CN101844031A - 一种泡沫脱硫除尘方法及其脱硫除尘塔 - Google Patents

一种泡沫脱硫除尘方法及其脱硫除尘塔 Download PDF

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一种泡沫脱硫除尘方法，包括水浴冲击吸收和塔式吸收，其特征在于：烟气由高压风机直接吹入冲击池内的吸收液中，经冲击吸收、洗涤后的烟气再进入位于冲击池上方的鼓泡塔中，吸收液被并联送入鼓泡塔内设置的各级塔芯的上方，烟气在各级塔芯内与含有泡沫的吸收液充分接触，经逐级洗涤、吸收而净化，净化后的烟气携带泡沫一起进入串联的副塔内，进一步脱硫后除泡、脱水最后排空；吸收液并联返回冲击池并流向相邻的沉淀池内进行沉降以循环使用，吸收液是浓度1～3wt％的碱液，同时含有0.5～3wt％的表面活性剂。本方法脱硫率高达99％以上，完全符合国家规定的排放标准。

Description

一种泡沫脱硫除尘方法及其脱硫除尘塔
一、技术领域
本发明涉及一种燃煤锅炉烟气处理方法和设备，具体地说是一种脱硫除尘方法及其脱硫除尘塔。
二、背景技术
湿法烟气脱硫除尘是用液体吸收剂洗涤含SO2的烟尘，脱除烟气中SO2和烟尘的工艺。其技术特点是整个脱硫除尘系统位于燃煤锅炉烟道的末端，脱硫除尘在溶液中进行，脱硫剂和反应生成物均为湿态。湿法烟气脱硫除尘是一种气液反应的过程，具有反应速度快，处理效果好，吸收剂利用率高等优点，因而在烟气脱硫的各种工艺中，处于主导地位。
目前在世界上已经开发的湿法烟气脱硫除尘技术有多种，按照其结构可分为塔式洗涤除尘器、旋风洗涤除尘器和文丘里洗涤除尘器。其中文丘里洗涤除尘器的处理效果相对更好一点，但是运行维护费用太高，不适合于中小型冶金企业。而塔式洗涤除尘器、旋风洗涤除尘器的处理效果往往也很难达到国家规定的冶金行业烟气排放标准。
三、发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，旨在提供一种新的脱硫除尘方法及其设备，所要解决的技术问题是将水浴冲击吸收法和泡沫洗涤吸收法结合在一起以提高脱硫除尘的效率。
本方法也是一种湿式脱硫除尘法，包括水浴冲击吸收和塔式吸收，其特征是烟气由高压风机直接吹入冲击池内的吸收液中，首先去除烟气中粒径较粗大的烟尘(粉尘)和部分SO2，经冲击吸收、洗涤后的烟气进入位于冲击池上方的鼓泡塔(主塔)中，吸收液被并联送入主塔内设置的各级塔芯的上方，烟气在各级塔芯内与含有泡沫的吸收液充分接触，经逐级洗涤、吸收而净化，净化后的烟气携带泡沫一起进入串联的副塔内，进一步脱硫后除泡、脱水最后排空，吸收液并联返回冲击池并流向相邻的沉淀池内进行沉降以循环使用。
所述的吸收液是浓度1～3wt％(重量百分比，下同)的碱液，同时含有O.5～3wt％的表面活性剂，以形成泡沫。
本方法所用的脱硫除尘塔包括串联的主塔和副塔，主塔起脱硫除尘作用，副塔主要起除泡、脱水作用，与现有技术的区别是：
1、主塔是一种鼓泡塔，如图1所示。主塔位于冲击池7的上方，冲击池7内盛吸收液，池底呈斜坡状且与沉淀池8底部连通，主塔的塔体(即外壳)1内设置至少三级塔芯，塔芯由隔板2和其上对称分布的内胆3及喉管4所组成。内胆3为圆筒与弧顶或圆筒与锥顶的组合形状，开口向下，罩在喉管4上，内胆3的胆壁上密布小圆孔。喉管4是一段高出隔板2平面的一段短管。塔体1顶端有出气口9，塔壁上开有与塔芯级数对应的进液口和排液口，各进液口并联在上水管5上，上水管5与泵10出口连接，各排液口并联在下水管6上，下水管6与冲击池7连通，高压风机出口11浸没在冲击池7的吸收液中。
烟气由高压风机的出口11吹入吸收液液面下10cm的深度，首先进行冲击吸收和洗涤，除去部分SO2和颗粒较大的大部分烟尘，同时产生大量泡沫。冲击池7连接沉淀池8，两池之间用隔板隔开，但隔板下端连通，使得冲击池7中捕集的烟尘通过底部的坡度流入沉淀池8。由于沉淀池与冲击池之间的隔板作用，使得沉淀池8受气流扰动影响较小，烟尘能够较平稳沉淀下来。经冲击吸收、洗涤后的烟气自吸收液中逸出进入主塔内，由内胆3的开口进、自胆壁上的小圆孔流向鼓泡室(即内胆与内胆之间和内胆与外壳之间的空腔)、并逐级上升直至塔顶(如图3所示)。
