CN109603501A - 一种氨法脱硫浆液分区氧化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种氨法脱硫浆液分区氧化装置，包括氧化槽和吸收塔；氧化槽内设有完全氧化区和部分氧化区；吸收塔内设有第一吸收喷淋层和第二吸收喷淋层；完全氧化区和部分氧化区内分别设有脱硫吸收液；完全氧化区通过第二流路与第二吸收喷淋层连通；第二流路将完全氧化区内的脱硫吸收液引入第二吸收喷淋层内进行喷淋，以对第二吸收喷淋层内的烟气进行脱硫；部分氧化区通过第一流路与第一吸收喷淋层连通；第一流路将部分氧化区内的脱硫吸收液引入第一吸收喷淋层内进行喷淋，以对第一吸收喷淋层内的烟气进行脱硫；本发明提供的方案，适用于各种烟气脱硫，并且无需对装置进行调整，能够实现氨法脱硫的吸收液分区、多级氧化及多级吸收，避免二次污染。
Description
技术领域
本发明属于氨法脱硫氧化装置技术领域，具体涉及一种氨法脱硫浆液分区氧化装置。
背景技术
当前，氨法脱硫在化工领域锅炉中应用普遍，采用氨吸收燃煤烟气中的SO2，生成亚硫酸铵和硫酸铵；氨法脱硫的经济性在于SO2的可资源化，能够将烟气中污染物SO2转化为商品硫酸铵，同时氨法脱硫不排放固废及污水、不增加碳排量，所以具有良好的市场前景。
2012年颁布实施的《火电厂大气污染物排放标准》针对重点控制区要求烟气污染物排放限值为：SO2排放浓度≤35mg/Nm3、NOx排放浓度≤50mg/Nm3、颗粒物排放浓度≤5mg/Nm3；随着大气污染防治力度持续加大，2017至2018年国内多个省市分别制定地方环保标准、修改大气污染物排放限值与重点控制区烟气污染排放限值一致。
随着燃煤烟气污染物排放限值日益严格，对氨法脱硫技术也提出了新的挑战；长期以来，氨法脱硫存在着过多的氨逃逸和硫酸铵气溶胶问题，在保证脱硫效率的同时，氨和硫酸铵气溶胶岁烟气从烟囱排出，造成二次污染，这其中包括气溶胶导致的颗粒物排放超标；多年以来，各大燃煤烟气治理企业及研究机构对氨法脱硫中控制氨逃逸及气溶胶进行了诸多研究，并在工程中取得了较为显著的进展；目前控制氨逃逸及气溶胶的总体思路是在SO2吸收段进行源头控制，抑制氨的逃逸和气溶胶的生成；其手段是进行吸收液分区、分级控制吸收液pH值、多级氧化以及多级吸收；如何进行分区分级设计进行脱硫，成为实现氨法脱硫超低排放的难点。
基于上述氨法脱硫中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种氨法脱硫浆液分区氧化装置，旨在解决现有氨法脱硫过程中的二次污染的问题。
本发明提供一种氨法脱硫浆液分区氧化装置，包括氧化槽和吸收塔；氧化槽内设有完全氧化区和部分氧化区；吸收塔内设有第一吸收喷淋层和第二吸收喷淋层；完全氧化区和部分氧化区内分别设有脱硫吸收液；完全氧化区通过第二流路与第二吸收喷淋层连通；第二流路将完全氧化区内的脱硫吸收液引入第二吸收喷淋层内进行喷淋，以对第二吸收喷淋层内的烟气进行脱硫；部分氧化区通过第一流路与第一吸收喷淋层连通；第一流路将部分氧化区内的脱硫吸收液引入第一吸收喷淋层内进行喷淋，以对第一吸收喷淋层内的烟气进行脱硫。
进一步地，第一吸收喷淋层下方设有第一吸收集液器，第一吸收集液器通过第三流路分别与完全氧化区和部分氧化区连通，以将第一吸收集液器的脱硫吸收液引入完全氧化区和部分氧化区内；和/或，第二吸收喷淋层下方设有第二吸收集液器，第二吸收集液器通过第四流路与完全氧化区连通，以将第二吸收集液器的脱硫吸收液引入完全氧化区内。
进一步地，还包括第一吸收循环泵和第二吸收循环泵；第一吸收循环泵设置于第一流路上，用于将部分氧化区内的脱硫吸收液引入第一吸收喷淋层内；第二吸收循环泵设置于第二流路上，用于将完全氧化区内的脱硫吸收液引入第二吸收喷淋层内；和/或，第一吸收循环泵和第二吸收循环泵流量比例为2:1。
