CN103480259B - 一种烟气脱硫装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于烟气脱硫的技术领域,具体涉及一种烟气脱硫工艺及装置,解决了现有烟气脱硫工艺及装备存在的问题。烟气脱硫装置,包括逆向旋转填料床吸收器、旋转填料床解吸器、贫液储槽、富液储槽、贫液循环泵、富液循环泵、换热器以及冷凝器。烟气脱硫工艺包括吸收过程和解吸过程。本发明所述装置体积小,处理气量范围宽,结构简单,操作容易。工艺具有脱硫率高、能耗低、工艺简单、投资和运行费用低、运行稳定、开停车方便等优点。
Description
技术领域
本发明属于烟气脱硫的技术领域,具体涉及一种烟气脱硫装置及工艺。
背景技术
SO2的排放控制一直是世界各国环境治理的重点,而90%的SO2来自于燃料的燃烧,因而烟气脱硫技术应用广泛。目前,各国研究、开发和使用的烟气脱硫技术己超过200多种,其中己工业化的约有20多种,以具有处理气量大、效率高等优势的湿法脱硫为主,其原理大都是以碱性吸收剂吸收烟气中的SO2,如石灰/石灰石/石膏法、氨法、双碱法等,但是这些方法的脱硫产物成份复杂、利用率低,若将其分离再加工,则需要一系列的后加工工序,其投资和成本很高,导致脱硫产物大部弃置不用,成为新的固体废弃物,并且造成硫资源的浪费。另外,这些工艺中的主体设备以塔为主,存在设备体积庞大,占地面积大,一次投资和运行费用高等问题。为此,人们研究了再生法回收烟气中的SO2,实现资源化回收治理。其中有:中国专利CN1672775A公开了一种超声波和中空纤维含浸液膜结合脱除气体中SO2的装置及工艺,该法采用超声波强化柠檬酸钠法烟气脱硫工艺中SO2的吸收,比常规的填料吸收和中空纤维含浸液膜吸收具有吸收深度高和SO2脱除率高的特点;中国专利CN1660761A、专利CN100386303C和专利CN1736551A分别公开了一种脱除柠檬酸盐溶液中SO2的方法,即分别把超声波分离技术、复频超声波分离技术以及微波技术应用于柠檬酸钠法烟气脱硫工艺中SO2的解吸工序,代替传统的蒸汽加热解吸,旨在降低解吸温度,减少硫酸根的生成量及吸收液变质;这些装置及工艺虽然比传统的塔设备有所改进,但其吸收及解吸操作为半连续过程,其操作不利于工业化控制,且中空纤维膜吸收法的烟气处理量比较小。而且没有根本性解决柠檬酸易降解、变质的难题。因而,开发新的脱硫吸收剂和新型脱硫装备及其工艺意义重大。
磷酸氢钠缓冲溶液烟气脱硫工艺属于可再生烟气脱硫工艺,其吸收液蒸汽压低,无毒,磷酸盐稳定、不降解,可以有效吸收烟气中的SO2,吸收SO2后的富液可通过蒸汽汽提等方法进行解吸再生,得到高纯度SO2作为化工原料,解吸后的贫液循环使用,既避免了二次污染,又实现了硫资源化回收治理烟气,但是由于磷酸氢钠缓冲溶液粘度稍高,不易在传统塔中进行有效分散,影响脱硫率,从而限制了其推广应用。
发明内容
本发明为了解决现有烟气脱硫工艺及装备存在的上述问题。
本发明采用如下的技术方案实现:
烟气脱硫装置,包括逆向旋转填料床吸收器(又可称为逆向剪切旋转填料床)、旋转填料床解吸器、贫液储槽、富液储槽、贫液循环泵、富液循环泵、换热器以及冷凝器,
所述的逆向旋转填料床吸收器包括旋转填料床主体、设备支架和传动装置,旋转填料床主体包括上下两部分:集气室和主腔室,主腔室内设有可高速旋转的填料转子,主腔室上部连接进气管,主腔室底部连接排液管,填料转子中心设置液体分布器,液体分布器连接进液管,集气室顶部连接排气管,填料转子顶部开孔与集气室连通,
