高效渐变分级复合脱硫塔的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种脱硫塔，尤其涉及一种高效渐变分级复合脱硫塔。
【背景技术】
[0002]近几年，我国燃煤电厂为了急于应对国家的环保限值压力，普遍采用价格较高，但是含硫量低、灰份低、热值较高的中低硫煤，适用于中低硫煤(Sar〈l.5%)的超低排放技术已成功投产运行。但是，截止目前为止，尚未出现适用于中高、高硫煤(Sar>1.5%)的超低排放技术成功投运的案例。
[0003]然而，在我国煤炭资源中有大约30%的煤硫含量在2%以上，尤其西南地区有些煤矿含硫量高达10%，在山西等地区因为经济性、煤质地域性的差异，广泛使用含硫量超过2%的煤质；同时，随着优质煤的使用量日益加剧，我国燃煤电厂将必须面对低硫煤日益减少，燃料成本上升，而被迫使用中高、高硫煤的局面；另外，国家和地方政府加大力度控制火电厂污染物排放浓度，提出了一系列史上严格的排放标准，这些严格的标准也需要具有深度脱硫、尚效除尘的尚性能脱硫技术来实现。
[0004]燃煤烟气中含有大量的SO2、烟尘，还含有少量的HC1、HF、SO3、重金属等污染物，目前烟气脱硫采用最多的是湿法烟气脱硫装置，湿法脱硫中又以石灰石-石膏湿法应用最广。石灰石-石膏法脱硫塔主要功能为脱除S02，同时也具有脱除烟尘及其它污染物的辅助功能。一般湿法脱硫的脱硫效率要求为90 %?95 %。在国内，有脱硫效率为98 %的成功运行案例，但对于燃用高硫煤机组能达到燃气机组排放要求的湿法脱硫装置，没有使用先例。而国外的湿法脱硫装置，由于其燃煤机组所占的总量不大(与国内相比)，还没有这样高性能的脱硫要求。
[0005]对于中高硫煤、高硫煤而言，要实现将脱硫装置出口烟气中SO2含量降低到35mg/Nm3以下，脱硫效率就要超过99%，甚至需要更高的脱硫效率。因此，研发新型脱硫塔，提高脱硫塔的深度脱硫性能，使排放烟气中的302低于35mg/Nm3，甚至实现低于20mg/Nm3超低SO2排放，是解决中高硫煤、高硫煤烟气治理的重要任务，对解决雾霾问题，改善大气质量，具有积极的作用。
[0006]石灰石-石膏脱硫塔一般采用单个喷淋塔的形式，逆流方式布置。烟气通过吸收塔入口从浆液池上部进入在吸收塔内，依次通过喷淋层、除雾器后，经烟囱排放。浆液由各喷淋层多个喷嘴喷出，向下运动，与烟气逆流接触发生物理及化学作用，对烟气中的二氧化硫进行洗涤脱除，同时气流中的粉尘颗粒与液滴之间发生惯性碰撞、拦截、扩散、凝聚以及重力沉降等作用，使粉尘被捕集。浆液从烟气中吸收硫的氧化物SO2、烟尘以及其它污染物后落入脱硫塔下段浆池，并在浆池中被强制氧化、结晶。
[0007]常规石灰石-石膏法脱硫装置的脱硫效率受到限制的主要原因有两个:1)受石膏氧化及结晶、石灰石溶解及控制消耗量等条件的限制，通常吸收浆液的PH值在5.2?5.8之间，限制了吸收剂的活性；2)受单塔的限制，吸收浆液的总流量不能过大，否则将造成塔内液体超负荷，导致烟气压降急剧增大，而无法操作。
[0008]为了解决上述问题，串联塔技术受到了一定的应用。串联吸收塔就是把两台吸收塔通过烟道串联起来。锅炉引风机过来的烟气首先进入第一级吸收塔，经过第一级吸收塔的洗涤将烟气中的部分302脱除，脱硫效率一般在30?80%，浆液pH控制在4.5?5.3，此级吸收的主要功能是保证优异的亚硫酸钙氧化效果，和充足的石膏结晶时间。特别是对于高硫煤，氧化空气系数可以大大降低，从而大幅降低氧化风机的电耗，并且同时可以大大提高石膏品质，提高石膏脱水率。烟气从第一级吸收塔出来后进入第二级吸收塔，第二级吸收塔是主要的脱硫洗涤过程，由于不用考虑氧化结晶的问题，所以PH可以控制在非常高的水平，达到5.8?6.4，这就充分利用了吸收剂高效脱除302的性能，将脱硫塔出口烟气中SO 2的含量降低到更小的范围。
[0009]虽然串联塔技术在一定程度上实现了中尚硫煤、尚硫煤超尚的脱硫效率，解决了其达标排放的问题，但串联塔技术也有诸多缺点:1)项目初投资高；2)由于设置两级吸收塔，占地面积大，对于现有装置的改造，大量的项目无法实施；3)设备相对较多，设备故障率高、检修维护工作量大，运行成本高。
【实用新型内容】
