CN106943850A - 一种多功能分区氨法脱硫装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多功能分区氨法脱硫装置，包括脱硫塔（1），所述脱硫塔（1）内自下而上依次分隔为氧化段（a）、浓缩段（b）、吸收段（c）和水洗除雾段（d）,所述浓缩段（b）上连有烟气入口（2），所述浓缩段（b）内设置有第一喷淋层（3），所述第一喷淋层（3）的进水口与浓缩循环泵（4）的出水口相连，所述浓缩循环泵（4）的进水口与浓缩循环槽（5）的出水口相连。本发明巧妙的把单个脱硫塔分成了四个区，四个分区与其他两个槽罐组成了氧化吸收循环、浆液浓缩循环、水洗除雾循环三个独立的闭路循环，每个分区的PH、浓度各不相同，保证了最佳的吸收氧化效果，从根本上解决了气溶胶及氨逃逸的问题。

Description

一种多功能分区氨法脱硫装置
技术领域
本发明涉及一种多功能分区氨法脱硫装置，属于环保技术领域。
背景技术
氨法脱硫是一种资源回收的绿色脱硫工艺，具有工艺流程短、装置占地面积小、投资运行费用低等优点。广泛地应用在化工、电力等行业，具有广阔的市场前景。目前从事氨法脱硫的公司良莠不齐，承建的氨法脱硫装置很多出现气溶胶氨逃逸严重、甚至不出料，严重扰乱氨法脱硫市场。气溶胶是指微米级的铵盐、亚铵盐悬浮于烟气中被带到大气中，造成烟囱出口粉尘假性超标。氨逃逸一方面由于吸收液中的游离氨受热溢出，另一方面由于溶液中的亚铵盐不稳定，受热分解成SO2、NH3。气溶胶和氨逃逸不但造成氨的利用率低，而且导致出口烟气拖尾下沉，析出的铵盐溶液飘落在装置附近设备，造成腐蚀，形成二次污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种实现超低排放的多功能分区氨法脱硫装置。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案：
一种多功能分区氨法脱硫装置，包括脱硫塔，所述脱硫塔内自下而上依次分隔为氧化段、浓缩段、吸收段和水洗除雾段,所述浓缩段上连有烟气入口，所述浓缩段内设置有第一喷淋层，所述第一喷淋层的进水口与浓缩循环泵的出水口相连，所述浓缩循环泵的进水口与浓缩循环槽的出水口相连，所述浓缩循环槽的进水口与所述浓缩段下部的出水口相连；所述浓缩段和吸收段之间由第一升气帽分隔，所述浓缩段的烟气经所述第一升气帽进入所述吸收段，所述吸收段内设置有第二喷淋层，所述第二喷淋层的进水口与吸收循环泵的出水口相连，所述吸收循环泵的进水口与所述氧化段上的出水口相连，所述氧化段与氧化风机相连，所述氧化段的进水口与所述吸收段的出水口相连；所述氧化段和浓缩段之间由隔板分隔；所述吸收段和水洗除雾段之间由第二升气帽分隔，所述水洗除雾段内设置有第三喷淋层，所述第三喷淋层的进水口与水洗泵的出水口相连，所述水洗泵的进水口与水洗循环槽的出水口相连，所述水洗循环槽的进水口与所述水洗除雾段的出水口相连，所述第三喷淋层的上面设置有至少两层屋脊式除雾器。
所述水洗泵的出水口与第三喷淋层的进水口之间由第一管道连通，所述氧化段的进水口与所述吸收段的出水口之间由第二管道连通，所述第一管道和第二管道之间连通有第三管道，所述第三管道上设置有阀门。
所述第二喷淋层的进水口与吸收循环泵的出水口之间连有第四管道，所述浓缩循环槽的进水口与所述浓缩段的出水口之间连有第五管道，所述第四管道和第五管道之间连通有第六管道，所述第六管道上设置有阀门。
所述第三喷淋层的上面设置有第一屋脊式除雾器，所述第一屋脊式除雾器的上面设置有除沫器，所述除沫器的上面设置有第二屋脊式除雾器。
所述屋脊式除雾器的叶片间距在20~40mm；每层所述屋脊式除雾器的运行压降在100~150pa。
所述除沫器包括丝网除沫器，所述丝网除沫器的运行压降在150~250pa。
