CN101053759A - 氨－硫铵法双循环三段脱硫塔 - Google Patents

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本发明涉及湿法烟气脱硫领域，更具体涉及一种氨－硫铵法烟气脱硫塔。脱硫塔塔体分为三段，塔体下段为吸收循环液池、塔体中段为浓缩降温段，塔体上段为吸收段。浓缩降温段上下两个端面分别用断塔板与吸收段和吸收循环液池进行隔离。本发明的氨－硫铵法双循环三段脱硫塔，解决了常规单塔和多塔组合设计的不足。利用高温烟气对副产物硫酸铵进行浓缩，同时使原烟气温度降低到有利于吸收的温度。脱硫塔的双循环设计，使循环吸收液不直接与高温烟气接触，可以将吸收循环液控制在相对较低的浓度，有利于脱硫净烟气避免形成气溶胶的条件，且使送入氧化槽的溶液接近最佳氧化浓度，利用入口烟气的热量对硫酸铵稀溶液进行循环浓缩，降低烟气脱硫综合成本。

Description

氨-硫铵法双循环三段脱硫塔
技术领域
本发明涉及湿法烟气脱硫领域，更具体涉及一种氨-硫铵法烟气脱硫塔。
背景技术
目前国内氨-硫铵脱硫工艺应用实例中，有些直接采用常规单塔。氨-硫铵脱硫工艺采用常规单塔，主要存在以下几个的技术障碍。1)常规单塔，循环吸收液直接与高温烟气接触，不但使吸收反应变缓，还会使部分反应产物分解，影响吸收效果。2)常规单塔在脱硫循环液池中直接将亚硫酸铵氧化成硫酸铵，为保证外排副产品的品质，循环液成分主要为硫酸铵。吸收液中对SO2起吸收作用的主要是亚硫酸铵，而硫酸铵成分对吸收有一定的抑制作用。因此，单塔对脱硫效率有一定的影响。3)氨容易挥发。如果采用常规单塔和脱硫剂的补充方式，极易造成氨的携带逃逸，影响氨的利用率，造成氨的二次污染。4)常规单塔，溶液浓度常偏离亚硫酸镁最佳氧化浓度较多，氧化率不理想。5)常规单塔，如果循环液浓度高，容易产生气溶胶现象；如果循环液浓度偏低，后续副产品提取工艺中的能耗将会偏高，增加脱硫成本。
目前国内氨-硫铵脱硫工艺应用实例中，也有部分采用多塔组合的工艺方式。多塔组合能解决常规单塔的上述问题，但系统复杂，烟气流程阻力大，能耗较高，装置占地面积大。
发明内容
针对上述存在问题，本发明的目的是避免常规单塔和多塔的弱点和缺陷，提出一种氨-硫铵法双循环三段脱硫塔。
为达到上述目的，其技术解决方案为：脱硫塔塔体分为三段，塔体下段为吸收循环液池、塔体中段为浓缩降温段，塔体上段为吸收段。烟气入口设在浓缩降温段侧壁下部，浓缩降温段上下两个端面分别用断塔板与吸收段和吸收循环液池进行隔离；设在浓缩降温段和吸收段之间的断塔板上设有均匀分布的风帽，对进入吸收段的烟气还起均布作用，使吸收段中的循环吸收液不会穿过断塔板直接进入浓缩降温段，而在浓缩降温段降温后的烟气穿过断塔板上的风帽，均匀地进入吸收段，有利于烟气中SO2的均匀吸收。吸收循环液池、浓缩降温段、吸收段三段之间固定连接，浓缩降温段中设有浓缩降温喷淋层，设在浓缩降温段中的浓缩降温喷淋层位于烟气入口的上方。浓缩循环泵通过管道分别连接硫铵循环缓冲罐和浓缩降温喷淋层，硫铵循环缓冲罐通过管道与浓缩降温段连接，构成一个浓缩降温循环。浓缩降温循环实现双重目标，充分利用烟气热量对硫酸铵溶液进行有效浓缩，实现节约副产品硫酸铵生产能耗的目标；同时对含硫烟气进行降温，使离开浓缩降温段进入吸收段的烟气温度降低到有利于SO2吸收的温度，实现最佳吸收效果的目标。吸收段中设有吸收喷淋层、填料层，设在吸收段中的吸收填料层位于吸收喷淋层的下方。吸收循环泵通过管道分别与吸收循环液池吸收喷淋层连接，吸收液导管两端分别连接吸收段和吸收循环液池，构成SO2吸收循环。吸收循环液中主要成分为亚硫酸铵、亚硫酸氢铵，对SO2起吸收作用的主要成份为亚硫酸铵。双循环系统设计，使吸收循环液的pH值和浓度可以相对灵活控制。通常可以将吸收液控制在相对较低的浓度(10～16％)，有利于脱硫净烟气避免形成气溶胶的条件，且使送入氧化槽的溶液接近最佳氧化浓度。同时吸收循环液中硫酸铵的浓度很低，亚硫酸铵的含量相对较高，使SO2吸收效率高。
由于采用了以上技术方案，本发明的氨-硫铵法双循环三段脱硫塔改变了常规脱硫塔的结构形式，使脱硫系统在仅设置一台脱硫塔情况下，具有双循环系统，即浓缩降温循环系统和SO2吸收循环系统。本发明的氨-硫铵法双循环三段脱硫塔使脱硫系统具有如下优点：
