CN108404622A - 一塔式制酸尾气净化装置及制酸尾气净化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种一塔式制酸尾气净化装置及制酸尾气净化工艺，所述一塔式制酸尾气净化装置包括由裙座、塔体、上封头和下封头组成的立式塔，以及由下至上依次设置在塔体内的氧化段、脱SO2段、酸洗段和水洗捕雾段，各功能段之间通过断塔盘分隔；所述氧化段的底部留存有塔釜液层，并通过设于下封头底部的底部物料出口管连接外部的硫铵单元；所述脱SO2段设循环洗涤液喷洒装置；所述酸洗段设循环酸洗液喷洒装置；上封头的顶部设尾气出口，脱SO2段的塔体一侧设制酸尾气入口管。本发明在一个立式塔内完成制酸尾气净化过程，节省了设备投资，减小了占地面积，并使操作更加方便。
Description
技术领域
本发明涉及工业尾气净化处理技术领域，尤其涉及一种用于对焦化行业制酸过程中产生的尾气进行净化处理的一塔式制酸尾气净化装置及制酸尾气净化工艺。
背景技术
目前，焦化行业在处理低品质硫磺及脱硫废液时常采用将其焚烧制酸的工艺，其工艺流程主要包括原料预处理工序、焚烧工序、余热回收工序、中间净化工序、干燥工序、转化工序、吸收工序、制酸尾气净化工序。其中制酸尾气净化工序中常采用排烟脱硫塔脱硫和中和塔洗氨相结合的方法对制酸尾气进行处理，这种方法的不足之处是需要的设备较多，并且占地面积较大，操作较复杂。
发明内容
本发明提供了一种一塔式制酸尾气净化装置及制酸尾气净化工艺，在一个立式塔内完成制酸尾气净化过程，节省了设备投资，减小了占地面积，并使操作更加方便。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一塔式制酸尾气净化装置，包括由裙座、塔体、上封头和下封头组成的立式塔，以及由下至上依次设置在塔体内的氧化段、脱SO2段、酸洗段和水洗捕雾段，各功能段之间通过断塔盘分隔；所述氧化段的底部留存有塔釜液层，并通过设于下封头底部的底部物料出口管连接外部的硫铵单元；所述脱SO2段设循环洗涤液喷洒装置；所述酸洗段设循环酸洗液喷洒装置；上封头的顶部设尾气出口，脱SO2段的塔体一侧设制酸尾气入口管。
所述脱SO2段为空喷塔段，脱SO2段的塔体内由下至上依次设置断塔盘一、氨水喷洒管、制酸尾气入口管及循环洗涤液喷洒管；断塔盘一上有设定高度的洗涤液层，氨水喷洒管设于洗涤液层的液面下方，制酸尾气入口管设置在洗涤液层的液面上方；断塔盘一底部设循环洗涤液引出管，通过洗涤液循环泵与循环洗涤液喷洒管相连。
所述断塔盘一上方、洗涤液层液面之下的塔体一侧设置返流物料出口管通过连通管与自氧化段上部引出的物料返流管连接，连通管上设阀门一；氧化段与脱SO2段之间设溢流管，溢流管的上端穿过断塔盘一且顶面高度与洗涤液层的液面高度平齐，溢流管的下端伸入塔釜液层中。
所述塔釜液层的中下部设空气鼓泡管，物料返流管设于空气鼓泡管的上方。
所述酸洗段为空喷塔段，酸洗段的底部设断塔盘二，顶部设循环酸洗液喷洒管；断塔盘二上有设定高度的酸洗液层；在低于酸洗液层液面高度的塔体一侧设酸洗物料引出管连接硫铵单元，酸洗物料引出管上设阀门二；断塔盘二底部设循环酸洗液引出管，通过酸洗液循环泵与循环酸洗液喷洒管相连
