一種新型海水脫硫系統(tǒng)及脫硫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型海水脫硫系統(tǒng)及脫硫方法，屬于煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]海水煙氣脫硫技術(shù)是利用海水的堿度脫除煙氣中二氧化硫的一種方法，進(jìn)行海水脫硫處理時(shí)，通常的做法是將煙氣直接通入海水中，利用大量的海水進(jìn)行吸收，以降低煙氣中的硫含量(如申請(qǐng)?zhí)枮?01010291585.9的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)所公開(kāi)的“一種燒結(jié)煙氣海水脫硫工藝及脫硫系統(tǒng)”)。但是現(xiàn)有的海水脫硫技術(shù)仍然存在以下缺點(diǎn):
[0003]1、進(jìn)行脫硫處理時(shí)海水的用量較大、用途單一，同時(shí)脫硫速度慢、效率低；
[0004]2、傳統(tǒng)工藝采用海水供應(yīng)系統(tǒng)一二氧化硫吸收系統(tǒng)一海水恢復(fù)系統(tǒng)的單線(xiàn)式結(jié)構(gòu)進(jìn)行脫硫處理，但是該系統(tǒng)在海水的綜合處理上較為簡(jiǎn)單，入口海水量較大，一方面造成的能耗大，另一方面海水是硬水，硬度值較大，從而導(dǎo)致系統(tǒng)管道結(jié)垢、淤積、堵塞現(xiàn)象較為嚴(yán)重，同時(shí)使用虹吸井海水與曝氣池混合的大流量管道壓力不容忽視；
[0005]3、脫硫裝置中的噴淋裝置，設(shè)置的噴孔直徑小、個(gè)數(shù)多，導(dǎo)致噴淋水流速慢，且噴孔容易堵塞，加工困難；另外，傳統(tǒng)的噴淋裝置流體分布不均勻(即噴孔的流量不均勻)，同時(shí)流速也不夠理想，從而導(dǎo)致脫硫效率低；
[0006]4、煙氣經(jīng)噴淋裝置處理后通過(guò)出氣口直接排出，但是排出的煙氣粉塵濃度較高(達(dá)43.52mg/Nm3)，對(duì)環(huán)境的危害性較大；
[0007]5、脫硫塔的脫硫效率低下，且單一的對(duì)某種形式的脫硫塔改進(jìn)并不能大幅度提高脫硫效率，從而限制了海水脫硫技術(shù)的發(fā)展；
[0008]6、現(xiàn)有的氣-氣換熱器，其主要作用是提高脫硫后的排煙溫度，獲得較高抬升速度，改善煙氣擴(kuò)散條件，但是其并不能對(duì)污染物的排放濃度和排放量產(chǎn)生影響；另外，現(xiàn)有的海水脫硫系統(tǒng)安裝GGH氣-氣換熱器還帶來(lái)了以下問(wèn)題:脫硫后煙氣在GGH氣-氣換熱器中由45°C升高到80°C左右，即GGH氣-氣換熱器一般在酸露點(diǎn)下運(yùn)行(脫硫后煙氣的酸露點(diǎn)在100?135°C之間)，因此在GGH氣-氣換熱器的冷端會(huì)產(chǎn)生濃酸液對(duì)換熱元件及殼體造成腐蝕，同時(shí)粘附大量飛灰進(jìn)而堵塞換熱元件通道；此外，GGH氣-氣換熱器本身占地面積大，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高且不方便，造價(jià)昂貴，是造成脫硫系統(tǒng)事故停機(jī)的主要設(shè)備；
[0009]7、進(jìn)行海水脫硫處理時(shí)，海水存在阻力，導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)效率較低，消耗的總功率較大，能耗較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于，提供一種新型海水脫硫系統(tǒng)及脫硫方法，它可以有效解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，尤其是進(jìn)行脫硫處理時(shí)海水的用量較大，同時(shí)脫硫速度慢、效率低，以及由于海水硬度值較大，造成管道堵塞、腐蝕較為嚴(yán)重的問(wèn)題。
[0011]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:一種新型海水脫硫系統(tǒng)，包括海水脫硫循環(huán)系統(tǒng)和輔機(jī)系統(tǒng)，其中，所述的海水脫硫循環(huán)系統(tǒng)包括:供應(yīng)池、吸收塔、曝氣池和凈化塔，所述的供應(yīng)池、吸收塔、曝氣池和凈化塔通過(guò)循環(huán)管道順次連接。