逆向旋转填料床吸收器的进液管经换热器与贫液循环泵相连,逆向旋转填料床吸收器的排液管与富液储槽相连,逆向旋转填料床吸收器的进气管与含硫烟气相连,排气管与烟囱相连;旋转填料床解吸器液体进口与贫液循环相连、中间经换热器,旋转填料床解吸器液体出口与贫液储槽相连,旋转填料床解吸器气体出口与冷凝器相连,旋转填料床解吸器气体进口与水蒸汽来源相连,旋转填料床解吸器的外壳设有保温夹套。
所述的逆向旋转填料床吸收器的填料转子包括分别独立旋转的上转盘和下转盘,上转盘底部和下转盘顶部分别安装有若干同心环状填料支撑,填料支撑内部装有填料形成填料环,上、下转盘上的填料环互相嵌套,相邻填料环之间留有间隙,上转盘顶部与实心轴连接,下转盘底部与空心轴连接,空心轴顶部连接液体分布器,空心轴底部连接进液管。
所述的逆向旋转填料床吸收器的上转盘底部和下转盘顶部分别设置有若干同心环状的槽,填料环固定于槽内,填料环的自由端伸入另一转盘的槽内、并与另一转盘的槽底留有间隙。
所述的主腔室和集气室通过隔板隔离,隔板中心位置开孔并设置筒形结构,便于实心轴穿过隔板与上转盘连接。
所述的逆向旋转填料床吸收器的填料支撑为筒状不锈钢圈,周向密布开孔,填料支撑的外缘设置有若干形体阻力件,所述的形体阻力件为金属片状突起、外形为矩形或三角形,垂直安装于填料支撑的外缘。
所述的逆向旋转填料床吸收器的空心轴与进液管之间使用旋转接头连接。
所述的逆向旋转填料床吸收器的进气管穿过集气室连接主腔室。
所述的逆向旋转填料床吸收器的填料转子顶部开孔与集气室连通的部位设置密封结构,所述的密封结构包括上下设置的上密封盖和下密封盖,上密封盖套于筒形结构,下密封盖与上转盘连接,下密封盖中心均布设置若干扇形孔,上、下密封盖上设有迷宫环,上、下密封盖的迷宫环相嵌在一起,迷宫环的最外圈设置油封毡圈。
所述的逆向旋转填料床吸收器的整个旋转填料床主体及电机均安装在设备支架上,旋转床主体通过卡座固定于支架中心处,电机固定于支架上下部位的T形槽内,电机固定螺栓可在T形槽内滑动,所述传动装置包括空心轴、实心轴、皮带轮、皮带和电机组成,空心轴和实心轴外端都装有被动皮带轮,通过皮带与电机相连接。
烟气脱硫工艺,基于上述的烟气脱硫装置完成,步骤如下:
a)、吸收过程,脱硫吸收剂经过贫液泵输送至旋转填料床吸收器的吸收器液体分布器,从吸收器液体分布器的小孔沿径向喷出,进入高速旋转的填料,脱硫吸收剂受到多层逆向旋转填料的切割、捕集、聚并成为微米级的液膜、液滴和液丝,含SO2的烟气由进气管输送到旋转床主腔室,在压力的推动下沿转子的外缘穿过填料,经多层逆向旋转填料和形体阻力件反复剪切、分散,极大增加气相的湍动,与脱硫吸收剂在多次剪切、分散过程中进行多级逆流接触,湍动能增大,加快了相界面更新速率,从而将烟气中的SO2快速转入到脱硫吸收剂中,形成亚硫酸氢钠,从转子甩出的液体被主腔室的外壳捕获并沿壳壁流下,从置于底部的排液管排出成为脱硫富液进入富液储槽,而脱硫后的烟气则由转子中央进入集气室,然后从床体顶部的排气管排出进入烟道。研究表明,所述的脱硫吸收剂脱除烟气中SO2过程为气膜、液膜共同控制的过程。气、液在转子内被逆向旋转的多层填料不断剪切、分散、捕集,多次发生变向和再分布,形体阻力件进一步促进气相的湍流,将更多的动能传递给流体,湍动能增大,加快了相界面更新速率;气液的流动轨迹更加曲折,停留时间相应延长,气相和液相的传质速率都得到了极大地提高,从而实现高效脱硫。
