[发明专利]用于湿式氨法脱硫的三循环脱硫方法及烟气脱硫塔或系统

说明书

技术领域

本发明涉及环保领域，尤其涉及一种三循环脱硫方法及烟气脱硫塔或系统。

背景技术

国家发展改革委、环境保护部以及国家能源局2014年印发的《煤电节能减排升级与改造行动计划》（2014-2020）中的“（四）严控大气污染物排放。新建燃煤发电机组（含在建和项目已纳入国家火电建设规划的机组）应同步建设先进高效脱硫、脱硝和除尘设施，不得设置烟气旁路。东部地区（11省市）新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值（即在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于5、35、50毫克/立方米），中部地区（8省）新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值。支持同步开展大气污染物联合协同脱除，减少三氧化硫、汞、砷等污染物排放。”

烟气脱硫吸收塔是烟气脱硫工艺中最关键的装置。吸收塔结构设计的合理性直接关系到脱硫效率、脱硫剂利用率、亚盐氧化效率及装置能耗的高低。在湿式脱硫工艺中，由于浆液中含有较多的固体物质，容易结垢、沉积，因此多采用喷淋空塔。喷淋空塔的特点是系统不易结垢、堵塞，烟气压降小，但进入脱硫塔的烟气温度较高（未设GGH的情况下，烟气温度一般≥130℃），烟气降温和二氧化硫的吸收在脱硫塔内同一个区域进行，一方面烟气温度高不利于浆液对二氧化硫的吸收，另一方面循环吸收浆液密度较高,浆液粘度大，不利于气液传质，为了获得理想的脱硫效率，就必须靠增加液气比来实现，这便大大增加了脱硫系统的运行功耗。

在湿式氨法脱硫工艺中，气溶胶产生的主要途径有两种：一是氨水挥发的气态氨与烟气中的二氧化硫通过气相反应生成亚硫酸铵、亚硫酸氢氨、硫酸铵等气溶胶颗粒。该反应主要取决于烟气中氨和二氧化硫的浓度，其中气态氨量和氨水浓度及其温度有关，随着氨水浓度及温度的提高从氨水中挥发出来的氨增多，气相中的氨浓度增大，生成的气溶胶颗粒也会随之增加；二是氨水吸收烟气中二氧化硫后的脱硫液滴在高温烟气中，由于蒸发作用析出固态颗粒，该机理与烟气及氨水脱硫液温度存在较大关系。其影响因素主要有烟气温度、氨水浓度、液气比、pH值等。在湿式氨法脱硫工艺中，氨逃逸实际是指氨气、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵、硫酸铵的逃逸。影响氨逃逸的主要因素是进口烟气温度、吸收液pH值、浓度和液气比等。因此对于湿式氨法脱硫工艺来说，若增加液气比会增加上述气溶胶的产生以及氨逃逸量的增加。

另外，在传统的喷淋空塔中，对于湿式氨法脱硫而言，往往还存在以下问题：

（1）传统的喷淋空塔中，为提高二氧化硫脱除率，往往需要选择较大的液气比，导致氨逃逸量的增加以及产生更多的气溶胶，这在运行中是不经济的，甚至也是不被允许的。

（2）传统的喷淋空塔中，设计脱硫效率为95%以上，但在实际运行过程中，脱硫效率往往只有80%-90%，低于设计值。

（3）传统的喷淋空塔中，塔内烟气往往分布不均匀，导致吸收塔内局部截面上烟气量较大，喷淋浆液量一定的情况下，二氧化硫去除率较低，只有80%-95%，不能满足现有超低排放的环保新要求。

（4）传统的喷淋空塔中，只有一种浓度的浆液（15%-20%），为了获得足够的浆液停留时间（固体物停留时间≥15h），运行的浆液密度一般都较高(1070-1100Kg/m3)。入口干烟气经喷淋吸收后变为饱和湿烟气，且携带大量的浆液，由于浆液的密度较高，导致除雾器的工作负荷较大，因此结垢堵塞的风险也会越大。

（5）传统的喷淋空塔中，中间产物亚硫酸铵的氧化将随着浆液密度的升高而变得更困难，在较高浆液密度条件下运行，亚硫酸铵的氧化效果较差，同时排出的硫酸铵浆液中还会裹覆一些未反应完全的脱硫剂，这些都会直接影响副产物的品质。

（6）传统的喷淋空塔中，为了提高二氧化硫的脱硫效率，浆液pH值一般控制的较高，为pH5.0-6.0，往往忽视了副产物的氧化和结晶需要的较低pH值4.0-5.0。

目前，国家对燃煤锅炉二氧化硫排放标准的提高，传统的喷淋空塔湿式氨法脱硫工艺已经不能满足环保要求。因此，必须从技术上对其进行改造，以适应新的环保要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于湿式氨法脱硫的三循环脱硫方法及烟气脱硫塔或系统，该方法先通过高浓度、低pH值的浆液对烟气进行处理，以保证副产物的氧化和结晶环境，再通过低浓度、高pH值的浆液对继续烟气进行处理，以提高二氧化硫的脱硫效率，保证脱硫效率在95%以上。