一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统的制作方法

1.本发明涉及一种脱硫系统，尤其涉及一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统。


背景技术：

2.电解铝属于高污染高耗能行业，在全球倡导节能减排的背景下，通过技术创新，在控制低能耗的同时，满足环保要求，是大势所趋。
3.因此，在碳排放和环保的双重压力下，亟需开发铝电解烟气超低能耗脱硫系统。铝电解烟气中的二氧化硫具有烟气量大，浓度低（200mg/nm3左右）的特点，对于铝电解烟气中二氧化硫的处理工艺主要包括石灰石石膏湿法脱硫以及半干法脱硫。
4.其中，半干法脱硫是在反应器内加入ca(oh)2粉末和雾化水，吸收烟气中的二氧化硫。完成吸附作用的烟气、产生的亚硫酸钙以及未反应的氢氧化钙颗粒物在除尘器内完成分离。该技术具有系统运行无腐蚀，无需废水处理的优点，但是在实际运行中存在能耗高，脱硫剂用量大，脱硫后的固体废弃物杂质较多不易销售的缺点。
5.石灰石石膏法脱硫是石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收剂浆；在吸收塔内，吸收剂浆液与烟气接触混合，烟气中的so2与浆液中的碳酸钙和鼓入的氧化空气进行化学反应。具有成熟，可靠，对烟气变化适用性强，脱硫效率高的特点，但是实际运行中能耗依然较高，且需要定期进行大修，更换防腐材料。脱硫塔大修时间一般较长，如系统配置一座脱硫塔，则大修时烟气未经处理直接从旁路烟囱排出，如系统配置一用一备脱硫塔，则造价过高，且占地面积过大。由于脱硫塔较高，其上连接烟囱，共计60m以上，施工和检修涉及大量高空作业，难度较大，安全性较低。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题本发明提供一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统，目的在于降低铝电解烟气脱硫能耗。
7.为达上述目的，本发明是这样实现的：一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统，包括电解烟气氧化铝干法吸附系统烟气出口与卧式脱硫反应器烟气进口连接，卧式脱硫反应器烟气出口与烟囱连接，在卧式脱硫反应器外面设有循环池，循环池通过循环管道连接到卧式脱硫反应器内，在卧式脱硫反应器内的循环管道上设有喷淋装置。
8.所述的卧式脱硫反应器内烟气进口侧设有碰撞弹射装置，喷淋装置设在碰撞弹射装置的烟气出口侧。
9.所述的循环管道上设有循环泵，循环泵设在卧式脱硫反应器外面。
10.所述的卧式脱硫反应器烟气流动末端底部设有回收管道，回收管道与循环池顶部连通。
11.所述的卧式脱硫反应器烟气出口侧上方设有除雾器，除雾器与烟气出口连通，电解烟气氧化铝干法吸附系统烟气出口与卧式脱硫反应器烟气进口连接处设有风机。
12.所述的风机与电解烟气氧化铝干法吸附系统共用，或以增压风机的形式与氧化铝
干法吸附系统风机串联使用。
13.所述的卧式脱硫反应器采用撬装式结构。
14.所述的卧式脱硫反应器高度为3~10m，卧式脱硫反应器采用防腐材料2205不锈钢。
15.所述的卧式脱硫反应器为多组并联，并联结构为平面或立面并联。
16.所述的卧式脱硫反应器的进口侧设有换热器。
17.本发明的优点效果：本发明能耗远低于传统石灰石石膏法脱硫，维护检修更为方便，无需频繁更换防腐材料，无需长时间停产检修。卧式脱硫反应器设备高度低，安装难度小。卧式脱硫反应器采用撬装式结构施工风险低，周期快。脱硫反应效率高，所需钙硫比、液气比、设备阻力远低于传统石灰石石膏法脱硫。投资成本略低于传统石灰石石膏法脱硫，运行成本远低于传统石灰石石膏法脱硫。
附图说明
18.图1是本发明的结构示意图。
19.图中：1、电解烟气氧化铝干法吸附系统；2、风机；3、卧式脱硫反应器；4、循环泵；5、循环池；6、烟囱；7、新石灰石浆液管道；8、碰撞弹射装置；9、喷淋装置；10、除雾器。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明加以详细描述，但本发明的保护范围不受示意图所限。
实施例1