b)、解吸过程,脱硫富液用富液循环泵增压后经换热器与脱硫贫液进行热交换后,从旋转填料床解吸器的液体进口进入旋转填料床解吸器进行解吸,即解吸气从旋转填料床解吸器的气体进口进入,穿过填料,脱硫富液在解吸器液体分布器作用下均匀分布到转子内沿,在离心力作用下穿过填料,其中被填料多次分割、碰撞,将液体分散成极其细小的液丝、液滴和液膜,与水蒸汽以极大的界面接触传质和传热,从而将其中的SO2解吸出来,解吸出的SO2和水蒸汽经冷凝器冷凝分离,其中SO2经加压进产品储罐或去制酸车间;解吸后的液体为脱硫贫液,从旋转填料床液体出口排出进入贫液储槽,循环使用;
所述的脱硫吸收剂为磷酸氢钠、磷酸二氢钠和磷酸组成的缓冲水溶液,pH为3.5~7,磷酸根浓度为(0.2~4)mol/L;
所述的吸收过程的脱硫吸收剂与含SO2的烟气的液气体积比为(0.2~6)L/m3,SO2浓度为(0.02~3)%,操作温度为(15~60)℃;
所述的解吸过程的解吸气与脱硫富液的气液比为(300~800)m3/m3,解吸温度为(95~115)℃,解吸气为低压水蒸汽。
本发明结合磷酸氢钠缓冲溶液烟气脱硫工艺和超重力技术的优势,以逆向剪切旋转填料床为脱硫吸收设备、旋转填料床为解吸设备,磷酸钠缓冲溶液为循环吸收剂的可再生烟气脱硫工艺及装置。可以连续操作的脱硫工艺,利用旋转填料床的特点,克服磷酸钠缓冲溶液的粘度和表面张力,将液体分散成微米级的液膜、液丝和液滴,从而强化气-液间的传质过程,提高脱硫率和解吸率。同时,发明逆向剪切旋转填料床增加气相的湍动,进一步提高气相的传质速率。脱硫剂在旋转填料床吸收器、贫液储槽、富液储槽和旋转填料床解吸器之间循环。本发明具有脱硫效率高,达99%以上,能耗低,投资和运行成本低,脱硫剂重复循环使用,无二次污染,SO2回收利用等优点,实现了资源化回收治理烟气中的SO2,这将有利于工业化推广应用。
本发明所述装置体积小,处理气量范围宽,结构简单,操作容易,与传统塔器相比,工艺具有脱硫率高、能耗低、工艺简单、投资和运行费用低、运行稳定、开停车方便等优点。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图,
图2是逆向旋转填料床吸收器设备主体示意图,
图3是本发明形体阻力件一种结构示意图;
图4是本发明形体阻力件另一种结构示意图;
图5是本发明上下转盘上填料环的组装示意图;
图6是逆向旋转填料床吸收器内部结构示意图,
图7是错流旋转填料床解吸器示意图,
图中:1-逆向旋转填料床吸收器,2-旋转填料床解吸器,3-富液储槽,4-贫液储槽,5-富液循环泵,6-贫液循环泵,7-换热器,8-冷凝器,9-调节阀,F-流量计,a-含硫烟气,b-脱硫后的烟气,c-水蒸汽,d-冷却水,e-冷凝水,f-SO2,
1.1-进气管,1.2-排气管,1.3-旋转床主体,1.4-排液管,1.5-旋转接头,1.6-皮带,1.7-设备支架,1.8-T型槽,1.9-电机,1.10-皮带轮,1.11-主腔室,1.12-填料环,1.13-吸收器液体分布器,1.14-空心轴,1.15-轴承,1.16-轴套Ⅰ,1.17-下转盘,1.18-上转盘,1.19-上密封盖,1.20-集气室,1.21-轴套Ⅱ,1.22-实心轴,1.23-油封,1.24-下密封盖,1.25-隔板,
2.1-调速电机,2.2-转轴,2.3-轴承座,2.4-壳体,2.5-气体进口,2.6-解吸器液体分布器,2.7-气体出口,2.8-液体进口,2.9-转子密封装置,2.10-转子,2.11-液体出口,2.12-支撑座,2.13-上密封圈,2.14-下密封圈,
2.10.1-转子上盖板,2.10.2-填料,2.10.3-转子下盖板。
具体实施方式
