本實(shí)用新型涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及煙氣脫硫技術(shù)，具體涉及一種雙堿雙循環(huán)脫硫吸收系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020)》要求東部地區(qū)(遼寧、北京、天津、河北、山東、上海、江蘇、浙江、福建、廣東、海南等11省市)新建燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值(即在基準(zhǔn)氧含量6％條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米)，中部地區(qū)(黑龍江、吉林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等8省)新建機(jī)組原則上接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，鼓勵(lì)西部地區(qū)新建機(jī)組接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值。到2020年，東部地區(qū)現(xiàn)役30萬千瓦及以上公用燃煤發(fā)電機(jī)組、10萬千瓦及以上自備燃煤發(fā)電機(jī)組以及其他有條件的燃煤發(fā)電機(jī)組，改造后大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值。鑒于中國燃煤品質(zhì)，對(duì)所有的燃煤電廠產(chǎn)生的煙氣都需要進(jìn)行脫硫處理，并使排放的煙氣中二氧化硫含量符合上述相關(guān)環(huán)保要求。
針對(duì)我國大部分區(qū)域燃煤含硫過高的問題，傳統(tǒng)的單循環(huán)脫硫技術(shù)很難達(dá)到國家環(huán)保部的新標(biāo)準(zhǔn)要求。采用單循環(huán)脫硫技術(shù)，應(yīng)用石灰石/石膏濕法脫硫工藝，僅通過石灰石漿液與燃煤煙氣充分接觸脫硫，即使在理想工況下，脫硫效率最高也只能達(dá)到98％，對(duì)于二氧化硫含量高于2000mg/Nm3的燃煤煙氣，采用上述技術(shù)和工藝是難以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的，這樣一來就需要增加額外的處理裝置或設(shè)備，提高運(yùn)行和維護(hù)成本，且會(huì)增加環(huán)保設(shè)備占地，影響燃煤電廠的整體布局。
為了提高脫硫效率，本領(lǐng)域技術(shù)人員已開始嘗試研發(fā)新的脫硫系統(tǒng)，中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?01510034481.2)，公開了一種雙循環(huán)脫硫系統(tǒng)，通過兩級(jí)循環(huán)漿液各自循環(huán)脫硫，對(duì)煙氣中的二氧化硫進(jìn)行脫除。但是該專利申請的技術(shù)方案需要不斷投入鈉基脫硫吸收劑，無法實(shí)現(xiàn)鈉基脫硫吸收劑的再生，因此不僅會(huì)造成運(yùn)行成本的極大浪費(fèi)，而且整個(gè)漿液循環(huán)中納離子濃度不斷提高也會(huì)影響石膏漿液生成，進(jìn)而降低脫硫效率，其在實(shí)施上存在較大的局限性。
此外，該專利申請的煙氣經(jīng)過氣液分離裝置后流場均布程度會(huì)大幅下降，會(huì)降低了第二循環(huán)脫硫區(qū)域中的脫硫效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種雙堿雙循環(huán)脫硫吸收系統(tǒng)，通過雙介質(zhì)雙循環(huán)的二級(jí)脫硫，提高煙氣脫硫效率，并將一級(jí)鈣基吸收劑和二級(jí)鈉基吸收劑脫硫后的循環(huán)漿液按比例注入再生池進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)鈉基吸收劑的再生和重復(fù)利用，生成具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的副產(chǎn)品石膏，從而降低投入及運(yùn)行成本。另外，在二級(jí)漿液收集裝置上部安裝湍流管柵整流裝置，起均布流場的作用，提高鈉基脫硫吸收段的氣液傳質(zhì)效率，進(jìn)一步增加脫硫效率。
為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采取的具體技術(shù)方案是：