21.如图1所示，一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统，包括电解烟气氧化铝干法吸附系统1烟气出口与卧式脱硫反应器3烟气进口连接，卧式脱硫反应器3烟气出口与烟囱6连接，在卧式脱硫反应器3外面设有循环池5，循环池5通过循环管道连接到卧式脱硫反应器3内，在卧式脱硫反应器3内的循环管道上设有喷淋装置9，喷淋装置9为多个喷嘴组成的网格状。卧式脱硫反应器3内设有新石灰石浆液管道7。新石灰石浆液管道7的末端设有喷淋装置9。
22.所述的卧式脱硫反应器3内烟气进口侧设有碰撞弹射装置8，喷淋装置9设在碰撞弹射装置8的烟气出口侧。本实施例碰撞弹射装置8为格栅板。
23.所述的循环管道上设有循环泵4，循环泵4设在卧式脱硫反应器外面。
24.所述的卧式脱硫反应器3烟气流动末端底部设有回收管道，回收管道与循环池5顶部连通。
25.所述的卧式脱硫反应器3烟气出口侧上方设有除雾器10，除雾器10与烟气出口连通，电解烟气氧化铝干法吸附系统1烟气出口与卧式脱硫反应器3烟气进口连接处设有风机2。
26.所述的风机2与电解烟气氧化铝干法吸附系统共用，或以增压风机的形式与氧化铝干法吸附系统风机串联使用。
27.所述的卧式脱硫反应器3采用撬装式结构。
28.所述的卧式脱硫反应器3高度为3~10m，卧式脱硫反应器3采用防腐材料2205不锈钢。
29.所述的卧式脱硫反应器3为多组并联，并联结构为平面或立面并联。卧式脱硫反应
器立面并联设置三层，总高度最高才能达到30m，小于现有脱硫塔60m的高度。有效降低循环泵扬程，减少循环泵能耗。
30.所述的卧式脱硫反应器3的进口侧设有换热器。
实施例2
31.实施例1中的新石灰石浆液管道与循环池5连接。其它同实施例1。
32.本发明的工作原理：烟气经电解烟气氧化铝干法吸附系统1处理后进入卧式脱硫反应器3，风机2置于电解烟气氧化铝干法吸附系统1与卧式脱硫反应器3之间，为整个净化系统烟气提供动力。新石灰石浆液通过新石灰石浆液管道7进入卧式脱硫反应器3参与脱硫反应。浆液通过循环泵4从循环池5送至卧式脱硫反应器3内喷嘴，与烟气反应吸收烟气中的二氧化硫。卧式脱硫反应器内喷嘴喷出的浆液通过在格栅板上碰撞弹射控制雾滴大小至微米级，浆液雾滴比表面积大，反应效率高，因此，所需浆液液气比低，设备阻力低。反应效率远超传统脱硫塔。脱硫后的烟气经过烟囱6排入大气。
33.本发明由于卧式脱硫反应器设备高度低，因此喷淋高度低，从而有效降低循环泵扬程，减少循环泵能耗。格栅板和喷淋装置使其通过碰撞弹射方式提高反应效率，使卧式脱硫反应器所需液气比低，从而降低循环泵流量，减少循环泵能耗。卧式脱硫反应器设备阻力低，因此风机能耗低。循环池外置，因此维护检修方便，无需长时间停产检修。采用2205不锈钢，运行维护简便，无需进行定期大修，更换防腐材料。本发明可以完全实现烟气中二氧化硫的超低排放，且依靠低阻力、低喷淋强度、低液气比，低品位脱硫剂（石灰石）、低钙硫比特点。
34.下面通过在电解烟气系统中现场试运行得出：在电解烟气干法脱氟装置后设置本发明，处理风量10000 m3/h，主要实验装置包括卧式脱硫反应器1台，浆液箱1座，循环泵1台，风机1台，测试时调节风机频率，将烟气流量控制在10000 m3/h，在卧式脱硫反应器前后设置采样孔，测试二氧化硫浓度。运行实例测试结果表明，卧式脱硫反应器本体阻力小于500 pa（远低于传统脱硫塔的900 pa），二氧化硫入口浓度约为150-350 mg/nm3，出口能够实现二氧化硫低于35 mg/nm3超低排放（一般排放低至0-15 mg/nm3），液气比控制在1.5~2 l/nm3（远低于传统脱硫塔的3~3.5 l/nm3），经计算，该技术投资成本略低于传统脱硫塔，运行成本远低于传统脱硫塔。其吨铝实际电耗为40~50 kw
·
h/t-al（传统湿法脱硫电耗约为80 kw
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h/t-al，霍煤鸿骏湿法脱硫电耗约为100~130 kw
·
h/t-al）。此外，由于反应效率高，其钙硫比约为1.01（传统湿法脱硫钙硫比约为1.03）。运行成本对比结果表明，采用该系统后，运行成本约为23.6元/t-al（传统脱硫塔运行成本约为33.6元/t-al）。