结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
烟气脱硫装置,包括逆向旋转填料床吸收器1、旋转填料床解吸器2、贫液储槽4、富液储槽3、贫液循环泵5、富液循环泵6、换热器7以及冷凝器8,
所述的逆向旋转填料床吸收器包括旋转床主体1.3、设备支架1.7和传动装置,旋转床主体1.3包括上下两部分:集气室1.20和主腔室1.11,主腔室1.11内设有可高速旋转的填料转子,主腔室1.11上部连接进气管1.1,主腔室1.11底部连接排液管1.4,填料转子中心设置液体分布器1.13,液体分布器1.13连接进液管,集气室1.20顶部连接排气管1.2,填料转子顶部开孔与集气室1.20连通,
逆向旋转填料床吸收器1的进液管经换热器7与贫液循环泵6相连,旋转填料床吸收器1的排液管1.4与富液储槽3相连,旋转填料床吸收器1的进气管1.1与含硫烟气相连,排气管1.2与烟囱相连;旋转填料床解吸器2液体进口2.8与贫液循环泵6相连、中间,经换热器7,旋转填料床解吸器2液体出口2.11与贫液储槽4相连,旋转填料床解吸器2气体出口2.7与冷凝器8相连,旋转填料床解吸器2气体进口2.5与水蒸汽来源相连,旋转填料床解吸器2的外壳设有保温夹套。
逆向旋转填料床吸收器1的填料转子包括分别独立旋转的上转盘1.18和下转盘1.17,上转盘1.18底部和下转盘1.17顶部分别安装有若干同心环状填料支撑,填料支撑内部装有填料形成填料环1.12,上、下转盘上的填料环互相嵌套,相邻填料环之间留有间隙,上转盘1.18顶部与实心轴1.22连接,下转盘1.17底部与空心轴1.14连接,空心轴1.14顶部连接液体分布器1.13,空心轴1.14底部连接进液管。
逆向旋转填料床吸收器1的上转盘1.18底部和下转盘1.17顶部分别设置有若干同心环状的槽,填料环1.12固定于槽内,填料环的自由端伸入另一转盘的槽内、并与另一转盘的槽底留有间隙。
主腔室1.11和集气室1.20通过隔板1.25隔离,隔板1.25中心位置开孔并沿孔周设置筒形结构,筒形结构底部与填料转子顶部开孔的孔周连接,实心轴1.22穿过筒形结构与上转盘1.18连接。
逆向旋转填料床吸收器1的填料支撑为筒状不锈钢圈,周向密布开孔,填料支撑的外缘设置有若干形体阻力件,所述的形体阻力件为金属片状突起、外形为矩形或三角形,垂直安装于填料支撑的外缘。
逆向旋转填料床吸收器1的空心轴1.14与进液管之间使用旋转接头1.5连接。
逆向旋转填料床吸收器1的进气管1.1穿过集气室1.20连接主腔室1.11。
逆向旋转填料床吸收器1的填料转子顶部开孔与集气室连通的部位设置密封结构,所述的密封结构包括上下设置的上密封盖1.19和下密封盖1.24,上密封盖1.19套于筒形结构,下密封盖1.24与上转盘1.18连接,下密封盖1.24中心均布设置若干扇形孔,上、下密封盖上设有迷宫环,上、下密封盖的迷宫环相嵌在一起,迷宫环的最外圈设置油封毡圈。
所述的逆向旋转填料床吸收器1的整个旋转床主体1.3及电机1.9均安装在设备支架1.7上,旋转床主体1.3通过卡座固定于支架1.7中心处,电机1.9固定于支架1.7上下部位的T形槽1.8内,电机固定螺栓可在T形槽1.8内滑动,所述传动装置包括空心轴1.14、实心轴1.22、皮带轮1.10、皮带1.6和电机1.9组成,空心轴1.14和实心轴1.22外端都装有被动皮带轮,通过皮带1.6与电机1.9相连接。
旋转填料床解吸器2的气液接触方式为逆流或错流;旋转填料床解吸器外壳设有保温夹套。填料可以是不锈钢丝网、鲍尔环、阶梯环或耐腐蚀的塑料丝网。错流旋转填料床的转子上、下侧各有一个圆圈密封装置,防止气体短路,不经过填料。