所述水洗捕雾段为空喷塔段，在水洗捕雾段的底部设断塔盘三，顶部设丝网捕雾器；丝网捕雾器的上方设清洗喷洒管，丝网捕雾器的下方设水洗喷洒管；断塔盘三的底部设循环水洗液引出管，通过水洗液循环泵分别与清洗喷洒管及水洗喷洒管相连，清洗喷洒管与水洗喷洒管之间设阀门三。
所述底部物料出口管上设阀门四。
所述制酸尾气入口管伸入塔体内的部分顶部设有多个尾气喷入口。
基于所述装置的制酸尾气净化工艺，包括如下步骤：
1)待净化的制酸尾气由脱SO2段的制酸尾气入口管进入塔体内，与脱SO2段顶部的循环洗涤液喷洒管喷洒下来的循环洗涤液逆流接触；循环洗涤液的主要成分为亚硫酸氨，尾气中的SO2与亚硫酸氨反应生成亚硫酸氢铵；亚硫酸氢铵落入断塔盘一上的的洗涤液层中，与氨水喷洒管喷出的氨水进行反应，将亚硫酸氢铵还原成亚硫酸铵；其中一部分亚硫酸铵溶液由循环洗涤液引出管引出并泵送回循环洗涤液喷洒管，另一部分亚硫酸铵溶液通过溢流管溢流进入塔釜液层中；当断塔盘一上洗涤液层底部的亚硫酸铵达到限定浓度时，开启阀门一，将亚硫酸铵溶液由连通管引入塔釜液层中；
2)在塔釜液层中，通过空气鼓泡管鼓进空气，将不稳定的亚硫酸铵氧化生成稳定的硫酸铵；生成的硫酸铵由底部物料出口管引出送往硫铵单元进行后续处理；
3)脱除SO2后的尾气通过断塔盘二由脱SO2段进入到酸洗段中，在酸洗段采用稀硫酸进行洗氨；稀硫酸通过酸洗段顶部的循环酸洗液喷洒管进入塔体内并均匀喷洒，与尾气进行逆流接触，尾气中的氨与硫酸反应生成硫酸铵并落入到断塔盘二的酸洗液层中；其中一部分酸洗液通过循环酸洗液引出管引出并泵送回循环酸洗液喷洒管，并向循环酸洗液喷洒管内定期补充新鲜稀硫酸；当断塔盘二上酸洗液层中的硫酸铵达到限定浓度后，将其由酸洗物料引出管引出并送入硫铵单元继续后续处理；
4)脱氨后的尾气通过断塔盘三由酸洗段进入到水洗捕雾段，在水洗捕雾段进行最终的洗涤除雾；洗涤水由水洗喷洒管进入水洗捕雾段的塔体内并均匀喷洒，与由酸洗段上来的尾气进行逆流洗涤，脱除剩余未被除净的杂质；洗净后的尾气经过丝网捕雾器除雾后由塔顶的尾气出口直接达标排放；
5)积存在断塔盘三上的洗涤水由循环水洗液引出管引出，通过水洗液循环泵送回水洗喷洒管循环使用；丝网捕雾器上方设清洗喷洒管，用于定期对丝网捕雾器进行清洗，清洗时开启阀门三将送往水洗喷洒管的一部分循环水洗液引入清洗喷洒管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明中，制酸尾气由塔底进入，依次经过脱SO2段、酸洗脱NH3段和水洗捕雾段实现净化处理，净化后的尾气由塔顶达标排放；节省了设备投资，减小了占地面积，并使操作更加简单方便；
2)氧化段和酸洗段生成的含硫酸铵的母液送入硫铵单元用于生产硫酸铵，实现资源充分利用；
3)利用制酸过程中产出稀硫酸作为吸收尾气中氨的原料，对于设有硫铵单元的焦化厂，产出的硫酸铵可送入硫铵单元，在焦化厂中可形成一个闭环系统，不需外购原料，无外排废物。
附图说明
图1是本发明所述一塔式制酸尾气净化装置的结构示意图。