一使循环吸收液不直接与高温烟气接触，吸收反应温度接近最佳温度，吸收速度快。
二吸收循环液中亚硫酸铵的含量较高，而硫酸铵含量极低，吸收效率高。
三可以将吸收循环液控制在相对较低的浓度，有利于脱硫净烟气避免形成气溶胶的条件，且使送入氧化槽的溶液接近最佳氧化浓度。
四利用入口烟气的热量对硫酸铵稀溶液进行循环浓缩，降低后续副产品提取工艺中的能耗，降低烟气脱硫综合成本。
五相对于组合多塔来说，系统简单，烟气流程阻力小，能耗低，装置占地面积小。
附图说明
图1为本发明氨-硫铵法双循环三段脱硫塔结构示意图。
图2为本发明氨-硫铵法双循环三段脱硫塔两级吸收循环的结构示意图。
具体实施方案
下面结合附图对本发明进行详细描述。
见图1
氨-硫铵法双循环三段脱硫塔塔体分为三段，塔体下段为吸收循环液池(3)、塔体中段为浓缩降温段(4)，塔体上段为吸收段(22)，吸收循环液池(3)、浓缩降温段(4)、吸收段(22)三段之间固定连接，烟气入口(1)设在浓缩降温段(4)侧壁下部，浓缩降温段(4)上下两个端面分别用断塔板(6)、(2)与吸收段(22)和吸收循环液池(3)进行隔离，吸收循环液池(3)不单独占用场地，节约用地面积；设在浓缩降温段(4)和吸收段(22)之间的断塔板上设有均匀分布的风帽(7)，对进入吸收段(22)的烟气还起均布作用，使吸收段(22)中的循环吸收液不会穿过断塔板(6)直接进入浓缩降温段(4)，而在浓缩降温段(4)降温后的烟气穿过断塔板上的风帽(7)，均匀地进入吸收段(22)，有利于烟气中SO2的均匀吸收。风帽(7)的形状可以是圆形、矩形或其他形状。浓缩降温段(4)中设有浓缩降温喷淋层(5)，浓缩循环泵(21)通过管道分别连接硫铵循环缓冲罐(20)和浓缩降温喷淋层(5)，硫铵循环缓冲罐(20)通过管道与浓缩降温段(4)连接，构成一个浓缩降温循环。浓缩降温循环实现双重目标，充分利用烟气热量对硫酸铵溶液进行有效浓缩，实现节约副产品硫酸铵生产能耗的目标；同时对含硫烟气进行降温，使离开浓缩降温段进入吸收段的烟气温度降低到有利于SO2吸收的温度，实现最佳吸收效果的目标。吸收段(22)中设有吸收喷淋层(10)，填料层(8)，吸收喷淋层(10)和填料层(8)之间形成一个空塔段(9)，吸收循环泵(17)通过管道分别与吸收循环液池(3)吸收喷淋层(10)连接，吸收液导管(16)两端分别连接吸收段(22)和吸收循环液池(3)，构成SO2吸收循环。吸收段(22)中吸收喷淋层(10)、填料层(8)可以是一层或多层，具体根据烟气成分和脱硫净烟气排放要求而定，构成一级或多级吸收循环。除雾装置(14)设置在烟气出口(15)处。吸收循环液中主要成分为亚硫酸铵、亚硫酸氢铵，对SO2起吸收作用的主要成份为亚硫酸铵。双循环系统设计，使吸收循环液的pH值和浓度可以相对灵活控制。通常可以将吸收液控制在相对较低的浓度(10～16％)，有利于脱硫净烟气避免形成气溶胶的条件，且使送入氧化槽的溶液接近最佳氧化浓度。同时吸收循环液中硫酸铵的浓度很低，亚硫酸铵的含量相对较高，使SO2吸收效率高。脱硫剂氨或碳铵补充管口(19)设在吸收喷淋层(10)的入口连接管上。吸收循环中亚硫酸铵外排管口设在吸收循环液泵(17)出口，或单独设置外排泵。
实施例
见图2
两级吸收循环结构塔，是在单级吸收循环结构的基础上增加一级吸收循环液泵(18)，吸收段(22)增加一层吸收喷淋层(13)、一层填料层(11)，使吸收循环具有两级。吸收段设两级吸收液喷淋层，每级喷淋层下除设置有效高度的空塔吸收段外，还各设置一个填料层。烟气均匀上升穿过填料层(8)、空塔吸收段(9)、吸收喷淋层(10)、填料层(11)、空塔吸收段(12)和吸收喷淋层(13)，烟气与喷淋吸收液进行分级有效传质，SO2被分级有效吸收。吸收剂氨或碳铵(19)在喷淋层(10)中补充，提高喷淋层(10)吸收液的pH值，使SO2的吸收主要集中在空塔吸收段(9)和填料层(8)。而吸收循环液池(3)和吸收喷淋层(13)吸收液的pH值可以控制在相对较低的水平，使空塔吸收段(12)和填料层(11)中吸收液与上升烟气携带的氨反应，形成对携带逃逸的吸收剂氨进行有效的捕捉回收。使吸收段(22)后的烟气SO2的浓度总是大于氨的浓度，气溶胶只会以NH4HSO3存在。在通常烟气条件下，能够控制使净烟气不达到形成NH4HSO3气溶胶的条件。通过吸收段脱硫后的烟气，经除雾装置(14)除去雾滴后，从净烟气出口(15)排放。