两台旋转填料床的转速为200~1600r/min。
烟气脱硫工艺,超重力场条件下进行的气-液间脱硫反应吸收SO2和脱硫富液的再生释放SO2,用磷酸钠缓冲溶液作为脱硫吸收剂,解吸过程以逆流旋转床为例,如图1所示。
a)、吸收过程,将配制一定浓度的磷酸钠缓冲溶液注入到贫液储槽4;开启旋转填料床吸收器1,根据工艺要求,分别调节两台电机1.9至预定的旋转方向和转速;然后开启贫液循环泵6,脱硫贫液经换热器7、流量计F计量后,从旋转填料床吸收器1的进液管进入,经空心轴1.14进入吸收器液体分布器1.13,在吸收器液体分布器1.13作用下,从吸收器液体分布器的小孔沿径向喷出,进入高速旋转的填料,脱硫吸收剂被旋转的填料多次分割、凝并成微小的液膜、液丝和液滴,形成极大的相间界面和表面更新速率,使得气-液间的传质得到极大的强化;含SO2的烟气由进气管输送到旋转床主腔室,在压力的推动下沿转子的外缘进入旋转的填料中,与脱硫吸收剂进行逆流接触,将烟气中的SO2转入到脱硫吸收剂中,形成亚硫酸或亚硫酸氢钠,从转子甩出的液体被主腔室的外壳截获并沿壳壁流下,从置于下面的排液管排出成为脱硫富液进入富液储槽,而气体则由转子中央经迷宫式密封中间的开孔进入集气室,然后从床体顶部的排气管排出进入烟道;
b)、解吸过程,脱硫富液用富液循环泵加压后经换热器与脱硫贫液进行热交换后,从旋转填料床解吸器的液体进口进入旋转填料床解吸器进行解吸,即解吸气从旋转填料床解吸器的气体进口进入旋转填料床解吸器的转子外侧,在压差的作用下,穿过填料,脱硫富液在解吸器液体分布器作用下均匀分布到转子内沿,在离心力作用下穿过填料,被填料多次分割、碰撞,将液体分散成极其细小的液丝、液滴和液膜,与水蒸汽以极大的界面接触传质和传热,富液中的H2SO3和HSO3 -被分解,快速的释放出SO2,从而将其中的SO2解吸出来,解吸出的SO2与水蒸汽经气体出口离开旋转调料床解吸器经冷凝器冷凝分离,分离出SO2和水,其中SO2经压缩机加压进产品储罐或去制酸车间;解吸后的脱硫液体为脱硫贫液,从液体出口排出进入贫液储槽,循环使用;
所述的脱硫吸收剂为磷酸氢钠、磷酸二氢钠和磷酸组成的缓冲水溶液,pH为3.5~7,磷酸根浓度为(0.2~4)mol/L;
所述的吸收过程的脱硫吸收剂与含SO2的烟气的液气体积比为(0.2~6)L/m3,SO2浓度为(0.02~3)%,操作温度为(15~60)℃;
所述的解吸过程的解吸气与脱硫富液的气液比为(300~800)m3/m3,解吸温度为(95~115)℃,解吸气为低压水蒸汽。
实施例1:设定旋转填料床吸收器1的上、下转盘逆向旋转,转速均为400r/min,磷酸氢钠缓冲水溶液的浓度1mol/L(以磷酸根表示),pH为6.5,烟气中SO2的浓度为0.2%,烟气流量为150m3/h,液气比为0.8L/m3,吸收反应温度为35℃,烟气脱硫率高于99.1%。吸收后的富液经旋转填料床解吸器2解吸,解吸器的转速为600r/min,水蒸汽的温度112℃,解吸操作的温度97℃,气液比600m3/m3,富液的解吸率高于92%。
实施例2:设定旋转填料床吸收器1的上、下转盘逆向旋转,转速均为600r/min,磷酸钠缓冲水溶液的浓度0.5mol/L(以磷酸根表示),pH为5.6,烟气中SO2的浓度为0.06%,烟气流量为120m3/h,液气比为0.6L/m3,吸收反应温度为35℃,烟气脱硫率高于99.3%。吸收后的富液经旋转填料床解吸器2解吸,解吸器的转速为550r/min,水蒸汽的温度109℃,解吸操作的温度98℃,气液比500m3/m3,富液的解吸率高于93%。