一種雙堿雙循環(huán)脫硫吸收系統(tǒng)，包括：
作為煙氣通路的一塔體；
所述塔體內(nèi)沿?zé)煔饬飨蛞来尾贾糜幸烩}基脫硫吸收段及一鈉基脫硫吸收段；
所述鈉基脫硫吸收段包括：若干二級(jí)噴淋層，位于所述二級(jí)噴淋層下方的一漿液收集裝置，位于所述二級(jí)噴淋層與所述漿液收集裝置之間的一整流裝置，與連通于所述二級(jí)噴淋層及所述漿液收集裝置之間的一鈉基吸收劑池；
所述鈣基脫硫吸收段包括：連通位于所述吸收塔底部的鈣基漿液池的若干一級(jí)噴淋層；
所述鈉基吸收劑池及鈣基漿液池同時(shí)連通一再生裝置；
所述再生裝置的一再生漿液出口連通至所述鈉基吸收劑池的頂流。
進(jìn)一步地，所述氧化促進(jìn)劑噴射裝置包括布置于所述入口煙道的側(cè)壁上均布的多個(gè)噴嘴。
進(jìn)一步地，整流裝置選自導(dǎo)流板、多孔托盤、整流格柵或整流管列。
進(jìn)一步地，所述漿液收集裝置底部設(shè)置多個(gè)凸起，所述凸起的頂部或側(cè)部具有通氣孔。
進(jìn)一步地，所述漿液收集裝置底部為錐型。
一種雙堿雙循環(huán)脫硫吸收方法，包括以下步驟：
1)燃煤煙氣進(jìn)入一煙氣通路與霧化后的鈣基吸收劑逆向接觸進(jìn)行一級(jí)脫硫，得到一次脫硫煙氣；鈣基吸收劑循環(huán)使用；
2)對(duì)一次脫硫煙氣的流場進(jìn)行整流，使其流場均布后與霧化后的鈉基吸收劑逆向接觸進(jìn)行二級(jí)脫硫，得到二次脫硫煙氣；鈉基吸收劑循環(huán)使用；
3)當(dāng)鈣基吸收劑及鈉基吸收劑的pH值低于一閥值時(shí)，二者按比例注入一再生裝置；
4)再生裝置產(chǎn)生的再生鈉基漿液補(bǔ)充鈉基吸收劑。
進(jìn)一步地，步驟1)中所述鈣基吸收劑pH值為4.5-5.2。
進(jìn)一步地，步驟1)中所述鈣基吸收劑為氫氧化鈣溶液或石灰石漿液。
進(jìn)一步地，步驟2)中所述鈉基吸收劑選自碳酸鈉或氫氧化鈉。
進(jìn)一步地，步驟4)中鈉基吸收劑與鈣基吸收劑的注入比例保證鈉離子濃度與鈣離子濃度比例為2:1。
含硫煙氣由吸收塔入口進(jìn)入吸收塔內(nèi)，依次經(jīng)過傳統(tǒng)鈣基脫硫吸收段、湍流管柵整流裝置、鈉基脫硫吸收段及煙氣除霧裝置，最終通過吸收塔出口排出。兩級(jí)脫硫后的循環(huán)吸收液按比例打入再生裝置進(jìn)行鈉基吸收劑的再生，再生后的吸收劑可循環(huán)使用，再生后的剩余漿液再打入氧化池產(chǎn)生石膏。
本裝置具有脫硫效率高的優(yōu)點(diǎn)，由于采用了兩種不同的吸收介質(zhì)，可以有效提高脫硫效率，降低液氣比，且鈉基吸收劑可再生循環(huán)使用，降低運(yùn)行成本。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例中雙堿雙循環(huán)脫硫吸收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。下面配合所附圖對(duì)本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)作詳細(xì)說明。
如圖1所示，在一實(shí)施例中提供的雙堿雙循環(huán)脫硫吸收系統(tǒng)，包括：
作為煙氣通路的塔體1；
塔體1內(nèi)沿?zé)煔饬飨蛞来尾贾糜锈}基脫硫吸收段2及鈉基脫硫吸收段3；
鈉基脫硫吸收段3包括：若干二級(jí)噴淋層7，位于二級(jí)噴淋層7下方的漿液收集裝置5，位于二級(jí)噴淋層7與漿液收集裝置5之間的湍流管柵整流裝置，與連通于二級(jí)噴淋層7及5漿液收集裝置之間的鈉基吸收劑池8；
鈣基脫硫吸收段2包括：連通位于吸收塔底部的鈣基漿液池4的若干一級(jí)噴淋層6；
鈉基吸收劑池8及鈣基漿液池4同時(shí)連通再生裝置9；
再生裝置9的再生漿液出口連通至鈉基吸收劑池8的頂流。
在其他實(shí)施例中，整流裝置還可選自導(dǎo)流板、多孔托盤、整流格柵等其他結(jié)構(gòu)的具有導(dǎo)流、均流功能的結(jié)構(gòu)。
在其他實(shí)施例中，漿液收集裝置底部設(shè)置多個(gè)凸起(圖未示)，凸起的頂部或側(cè)部具有通氣孔，煙氣可通過通氣孔流動(dòng)。
在又一些實(shí)施例中，漿液收集裝置底部為錐型，有利于漿液的收集。
基于上述系統(tǒng)的雙堿雙循環(huán)脫硫吸收方法，包括以下步驟：
1)燃煤煙氣進(jìn)入一煙氣通路與霧化后的鈣基吸收劑逆向接觸進(jìn)行一級(jí)脫硫，得到一次脫硫煙氣；鈣基吸收劑循環(huán)使用；