所述浓缩循环槽内设置有浓缩循环液，所述水洗循环槽内为水。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种多功能分区氨法脱硫装置，通过在塔内设置隔板及升气帽（即第一升气帽和第二升气帽），巧妙的把单个脱硫塔分成了四个区，自下而上依次是氧化段、浓缩段、吸收段、水洗除雾段。四个分区与其他两个槽罐（即浓缩循环槽、水洗循环槽），组成了氧化吸收循环、浆液浓缩循环、水洗除雾循环三个独立的闭路循环，每个分区的PH、浓度各不相同，保证了最佳的吸收氧化效果，从根本上解决了气溶胶及氨逃逸。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1为脱硫塔、2为烟气入口、3为第一喷淋层、4为浓缩循环泵、5为浓缩循环槽、6为第一升气帽、7为第二喷淋层、8为吸收循环泵、9为氧化风机、10为隔板、11为第二升气帽、12为第三喷淋层、13为水洗循环槽、14为第一屋脊式除雾器、15为除沫器、16为水洗泵、17为第一管道、18为第二管道、19为第三管道、20为第四管道、21为第五管道、22为第六管道、23为第二屋脊式除雾器、a为氧化段、b为浓缩段、c为吸收段、d为水洗除雾段。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本实施例解决氨逃逸及气溶胶问题不仅要考虑吸收剂的加入方式、液气比、塔内烟气流速，氧化效率、循环液的PH等，还要掌握脱硫中的各种反应及反应生成物的性质等。氨法脱硫中，主要有以下几个化学反应：
吸收反应：
SO2 + H2O = H2SO3（亚硫酸）
NH3 + H2O = NH4OH（氨水）
2NH4OH + H2SO3 = (NH4)2SO3（亚硫酸铵）+ 2H2O
(NH4)2SO3 + 2H2SO3 = 2NH4HSO3（亚硫酸氢铵）+ H2O
氧化反应：
(NH4)2SO3 + 1/2O2 = (NH4)2SO4
NH4HSO3 + 1/2O2 = NH4HSO4
NH4HSO3 + NH4OH = (NH4)2SO3 + H2O
NH4HSO4 + NH4OH = (NH4)2SO4 + H2O
2NH4OH + SO3 = (NH4)2SO4 + H2O
其中吸收反应中主要的是亚硫酸铵与二氧化硫反应生成亚硫酸氢铵。亚硫酸氢铵与新加入的氨水反应又生成亚硫酸铵，这是一个循环再生过程。氨法脱硫吸收循环溶液PH在6.0~6.5 范围，对吸收及氧化亚铵盐的效果是相当有利的，亚铵盐容易受热分解， 因此需要保证亚铵盐的氧化效率及降低亚铵盐与吸收液直接接触的烟气温度。
本实施例实现了SO2、NH3、气溶胶的超低排放，解决其技术问题所采用的技术方案如下：
如图1所示，一种多功能分区氨法脱硫装置，包括脱硫塔1，所述脱硫塔1内自下而上依次分隔为氧化段a、浓缩段b、吸收段c和水洗除雾段d,所述浓缩段b上连有烟气入口2，所述浓缩段b内设置有第一喷淋层3，所述第一喷淋层3的进水口与浓缩循环泵4的出水口相连，所述浓缩循环泵4的进水口与浓缩循环槽5的出水口相连，所述浓缩循环槽5的进水口与所述浓缩段b下部的出水口相连；所述浓缩段b和吸收段c之间由第一升气帽6分隔，所述浓缩段b的烟气经所述第一升气帽6进入所述吸收段c，所述吸收段c内设置有第二喷淋层7，所述第二喷淋层7的进水口与吸收循环泵8的出水口相连，所述吸收循环泵8的进水口与所述氧化段a上的出水口相连，所述氧化段a与氧化风机9相连，所述氧化段a的进水口与所述吸收段c的出水口相连；所述氧化段a和浓缩段b之间由隔板10分隔；所述吸收段c和水洗除雾段d之间由第二升气帽11分隔，所述水洗除雾段d内设置有第三喷淋层12，所述第三喷淋层12的进水口与水洗泵16的出水口相连，所述水洗泵16的进水口与水洗循环槽13的出水口相连，所述水洗循环槽13的进水口与所述水洗除雾段d的出水口相连，所述第三喷淋层12的上面设置有至少两层屋脊式除雾器。
所述水洗泵16的出水口与第三喷淋层12的进水口之间由第一管道17连通，所述氧化段a的进水口与所述吸收段c的出水口之间由第二管道18连通，所述第一管道17和第二管道18之间连通有第三管道19，所述第三管道19上设置有阀门。
所述第二喷淋层7的进水口与吸收循环泵8的出水口之间连有第四管道20，所述浓缩循环槽5的进水口与所述浓缩段b的出水口之间连有第五管道21，所述第四管道20和第五管道21之间连通有第六管道22，所述第六管道22上设置有阀门。
所述第三喷淋层12的上面设置有第一屋脊式除雾器14，所述第一屋脊式除雾器14的上面设置有除沫器15，所述除沫器15的上面设置有第二屋脊式除雾器23。
所述屋脊式除雾器的叶片间距在20~40mm；每层所述屋脊式除雾器的运行压降在100~150pa。
所述除沫器15包括丝网除沫器，所述丝网除沫器的运行压降在150~250pa。
所述浓缩循环槽5内设置有浓缩循环液，所述水洗循环槽13内为水。
本实施例的工艺流程如下：