技术特征：
1.一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统，其特征在于电解烟气氧化铝干法吸附系统烟气出口与卧式脱硫反应器烟气进口连接，卧式脱硫反应器烟气出口与烟囱连接，在卧式脱硫反应器外面设有循环池，循环池通过循环管道连接到卧式脱硫反应器内，在卧式脱硫反应器内的循环管道上设有喷淋装置。2.根据权利要求1所述的一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统，其特征在于所述的卧式脱硫反应器内烟气进口侧设有碰撞弹射装置，喷淋装置设在碰撞弹射装置的烟气出口侧。3.根据权利要求1所述的一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统，其特征在于所述的循环管道上设有循环泵，循环泵设在卧式脱硫反应器外面。4.根据权利要求1所述的一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统，其特征在于所述的卧式脱硫反应器烟气流动末端底部设有回收管道，回收管道与循环池顶部连通。5.根据权利要求1所述的一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统，其特征在于所述的卧式脱硫反应器烟气出口侧上方设有除雾器，除雾器与烟气出口连通，电解烟气氧化铝干法吸附系统烟气出口与卧式脱硫反应器烟气进口连接处设有风机。6.根据权利要求1所述的一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统，其特征在于所述的风机与电解烟气氧化铝干法吸附系统共用，或以增压风机的形式与氧化铝干法吸附系统风机串联使用。7.根据权利要求1所述的一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统，其特征在于所述的卧式脱硫反应器采用撬装式结构。8.据权利要求1所述的一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统，其特征在于所述的卧式脱硫反应器高度为3~10m，卧式脱硫反应器采用防腐材料2205不锈钢。9.根据权利要求1所述的一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统，其特征在于所述的卧式脱硫反应器为多组并联，并联结构为平面或立面并联。10.根据权利要求1所述的一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统，其特征在于所述的卧式脱硫反应器的进口侧设有换热器。

技术总结
本发明涉及一种脱硫系统，尤其涉及一种铝电解烟气超低能耗脱硫系统。包括电解烟气氧化铝干法吸附系统烟气出口与卧式脱硫反应器烟气进口连接，卧式脱硫反应器烟气出口与烟囱连接，在卧式脱硫反应器外面设有循环池，循环池通过循环管道连接到卧式脱硫反应器反应腔内，在卧式脱硫反应器内的循环管道上设有喷淋装置。本发明降低脱硫系统能耗，将循环系统外置，减少了浆液喷淋高度，通过碰撞弹射等方式提高反应效率，降低液气比和设备阻力，进而减少循环浆液系统和主引风机的能耗。环浆液系统和主引风机的能耗。环浆液系统和主引风机的能耗。


技术研发人员：李雪娇 宋海琛 刘竹昕 王文博 胡红胜 赵科松 艾秀娟 孙阳 黄开旺 曲晨驰 刘彻 尹良明
受保护的技术使用者：沈阳博宇科技有限责任公司
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/7/18