[0012]優(yōu)選的，所述的輔機(jī)系統(tǒng)包括:除塵裝置、空氣分離裝置、氮壓縮機(jī)、GLS海水換熱器和虹吸井，所述的空氣分離裝置分別與氮壓縮機(jī)、除塵裝置和GLS海水換熱器連接，GLS海水換熱器分別與吸收塔和虹吸井連接，從而通過(guò)利用空氣分離裝置和氮壓縮機(jī)，將大部分的氮?dú)飧患饋?lái)，一方面富集的氮?dú)饪梢杂糜谄渌猛?，?shí)現(xiàn)了海水的綜合利用?’另一方面降低了煙氣內(nèi)壓，實(shí)現(xiàn)了煙氣流速的準(zhǔn)確控制，提高了脫硫效率。
[0013]本發(fā)明中，所述的吸收塔包括:多個(gè)超聲波發(fā)生裝置，所述的多個(gè)超聲波發(fā)生裝置均勻的設(shè)置于吸收塔的內(nèi)壁上，吸收塔中通過(guò)利用超聲波發(fā)生裝置取代填料層，并且超聲波發(fā)生裝置采用單頻場(chǎng)或混頻場(chǎng)，將導(dǎo)入海水中的大分子煙氣打碎成小分子，從而使得氣泡直徑下降，氣泡上升速度減緩，氣含率增大，即超聲波發(fā)生裝置進(jìn)一步提升了脫硫速率，增大了脫硫效率；此外利用本發(fā)明中的超聲波發(fā)生裝置，結(jié)合數(shù)字式智能型混凝土超聲波檢測(cè)儀，還可檢測(cè)出吸收塔內(nèi)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0014]本發(fā)明中，超聲波發(fā)生裝置發(fā)出的超聲波頻率f與吸收塔塔高h(yuǎn)存在如下關(guān)系:
[0015]f = nc/h ；
[0016]其中，f為超聲波發(fā)生裝置發(fā)出的超聲波頻率，η為正整數(shù)，c為超聲波發(fā)生裝置發(fā)出的超聲波波速，h為吸收塔塔高，并且吸收塔塔高h(yuǎn)與超聲波的四分之一波長(zhǎng)λ呈倍數(shù)關(guān)系(即h = η λ )。
[0017]優(yōu)選的，超聲波發(fā)生裝置的個(gè)數(shù)為4，同時(shí)，各個(gè)超聲波發(fā)生裝置的頻率分別為f=c/h、f = 2c/h、f = 3c/h和f = 5c/h，從而使得吸收塔內(nèi)形成多頻超聲場(chǎng)，并且脫硫效率最大(超聲波發(fā)生裝置的能耗、共振與其脫硫效率達(dá)到最大平衡)。
[0018]進(jìn)一步優(yōu)選的，本發(fā)明中所述的吸收塔內(nèi)壁上涂覆有(固化型)聚氨酯彈性涂料和/或鎳鋅鐵氧體涂料，從而可以增強(qiáng)超聲波發(fā)生裝置產(chǎn)生的單頻或多頻超聲波的干涉吸收作用，降低超聲波引起的共振，從而進(jìn)一步提高脫硫效率；所述的循環(huán)管道由以玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料、合成樹(shù)脂為基體材料的復(fù)合材料制備而成，從而可以進(jìn)一步減緩管道的腐蝕。
[0019]前述的新型海水脫硫系統(tǒng)中，還包括:蒸餾塔，所述的蒸餾塔通過(guò)循環(huán)管道與曝氣池連接，曝氣池處理后的一部分海水流入凈化塔進(jìn)行軟化處理，另一部分流入蒸餾塔，從而可以產(chǎn)生大量純凈水的同時(shí)，得到結(jié)晶物，實(shí)現(xiàn)了海水的綜合利用。
[0020]優(yōu)選的，還包括:SO2檢測(cè)儀、溫度檢測(cè)裝置、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、流量檢測(cè)裝置、反饋控制器、前饋控制器和可編程邏輯控制器，所述的供應(yīng)池、吸收塔、曝氣池、凈化塔和蒸餾塔中均設(shè)有SO2檢測(cè)儀、溫度檢測(cè)裝置，供應(yīng)池、吸收塔、曝氣池、凈化塔和蒸餾塔的入口處的循環(huán)管道上均設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和流量檢測(cè)裝置，所述的流量檢測(cè)裝置設(shè)于供應(yīng)池、吸收塔、曝氣池、凈化塔或蒸餾塔與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥之間，所述的反饋控制器分別與SO2檢測(cè)儀、溫度檢測(cè)裝置和可編程邏輯控制器連接，所述的可編程邏輯控制器分別與前饋控制器和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥連接，從而在保證預(yù)期的302脫除率的同時(shí)準(zhǔn)確控制海水循環(huán)的運(yùn)行。
[0021]本發(fā)明中，所述的GLS海水換熱器包括:換熱管、固定端管板、折流板、鉤圈、浮頭管板、浮頭端蓋和殼體，其中，換熱管的一端固定于固定端管板上，另一端固定于浮頭管板上，浮頭管板設(shè)置于浮頭端蓋與鉤圈之間，折流板與換熱管垂直設(shè)置，并且折流板的一端固定于殼體上，另一端固定于換熱管上，從而本發(fā)明利用虹吸井海水與煙氣進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)了海水綜合利用，并且使得煙氣溫度在最佳吸收溫度范圍內(nèi)。
