CN106076091A - 一种对撞喷射重力沉降式脱硫装置及方法 - Google Patents

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杜军卫
文发智
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王建荣
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Abstract

本发明公开了一种对撞喷射重力沉降式脱硫装置及方法，属于焦化烟气脱硫技术领域。一种对撞喷射重力沉降式脱硫装置，包括对撞喷射式烟气冷却器、重力沉降式脱硫器、脱硫液循环池、排气筒、再生池，其中所述的对撞喷射式烟气冷却器通过烟道与重力沉降式脱硫器连通，所述的脱硫液循环池固定在重力沉降式脱硫器下方，所述的脱硫液循环池通过循环泵分别与对撞喷射式烟气冷却器、重力沉降式脱硫器连通、和再生池连通，所述再生池的出气口与排气筒连通。本发明烟气与脱硫液高效雾化对撞，强化传质，在降低烟气温度的同时又产生脱硫作用，具有脱硫效率高、造价和运行成本低、占地面积小等优点。

Description

一种对撞喷射重力沉降式脱硫装置及方法
技术领域
本发明属于焦化烟气脱硫技术领域，涉及一种对撞喷射重力沉降式脱硫装置及方法。
背景技术
现有的焦化烟气在回收处理时，需要进行脱硫处理，烟气脱硫是指从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物。在烟气脱硫技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法：以石灰石为基础的钙法，以氧化镁为基础的镁法，以硫酸钠为基础的钠法，以氨为基础的氨法，和以有机碱为基础的有机碱法。然而现有的脱硫技术，依然存在脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大，以及二次污染严重等问题。
为了解决现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种对撞喷射重力沉降式脱硫装置及方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种对撞喷射重力沉降式脱硫装置。
本发明的另一个目的是提供一种对撞喷射重力沉降式脱硫方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种对撞喷射重力沉降式脱硫装置，包括对撞喷射式烟气冷却器、重力沉降式脱硫器、脱硫液循环池、排气筒、再生池，其中所述的对撞喷射式烟气冷却器通过烟道与重力沉降式脱硫器连通，所述的脱硫液循环池固定在重力沉降式脱硫器下方，所述的脱硫液循环池通过循环泵分别与对撞喷射式烟气冷却器、重力沉降式脱硫器连通、和再生池连通，所述再生池的出气口与排气筒连通。
进一步地，所述的脱硫液循环池上方设置有布气格栅板，烟气自重力沉降式脱硫器进入所述的脱硫液循环池后，经布气格栅板均匀分布气流进入循环池上部空间，降低烟气流速。
所述的再生池与脱硫液循环池、排气筒之间设置有捕雾器，烟气在循环池内经降低流速后，通过捕雾器去除细小的雾滴后，进入脱硫液再生池，然后经布置在出口的捕雾器后，由排气筒排入大气。
还包括脱硫产物处理系统，所述的脱硫产物处理系统包括石灰料仓、内置有搅拌器的制浆罐、板框压滤机，其中所述的石灰料仓固定在制浆罐上方，再生池通过浆液泵与制浆罐连通，通过渣浆泵与板框压滤机连通，并连接有罗茨鼓风机，所述的板框压滤机安装在脱硫液循环池的上方；当脱硫液达到一定浓度后泵入再生池，脱硫液在再生池内通过加入制浆系统的石灰浆液，再经罗茨鼓风机鼓入的空气曝气氧化后，经渣浆泵泵入板框压滤机，经过板框压滤机后，滤液回流至脱硫液循环池继续脱硫，固体为硫酸钙经装袋外售。
所述的对撞喷射式烟气冷却器内设置有两层以上的雾化喷头，每层雾化喷头至少包括两个5MPa-10MPa压力的雾化螺旋喷头，在对撞喷射式烟气冷却器包括多个5MPa-10MPa压力的高效实心螺旋喷头，分多层安装在冷却器内部，均匀布置，通过喷头喷出后在冷却器内部形成烟气撞击面，能够充分的使烟道气与脱硫液混合、湿润，在起到降温的同时又起到脱硫的目的。
所述的重力沉降式脱硫器内部装有两层以上雾化喷嘴，每层雾化喷嘴包括至少两个高压雾化喷嘴，在重力沉降式脱硫器内部装有多层喷嘴，脱硫液在喷嘴的强力喷射作用下，同时脱硫液滴在重力沉降的作用力下，脱硫液下降速度大于烟气的流速，起到了脱硫液滴与烟气的强制脱硫化学反应，并且脱硫液的重力沉降产生拖动效应，降低了脱硫器的系统阻力。
上述对撞喷射重力沉降式脱硫装置的脱硫方法，其特征在于，步骤为：
（1）烟气流程：烟气降温至150℃后，进入对撞喷射式混合器内与脱硫液对撞混合产生撞击面，在降温的同时又起到一定的脱硫作用，脱硫液由出口排入脱硫液循环池内；烟气进入重力沉降式脱硫器内，与自上而下高压喷射的雾化脱硫液再次混合，产生化学反应，脱除二氧化硫，同时烟气在脱硫液重力沉降的作用下产生拖动效应和附加吸力，降低了系统的阻力；烟气与脱硫液同时进入脱硫液循环池内，脱硫液在池内底部沉降循环使用，烟气经布气格栅板流向循环池上部空间流速得以降低，通过循环池的捕雾墙，除去细小的雾滴，进入另一侧的再生池，通过再生池的出口进入排气筒，排入大气；
