[发明专利]一种分区控制的低能耗湿法脱硫工艺及装置

说明书

本发明公开了一种分区控制的低能耗湿法脱硫工艺及装置，工艺包括：燃煤烟气进入吸收塔，经过塔釜循环喷淋层降温后，依次经过塔釜进浆喷淋层、积液层、湍流层、外循环喷淋层和供浆喷淋层进行脱硫除尘，最后经除雾器干燥后从吸收塔的烟气出口排出；塔釜循环喷淋层由塔内浆液循环喷淋，积液层的浆液外排自塔外的外循环罐内，然后再由泵输送至所述塔釜进浆喷淋层和外循环喷淋层，构成塔外循环喷淋系统，塔外供浆系统为所述供浆喷淋层提供喷淋浆液。本发明在提高装置脱硫效率、降低系统运行阻力的同时，能降低湿法脱硫系统的运行液气比50％以上，并实现协同高效除尘。

技术领域

本发明涉及资源与环境保护领域，具体涉及一种分区控制的低能耗湿法脱硫工艺。

背景技术

目前，煤炭仍是我国的主要一次能源，煤炭在燃烧过程产生了大量的SO₂、NO_X、粉尘等污染物，燃煤烟气必须处理达标后才能排放。燃煤烟气脱硫技术按原理主要分为干法、半干法和湿法，其中，湿法FGD技术具有脱硫效率高、设备操作简单、能适应烟气负荷波动等优点得到广泛应用。世界上普遍商业化应用的是钙基湿法脱硫技术，以石灰石(石灰)石膏法为代表，所占比例在90％以上。

目前应用的钙基湿法脱硫技术均采用逆向喷淋吸收的脱硫工艺，将含有吸收剂的浆液经雾化后与含有污染物的烟气进行逆向接触，烟气中SO₂等酸性气体与喷淋雾化浆液进行酸碱中和实现脱除并生成亚硫酸钙，完成吸收反应的浆液雾滴在重力作用下进入塔釜，经氧化后生成二水硫酸钙。虽然钙基湿法脱硫技术得到了较为广泛的认可，但是在实际应用过程中也存在较多亟待解决的难点和问题，主要如下：

1、钙基湿法脱硫系统运行能耗过大：

钙基湿法脱硫过程中，脱硫浆液与烟气的接触方式为循环喷淋接触，循环脱硫浆液中主要组分为硫酸钙、亚硫酸钙，能与SO₂反应的碳酸钙或氢氧化钙含量不到循环总量的5％，循环泵的大部分能耗被浪费。为了保证脱硫效率，现有湿法脱硫技术均采用提高浆液循环量来增加循环液的脱硫容量，进一步增加了脱硫系统的运行能耗。如何有效的提高喷淋浆液的脱硫容量，降低喷淋浆液中硫酸钙、亚硫酸钙等无效脱硫组分含量，实现湿法脱硫系统低液气比高效脱硫，是目前湿法脱硫技术面临的一个难题。

2、钙基脱硫剂溶出速率较低：

钙基湿法脱硫的脱硫剂为碳酸钙或氧化钙，均为难容物质，溶出速率较低。含有脱硫剂的浆液经喷淋雾化与酸性气体接触反应过程分为脱硫剂溶解、酸性气体溶解、酸碱中和三个过程，其中最缓慢的脱硫剂溶解过程会降低脱硫反应的气液传质速率。因此，如何增加循环浆液中脱硫剂的溶解量，提高脱硫剂组分在气液传质过程的溶出速率，降低脱硫浆液的循环次数，是目前湿法脱硫工艺节能降耗面临的另一个难题。

发明内容

本发明提供一种技术可靠性高、操作简单、经济、高效的分区控制的低能耗湿法脱硫工艺，对脱硫过程的脱硫剂浆液根据脱硫容量大小进行分区控制，同时采用高效雾化和塔外循环、塔外供浆等方式提高脱硫剂的溶出量。在提高装置脱硫效率、降低系统运行阻力的同时，能降低湿法脱硫系统的运行液气比50％以上，并实现协同高效除尘。

一种分区控制的低能耗湿法脱硫工艺，包括如下步骤：

燃煤烟气进入吸收塔，经过塔釜循环喷淋层降温后，依次经过塔釜进浆喷淋层、积液层、湍流层、外循环喷淋层和供浆喷淋层进行脱硫除尘，净烟气经除雾器层干燥后从吸收塔烟气出口排出；塔釜循环喷淋层由脱硫容量较低的低pH值塔内浆液循环喷淋，积液层的浆液外排至外循环罐充分溶出后形成较高脱硫容量的吸收液，然后再由泵输送至所述塔釜进浆喷淋层和外循环喷淋层，构成塔外循环喷淋系统；塔外供浆系统为所述供浆喷淋层提供高脱硫容量的喷淋浆液。