实施例3:设定旋转填料床吸收器1的上、下转盘逆向旋转,转速均为600r/min,磷酸钠缓冲水溶液的浓度1.5mol/L(以磷酸根表示),pH为6.0,烟气中SO2的浓度为1%,烟气流量为150m3/h,液气比为3L/m3,吸收反应温度为40℃,烟气脱硫率高于99.4%。吸收后的富液经旋转填料床解吸器2解吸,解吸器的转速为800r/min,水蒸汽的温度115℃,解吸操作的温度97℃,气液比600m3/m3,富液的解吸率高于95%。
Claims (10)
1.一种烟气脱硫装置,其特征在于包括逆向旋转填料床吸收器(1)、旋转填料床解吸器(2)、贫液储槽(4)、富液储槽(3)、贫液循环泵(6)、富液循环泵(5)、换热器(7)以及冷凝器(8),
所述的逆向旋转填料床吸收器包括旋转床主体(1.3)、设备支架(1.7)和传动装置,旋转床主体(1.3)包括上下两部分:集气室(1.20)和主腔室(1.11),主腔室(1.11)内设有可高速逆向旋转的填料转子,主腔室(1.11)上部连接进气管(1.1),主腔室(1.11)底部连接排液管(1.4),填料转子中心设置液体分布器(1.13),液体分布器(1.13)连接进液管,集气室(1.20)顶部连接排气管(1.2),填料转子顶部开孔与集气室(1.20)连通,
逆向旋转填料床吸收器(1)的进液管经换热器(7)与贫液循环泵(6)相连,逆向旋转填料床吸收器(1)的排液管(1.4)与富液储槽(3)相连,逆向旋转填料床吸收器(1)的进气管(1.1)与含硫烟气相连,排气管(1.2)与烟囱相连;旋转填料床解吸器(2)液体进口(2.8)与贫液循环泵(6)相连、中间经换热器(7),旋转填料床解吸器(2)液体出口(2.11)与贫液储槽(4)相连,旋转填料床解吸器(2)气体出口(2.7)与冷凝器(8)相连,旋转填料床解吸器(2)气体进口(2.5)与水蒸汽来源相连,旋转填料床解吸器(2)的外壳设有保温夹套。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫装置,其特征在于所述的逆向旋转填料床吸收器(1)的填料转子包括分别独立旋转的上转盘(1.18)和下转盘(1.17),上转盘(1.18)底部和下转盘(1.17)顶部分别安装有若干同心环状填料支撑,填料支撑内部装有填料形成填料环(1.12),上、下转盘上的填料环互相嵌套,相邻填料环之间留有间隙,上转盘(1.18)顶部与实心轴(1.22)连接,下转盘(1.17)底部与空心轴(1.14)连接,空心轴(1.14)顶部连接液体分布器(1.13),空心轴(1.14)底部连接进液管。
3.根据权利要求2所述的烟气脱硫装置,其特征在于所述的逆向旋转填料床吸收器(1)的上转盘(1.18)底部和下转盘(1.17)顶部分别设置有若干同心环状的槽,填料环(1.12)固定于槽内,填料环的自由端伸入另一转盘的槽内、并与另一转盘的槽底留有间隙。
4.根据权利要求2或3所述的烟气脱硫装置,其特征在于主腔室(1.11)和集气室(1.20)通过隔板(1.25)隔离,隔板(1.25)中心位置开孔并设置筒形结构,便于实心轴(1.22)穿过隔板与上转盘(1.18)连接。
5.根据权利要求4所述的烟气脱硫装置,其特征在于所述的逆向旋转填料床吸收器(1)的填料支撑为筒状不锈钢圈或网孔板,周向密布开孔,填料支撑的外缘设置有若干形体阻力件,所述的形体阻力件为金属片状突起、外形为矩形或三角形,垂直安装于填料支撑的外缘周向。