（2）液体流程：脱硫液通过雾化螺旋喷头喷入对撞喷射式烟气冷却器，与烟气经雾化、湿润、初步脱硫后，液体排入脱硫液循环池；重力沉降式脱硫器内脱硫液与烟气发生反应，脱除二氧化硫后，液体进入脱硫液循环池，当脱硫液达到一定浓度后泵入再生池，脱硫液在再生池内通过加入制浆系统的石灰浆液，再经罗茨鼓风机鼓入的空气曝气氧化后，经渣浆泵泵入板框压滤机，经过板框压滤机后，滤液回流至脱硫液循环池继续脱硫，固体为硫酸钙，回收利用。
更进一步地，所述的脱硫液为碳酸钠或者氢氧化钠脱硫液，Na2CO3或NaOH液吸收烟气中的SO2，生成HSO32-、SO32-与SO42-，反应方程式如下：脱硫过程
（1）
（2）
其中：式（1）为启动阶段Na2CO3溶液吸收SO2的反应；
式（2）为溶液pH值较低（5-9）时的主反应。
氧化过程(副反应)
（3）
再生过程
（4）
（5）
式（4）为第一步反应再生反应，式（5）为再生至pH＞9以后继续发生的主反应。
本发明烟气在对撞喷射式冷却器内与脱硫液雾化液滴形成强烈的撞击力，强化了气液传质，使烟气充分湿润、混合、降温、脱硫；当烟气经对撞喷射式烟气冷却器后，进入重力沉降式脱硫器，脱硫液在高压雾化喷射后自上而下重力下降，脱硫液下降速度大于烟气的流速，起到了脱硫液滴与烟气的强制脱硫反应，同时在重力沉降的作用下产生拖动效应，降低了脱硫器的系统阻力；而本发明选择钠钙双碱法为脱硫工艺，以石灰作为主脱硫剂，钠碱为助脱硫剂，由于在吸收过程中以钠碱为吸收液，脱硫系统不会出现结垢等问题，运行安全可靠，且由于钠碱吸收液和二氧化硫反应的速率比钙碱快很多，能在较小的液气比条件下，达到较高的二氧化硫脱除率。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）烟气与脱硫液高效雾化对撞，强化传质，在降低烟气温度的同时又产生脱硫作用；
（2）采用对撞喷射式冷却器和重力沉降式脱硫器结合的工艺脱硫，代替了传统塔器脱硫设备，降低了工程造价；
（3）脱硫液通过再生、过滤，产出硫酸钙外售，不仅环保，而且有一定的经济效益；
（4）脱硫效率高、造价和运行成本低、占地面积小。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1-对撞喷射式烟气冷却器、2-脱硫液循环池、3-再生池、4-捕雾器、5-排气筒、6-石灰粉仓、7-搅拌器、8-制浆罐、9-浆液泵、10-对撞喷射式烟气冷却器循环泵、11-重力沉降式脱硫器循环泵、12-重力沉降式脱硫器、13-罗茨鼓风机、14-渣浆泵、15-板框压滤机、16-再生池给液泵、17-布气格栅板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示的一种对撞喷射重力沉降式脱硫装置，包括对撞喷射式烟气冷却器1、重力沉降式脱硫器12、脱硫液循环池2、排气筒5、再生池3，其中所述的对撞喷射式烟气冷却器1通过烟道与重力沉降式脱硫器12连通，所述的脱硫液循环池2固定在重力沉降式脱硫器12下方；所述的脱硫液循环池2通过对撞喷射式烟气冷却器循环泵10与对撞喷射式烟气冷却器，通过重力沉降式脱硫器循环泵11与重力沉降式脱硫器12连通、通过再生池给液泵16和再生池3连通，所述再生池3的出气口与排气筒5连通。
其中在脱硫液循环池2上方设置有布气格栅板17；再生池3与脱硫液循环池2、排气筒5之间设置有捕雾器4；还包括脱硫产物处理系统，脱硫产物处理系统包括石灰料仓6、内置有搅拌器7的制浆罐8、板框压滤机15，其中所述的石灰料仓6固定在制浆罐8上方，再生池3通过浆液泵9与制浆罐8连通，通过渣浆泵14与板框压滤机15连通，并连接有罗茨鼓风机13，所述的板框压滤机15安装在脱硫液循环池2的上方。
对撞喷射式烟气冷却器内设置有两层以上（如图1所示为4层）的雾化喷头，每层雾化喷头至少包括两个（如图1所示为6个）5MPa-10MPa压力的雾化螺旋喷头；重力沉降式脱硫器内部装有两层（如图1所示为4层）以上雾化喷嘴，每层雾化喷嘴包括至少两个（如图1所示为4个）高压雾化喷嘴。
系统运行时：（1）烟气流程：烟气降温至150℃后，进入对撞喷射式混合器内与脱硫液对撞混合产生撞击面，在降温的同时又起到一定的脱硫作用，脱硫液由出口排入脱硫液循环池内；烟气进入重力沉降式脱硫器内，与自上而下高压喷射的雾化脱硫液再次混合，产生化学反应，脱除二氧化硫，同时烟气在脱硫液重力沉降的作用下产生拖动效应和附加吸力，降低了系统的阻力；烟气与脱硫液同时进入脱硫液循环池内，脱硫液在池内底部沉降循环使用，烟气经布气格栅板流向循环池上部空间流速得以降低，通过循环池的捕雾墙，除去细小的雾滴，进入另一侧的再生池，通过再生池的出口进入排气筒，排入大气；（2）液体流程：脱硫液通过雾化螺旋喷头喷入对撞喷射式烟气冷却器，与烟气经雾化、湿润、初步脱硫后，液体排入脱硫液循环池；重力沉降式脱硫器内脱硫液与烟气发生反应，脱除二氧化硫后，液体进入脱硫液循环池，当脱硫液达到一定浓度后泵入再生池，脱硫液在再生池内通过加入制浆系统的石灰浆液，再经罗茨鼓风机鼓入的空气曝气氧化后，经渣浆泵泵入板框压滤机，经过板框压滤机后，滤液回流至脱硫液循环池继续脱硫，固体为硫酸钙，回收利用。

