CN101450279B - 作为脱硫装置的鼓泡塔及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于脱除污染气体中的酸性气体的鼓泡塔,其包括:塔体(7);设置在塔体的上部的用于通入污染气体的进气口(8);位于所述进气口下方的用于喷淋液体的一层或多层喷淋母管(9),其中在每个喷淋母管上设置有许多喷嘴(6);位于所述的喷淋母管下方的隔板(10);位于隔板下方并且一端浸没在液体中的喷射管(2);穿过所述的隔板并且其一端位于隔板下方的用于加入或补充液体的补液管(5);设置在塔体的中下部并且与塔体的侧壁连通的除雾器(4)和设置在除雾器之后的用于排出净化后的气体的排气口(3);一端伸入液体中的用于通入氧化气的氧化风管(11);用于搅拌液体的搅拌器(12);设置在塔体的下部用于排出塔内液体的排液管(13),任选地该排液管(13)与用于加快液体排出的排浆泵(1)连通。本发明还提供了所述的鼓泡塔在除去污染气体中的SO2、SO3、HF、HCl或其它酸性气体或其混合物中的用途,其中使用赤泥作为吸收剂。

Description

作为脱硫装置的鼓泡塔及其用途
技术领域
本发明涉及一种作为脱酸性气体(特别是脱硫)的装置的鼓泡塔及其在净化污染气体中的用途。 
背景技术
氧化铝生产过程产生的工业废渣赤泥是一种严重的碱性污染源,因生产方法和铝土矿品位不同,每生产1吨氧化铝大约要产生1~2吨的赤泥。赤泥湿法排放,每吨赤泥伴有3~4m3废液,其质量浓度以Na2O计为2~7g/L。赤泥的存放不仅占用大量土地和农田、耗费较多的堆场建设和维护费用,而且存在于赤泥中的剩余碱能向地下渗透,造成地下水污染。由于赤泥特有的理化性质,其化学组分复杂,一直是氧化铝工业三废治理的重点和难点。在土地资源日趋紧张、环境保护日趋重要的当今社会,如何限制赤泥的环境危害,多渠道的综合治理赤泥已成为氧化铝企业健康发展的瓶颈。 
目前国内普遍应用的湿法烟气脱硫技术所使用的吸收剂大多为石灰石,虽然石灰石价格低廉,但是在进入脱硫系统前需要磨制成粉状并加水制成浆液,这增加了脱硫运行成本。赤泥中含有大量的碱性物质,赤泥浆液pH值在12.5~13.0范围内,与二氧化硫有很强的反应活性。同时由于氧化铝生产的特点,外排赤泥的粒度很小,完全符合脱硫过程的粒度要求。因而,采用赤泥作为脱硫剂,具有节能、节水、减少石灰石资源消耗等多方面的现实意义。脱硫后生产的赤泥还可以作为生产水泥的原料,实现“以废治废、变废为宝”。 
中国专利ZL200610200499.6和ZL200610098706.1分别报道了采用赤泥吸收烟气中SO2的工艺方法。两专利中采用的吸收塔型均为填料塔,虽然填料塔的气液接触面积较大,但是由于在运行过程中压降较大,增加了动力消耗,并且由于赤泥本身的性质,采用填料塔易出现结垢、堵塞等问题,严重时甚至会使系统停运。如果使用常规喷淋或鼓泡脱硫装置及装置的运行方法,同样也容易出现结垢和堵塞的问题。 
发明内容:
本发明提出了一种用作为脱酸性气体(特别是脱硫)的装置的鼓泡塔 以及所述的鼓泡塔在除去污染气体(特别是烟气)中的SO2、SO3、HF、HCl或其它酸性气体或其混合物中的用途。 