图中：1.裙座 2.塔体 3.下封头 4.脱SO2段 5.酸洗段 6.水洗捕雾段 7.上封头8.尾气出口 9.清洗喷洒管 10.阀门三 11.丝网捕雾器 12.水洗喷洒管 13.断塔盘三 14.循环水洗液引出管 15.水洗液循环泵 16.循环酸洗液喷洒管 17.循环酸洗液引出管 18.断塔盘二 19.循环洗涤液喷洒管 20.制酸尾气入口管 21.空气鼓泡管 22.洗涤液循环泵23.底部物料出口管 24.溢流管 25.物料返流管 26.连通管 27.阀门一 28.返流物料出口管 29.循环洗涤液引出管 30.氨水喷洒管 31.酸洗液循环泵 32.氧化段 33.断塔盘一34.酸洗物料引出管 35.阀门二 36.阀门四
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本发明所述一塔式制酸尾气净化装置，包括由裙座1、塔体2、上封头7和下封头3组成的立式塔，以及由下至上依次设置在塔体2内的氧化段32、脱SO2段4、酸洗段5和水洗捕雾段6，各功能段之间通过断塔盘分隔；所述氧化段32的底部留存有塔釜液层，并通过设于下封头3底部的底部物料出口管23连接外部的硫铵单元；所述脱SO2段4设循环洗涤液喷洒装置；所述酸洗段5设循环酸洗液喷洒装置；上封头7的顶部设尾气出口8，脱SO2段4的塔体2一侧设制酸尾气入口管20。
所述脱SO2段4为空喷塔段，脱SO2段4的塔体2内由下至上依次设置断塔盘一33、氨水喷洒管30、制酸尾气入口管20及循环洗涤液喷洒管19；断塔盘一33上有设定高度的洗涤液层，氨水喷洒管30设于洗涤液层的液面下方，制酸尾气入口管20设置在洗涤液层的液面上方；断塔盘一33底部设循环洗涤液引出管29，通过洗涤液循环泵22与循环洗涤液喷洒管19相连。
所述断塔盘一33上方、洗涤液层液面之下的塔体2一侧设置返流物料出口管28通过连通管26与自氧化段32上部引出的物料返流管25连接，连通管26上设阀门一27；氧化段32与脱SO2段4之间设溢流管24，溢流管24的上端穿过断塔盘一33且顶面高度与洗涤液层的液面高度平齐，溢流管24的下端伸入塔釜液层中。
所述塔釜液层的中下部设空气鼓泡管21，物料返流管25设于空气鼓泡管21的上方。
所述酸洗段5为空喷塔段，酸洗段5的底部设断塔盘二18，顶部设循环酸洗液喷洒管16；断塔盘二18上有设定高度的酸洗液层；在低于酸洗液层液面高度的塔体2一侧设酸洗物料引出管34连接硫铵单元，酸洗物料引出管34上设阀门二35；断塔盘二18底部设循环酸洗液引出管17，通过酸洗液循环泵31与循环酸洗液喷洒管16相连
所述水洗捕雾段6为空喷塔段，在水洗捕雾段6的底部设断塔盘三13，顶部设丝网捕雾器11；丝网捕雾器11的上方设清洗喷洒管9，丝网捕雾器11的下方设水洗喷洒管12；断塔盘三13的底部设循环水洗液引出管14，通过水洗液循环泵15分别与清洗喷洒管9及水洗喷洒管12相连，清洗喷洒管9与水洗喷洒管12之间设阀门三10。
所述底部物料出口管23上设阀门四36。
所述制酸尾气入口管20伸入塔体2内的部分顶部设有多个尾气喷入口。
基于所述装置的制酸尾气净化工艺，包括如下步骤：
