一种缓解结垢的烟气脱酸塔系统的制作方法

1.本实用新型属于焚烧烟气处理领域，尤其涉及一种缓解结垢的烟气脱酸塔系统，主要用于城镇污水处理场脱干污泥干化焚烧烟气的净化。


背景技术：

2.污泥干化器焚烧炉所产生的烟气(高温烟气温度高于850℃)经余热锅炉热量回收后(烟气250℃)，烟气经静电除尘器除尘，再经过布袋除尘器除尘，然后到烟气洗涤塔中洗涤(烟气温度小于180℃)，脱除酸性气体达成净化的目的，其中洗涤塔采用污水处理厂的出水尾水作为烟气脱酸塔水源。
3.结合图1所示，烟气洗涤塔10作为除尘降温、净化酸性气体的关键设备，其设有烟气进口11、循环碱液出口15以及排污口18，中部设有中水进口13、碱液进口14，内部设有循环碱液喷头，顶部设有烟气出口12，其中循环碱液出口15环碱液喷头连通；经研究发现，此类烟气洗涤塔存在以下问题：(1)进口烟气温度过高，虽然碱液吸收烟气中的so2是采用化学方式控制速度的，但是吸收过程中温度越低越好；若烟气温度过高，将会导致主要的so2洗涤段处于高温状态，不利于碱液的置换利用，效率明显偏低；(2)整个烟气洗涤塔设计成两段式，上层降温下层除去酸性气体，不仅设备更加复杂，并且由于两层的设计，使得最重要的下层塔高明显过少，加剧了去除酸性气体的难度，增加的碱液用量；(3)洗涤塔无论上层还是下层的洗涤废水都在底部聚集，并进行循环利用，对洗涤塔过程中的结垢物质没有进行考虑，导致了后期不断的结垢、堵塞情况发生。(4)碱液加入洗涤塔底部，导致一部分碱液从底部流出，效率低，但是如果加在碱液管路中，由于底部水的温度过高，碱液会析出成晶体；(5)导致碱液循环管道堵塞。
4.而自2019年开始，由于污水厂出水提标升级改造，在污水处理环节添加了聚合氯化铝，导致中水中含有此物质，使得现有的烟气洗涤塔的设计缺陷暴露的更加明显，导致循环管路结垢堵塞频率加剧，从原先的季度一次清堵加重至两周左右一次清堵，严重影响了运行的安全稳定连续性，增加了设备及碱液的损耗。通过对洗涤塔的分析研究，只有洗涤塔内的物质流相互接触过程中发生反应才能够产生如此多的沉淀物质。因此对可以发生反应的物质流进行研究，naoh碱液与烟气中的co2、so2反应，生成的物质都易溶于水；只有中水中含有的ca
2
、mg
2
离子与烟气中so2反应，生成caso4和caso3会产生大量沉淀物质。但是由于污水厂工艺进行了调整，在水中加入的聚合氯化铝，聚合氯化铝可以将水中的悬浮物caso4和caso3等快速的聚合在一起并沉淀下来。聚合氯化铝在整个过程中类易于催化物的性质，反应式为alcl3 3naoh
→
al(oh)3↓
3nacl，聚合氯化铝碰到碱液后会发生反应，随着聚合的沉淀物一起沉淀；结垢在管壁上时，由于碱液浓度较高，沉淀的氢氧化铝的反应式为al(oh)3↓
naoh
→
naalo2 2h2o，即会与碱液发生反应生产偏铝酸钠，从而离开沉淀物；所以使得沉淀物的xrd图中没有分析出al的成分，只有caso4和caso3的沉淀物质。由于污水处理对水质的要求，污水中的聚合氯化铝的添加存在必要性，因此无法去除中水中含有的聚合氯化铝，因而需要减少caso4和caso3的沉淀物质的生成。
5.鉴于上述情况，亟待研发一种新的烟气脱酸塔，能够减少喷头等的结垢现象，从而解决结垢导致的停机情况，同时减少由于结垢导致的碱液的消耗，解决喷嘴等结垢堵塞造成的酸性气体排放超标的情况。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种缓解结垢的烟气脱酸塔系统，通过在烟气脱酸塔的外部增加循环箱，采用连通器原理使得烟气脱酸塔底部畜水层上部积液溢流至循环箱中，并将中水、碱液的消耗补充补入循环箱中，同时优化现有的喷淋管路，从而使得结垢问题得到妥善的改良，降低碱液的消耗量，实现降本增效，解决由于结垢造成的堵塞清洗的问题，从而保证烟气脱酸塔系统运行的连续性和稳定性。
7.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
