[發明專利]一種濕法脫硫循環液中石灰石含量的梯度調節方法

有效

• 申請號: 201611013648.8
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106362559B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 蘇繼新;王路瑤;王國慶;張曉霞;程一倩;孫德山
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B01D53/50
• 分類號: B01D53/50;B01D53/80
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

一種濕法脫硫循環液中石灰石含量的梯度調節方法，檢測進入脫硫塔的廢煙氣的流量和廢煙氣中的二氧化硫含量，檢測脫硫塔出口處煙氣中的二氧化硫濃度；按照廢煙氣中二氧化硫的總量和濃度，確定噴淋層開啟數量，優化進入各噴淋層的混合漿液中的石灰石含量，所有開啟噴淋層的混合漿液中總新添加的鈣硫比為1:1.03～1.05，自上至下各噴淋層的混合漿液中石灰石含量依次降低，形成沿不同高度噴淋層的石灰石含量的梯度分布，當廢煙氣中二氧化硫濃度和總量變化而造成脫硫塔脫硫負荷變化時，根據總的鈣硫比調整石灰石漿液用量以匹配對應二氧化硫增加的負荷。該方法在單塔單循環條件下，實現了高效脫硫，脫硫過程操作簡單，運行簡便，降低了成本。

技術領域

本發明涉及一種用于對濕法脫硫循環液中石灰石含量進行調節的方法，屬于濕法脫硫技術領域。

背景技術

石灰石濕法脫硫是目前燃煤電廠煙氣脫硫的最有效的脫硫方法。隨著煙氣超低排放要求的進一步嚴格，石灰石濕法脫硫工藝漸漸現露某些弊端。如鍋爐負荷變化以及煤炭含硫量變化會影響煙氣中二氧化硫濃度排放變化，增加了二氧化硫超低排放控制難度等。采用脫硫后煙氣濕式電除霧等技術可有效控制排放煙氣中的霧滴顆粒、煙塵等指標，但總體對氣態污染物的作用不明顯。增加脫硫塔噴淋層數和懸浮液噴淋量會對強化脫硫有一定作用，卻會大大增加脫硫單元的動力消耗和脫硫成本。

影響氣液傳質過程的因素眾多，總體可歸屬成三個方面因素，傳質面積、傳質總系數和傳質推動力。傳質面積與氣液接觸的方式有關，石灰石石膏法脫硫一般采用的逆流噴淋方式確定了脫硫漿液與煙氣的接觸方式。中國專利文獻CN203725009U的技術方案中試圖部分改變氣液流動接觸方式以改善氣液接觸的比表面積，提高傳質效果。對于傳質總系數的改善而言，水中二氧化硫的溶解過程是雙膜控制過程，脫硫懸浮液中二氧化硫的溶解、亞硫酸形成及其水溶液電離、懸浮液中石灰石酸解、亞硫酸鈣形成及后續氧化、硫酸鈣顆粒的結晶生長等多個步驟總體促進了液相一側的傳質分系數。與氨法、雙堿法等脫硫工藝過程液膜傳質分系數的高效促進相比，石灰石石膏法脫硫最終硫酸鈣結晶形成過程步驟較長，也可減少液膜傳質阻力，提高液膜傳質分系數及脫硫過程的傳質總系數。傳質過程的改進最直接的手段當然是提高傳質過程的推動力，CN104226099A和CN104174284A中均采用pH值分區噴淋,提高二氧化硫吸收效率,降低煙氣中二氧化硫含量，該方法增加了脫硫過程的傳質推動力，促進了脫硫過程二氧化硫的吸收效率。含有石灰石石灰石的脫硫液實際是一個較好的緩沖體系，溶液的pH變化被限制在一個較小的范圍內，脫硫漿液中石灰石含量增加會微調溶液的pH值。

對石灰石石膏法脫硫過程的氣液反應器模型而言，煙氣的流動過程是幾乎標準的理想PFR(推流反應模型)反應，而對于脫硫劑石膏石灰石混合懸浮液則是一個帶PFR循環的總體的CSTR(連續式全混反應)反應。由于塔內脫硫漿液的噴淋密度可由多層噴淋頭調節，即多級回流漿液PFR的梯度pH值顯然有利于煙氣的脫硫效果，因此多個專利文獻采用漿液雙循環的方法以便實現脫硫塔內的酸堿梯度的建立，負面效果是增加塔內構件分層收集漿液，煙氣接觸漿液的反應時間縮短，脫硫效果因會因反應時間減少而有一定量的降低。

為滿足新形勢下脫硫工藝的需求，目前在傳統的單塔雙循環裝置上進行了改造，在原有的設備基礎上設置了地溝和沉定池，上循環系統和下循環系統分別于各自的地溝和沉淀池相連形成回路，每個循環里的有單獨的循環水路結構，這種改造保證了脫硫裝置不結灰不結垢，延長了單塔雙循環系統的使用壽命，可達20-30年。

在原有的單塔雙循環工藝的基礎上，對脫硫塔由下至上依次對一級噴淋系統、雙循環隔板、二級噴淋系統和脫硫塔塔出口進行了可調節設計的改進，在不同位置設置雙回路環隔板，使設備可根據不同的脫硫條件及要求進行相應的優化。這種設計不僅使脫硫煙氣滿足了電廠煙氣排放標準的要求同時，解決了無法根據煤種的變化而改變吸收塔脫硫運行方式使系統節能運行的問題，還降低了運行成本，此改造還實現了吸收塔體系內煙氣均勻分布，避免了壁流效應帶來的煙氣逃逸引起的脫硫效率下降。