进一步地，还包括风机；风机通过第一管路与部分氧化区连通，用于向部分氧化区输送空气；风机通过第二管路与完全氧化区连通，用于向完全氧化区输送空气。
进一步地，氧化槽内还设有氧化管网；氧化管网包括第一氧化管网和第二氧化管网；第一管路通过第一氧化管网与部分氧化区连通；第二管路通过第二氧化管网与完全氧化区连通；第一氧化管网与第二氧化管网的管径不一样，以使风机向完全氧化区输送的空气和向部分氧化区输送的空气比例不一样。
进一步地，氧化槽内还设有氧化风分布板；氧化风分布板设置于氧化管网上方，氧化风分布板为单层或多层；氧化风分布板为平板多孔结构；氧化风分布板包括第一氧化风分布板和第二氧化风分布板；第一氧化风分布板设置于部分氧化区内，第二氧化风分布板设置于完全氧化区内；氧化风分布板用于使进入完全氧化区和部分氧化区的氧化空气均匀分布空气。
进一步地，氧化槽内设有隔板；隔板将氧化槽分隔形成完全氧化区和部分氧化区；并且隔板上设有平衡孔，平衡孔用于平衡完全氧化区和部分氧化区之间的脱硫吸收液。
进一步地，完全氧化区的体积大于部分氧化区的体积。
进一步地，部分氧化区设有供氨流路，用于向部分氧化区增加液氨或氨水；部分氧化区通过增加液氨或氨水以使吸收塔回流至部分氧化区内的亚硫酸氢铵反应生成亚硫酸铵。
进一步地，脱硫吸收液包括亚硫酸铵；亚硫酸铵在喷淋过程中与烟气逆向接触，以使亚硫酸铵与烟气中的SO2发生反应生成亚硫酸氢铵，从而达到脱硫。
第一、本发明提供的氨法脱硫浆液分区氧化装置，操作简单，运行时可调节量只有加氨量一处，可与脱硫入口SO2和氧化槽部分氧化区pH值连锁，降低操作人员的工作量及要求；
第二、本发明提供的氨法脱硫浆液分区氧化装置，适用于各种烟气量工况，无需对装置进行调整；
第三、本发明提供的氨法脱硫浆液分区氧化装置，可在保证SO2脱除率的同时，有效从源头对氨逃逸及气溶胶进行控制，为氨法脱硫超低排放奠定基础。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图 1 为本发明一种氨法脱硫浆液分区氧化装置示意图。
图中：1-氧化槽；2-隔板；3-部分氧化区；4-完全氧化区；5-风机；6-氧化管网；7-氧化风分布板；8-平衡孔；9-第一吸收循环泵；10-第二吸收循环泵；11-第一吸收喷淋层；12-第二吸收喷淋层；13-第一吸收集液器；14-第二吸收集液器；15-吸收塔。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图 1所示，本发明提供一种氨法脱硫浆液分区氧化装置，包括氧化槽1和吸收塔15；氧化槽1内设有完全氧化区4和部分氧化区3；吸收塔15内设有第一吸收喷淋层11和第二吸收喷淋层12；完全氧化区4和部分氧化区3内分别设有脱硫吸收液；完全氧化区4通过第二流路与第二吸收喷淋层12连通，第二流路将完全氧化区4内的脱硫吸收液引入第二吸收喷淋层12内进行喷淋，以对第二吸收喷淋层12内的烟气进行脱硫；部分氧化区3通过第一流路与第一吸收喷淋层11连通；第一流路将部分氧化区3内的脱硫吸收液引入第一吸收喷淋层11内进行喷淋，以对第一吸收喷淋层11内的烟气进行脱硫；具体地，脱硫吸收液包括亚硫酸铵，亚硫酸铵起到主要的反应作用；亚硫酸铵通过第一流路和第二流路分别在第一吸收喷淋层11和第二吸收喷淋层12中进行喷淋，在喷淋过程中与烟气逆向接触，以使亚硫酸铵与烟气中的SO2发生反应生成亚硫酸氢铵，从而达到脱硫的目的，采用上述方案，能够实现氨法脱硫的吸收液分区、多级氧化及多级吸收，避免二次污染，脱硫效果较好。