8.本实用新型的提供了一种缓解结垢的烟气脱酸塔系统，包括烟气脱酸塔以及与所述烟气脱酸塔底部蓄水层连通的循环箱；
9.所述烟气脱酸塔的畜水层底部设有排污口，所述烟气脱酸塔的畜水层上部设有烟气进口，所述烟气脱酸塔的顶部设有烟气出口，所述烟气脱酸塔的内部设有第一喷头和第二喷头；
10.所述循环箱的底部设有喷淋管路和喷淋备用回路，所述喷淋管路与所述第一喷头连通，所述喷淋备用回路与所述第二喷头连通；所述喷淋管路上设有第一循环泵；所述喷淋备用回路上设有第二循环泵。
11.优选地，所述循环箱的顶部设有碱液进口和中水进口。
12.优选地，所述喷淋管路与所述喷淋备用回路上均设有流量计、温度计和ph计。
13.优选地，所述喷淋管路与所述喷淋备用回路上均设有压力变更器。
14.优选地，所述喷淋管路与所述喷淋备用回路上通过第三管道连通；所述第三管道上设有阀门。
15.本实用新型所提供的缓解结垢的烟气脱酸塔系统的有益效果：
16.1、本实用新型所提供的缓解结垢的烟气脱酸塔系统，通过在烟气脱酸塔的外部增加循环箱，采用连通器原理使得烟气脱酸塔底部畜水层上部积液溢流至循环箱中，并将中水、碱液的消耗补充补入循环箱中，同时优化现有的喷淋管路，从而使得结垢问题得到妥善的改良，降低碱液的消耗量，实现降本增效，解决由于结垢造成的堵塞清洗的问题，从而保证烟气脱酸塔系统运行的连续性和稳定性；
17.2、本实用新型所提供的缓解结垢的烟气脱酸塔系统，通过对喷淋管路进行改造，采用一用一备两条线，一方面保证喷头、管道等结垢时不停机维修，另一方面当烟气脱酸塔进口烟气温度过高时，两条线一起使用，通过增加喷淋量降低烟气温度，从而提高酸性气体的吸收效率。
附图说明
18.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
19.图1为现有的烟气脱酸塔的示意图；
20.图2为本实用新型的缓解结垢的烟气脱酸塔系统的结构示意图；
21.图3为本实用新型的喷淋管路和喷淋备用回路的结构示意图；
22.图1中，10为烟气脱酸塔，11为烟气进口，12为烟气出口，13为中水进口，14为碱液进口，15为循环碱液出口，16为循环泵，17为循环管道，18为排污口；
23.图2中，20为烟气脱酸塔，21为烟气进口，22为烟气出口，23为中水进口，24为碱液进口，25为循环箱，26为第一循环泵，27为第二循环泵，28排污口，29为喷淋备用回路，30为喷淋管路，31为溢流管；
24.图3中，32为温度计，33为压力变更器，34为流量计，35为ph计，36为阀门，37为第三管道，38为平台。
具体实施方式
25.为了能更好地理解本实用新型的上述技术方案，下面结合实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
26.结合图2所示，本实用新型所提供的缓解结垢的烟气脱酸塔系统，包括烟气脱酸塔20以及与烟气脱酸塔20底部蓄水层连通的循环箱25；烟气脱酸塔20的蓄水层底部设有排污口28，烟气脱酸塔20的蓄水层上部设有烟气进口21，烟气脱酸塔20的顶部设有烟气出口22，烟气脱酸塔20的内部设有第一喷头和第二喷头；循环箱25的底部设有喷淋管路30和喷淋备用回路29，喷淋管路30与第一喷头连通，喷淋备用回路29与第二喷头连通；喷淋管路30上设有第一循环泵26；喷淋备用回路29上设有第二循环泵27。该烟气脱酸塔20系统在原有的烟气脱酸塔20基础上进行改进，采用喷淋管路30和喷淋备用回路29两条循环水管路，一用一备，当喷头、管路结垢时，堵一条实现不停机检修，另一方面，当进口烟气温度过高时，可以两条一起用，增加喷淋量，降低烟气脱酸塔20下层温度，从而提高酸性气体的吸收效率。
27.结合图2所示，在一个具体的实施例中，循环箱25与烟气脱酸塔20通过溢流管31连接，利用连通器原理使得烟气脱酸塔20底部畜水层上部的积液溢流到循环箱25内，可有效减小烟气净化过程中生成的沉淀物进入到循环水系统中。
