙氣中硫氧化物濃度可控制在50mg/nm3以內(nèi)的合理范圍，甚至更低，水蒸氣含量可控制在5 %以內(nèi)，滿足富氧燃燒鍋爐循環(huán)煙氣品質(zhì)要求。
[0030]本系統(tǒng)采用獨立的氧化池3，與脫硫吸收塔5分開布置，避免氧化空氣漏入煙氣，確保富氧燃燒鍋爐煙氣中C02濃度達80%以上。
[0031]如圖2和圖3所示，煙氣冷卻器14內(nèi)設(shè)置了一級折流型除霧器26和一級網(wǎng)格式除霧器27以及沖洗除霧器的沖洗噴淋管，沖洗噴嘴。網(wǎng)格式除霧器27布置在折流型除霧器26的上部，網(wǎng)格開孔尺寸約2mm正方形孔，采用增強PP材料，可將直徑約5um以上的霧滴捕集下來，使得煙氣冷卻器出口凈煙氣中水蒸氣含量在5%以下，滿足富氧燃燒鍋爐循環(huán)煙氣品質(zhì)要求。折流型除霧器26的折流板17采用孔板，除霧效果和二次夾帶速度可達到4m/s，在孔板上根據(jù)需要開一定數(shù)量的2?5_的小孔，可增加氣流與孔板的撞擊，提高除霧效果，同時可防止結(jié)垢和有利于對除霧器的沖洗。
[0032]為滿足富氧燃燒煙氣循環(huán)需要，循環(huán)煙氣中水蒸氣含量不宜高于5%，因此煙氣冷卻器14采用循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)，通過外置塔式冷卻裝置將冷卻水循環(huán)冷卻。
【權(quán)利要求】
1.用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水系統(tǒng)，包括脫硫吸收塔(5)，脫硫吸收塔(5)的漿液出口與相對于脫硫吸收塔(5 )單獨設(shè)置的氧化池(3 )連接，氧化池(3 )通過漿液循環(huán)輸送裝置(7)與脫硫吸收塔(5)的漿液噴射裝置(6)連接，其特征是:還包括煙氣冷卻器(14)，脫硫吸收塔(5)的煙氣出口與煙氣冷卻器(14)的煙氣進口(18)連接，所述脫硫吸收塔(5)內(nèi)不設(shè)置除霧器，在所述煙氣冷卻器(14)中設(shè)有內(nèi)置式除霧器(16)，內(nèi)置式除霧器(16)設(shè)置在煙氣冷卻器(14)的煙氣進口(18)和煙氣出口(19)之間靠近煙氣出口(19)的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水系統(tǒng)，其特征是:脫硫吸收塔(5)的漿液噴射裝置(6)采用環(huán)形網(wǎng)格噴射裝置，該噴射裝置包括環(huán)形母管(23)，以及連接在環(huán)形母管(23)內(nèi)側(cè)的相互平行并間隔設(shè)置的支管(24)，支管(24)上布置噴嘴(25)。
3.如權(quán)利要求2所述的用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水系統(tǒng)，其特征是:所述噴嘴(25)采用霧化角為135°實心錐面的噴嘴。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水系統(tǒng)，其特征是:所述內(nèi)置式除霧器(16)包括沿?zé)煔饬飨蛞来吻昂蟛贾玫恼哿餍统F器(26)和網(wǎng)格式除霧器(27)，其中折流型除霧器(26)的折流板(17)采用孔板。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水系統(tǒng)，其特征是:所述煙氣冷卻器(14)采用包括噴淋裝置(15)并以循環(huán)冷卻水作為冷源的噴淋冷卻塔，其煙氣進口(18)在下，煙氣出口(19)在上，內(nèi)置式除霧器(16)位于噴淋裝置(15)的上方。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的用于富氧燃燒鍋爐的煙氣脫硫脫水系統(tǒng)，其特征是:所述煙氣冷卻器(14)包括以氮氣為冷源的面式換熱器。
【文檔編號】B01D53/80GK203816497SQ201420196424
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】毛宇, 陳燦, 胡修奎 申請人:東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司