Claims (8)

1.一种对撞喷射重力沉降式脱硫装置，包括对撞喷射式烟气冷却器、重力沉降式脱硫器、脱硫液循环池、排气筒、再生池，其中所述的对撞喷射式烟气冷却器通过烟道与重力沉降式脱硫器连通，所述的脱硫液循环池固定在重力沉降式脱硫器下方，所述的脱硫液循环池通过循环泵分别与对撞喷射式烟气冷却器、重力沉降式脱硫器连通、和再生池连通，所述再生池的出气口与排气筒连通。
2.根据权利要求1所述的对撞喷射重力沉降式脱硫装置，其特征在于，所述的脱硫液循环池上方设置有布气格栅板。
3.根据权利要求1或2所述的对撞喷射重力沉降式脱硫装置，其特征在于，所述的再生池与脱硫液循环池、排气筒之间设置有捕雾器。
4.根据权利要求1或2所述的对撞喷射重力沉降式脱硫装置，其特征在于，还包括脱硫产物处理系统，所述的脱硫产物处理系统包括石灰料仓、内置有搅拌器的制浆罐、板框压滤机，其中所述的石灰料仓固定在制浆罐上方，再生池通过浆液泵与制浆罐连通，通过渣浆泵与板框压滤机连通，并连接有罗茨鼓风机，所述的板框压滤机安装在脱硫液循环池的上方。
5.根据权利要求1或2所述的对撞喷射重力沉降式脱硫装置，其特征在于，所述的对撞喷射式烟气冷却器内设置有两层以上的雾化喷头，每层雾化喷头至少包括两个5MPa-10MPa压力的雾化螺旋喷头。
6.根据权利要求1或2所述的对撞喷射重力沉降式脱硫装置，其特征在于，所述的重力沉降式脱硫器内部装有两层以上雾化喷嘴，每层雾化喷嘴包括至少两个高压雾化喷嘴。
7.权利要求1-6任一项对撞喷射重力沉降式脱硫装置的脱硫方法，其特征在于，步骤为：
（1）烟气流程：烟气降温至150℃后，进入对撞喷射式混合器内与脱硫液对撞混合产生撞击面，在降温的同时又起到一定的脱硫作用，脱硫液由出口排入脱硫液循环池内；烟气进入重力沉降式脱硫器内，与自上而下高压喷射的雾化脱硫液再次混合，产生化学反应，脱除二氧化硫，同时烟气在脱硫液重力沉降的作用下产生拖动效应和附加吸力，降低了系统的阻力；烟气与脱硫液同时进入脱硫液循环池内，脱硫液在池内底部沉降循环使用，烟气经布气格栅板流向循环池上部空间流速得以降低，通过循环池的捕雾墙，除去细小的雾滴，进入另一侧的再生池，通过再生池的出口进入排气筒，排入大气；
（2）液体流程：脱硫液通过雾化螺旋喷头喷入对撞喷射式烟气冷却器，与烟气经雾化、湿润、初步脱硫后，液体排入脱硫液循环池；重力沉降式脱硫器内脱硫液与烟气发生反应，脱除二氧化硫后，液体进入脱硫液循环池，当脱硫液达到一定浓度后泵入再生池，脱硫液在再生池内通过加入制浆系统的石灰浆液，再经罗茨鼓风机鼓入的空气曝气氧化后，经渣浆泵泵入板框压滤机，经过板框压滤机后，滤液回流至脱硫液循环池继续脱硫，固体为硫酸钙，回收利用。
8.根据权利要求7所述的对撞喷射重力沉降式脱硫装置的脱硫方法，其特征在于，所述的脱硫液为碳酸钠或者氢氧化钠脱硫液。
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