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，本实施例中，第一吸收喷淋层11下方设有第一吸收集液器13，第一吸收集液器13通过第三流路分别与完全氧化区4和部分氧化区3连通，以将第一吸收集液器13的脱硫吸收液引入完全氧化区4和部分氧化区3内；和/或，第二吸收喷淋层12下方设有第二吸收集液器14，第二吸收集液器14通过第四流路与完全氧化区4连通，以将第二吸收集液器14的脱硫吸收液引入完全氧化区4内。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，本实施例中，还包括第一吸收循环泵9和第二吸收循环泵10；第一吸收循环泵9设置于第一流路上，用于将部分氧化区3内的脱硫吸收液引入第一吸收喷淋层11内；第二吸收循环泵10设置于第二流路上，用于将完全氧化区4内的脱硫吸收液引入第二吸收喷淋层12内；进一步地，根据脱硫吸收液实际脱硫需要，并结合完全氧化区4和部分氧化区3的设计，特将第一吸收循环泵9和第二吸收循环泵10的流量比例为2:1，这样使得完全氧化区4内吸收液通过平衡孔8进入部分氧化区3混合后，得到部分氧化区3内吸收液氧化率约为90%，在进行SO2吸收反应的最优氧化率范围内；具体地，完全氧化区4和部分氧化区3分别连接第二吸收液循环泵10和第一吸收循环泵9，第一吸收循环泵9将部分氧化区3内的脱硫吸收液引入吸收塔15通过第一吸收喷淋层11进行喷淋，吸收烟气中的SO2，该过程中产生少量的氨逃逸和气溶胶，亚硫酸铵转变为亚硫酸氢铵；第二吸收液循环泵10将完全氧化区10内脱硫吸收液引入吸收塔15通过第二吸收喷淋层12进行喷淋，吸收前过程产生的氨逃逸和气溶胶。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，本实施例中，还包括风机5；风机5通过第一管路与部分氧化区3连通，用于向部分氧化区3输送空气；风机5通过第二管路与完全氧化区4连通，用于向完全氧化区4输送空气；具体地，风机5向完全氧化区4和部分氧化区3通入不同比例的氧化空气，使完全氧化区内空气过量，亚硫酸铵完全氧化为硫酸铵，部分氧化区空气不足量，将部分亚硫酸铵氧化为硫酸铵；通过进入完全氧化区4和部分氧化区3的氧化风管道管径大小的设计，对部分氧化区亚硫酸铵氧化率进行粗控制，氧化风进入氧化槽后通过管网进行分布，上方设有若干层氧化风布风板对氧化风进行进一步均布。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，本实施例中，氧化槽1内还设有氧化管网6；氧化管网6包括第一氧化管网和第二氧化管网；第一管路通过第一氧化管网与部分氧化区3连通；第二管路通过第二氧化管网与完全氧化区4连通；第一氧化管网与第二氧化管网的管径不一样，以使风机5向完全氧化区4输送的空气和向部分氧化区3输送的空气比例不一样。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，本实施例中，氧化槽1内还设有氧化风分布板7；氧化风分布板7设置于氧化管网6的上方；氧化风分布板7为单层或多层；氧化风分布板7为平板多孔结构；氧化风分布板7包括第一氧化风分布板和第二氧化风分布板；第一氧化风分布板位于部分氧化区3内，第二氧化风分布板位于完全氧化区4内连通；氧化风分布板7用于使进入完全氧化区4和部分氧化区3的氧化空气均匀分布空气。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，本实施例中，氧化槽1内设有隔板2；隔板2将氧化槽1分隔形成完全氧化区4和部分氧化区3；并且隔板2上设有平衡孔8，平衡孔8用于平衡完全氧化区4和部分氧化区3之间的脱硫吸收液；具体地，平衡孔用以平衡因第一吸收集液器回流液分别进入完全氧化区4和部分氧化区3所导致的部分氧化区3进液出液不均，该过程中完全氧化区的完全氧化后的硫酸铵溶液与部分氧化区内的硫酸铵、亚硫酸铵混合溶液进行混合，实现了部分氧化区亚硫酸铵氧化率的精控制；进一步地，隔板2将氧化槽1分隔，以使完全氧化区4的体积大于部分氧化区3的体积；进一步地，完全氧化区4的体积大于部分氧化区3的体积比例为1.5:1至6:1，具体可为2:1、3:1、4:1或5:1。