[0022]優(yōu)選的，所述的GLS海水換熱器與吸收塔之間還設(shè)有引風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)分別與GLS海水換熱器和增壓風(fēng)機(jī)連接，增壓風(fēng)機(jī)與吸收塔連接；增壓風(fēng)機(jī)的兩端還設(shè)有旁路煙道和旁路擋板，從而提高了引風(fēng)機(jī)效率，節(jié)省了總功率，起到了節(jié)能效果，且目前，本領(lǐng)域技術(shù)人員并未意識(shí)到海水阻力的問(wèn)題，屬于本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)之一。
[0023]更優(yōu)選的，所述的吸收塔還包括:噴淋水管道和噴淋裝置，其中，噴淋水管道固定于吸收塔的內(nèi)壁上；噴淋裝置包括:布水器和布水管，布水器與噴淋水管道固定連接，布水管設(shè)于布水器上；所述的布水器包括:噴淋淋頭和多層金屬網(wǎng)格，所述的金屬網(wǎng)格設(shè)于噴淋淋頭與噴淋水管道之間；噴淋淋頭的頂端設(shè)有多個(gè)噴孔；所述的布水器還包括吸水層，所述的吸水層設(shè)于金屬網(wǎng)格與噴淋水管道之間，從而可以通過(guò)多層金屬網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)二次或多次布水，并控制噴淋裝置實(shí)際孔徑的大小，將水滴分散成粒徑不同的細(xì)小水滴，在自下而上的氣體的作用下附著在平板壁面，起到均勻布水的效果，避免了液滴集中成水流；同時(shí)網(wǎng)格間液滴與氣流之間的熱質(zhì)交換增強(qiáng)了對(duì)流傳熱傳質(zhì)的均流效果。
[0024]進(jìn)一步優(yōu)選的，本發(fā)明中所述的吸水層采用瑋平針針織圓筒狀織物作為吸水材料，從而可以保證保水量的同時(shí)，通過(guò)面積的增加與水速的增加，進(jìn)一步強(qiáng)化了二次空氣和水傳熱傳質(zhì)的效果。
[0025]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的金屬網(wǎng)格的網(wǎng)格形狀為波紋狀，且布水管的截面積大于等于各噴孔截面積之和的3倍，從而可以增加布水面積，同時(shí)使得布水面積均勻度最大，進(jìn)一步提尚了脫硫效率。
[0026]上述系統(tǒng)中，所述的吸收塔還包括:出氣口和篩網(wǎng)，所述的篩網(wǎng)設(shè)于出氣口的下方并與吸收塔的內(nèi)壁固定連接，從而可以降低煙氣粉塵濃度，降低排放煙氣對(duì)環(huán)境的危害性。
[0027]優(yōu)選的，所述的篩網(wǎng)為酚醛樹(shù)脂類(lèi)納米級(jí)篩網(wǎng)，篩網(wǎng)的孔徑為10?lOOnm，從而可以使粉塵在篩網(wǎng)的一端沉積下來(lái)并且能有效防止排氣口氣體壓力過(guò)大而降低管道壽命的問(wèn)題，同時(shí)該篩網(wǎng)抗酸性腐蝕、耐高溫，可過(guò)濾掉煙氣中絕大部分的粉塵，使得收塵效率大于 99%o
[0028]前述的系統(tǒng)中，當(dāng)篩網(wǎng)的過(guò)濾效率降低時(shí)，對(duì)篩網(wǎng)進(jìn)行除塵處理一一先用酸液浸泡篩網(wǎng)除去金屬氧化物，再對(duì)篩網(wǎng)進(jìn)行灼燒，除去碳、硫單質(zhì)，即可疏通篩網(wǎng)堵塞的納米孔洞，恢復(fù)其過(guò)濾效率。
[0029]前述系統(tǒng)中，所述的除塵裝置采用袋式除塵器或電-袋式復(fù)合除塵器，從而可以降低二級(jí)布袋除塵單元除塵負(fù)荷，進(jìn)而可以選擇更高的過(guò)濾速度，使清灰間隔時(shí)間延長(zhǎng)，降低運(yùn)行費(fèi)用；另一方面由于布袋除塵器對(duì)細(xì)微塵粒脫除效率高，從而可以大大提高對(duì)粒徑在10 ym以下塵粒的捕集效率。
[0030]采用前述新型海水脫硫系統(tǒng)進(jìn)行脫硫的方法，包括以下步驟:控制海水流入供應(yīng)池，再經(jīng)循環(huán)管道流入吸收塔，對(duì)吸收塔中的煙氣進(jìn)行脫硫處理，脫硫處理后的海水由吸收塔流入曝氣池，曝氣池處理后，一部分海水流出，另一部分海水流入凈化塔進(jìn)行軟化處理；軟化處理后的海水再經(jīng)循環(huán)管道流入供應(yīng)池。
[0031]優(yōu)選的，所述方法還包括:通過(guò)SO2檢測(cè)儀、溫度檢測(cè)裝置、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、流量檢測(cè)裝置、反饋