1)待净化的制酸尾气由脱SO2段4的制酸尾气入口管20进入塔体2内，与脱SO2段4顶部的循环洗涤液喷洒管喷19洒下来的循环洗涤液逆流接触；循环洗涤液的主要成分为亚硫酸氨，尾气中的SO2与亚硫酸氨反应生成亚硫酸氢铵；亚硫酸氢铵落入断塔盘一33上的的洗涤液层中，与氨水喷洒管30喷出的氨水进行反应，将亚硫酸氢铵还原成亚硫酸铵；其中一部分亚硫酸铵溶液由循环洗涤液引出管29引出并泵送回循环洗涤液喷洒管19，另一部分亚硫酸铵溶液通过溢流管24溢流进入塔釜液层中；当断塔盘一33上洗涤液层底部的亚硫酸铵达到限定浓度时，开启阀门一27，将亚硫酸铵溶液由连通管26引入塔釜液层中；
2)在塔釜液层中，通过空气鼓泡管21鼓进空气，将不稳定的亚硫酸铵氧化生成稳定的硫酸铵；生成的硫酸铵由底部物料出口管23引出送往硫铵单元进行后续处理；
3)脱除SO2后的尾气通过断塔盘二18由脱SO2段4进入到酸洗段5中，在酸洗段5采用稀硫酸进行洗氨；稀硫酸通过酸洗段5顶部的循环酸洗液喷洒管16进入塔体2内并均匀喷洒，与尾气进行逆流接触，尾气中的氨与硫酸反应生成硫酸铵并落入到断塔盘二18的酸洗液层中；其中一部分酸洗液通过循环酸洗液引出管17引出并泵送回循环酸洗液喷洒管16，并向循环酸洗液喷洒管16内定期补充新鲜稀硫酸；当断塔盘二18上酸洗液层中的硫酸铵达到限定浓度后，将其由酸洗物料引出管34引出并送入硫铵单元继续后续处理；
4)脱氨后的尾气通过断塔盘三13由酸洗段5进入到水洗捕雾段6，在水洗捕雾段6进行最终的洗涤除雾；洗涤水由水洗喷洒管12进入水洗捕雾段6的塔体2内并均匀喷洒，与由酸洗段5上来的尾气进行逆流洗涤，脱除剩余未被除净的杂质；洗净后的尾气经过丝网捕雾器11除雾后由塔顶的尾气出口8直接达标排放；
5)积存在断塔盘三13上的洗涤水由循环水洗液引出管14引出，通过水洗液循环泵15送回水洗喷洒管12循环使用；丝网捕雾器11上方设清洗喷洒管9，用于定期对丝网捕雾器11进行清洗，清洗时开启阀门三10将送往水洗喷洒管12的一部分循环水洗液引入清洗喷洒管9。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一塔式制酸尾气净化装置，其特征在于，包括由裙座、塔体、上封头和下封头组成的立式塔，以及由下至上依次设置在塔体内的氧化段、脱SO2段、酸洗段和水洗捕雾段，各功能段之间通过断塔盘分隔；所述氧化段的底部留存有塔釜液层，并通过设于下封头底部的底部物料出口管连接外部的硫铵单元；所述脱SO2段设循环洗涤液喷洒装置；所述酸洗段设循环酸洗液喷洒装置；上封头的顶部设尾气出口，脱SO2段的塔体一侧设制酸尾气入口管。
2.根据权利要求1所述的一塔式制酸尾气净化装置，其特征在于，所述脱SO2段为空喷塔段，脱SO2段的塔体内由下至上依次设置断塔盘一、氨水喷洒管、制酸尾气入口管及循环洗涤液喷洒管；断塔盘一上有设定高度的洗涤液层，氨水喷洒管设于洗涤液层的液面下方，制酸尾气入口管设置在洗涤液层的液面上方；断塔盘一底部设循环洗涤液引出管，通过洗涤液循环泵与循环洗涤液喷洒管相连。
3.根据权利要求2所述的一塔式制酸尾气净化装置，其特征在于，所述断塔盘一上方、洗涤液层液面之下的塔体一侧设置返流物料出口管通过连通管与自氧化段上部引出的物料返流管连接，连通管上设阀门一；氧化段与脱SO2段之间设溢流管，溢流管的上端穿过断塔盘一且顶面高度与洗涤液层的液面高度平齐，溢流管的下端伸入塔釜液层中。
4.根据权利要求1所述的一塔式制酸尾气净化装置，其特征在于，所述塔釜液层的中下部设空气鼓泡管，物料返流管设于空气鼓泡管的上方。