具体地,本发明涉及一种鼓泡塔,所述的鼓泡塔包括塔体;设置在塔体的上部的用于通入污染气体的进气口(8);位于所述进气口下方的用于喷淋液体的一层或多层喷淋母管(9),其中在每个喷淋母管上设置有许多喷嘴(6);位于所述的喷淋母管下方的隔板(10);穿过所述的隔板并且其一端位于隔板下方的用于加入或补充液体的补液管(5);设置在塔体的中下部并且与塔体的侧壁连通的除雾器(4)和设置在除雾器之后的用于排出净化后的气体的排气口(3);一端伸入液体中的用于通入氧化气的氧化风管(11);用于搅拌液体的搅拌器(12);设置在塔体的下部用于排出塔内液体的排液管(13),任选地该排液管(13)与用于加快液体排出的排浆泵(1)连通。 
其中喷淋母管布置于隔板的上方,进气口的下方。可以布置1层,也可以布置多层,布置层数依据污染气体的温度、烟气流量、喷嘴流量、喷嘴数目而确定。 
在一种优选的实施方式中,所述的污染气体是含有SO2、SO3、HF、HCl或其它酸性气体或其混合物的烟气。 
在另一种优选的实施方式中,所述的净化后的气体不含有或基本上不含有SO2和SO3。 
在另一种优选的实施方式中,所述的液体是赤泥浆液。 
在另一种优选的实施方式中,所述的氧化气是空气、氧气或其它含有氧气的气体。 
在另一种优选的实施方式中,所述的搅拌器(12)是磁力搅拌器、机械搅拌器或超声波搅拌器。 
在另一种优选的实施方式中,所述的补液管(5)用于加入或补充赤泥浆液。 
在另一种优选的实施方式中,所述的鼓泡塔用于除去污染气体中的SO2、SO3、HF、HCl或其它酸性气体或其混合物。 
其中隔板将鼓泡塔分为两部分,上部为喷淋冷却区,下部为鼓泡脱硫区,污染气体(例如烟气)的脱硫反应主要在鼓泡脱硫区进行。 
在一种优选的实施方式中,原烟气从进气口8进入塔内,首先被喷淋冷却。喷淋冷却液可以为工艺水,也可以为吸收塔排浆泵1的排浆沉淀分离后产生的上清液。喷淋冷却不能使用赤泥浆液,否则容易在隔板和喷射管内部出现赤泥结垢。 
在喷淋冷却区被冷却到饱和状态后,从喷射管鼓入吸收塔内的浆液中,在浆液中原烟气被洗涤净化。在赤泥浆液中被净化后的气体进入液面上方,汇聚后进入排气口,经除雾器脱水后排出。 
为了能够提到赤泥的利用率,在浆池内设置有氧化风管,将浆液中的亚硫酸盐氧化为硫酸盐。此外,为防止赤泥浆液沉积在吸收塔底部,加装了搅拌装置,用于均化塔内赤泥。 
本发明还涉及本发明所述的鼓泡塔在除去污染气体(特别是烟气)中的SO2、SO3、HF、HCl或其它酸性气体或其混合物中的用途,其中使用赤泥作为吸收剂。 
在脱硫过程中,控制的参数主要有赤泥浆液pH值、浆液浓度、喷射管浸没深度等。使用本发明进行脱硫后,浆液的pH值被控制范围为5~7,浆液浓度为15~25%,喷射管浸没深度为100~300mm。 
附图的简要说明: 
图1是一个示意性地说明作为本发明的脱酸性气体(特别是脱硫)的装置的鼓泡塔的结构简图。图中各个数字代表的意义是: 
具体实施方式:
1、排浆泵;2、喷射管;3、净烟气出口;4、除雾器;5、补浆管;6、喷嘴;7、塔体;8、原烟气入口;9、喷淋母管;10、隔板;11、氧化风管;12、搅拌器;13、排液管。 
通过下列具体的实施例,参考说明书附图来举例说明本发明。然而,不应当把它们作为对本发明的保护范围的限定。 
实施例 
实施例1 
脱硫装置入口烟气量为10000Nm3/h,SO2浓度为4000mg/Nm3,温度为120℃;赤泥吸收浆液pH值为12.5,浆液固含量为20%;鼓泡管的浸没深度为150mm,吸收塔内浆液pH值为7.0。在上述条件下,吸收塔出口SO2含量为280mg/Nm3,脱硫效率可达93%。 