[0010]本实用新型的目的在于提供一种高效渐变分级复合脱硫塔，它用于处理中高硫煤、尚硫煤烟气，具有极尚的脱硫效率及除尘性能，脱硫效率超过99%。
[0011]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0012]提供一种高效渐变分级复合脱硫塔，该脱硫塔包括塔体，所述塔体的中部开设有烟气入口，所述塔体的顶部开设有烟气出口，所述塔体内从下至上包括氧化结晶段、粗脱硫除尘段、精脱硫除尘段和水平除雾段；其中，
[0013]所述氧化结晶段包括设置在塔体底部的浆池、以及水平设置在所述浆池内并将所述浆池分为上下两个区的分隔机构，位于上部的氧化区内设置有多根氧化空气分布管，位于下部的结晶区内设置有多个搅拌器；
[0014]所述粗脱硫除尘段包括设置在烟气入口上方的气体分布板、设置在所述气体分布板上方的多层喷淋层，所述喷淋层与浆池结晶区连接；
[0015]所述精脱硫除尘段包括管式除雾器、设置在所述管式除雾器上方的冲洗层、设置在所述冲洗层上方的薄膜持液层、以及与所述薄膜持液层连接的持液层循环罐，所述薄膜持液层包括从下至上依次设置的液体收集器、S型气液传质机构和液体分布器，所述液体收集器与持液层循环罐的入口连接，所述持液层循环罐的出口通过持液层循环栗与液体分布器连接，所述持液层循环罐内浆液的PH值大于浆池内浆液的PH值。
[0016]按上述技术方案，所述分隔机构为多孔板、或并排放置的多根排管。
[0017]按上述技术方案，所述塔体内壁上位于每层喷淋层的下方设置气液传质增效环，所述气液传质增效环的竖直截面为三角形。
[0018]按上述技术方案，所述气液传质增效环的高度为300?2000mm。
[0019]按上述技术方案，所述喷淋层上的喷嘴为单头喷嘴或双头雾化喷嘴。
[0020]按上述技术方案，所述浆池内装有石膏浆液，所述石膏浆液的PH值为5.2?5.8。
[0021]按上述技术方案，所述持液层循环罐内装有石灰石浆液，所述石灰石浆液的PH值为 5.8 ?6.4。
[0022]按上述技术方案，所述S型气液传质机构由多个截面为横向S型的长条形板体并列排布而成，相邻板体间S型端部相互交错并间隔设置，该间隔构成气流夹道。
[0023]按上述技术方案，所述板体S型端部下缘设有梯形、矩形或三角形的出气孔。
[0024]按上述技术方案，所述水平除雾段包括I?4级水平烟道除雾器，该除雾器设有独立的水冲洗及水回收单元。
[0025]本实用新型，具有以下有益效果:该脱硫塔采用渐变分级复合脱硫技术，具有极高的脱硫效率和除尘性能，脱硫效率达到99%以上，除尘效率达到90%以上，适合用于处理中高硫煤、高硫煤烟气，尤其是处理高硫煤烟气，同时，由于该脱硫塔是单塔，特别适合于区域狭窄、占地受限的现有脱硫装置改造。
【附图说明】
[0026]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0027]图1是本实用新型的结构示意图；
[0028]图2是本实用新型中S型气液传质机构的结构示意图；
[0029]图3是本实用新型中液体分布器的结构示意图；
[0030]图4是本实用新型中液体收集器的结构示意图；
[0031]图5是本实用新型中气液传质增效环的结构示意图；
[0032]图6是本实用新型中气体分布板的结构示意图；
[0033]图7是本实用新型中分隔机构一个实施例的结构示意图；
[0034]图8是本实用新型中分隔机构另一个实施例的结构示意图。
[0035]图中:1-烟气入口、2-气体分布板、3-喷淋层、4-气液传质增效环、5-管式除雾器、6-冲洗层、7-液体收集器、8-S型气液传质机构、801-板体、9-液体分布器、10-水平烟道除雾器、11-烟气出口、12-持液层循环罐、13-持液层循环栗、14-搅拌器、15-氧化空气分布管、16-分隔机构、1601-多孔板、1602-排管、17-塔体。
【具体实施方式】
[0036]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0037]在本实用新型的较佳实施例中，如图1-图8所示，一种高效渐变分级复合脱硫塔，该脱硫塔包括塔体17，塔体17的中部开设有烟气入口 1，塔体17的顶部开设有烟气出口 11，塔体17内从下至上包括氧化结晶段、粗脱硫除尘段、精脱硫除尘段和水平除雾段；其中