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，本实施例中，部分氧化区3设有供氨流路，用于向部分氧化区增加液氨或氨水；部分氧化区3通过增加液氨或氨水以使吸收塔15回流至部分氧化区3内的亚硫酸氢铵反应生成亚硫酸铵，用以继续进行吸收反应；具体地，氧化风通过风机5分别进入氧化槽1的部分氧化区3和完全氧化区4，完全氧化区4亚硫酸铵被完全氧化，部分氧化区3内亚硫酸铵部分氧化，部分氧化区3内吸收液通过第一吸收循环泵9经由第一吸收喷淋层11进入吸收塔吸收烟气中SO2完成脱硫反应生成亚硫酸氢铵，通过第一吸收集液器13分别回流至氧化槽1部分氧化区3和完全氧化区4，完全氧化区4内吸收液通过第二吸收循环泵10经由第二吸收喷淋层12进入吸收塔吸收烟气中在上一步产生的氨逃逸及气溶胶，通过第二吸收集液器14分别回流至氧化槽1完全氧化区4，部分氧化区3中通入氨水使亚硫酸氢铵反应为亚硫酸铵重新具备脱硫能力，完全氧化区4中硫酸铵溶液通过平衡孔8进入部分氧化区3得到指定氧化率的亚硫酸铵、硫酸铵混合溶液。
优选地，结合上述方案，如图 1所示，本实施例中，以某480t/h锅炉氨法脱硫系统为例，吸收塔外设置氧化槽1，内设隔板2将氧化槽分为部分氧化区3和完全氧化区4，两区域体积比为1:3；风机5将氧化风通入两氧化区域，使完全氧化区4氧化率达到99%以上，部分氧化区3氧化率达到60~70%；第一吸收循环泵9自氧化槽部分氧化区抽取吸收液至第一吸收喷淋层11进行喷淋，吸收烟气中SO2；反应后的吸收液通过第一吸收集液器13分别回流至部分氧化区3和完全氧化区4，回流比例为3:1；第二吸收循环泵10自氧化槽完全氧化区抽取吸收液至第二吸收喷淋层12进行喷淋，吸收烟气中游离氨及气溶胶；反应后的吸收液通过第二吸收喷淋层14回流至完全氧化区4；第一吸收循环泵9和第二吸收循环泵10流量比例为2:1，完全氧化区4内吸收液通过平衡孔8进入部分氧化区3混合后，得到部分氧化区3内吸收液氧化率约为90%，在进行SO2吸收反应的最优氧化率范围内；氧化槽1部分氧化区3内通入氨水，与回流液中亚硫酸氢铵反应生成亚硫酸铵，用于继续进行脱硫反应。
本发明提供的方案，通过在吸收塔外设置单独的氧化槽，氧化槽内设置隔板区分为完全氧化区和部分氧化区，两区域分别通过循环泵进入吸收塔进行喷淋吸收反应，一方面吸收烟气中SO2，一方面吸收脱硫过程中产生的气溶胶及氨逃逸，再通过各自集液器回流到氧化槽中；氧化槽的隔板上设置平衡孔，使得完全氧化区硫酸铵溶液进入部分氧化区中得到指定氧化率的硫酸铵、亚硫酸铵混合溶液，部分氧化区内通入氨使亚硫酸氢铵反应为亚硫酸铵，从而实现氨法脱硫的吸收液分区、多级氧化及多级吸收。
采用以上技术方案，使得本发明具有如下效果：
第一、本发明提供的氨法脱硫浆液分区氧化装置，操作简单，运行时可调节量只有加氨量一处，可与脱硫入口SO2和氧化槽部分氧化区pH值连锁，降低操作人员的工作量及要求；
第二、本发明提供的氨法脱硫浆液分区氧化装置适用于各种烟气量工况，无需对装置进行调整；