28.结合图2所示，在一个具体的实施例中，循环箱25的顶部设有碱液进口24和中水进口23；通过在烟气脱酸塔20外增加的循环箱25，将中水、碱液的消耗补充从直接补入烟气脱酸塔20改为补入循环箱25中，可有效解决沉淀物不断被循环泵进循环水系统，同时碱液可有效直接进入循环泵之前的循环箱25投入，防止二次物料流失；另外在循环箱25内增加中水的投入，通过控制中水循环和使用量，有效解决温度控制，同时节约耗水量。
29.结合图3所示，在一个具体的实施例中，喷淋管路30与所述喷淋备用回路29上均设有流量计34、温度计32和ph计35，用以检测循环水喷淋过程中的流量、温度以及酸碱度，便于更好的控制烟气净化过程。
30.结合图3所示，在一个具体的实施例中，喷淋管路30与所述喷淋备用回路29上均设有压力变更器33，用以检测喷淋管路30与所述喷淋备用回路29的压力，便于更好的调节烟气净化过程参数。
31.结合图3所示，在一个具体的实施例中，喷淋管路30与所述喷淋备用回路29上通过第三管道37连通，其中第三管道37上设有阀门36，在同时使用两条循环回路时，以保证两条管路的各项参数相同，更好的控制烟气净化过程。
32.下面结合具体的例子对本实用新型的缓解结垢的烟气脱酸塔系统作进一步介绍。
33.实施例
34.采用的如图1所示的现有的烟气脱酸塔，对烟气进行净化，采用含有30％碱性溶液的循环水，长期运行后，喷嘴时常有结晶堵塞现象，喷淋管路阀门也容易出现碱液结晶引起堵塞现象；而一旦堵塞情况严重，将导致为其排放超标，从而导致单线停运，为减少堵塞情况以及停机情况发生，需要对现有的烟气脱酸塔进行改造，主要从减少沉淀物的生成考虑；由于caso4和caso3的沉淀物质更易在碱性中产生，因此需要考虑控制洗涤塔底部水ph值中性甚至偏酸性，但是烟气脱酸塔下层塔高限制，喷淋的碱液很难全部与烟气中的酸性气体完全反应，导致有部分碱液进入到洗涤塔底部，使得底部水的ph较高，且随着运行过程中循环管路结垢的不断严重，循环流量不断减少，此时则需要补充更多的碱液以保证烟气指标达标；而随着碱液的增加，会导致更多的碱液进入底部中水，加速沉淀物的生成；当碱液使用量达到200l/h后，整个系统恶化的非常严重，接下来碱液使用量再超过200l/h时，则无法增加烟气脱酸塔除去酸性气体的效率，此时则必须停下来进行清洗。
35.采用如图1所示的烟气脱酸塔对烟气处理过程中，根据2019年6月23日大修修完后至年底的运行记录，由于需要清理喷头而停运的累计次数达到10次，停ab线的直接损失运行时间为68h，由于启停焚烧线前后至少需1小时才能达到运行和停运要求，因此每停一次间接损失运行时间至少为2h，总损失运行时间至少88h；湿污泥的平均处理量为25t/h，累计至少影响污泥处理量为2200t。上述过程中，平均喷嘴清理一次的人员成本为3000元左右，启停炉以及烘炉需要一次使用燃油1.5t左右，柴油均价为7000元/t，总计造成运行成本上升135000元；而且启炉后，为保证整个运行过程的稳定和安全，整个污泥处理的负荷只能缓慢上升，至少需要长达12h以后才能使得整个运行工况达到满负荷并保存稳定。由于启停炉需要操作一系列的设备设施，加大了现场运行人员的运行强度，使得运行人员的误操作率有所上升，对于整个系统的安全稳定运行造成隐患。最后频繁的启停炉，对于设备也会造成各种损伤，缩短设备的运行寿命。
36.在现有基础上进行改造，得到如图2所示的缓解结垢的烟气脱酸塔系统，采用该烟气脱酸塔系统进行烟气净化时，碱液使用量有明显减少，碱液使用量单耗由下降7.3kg/tds，每年约可节约碱液219t，共计费用162万余元。
37.经过上述改造后，不仅有效降低了烟气脱酸塔系统中管道、喷头等的结垢情况，以及解决了原有烟气脱酸塔存在循环水的温度及底部沉淀物等问题，改善了循环水的水质，促使各个部件稳定运行，而且有效减少了检修次数以及物料损耗，在材料上节约了调料搬进出成本，实现烟气中酸性气体排放达标，消除由于烟气超标以及结垢等情况引起的焚烧炉停运问题。
38.本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。