烟道气从脱硫塔1入口进入浓缩段b，高温烟气与浓缩循环液气液接触，硫酸铵溶液得到进一步浓缩，烟气温度降低，通过第一升气帽6进入吸收段c，烟气中的二氧化硫被吸收液吸收脱除，烟气上升通过第二升气帽11，到达水洗除雾段d，烟气夹带的铵盐液滴（其中，≤2500μm的铵盐液滴占95%，250~1000μm的铵盐液滴占4.95%，0~250μm的铵盐液滴占0.05%），大部分大粒径的液滴（即≤2500μm的铵盐液滴）被第三喷淋层12洗涤下来。净化后的烟气依次经过高效除雾器及丝网除沫器除去雾滴后经烟囱排到大气中。高效除雾器为两层以上的屋脊式除雾器，叶片间距在20~40mm，运行压降在100~150pa/层，能捕捉烟气夹带的20μm以上的绝大部分液滴。丝网除沫器具有比表面积大、空隙率高的特点，能捕捉99%以上5μm以下的雾滴，但阻力相对较高，通常150~250pa。
该套氨法脱硫装置通过隔板、升气帽巧妙的在一个单塔里面进行分区设计，保证吸收氧化效果，同时利用烟气热量浓缩硫酸铵溶液，实现节能效益。整个塔的压降阻力小于1500pa。在脱硫塔进口粉尘浓度小于30μm/Nm3 的情况下可以实现稳定超低排放，与在烟气出口增加湿式电除尘器，具有投资省、运行费用低的优势，更具竞争力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种多功能分区氨法脱硫装置，其特征在于：包括脱硫塔（1），所述脱硫塔（1）内自下而上依次分隔为氧化段（a）、浓缩段（b）、吸收段（c）和水洗除雾段（d）,所述浓缩段（b）上连有烟气入口（2），所述浓缩段（b）内设置有第一喷淋层（3），所述第一喷淋层（3）的进水口与浓缩循环泵（4）的出水口相连，所述浓缩循环泵（4）的进水口与浓缩循环槽（5）的出水口相连，所述浓缩循环槽（5）的进水口与所述浓缩段（b）下部的出水口相连；所述浓缩段（b）和吸收段（c）之间由第一升气帽（6）分隔，所述浓缩段（b）的烟气经所述第一升气帽（6）进入所述吸收段（c），所述吸收段（c）内设置有第二喷淋层（7），所述第二喷淋层（7）的进水口与吸收循环泵（8）的出水口相连，所述吸收循环泵（8）的进水口与所述氧化段（a）上的出水口相连，所述氧化段（a）与氧化风机（9）相连，所述氧化段（a）的进水口与所述吸收段（c）的出水口相连；所述氧化段（a）和浓缩段（b）之间由隔板（10）分隔；所述吸收段（c）和水洗除雾段（d）之间由第二升气帽（11）分隔，所述水洗除雾段（d）内设置有第三喷淋层（12），所述第三喷淋层（12）的进水口与水洗泵（16）的出水口相连，所述水洗泵（16）的进水口与水洗循环槽（13）的出水口相连，所述水洗循环槽（13）的进水口与所述水洗除雾段（d）的出水口相连，所述第三喷淋层（12）的上面设置有至少两层屋脊式除雾器。
2.根据权利要求1所述一种多功能分区氨法脱硫装置，其特征在于：所述水洗泵（16）的出水口与第三喷淋层（12）的进水口之间由第一管道（17）连通，所述氧化段（a）的进水口与所述吸收段（c）的出水口之间由第二管道（18）连通，所述第一管道（17）和第二管道（18）之间连通有第三管道（19），所述第三管道（19）上设置有阀门。
3.根据权利要求1所述一种多功能分区氨法脱硫装置，其特征在于：所述第二喷淋层（7）的进水口与吸收循环泵（8）的出水口之间连有第四管道（20），所述浓缩循环槽（5）的进水口与所述浓缩段（b）的出水口之间连有第五管道（21），所述第四管道（20）和第五管道（21）之间连通有第六管道（22），所述第六管道（22）上设置有阀门。
4.根据权利要求1所述一种多功能分区氨法脱硫装置，其特征在于：所述第三喷淋层（12）的上面设置有第一屋脊式除雾器（14），所述第一屋脊式除雾器（14）的上面设置有除沫器（15），所述除沫器（15）的上面设置有第二屋脊式除雾器（23）。
5.根据权利要求1所述一种多功能分区氨法脱硫装置，其特征在于：所述屋脊式除雾器的叶片间距在20~40mm；每层所述屋脊式除雾器的运行压降在100~150pa。
6.根据权利要求4所述一种多功能分区氨法脱硫装置，其特征在于：所述除沫器（15）包括丝网除沫器，所述丝网除沫器的运行压降在150~250pa。
7.根据权利要求1所述一种多功能分区氨法脱硫装置，其特征在于：所述浓缩循环槽（5）内设置有浓缩循环液，所述水洗循环槽（13）内为水。
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