实施例2 
脱硫装置入口烟气量为10000Nm3/h,SO2浓度为4000mg/Nm3,温度为120℃;赤泥吸收浆液pH值为12.5,浆液固含量为20%;鼓泡管的浸没深度为100mm,吸收塔内浆液pH值为7.0。在上述条件下,吸收塔出口SO2含量为350mg/Nm3,脱硫效率可达91%。 
实施例3 
脱硫装置入口烟气量为10000Nm3/h,SO2浓度为4000mg/Nm3,温度为120℃;赤泥吸收浆液pH值为13,浆液固含量为20%;鼓泡管的浸没深度为100mm,吸收塔内浆液pH值为7.0。在上述条件下,吸收塔出口SO2含量为320mg/Nm3,脱硫效率可达92%。 
本发明最大的特点是隔板上方设置有喷淋层,用于冷却烟气,避免热烟气直接和隔板以及喷射管接触导致隔板和喷射管烧损。因为隔板和喷射管均为具有防腐功能的有机材料制作而成,相对而言比耐高温的金属材料质量轻、耐腐蚀、价格低廉,而这种材料不能耐高温,所以需要对烟气进行降温。此外,如果未饱和的干烟气直接进入喷射管,容易在与浆液接触的位置(干式界面)发生结垢,所以需要将烟气用水冷却到饱和状态。

Claims (11)

1.一种用于脱除污染气体中的酸性气体的鼓泡塔,其包括:
塔体(7);
设置在塔体的上部的用于通入污染气体的进气口(8);
位于所述进气口下方的用于喷淋液体的一层或多层喷淋母管(9),其中在每个喷淋母管上设置有许多喷嘴(6);
位于所述的喷淋母管下方的隔板(10);
位于隔板下方并且一端浸没在塔内液体中的喷射管(2);
穿过所述的隔板并且其一端位于隔板下方的用于加入或补充液体的补液管(5);
设置在塔体的中下部并且与塔体的侧壁连通的除雾器(4)和设置在除雾器之后的用于排出净化后的气体的排气口(3);
一端伸入塔内液体中的用于通入氧化气的氧化风管(11);
用于搅拌塔内液体的搅拌器(12);
设置在塔体的下部用于排出塔内液体的排液管(13),任选地该排液管(13)与用于加快塔内液体排出的排浆泵(1)连通。
2.根据权利要求1所述的鼓泡塔,其中所述的污染气体是含有SO2、SO3、HF、HCl或其它酸性气体或其混合物的烟气。
3.根据权利要求1或2所述的鼓泡塔,其中所述的净化后的气体不含有或基本上不含有酸性气体。
4.根据权利要求1或2所述的鼓泡塔,其中所述的净化后的气体不含有或基本上不含有SO2和SO3
5.根据权利要求1或2所述的鼓泡塔,其中所述的塔内液体是赤泥浆液。
6.根据权利要求1或2所述的鼓泡塔,其中所述的氧化气是空气、氧气或其它含有氧气的气体。
7.根据权利要求1或2所述的鼓泡塔,其中所述的搅拌器(12)是磁力搅拌器、机械搅拌器或超声波搅拌器。
8.根据权利要求1或2所述的鼓泡塔,其中所述的补液管(5)用于加入或补充赤泥浆液。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的鼓泡塔在除去污染气体中的SO2、SO3、HF、HCl或其它酸性气体或其混合物中的用途,其中使用赤泥作为吸收剂。
10.根据权利要求9所述的用途,其中所述的污染气体是含有SO2、SO3或其混合物的烟气。
11.根据权利要求10所述的用途,其中所述的烟气还含有HF、HCl或其它酸性气体。
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