6.根据权利要求5所述的烟气脱硫装置,其特征在于所述的逆向旋转填料床吸收器(1)的空心轴(1.14)与进液管之间使用旋转接头(1.5)连接。
7.根据权利要求6所述的烟气脱硫装置,其特征在于所述的逆向旋转填料床吸收器(1)的进气管(1.1)穿过集气室(1.20)连接主腔室(1.11)。
8.根据权利要求7所述的烟气脱硫装置,其特征在于所述的逆向旋转填料床吸收器(1)的填料转子顶部开孔与集气室连通的部位设置密封结构,所述的密封结构包括上下设置的上密封盖(1.19)和下密封盖(1.24),上密封盖(1.19)套于筒形结构,下密封盖(1.24)与上转盘(1.18)连接,下密封盖(1.24)中心均布设置若干扇形孔,上、下密封盖上设有迷宫环,上、下密封盖的迷宫环相嵌在一起,迷宫环的最外圈设置油封毡圈。
9.根据权利要求8所述的烟气脱硫装置,其特征在于所述的逆向旋转填料床吸收器(1)的整个旋转床主体(1.3)及电机(1.9)均安装在设备支架(1.7)上,旋转床主体(1.3)通过卡座固定于支架(1.7)中心处,电机(1.9)固定于支架(1.7)上下部位的T形槽(1.8)内,电机固定螺栓可在T形槽(1.8)内滑动,所述传动装置包括空心轴(1.14)、实心轴(1.22)、皮带轮(1.10)、皮带(1.6)和电机(1.9)组成,空心轴(1.14)和实心轴(1.22)外端都装有被动皮带轮,通过皮带(1.6)与电机(1.9)相连接。
10.一种烟气脱硫工艺,基于如权利要求9所述的一种烟气脱硫装置完成,其特征在于步骤如下:
a)、吸收过程,脱硫吸收剂经过贫液泵输送至逆向旋转填料床吸收器的吸收器液体分布器,从吸收器液体分布器的小孔沿径向喷出,进入高速旋转的填料,脱硫吸收剂受到多层逆向旋转填料的切割、捕集、聚并成为微米级的液膜、液滴和液丝,含SO2的烟气由进气管输送到旋转床主腔室,在压力的推动下沿转子的外缘穿过填料,经多层逆向旋转填料和形体阻力件反复剪切、分散,极大增加气相的湍动,与脱硫吸收剂在多次剪切、分散过程中进行多级逆流接触,湍动能增大,加快了相界面更新速率,从而将烟气中的SO2快速转入到脱硫吸收剂中,形成亚硫酸氢钠,从转子甩出的液体被主腔室的外壳捕获并沿壳壁流下,从置于底部的排液管排出成为脱硫富液进入富液储槽,而脱硫后的烟气则由转子中央进入集气室,然后从床体顶部的排气管排出进入烟道;
b)、解吸过程,脱硫富液用富液循环泵增压后经换热器与脱硫贫液进行热交换后,从旋转填料床解吸器的液体进口进入旋转填料床解吸器进行解吸,即解吸气从旋转填料床解吸器的气体进口进入,穿过填料,脱硫富液在解吸器液体分布器作用下均匀分布到转子内沿,在离心力作用下穿过填料,其中被填料多次分割、碰撞,将液体分散成极其细小的液丝、液滴和液膜,与水蒸汽以极大的界面接触传质和传热,从而将其中的SO2解吸出来,解吸出的SO2和水蒸汽经冷凝器冷凝分离,其中SO2经加压进产品储罐或去制酸车间;解吸后的液体为脱硫贫液,从旋转填料床液体出口排出进入贫液储槽,循环使用;
所述的脱硫吸收剂为磷酸氢钠、磷酸二氢钠和磷酸组成的缓冲水溶液,pH为3.5~7,磷酸根浓度为(0.2~4)mol/L;
所述的吸收过程的脱硫吸收剂与含SO2的烟气的液气体积比为(0.2~6)L/m3,SO2浓度为(0.02~3)%,操作温度为(15~60)℃;
所述的解吸过程的解吸气与脱硫富液的气液比为(300~800)m3/m3,解吸温度为(95~115)℃,解吸气为低压水蒸汽。
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