Claims (7)

1氨-硫铵法双循环三段脱硫塔，包括脱硫塔，其特征在于：脱硫塔塔体分为三段，塔体下段为吸收循环液池(3)，塔体中段为浓缩降温段(4)，塔体上段为吸收段(22)，吸收循环液池(3)、浓缩降温段(4)、吸收段(22)三段之间固定连接，烟气入口(1)设在浓缩降温段(4)侧壁下部，浓缩降温段(4)上下两个端面分别用断塔板(6)、(2)与吸收段(22)和吸收循环液池(3)进行隔离，浓缩降温段(4)中设有浓缩降温喷淋层(5)，浓缩循环泵(21)通过管道分别连接硫铵循环缓冲罐(20)和浓缩降温喷淋层(5)，硫铵循环缓冲罐(20)通过管道与浓缩降温段(4)连接，构成一个浓缩降温循环，吸收段(22)中设有吸收喷淋层(10)和填料层(8)，吸收循环泵(17)通过管道分别与吸收循环液池(3)吸收喷淋层(10)连接，吸收液导管(16)两端分别连接吸收段(22)和吸收循环液池(3)，构成SO2吸收循环。
2如权利要求1所述的氨-硫铵法双循环三段脱硫塔，其特征在于：设在浓缩降温段(4)中的浓缩降温喷淋层(5)位于烟气入口(1)的上方。
3如权利要求1所述的氨-硫铵法双循环三段脱硫塔，其特征在于：设在浓缩降温段(4)和吸收段(22)之间的断塔板(6)上设有均匀分布的风帽(7)。
4如权利要求1所述的氨-硫铵法双循环三段脱硫塔，其特征在于：设在吸收段(22)中的吸收填料层(8)位于吸收喷淋层(10)的下方。
5如权利要求1所述的氨-硫铵法双循环三段脱硫塔，其特征在于：SO2吸收循环中吸收循环液泵(17)至少为一级。
6如权利要求1所述的氨-硫铵法双循环三段脱硫塔，其特征在于：设在吸收段(22)中的吸收喷淋层(10)至少为一层。
7如权利要求1所述的氨-硫铵法双循环三段脱硫塔，其特征在于：设在吸收段(22)中的填料层(8)至少为一层。
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