吸收液由沉淀池8泵入上水管5被并联送至各级塔芯内胆3的弧顶或锥顶上方后落下，被弧顶或锥顶分流淋在内胆3的外壁上形成水膜捕获烟气，烟气冲击水膜形成旋风水雾，由于吸收液中表面活性剂的存在，便会在鼓泡室中产生大量的泡沫，同时捕集烟尘。烟气与产生的泡沫混合在一起，进入下一级塔芯，继续产生新的泡沫。在泡沫破灭之前，这个微元内的烟气与泡沫壁的吸收液充分反应，除去其中的SO2，并捕集烟尘。完成吸收交换的吸收液和多余的吸收液连同泡沫一起在喉管4的阻挡下经塔体上的排液口流至下水管6返回冲击池7，经沉淀池8沉降澄清后再泵入上水管5循环使用。
为提高处理效率，同一内胆3壁上密布的小圆孔向同一方向倾斜，即小圆孔的中心线与圆筒的直径有一夹角，使烟气切向流出并在鼓泡室内产生旋流，且相邻两胆间在鼓泡室内产生顺时针和逆时针方向的旋流，即小圆孔倾斜方向相对，改变烟气流向形成对流扰动泡沫避免形成固定气路以增加接触效率。
烟气在升腾过程中经各级塔芯处理后携带大量泡沫自塔顶的出气口9进入副塔。
2、副塔如图4所示，副塔的塔体1由直径不等的上下两个筒体构成，在上筒体内设置至少两级倒置的内胆3，即内胆3开口向上，筒壁上开有与内胆3级数对应的排液口并联在下水管13上。烟气连同泡沫自塔顶进气口12进入内胆3，经胆壁上的小圆孔向外吹出，在通过内胆壁小圆孔的时候又产生大量新泡沫，使得吸收液能够充分接触主塔中未反应的少量烟气，除去剩余的SO2和烟尘，烟气裹挟泡沫经导气管14导入消泡室(即下筒体)，在此消泡、处理后的烟气由消泡室上端的排空管15排空。在副塔的上下两筒体中由于泡沫破灭产生的吸收液由下水管13直接导入消泡室底层，最后连同消泡室中产生的吸收液一起由排液口16排出。
本方法在泡沫脱硫除尘过程中，利用了冲击、截留、惯性碰撞、扩散、粘附机理，同时利用鼓泡塔内的泡沫扰动改变气流方向来增加烟气与泡沫的接触效率。系统所用的吸收液加入了适量的表面活性剂，降低了其表面张力，使其在通过鼓泡塔的时候形成了大量的泡沫，利用这些泡沫对SO2和烟尘进行捕集。系统运行稳定，脱硫率高达99％以上，而不加表面活性剂的吸收液脱硫率不足75％，经处理后排放的烟气中硫含量完全符合国家规定的标准。
四、附图说明
图1是主塔局部剖面结构示意图。塔体位于冲击池7的上方，塔体内有八级塔芯。
图2是A-A剖面图。隔板2上固定七只对称分布的内胆3。
图3是相邻两级塔芯局部剖面图。箭头所示为烟气的升腾路线，吸收液加在每个内胆3的顶部，喉管4阻挡吸收液进入烟气道。
图4是副塔的剖面结构示意图。
附图中的标识：1主、副塔外壳(塔体)；2隔板；3内胆；4喉管；5上水管；6下水管；7冲击池；8沉淀池；9出气口；10水泵；11高压风机出气口；12进气口；13下水管；14导气管；15排空管；16排液口。
五、具体实施方式
1、如图1所示。用金属加工主塔内径2m，总高5.5m，内设八级塔芯，单层高60cm，塔顶设有出气口9，在塔壁上分别开有八只进液口和排液口，进液口并联在上水管5，其进口与泵10出口连接，排液口并联下水管6上，其出口与位于主塔下方的冲击池7连通。冲击池7底部斜坡状，通过隔板与相邻的沉淀池8隔开但底部连通，泵10的进口浸没在沉淀池8的吸收液中，吸收液中含2wt％NaOH和2wt％的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，高压风机的出口11浸没在冲击池7的吸收液下10cm处。
2、塔芯结构如图2、图3所示。在隔板2上设置七只中心对称的内胆3，内胆3呈圆锥和圆筒组合形状，胆壁上密布直径0.5cm的圆孔，圆孔的中心线与圆筒直径向同一方向夹45度角，使切向流出的烟气在鼓泡室内产生旋流，且相邻两胆间在鼓泡室内产生反方向的旋流，以改变流向扰动泡沫增加烟气与泡沫的接触效率，内胆3开口向下，罩在喉管4上，喉管4高出隔板平面3～5cm。
3、副塔结构如图4所示。塔体由直径不等的上下两个筒体组成，上筒体顶端有进气口12，与主塔的出气口9连接，上筒体内设置两级开口向上的内胆3，筒壁上开有两只排液口，两排液口并联在下水管13上，下水管13直达下筒体底排液口16附近。下筒体直径较上筒体大，构成消泡室，其内设置导气管14，筒体上方设置排空管15。