第三、本发明提供的氨法脱硫浆液分区氧化装置，可在保证SO2脱除率的同时，有效从源头对氨逃逸及气溶胶进行控制，为氨法脱硫超低排放奠定基础。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种氨法脱硫浆液分区氧化装置，其特征在于，包括氧化槽和吸收塔；所述氧化槽内设有完全氧化区和部分氧化区；所述吸收塔内设有第一吸收喷淋层和第二吸收喷淋层；所述完全氧化区和所述部分氧化区内分别设有脱硫吸收液；所述完全氧化区通过第二流路与所述第二吸收喷淋层连通；所述第二流路将所述完全氧化区内的脱硫吸收液引入所述第二吸收喷淋层内进行喷淋，以对所述第二吸收喷淋层内的烟气进行脱硫；所述部分氧化区通过第一流路与所述第一吸收喷淋层连通；所述第一流路将所述部分氧化区内的脱硫吸收液引入所述第一吸收喷淋层内进行喷淋，以对所述第一吸收喷淋层内的烟气进行脱硫。
2.根据权利要求1所述的氨法脱硫浆液分区氧化装置，其特征在于，所述第一吸收喷淋层下方设有第一吸收集液器，所述第一吸收集液器通过第三流路分别与所述完全氧化区和所述部分氧化区连通，以将所述第一吸收集液器的脱硫吸收液引入所述完全氧化区和所述部分氧化区内；和/或，所述第二吸收喷淋层下方设有第二吸收集液器，所述第二吸收集液器通过第四流路与所述完全氧化区连通，以将所述第二吸收集液器的脱硫吸收液引入所述完全氧化区内。
3.根据权利要求1所述的氨法脱硫浆液分区氧化装置，其特征在于，还包括第一吸收循环泵和第二吸收循环泵；所述第一吸收循环泵设置于所述第一流路上，用于将所述部分氧化区内的脱硫吸收液引入所述第一吸收喷淋层内；所述第二吸收循环泵设置于所述第二流路上，用于将所述完全氧化区内的脱硫吸收液引入所述第二吸收喷淋层内；和/或，所述第一吸收循环泵和所述第二吸收循环泵流量比例为2:1。
4.根据权利要求1所述的氨法脱硫浆液分区氧化装置，其特征在于，还包括风机；所述风机通过第一管路与所述部分氧化区连通，用于向所述部分氧化区输送空气；所述风机通过第二管路与所述完全氧化区连通，用于向所述完全氧化区输送空气。
5.根据权利要求4所述的氨法脱硫浆液分区氧化装置，其特征在于，所述氧化槽内还设有氧化管网；所述氧化管网包括第一氧化管网和第二氧化管网；所述第一管路通过所述第一氧化管网与所述部分氧化区连通；所述第二管路通过所述第二氧化管网与所述完全氧化区连通；所述第一氧化管网与所述第二氧化管网的管径不一样，以使所述风机向所述完全氧化区输送的空气和向所述部分氧化区输送的空气比例不一样。
6.根据权利要求5所述的氨法脱硫浆液分区氧化装置，其特征在于，所述氧化槽内还设有氧化风分布板；所述氧化风分布板设置于所述氧化管网的上方，所述氧化风分布板为单层或多层；所述氧化风分布板为平板多孔结构；所述氧化风分布板包括第一氧化风分布板和第二氧化风分布板；所述第一氧化风分布板设置于所述部分氧化区内，所述第二氧化风分布板设置于所述完全氧化区；所述氧化风分布板用于使进入所述完全氧化区和所述部分氧化区的氧化空气均匀分布空气。
7.根据权利要求1所述的氨法脱硫浆液分区氧化装置，其特征在于，所述氧化槽内设有隔板；所述隔板将所述氧化槽分隔形成所述完全氧化区和所述部分氧化区；并且所述隔板上设有平衡孔，所述平衡孔用于平衡所述完全氧化区和所述部分氧化区之间的脱硫吸收液。
8.根据权利要求7所述的氨法脱硫浆液分区氧化装置，其特征在于，所述完全氧化区的体积大于所述部分氧化区的体积。
9.根据权利要求1所述的氨法脱硫浆液分区氧化装置，其特征在于，所述部分氧化区设有加氨流路，用于向所述部分氧化区增加液氨或氨水；所述部分氧化区通过增加液氨或氨水以使所述吸收塔回流至所述部分氧化区内的亚硫酸氢铵反应生成亚硫酸铵。
10.根据权利要求1所述的氨法脱硫浆液分区氧化装置，其特征在于，所述脱硫吸收液包括亚硫酸铵；所述亚硫酸铵在喷淋过程中与所述烟气逆向接触，以使所述亚硫酸铵与所述烟气中的SO2发生反应生成亚硫酸氢铵。
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