5.根据权利要求1所述的一塔式制酸尾气净化装置，其特征在于，所述酸洗段为空喷塔段，酸洗段的底部设断塔盘二，顶部设循环酸洗液喷洒管；断塔盘二上有设定高度的酸洗液层；在低于酸洗液层液面高度的塔体一侧设酸洗物料引出管连接硫铵单元，酸洗物料引出管上设阀门二；断塔盘二底部设循环酸洗液引出管，通过酸洗液循环泵与循环酸洗液喷洒管相连。
6.根据权利要求1所述的一塔式制酸尾气净化装置，其特征在于，所述水洗捕雾段为空喷塔段，在水洗捕雾段的底部设断塔盘三，顶部设丝网捕雾器；丝网捕雾器的上方设清洗喷洒管，丝网捕雾器的下方设水洗喷洒管；断塔盘三的底部设循环水洗液引出管，通过水洗液循环泵分别与清洗喷洒管及水洗喷洒管相连，清洗喷洒管与水洗喷洒管之间设阀门三。
7.根据权利要求1所述的一塔式制酸尾气净化装置，其特征在于，所述底部物料出口管上设阀门四。
8.根据权利要求1所述的一塔式制酸尾气净化装置，其特征在于，所述制酸尾气入口管伸入塔体内的部分顶部设有多个尾气喷入口。
9.基于权利要求1所述装置的制酸尾气净化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)待净化的制酸尾气由脱SO2段的制酸尾气入口管进入塔体内，与脱SO2段顶部的循环洗涤液喷洒管喷洒下来的循环洗涤液逆流接触；循环洗涤液的主要成分为亚硫酸氨，尾气中的SO2与亚硫酸氨反应生成亚硫酸氢铵；亚硫酸氢铵落入断塔盘一上的的洗涤液层中，与氨水喷洒管喷出的氨水进行反应，将亚硫酸氢铵还原成亚硫酸铵；其中一部分亚硫酸铵溶液由循环洗涤液引出管引出并泵送回循环洗涤液喷洒管，另一部分亚硫酸铵溶液通过溢流管溢流进入塔釜液层中；当断塔盘一上洗涤液层底部的亚硫酸铵达到限定浓度时，开启阀门一，将亚硫酸铵溶液由连通管引入塔釜液层中；
2)在塔釜液层中，通过空气鼓泡管鼓进空气，将不稳定的亚硫酸铵氧化生成稳定的硫酸铵；生成的硫酸铵由底部物料出口管引出送往硫铵单元进行后续处理；
3)脱除SO2后的尾气通过断塔盘二由脱SO2段进入到酸洗段中，在酸洗段采用稀硫酸进行洗氨；稀硫酸通过酸洗段顶部的循环酸洗液喷洒管进入塔体内并均匀喷洒，与尾气进行逆流接触，尾气中的氨与硫酸反应生成硫酸铵并落入到断塔盘二的酸洗液层中；其中一部分酸洗液通过循环酸洗液引出管引出并泵送回循环酸洗液喷洒管，并向循环酸洗液喷洒管内定期补充新鲜稀硫酸；当断塔盘二上酸洗液层中的硫酸铵达到限定浓度后，将其由酸洗物料引出管引出并送入硫铵单元继续后续处理；
4)脱氨后的尾气通过断塔盘三由酸洗段进入到水洗捕雾段，在水洗捕雾段进行最终的洗涤除雾；洗涤水由水洗喷洒管进入水洗捕雾段的塔体内并均匀喷洒，与由酸洗段上来的尾气进行逆流洗涤，脱除剩余未被除净的杂质；洗净后的尾气经过丝网捕雾器除雾后由塔顶的尾气出口直接达标排放；
5)积存在断塔盘三上的洗涤水由循环水洗液引出管引出，通过水洗液循环泵送回水洗喷洒管循环使用；丝网捕雾器上方设清洗喷洒管，用于定期对丝网捕雾器进行清洗，清洗时开启阀门三将送往水洗喷洒管的一部分循环水洗液引入清洗喷洒管。
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