Claims (3)

1.一种泡沫脱硫除尘方法，包括水浴冲击吸收和塔式吸收，其特征在于：烟气由高压风机直接吹入冲击池内的吸收液中，经冲击吸收、洗涤后的烟气再进入位于冲击池上方的鼓泡塔中，吸收液被并联送入鼓泡塔内设置的各级塔芯的上方，烟气在各级塔芯内与含有泡沫的吸收液充分接触，经逐级洗涤、吸收而净化，净化后的烟气携带泡沫一起进入串联的副塔内，进一步脱硫后除泡、脱水最后排空；吸收液并联返回冲击池并流向相邻的沉淀池内进行沉降以循环使用，吸收液是浓度1～3wt％的碱液，同时含有0.5～3wt％的表面活性剂。
2.如权利要求1所述的泡沫脱硫除尘方法用的脱硫除尘塔，包括串联的主塔和副塔，其特征在于：主塔位于冲击池(7)的上方，冲击池(7)的池底呈斜坡状，冲击池(7)与相邻的沉淀池(8)之间有隔板隔开但底部连通；主塔的塔体(1)内设置至少三级塔芯，塔芯由隔板(2)和其上对称分布的内胆(3)及喉管(4)所构成，内胆(3)为圆筒与弧顶或圆筒与锥顶的组合形状，开口向下，且胆壁上密布小圆孔；塔体(1)顶部有出气口(9)，塔壁上开有与塔芯级数对应的进液口和排液口，进液口并联在上水管(5)上，上水管(5)与泵(10)出口连接，排液口并联在下水管(6)上，下水管(6)与冲击池(7)连通，高压风机出口(11)浸没在冲击池(7)的吸收液中；副塔的塔体(1)由上下两个直径不同的筒体构成，在上筒体内设置至少两级内胆(3)，内胆(3)开口向上，筒壁上开有与内胆(3)级数对应的排液口并联在下水管(13)上，筒顶端的进气口(12)与主塔的出气口(9)连接，下筒体内有导气管(14)，筒壁上方有排空管(15)，筒底有排液口(16)，下水管(13)直达下筒体的底部。
3.根据权利要求2所述的除尘塔，其特征在于：同一内胆(3)壁上密布的小圆孔向同一方向倾斜，相邻两个内胆(3)壁上密布的小圆孔倾斜方向相对。
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