2)對(duì)一次脫硫煙氣的流場進(jìn)行整流，使其流場均布后與霧化后的鈉基吸收劑逆向接觸進(jìn)行二級(jí)脫硫，得到二次脫硫煙氣；鈉基吸收劑循環(huán)使用；
3)當(dāng)鈣基吸收劑及鈉基吸收劑的pH值低于一閥值時(shí)，二者按比例注入一再生裝置；
4)再生裝置產(chǎn)生的再生鈉基漿液補(bǔ)充鈉基吸收劑。
其中，步驟1)中所述鈣基吸收劑pH值為4.5-5.2；步驟1)中所述鈣基吸收劑為氫氧化鈣溶液或石灰石漿液；步驟2)中所述鈉基吸收劑選自碳酸鈉或氫氧化鈉；步驟4)中鈉基吸收劑與鈣基吸收劑的注入比例保證鈉離子濃度與鈣離子濃度比例為2:1。
含硫原煙氣經(jīng)入口進(jìn)入吸收塔，依次經(jīng)過鈣基脫硫吸收段、鈉基脫硫吸收段、煙氣除霧裝置，最終由出口排出。主要工作原理為：
1.原煙氣由入口進(jìn)行吸收塔，首先與霧化后的鈣基吸收劑(如氫氧化鈣或石灰石漿液)逆向接觸進(jìn)行脫硫，鈣基吸收劑pH值調(diào)整在4.5-5.2之間，脫硫后漿液回落至塔底漿池，再循環(huán)利用。當(dāng)鈣基吸收劑pH低于4.5時(shí)，將漿液打入再生池，并重新注入新鮮漿液。一級(jí)循環(huán)漿液主要起預(yù)洗滌作用，較低pH值可以保證吸收劑的完全溶解，并得到更好的石膏品質(zhì)。常規(guī)單塔單循環(huán)吸收工藝中pH一般在5.2-5.5之間，以期在保證一定脫硫效率的基礎(chǔ)上便于氧化和脫水，但常常面臨氧化不利或脫硫效率較低的兩難局面。
2.煙氣經(jīng)一級(jí)吸收劑脫硫后，向上經(jīng)過二級(jí)漿液收集裝置，并經(jīng)湍流管柵裝置整流后，與霧化后的鈉基吸收劑逆向接觸進(jìn)行脫硫，脫硫后的漿液收集至塔外漿池循環(huán)利用。鈉基吸收劑可以為碳酸鈉或氫氧化鈉，如使用碳酸鈉，則有效反應(yīng)pH在4.4-7.6之間，低于4.4時(shí)將漿液打入再生池，并在塔外漿池中注入新鮮漿液；如使用氫氧化鈉則有效反應(yīng)pH范圍在10-12之間，再生池出口漿液pH值在7左右時(shí)比較利于吸收反應(yīng)順利進(jìn)行。
3.全部的鈉基吸收劑均注入再生池，鈉基吸收劑與鈣基吸收劑的注入比例保證鈉離子濃度與鈣離子濃度比例為2:1左右。經(jīng)充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)完全后，將上部再生的鈉基吸收劑清液注回塔外漿池，下部漿液打入氧化池鼓入氧化空氣，并經(jīng)旋流器及真空皮帶脫水機(jī)后制成副產(chǎn)品石膏。
本實(shí)用新型提出的雙介質(zhì)兩級(jí)循環(huán)脫硫系統(tǒng)具有吸收液再生循環(huán)利用的能力，并在兩級(jí)吸收區(qū)域之間加裝湍流管柵整流裝置起氣流均布作用，在達(dá)到同等脫除效果的前提下，可有效降低液氣比，并降低運(yùn)行成本。
以一實(shí)際脫硫系統(tǒng)為例，以碳酸鈉作為鈉基吸收劑，石灰石漿液作為鈣基吸收劑，氫氧化鈉作為鈉基吸收劑，原始煙氣在進(jìn)入吸收塔前二氧化硫含量為4000mg/Nm3，分別經(jīng)過一級(jí)、二級(jí)脫硫后，煙氣中的二氧化硫含量降低至35mg/Nm3，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。其中，由于鈉基吸收劑可不斷再生，鈣基吸收劑經(jīng)過脫硫后可以用于制作石膏，可大幅度降低煙氣處理成本。
對(duì)比例1：
同樣采用上述脫硫系統(tǒng)，去除均流裝置，由于漿液收集裝置安放在一級(jí)脫硫和二級(jí)脫硫之間，是煙氣主要沿塔壁集中，無法實(shí)現(xiàn)均布，導(dǎo)致二級(jí)脫硫效果并不理想，同樣的二氧化硫含量為4000mg/Nm3的煙氣，通過本對(duì)比例進(jìn)行處理后，煙氣中的二氧化硫含量降低至……50mg/Nm3，無法實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。
以又一實(shí)際脫硫系統(tǒng)為例，以氫氧化鈉作為鈉基吸收劑，氫氧化鈣漿液作為鈣基吸收劑，碳酸鈉作為鈉基吸收劑，原始煙氣在進(jìn)入吸收塔前二氧化硫含量為4000mg/Nm3，分別經(jīng)過一級(jí)、二級(jí)脫硫后，煙氣中的二氧化硫含量降低至35mg/Nm3，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。其中，由于鈉基吸收劑可不斷再生，鈣基吸收劑經(jīng)過脫硫后可以用于制作石膏，可大幅度降低煙氣處理成本。