CN110523245A - 大气量双氧水法脱硫工艺及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大气量双氧水法脱硫工艺及其设备，包括以下步骤：添加药剂，将双氧水溶液经双氧水计量输送泵送入脱硫塔循环泵出口管道中，经循环泵打入脱硫塔上部，再经喷淋式分酸装置从上往下喷淋进入填料层；吸收反应，在填料层下部引入的欲处理烟气,并与双氧水形成填料式洗涤吸收区，建立动态平衡的交换场，使欲处理烟气与双氧水充分接触进行吸收反应，对烟气进行高效脱除二氧化硫处理；湿法除沫，脱硫后的烟气经脱硫塔上部配置的人字形除沫器及其反冲洗装置除沫，再经湿式静电除雾器对烟气进行深度除尘、除沫及除雾，得到洁净的烟气。本发明具有高效脱硫和除雾的功能，从而改善烟囱冒白烟和拖尾现象，有利于环保。

Description

大气量双氧水法脱硫工艺及其设备
技术领域
本发明涉及一种脱硫方法，特别是一种大气量双氧水法脱硫工艺及其设备。
背景技术
烟气除尘脱硫的方法多种多样，其中湿法目前应用最广泛。由于湿法除尘脱硫后尾气含湿量高，其中水沫、水雾的排放造成烟囱冒白烟和拖尾现象严重，若水沫、水雾带尘将提高烟气黑度，若水沫、水雾带酸等将使烟气呈微蓝色，均不利于环保，严重时会受到监督部门的查处和周遭群众的投诉。为加快地区生态文明建设，加大环境污染综合整治力度，改善环境质量，亟需研发一种大气量双氧水法脱硫工艺及其设备对各种炉窑烟气、石化尾气，特别是制酸工序中硫酸尾气进行进一步的脱硫和除雾，以改善烟囱冒白烟和拖尾现象，满足环保最新排放要求。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种大气量双氧水法脱硫工艺及其设备。本发明不仅具有高效脱硫和除雾的功能，还能去除其他污染物，从而改善烟囱冒白烟和拖尾现象，有利于环保。此外，本发明还具有能实现脱硫副产资源化利用的优点。
本发明的技术方案：大气量双氧水法脱硫工艺，包括以下步骤：
S1、添加药剂，将双氧水溶液经双氧水计量输送泵送入脱硫塔循环泵出口管道中，经循环泵打入脱硫塔上部，再经喷淋式分酸装置从上往下喷淋进入填料层；
S2、吸收反应，在填料层下部引入的欲处理烟气,并与双氧水形成填料式洗涤吸收区，建立动态平衡的交换场，使欲处理烟气与双氧水充分接触进行吸收反应，对烟气进行高效脱除二氧化硫处理；
S3、湿法除沫，脱硫后的烟气经脱硫塔上部配置的人字形除沫器及其反冲洗装置除沫，再经湿式静电除雾器对烟气进行深度除尘、除沫及除雾，得到洁净的烟气。
前述的大气量双氧水法脱硫工艺中，所述脱硫塔上部的进液口采取内衬外包聚四氟乙烯加料管的设计，实现直加27.5%浓度的双氧水。
前述的大气量双氧水法脱硫工艺中，所述喷淋式分酸装置的喷淋密度为13～15m3/m2，且所述喷淋式分酸装置上的消泡器喷头分布均匀。
前述的大气量双氧水法脱硫工艺中，所述步骤S2中烟气送入脱硫塔时的进气压力为2～3kPa，且塔内空塔烟气气速为1.5～1.8m/s。
前述的大气量双氧水法脱硫工艺中，所述步骤S3中湿式静电除雾器阳极管内部烟气的流速，当阳极管长度为6m时应控制在1.2～1.5m/s，并且保证湿式静电除雾器可以按时间或压力设定进行冲洗，且冲洗有效。
前述的大气量双氧水法脱硫工艺中，所述烟气在脱硫的过程中产生的副产稀硫酸外排至稀酸储罐内，用作产品利用或外卖或进入脱硫系统外的制酸系统干吸工序，进行回收。
实现前述大气量双氧水法脱硫工艺的设备，包括脱硫塔、双氧水储罐、稀酸储罐及湿式静电除雾器；
所述脱硫塔包括壳体，所述壳体内设有填料栅板，填料栅板的上部由下而上依次设有用于脱硫的填料层及用于除沫的人字形除沫器及其反冲洗装置，所述填料层的上方设有用于将双氧水喷洒在填料层的喷淋式分酸装置；所述喷淋式分酸装置连接有用于双氧水进入的进液口，所述壳体的下部设有用于硫酸流出的出液口；所述壳体的下部还设有用于鼓入含硫烟气的脱硫进气口，壳体的顶部设有用于排出脱硫烟气的脱硫出气口；
所述湿式静电除雾器包括器身，器身的内部由上而下依次设有上气室、中气室及下气室，所述器身的底部设有除尘进气口，器身对应上气室的顶部设有除尘出气口；所述器身上设有高压整流机组，所述中气室设有阳极管束、阴极系统，所述下气室内设有用于固定阴极系统的格栅板，高压整流机组将交流电变成高压直流电送至阳极管束和阴极系统，所述上气室内还设有喷淋装置，所述阳极管束和阴极系统工作时脱除烟气中的含湿粒子和水沫，所述喷淋装置在需要时开启对阳极管束内壁和阴极系统表面进行清洗；
所述双氧水储罐内的双氧水经双氧水计量输送泵打入脱硫塔的分酸装置中；含硫烟气经与脱硫塔的脱硫进气口相连的管道进入脱硫塔中，与双氧水进行反应并脱除SO2；所述湿式静电除雾器的除尘进气口与脱硫塔的脱硫出气口相连，所述脱硫塔的出液口经稀酸外排泵与稀酸储罐相连。
前述的大气量双氧水法脱硫工艺的设备中，所述人字形除沫器及其反冲洗装置中的人字形除沫器为多重人字形结构，并且为石墨填充PP材料。
前述的大气量双氧水法脱硫工艺的设备中，所述喷淋式分酸装置包括设置于脱硫塔内部的横梁、设置在横梁上的喷淋管及与喷淋管相连的消泡器喷头，消泡器喷头均匀排布在喷淋管上，所述脱硫塔上的进液口与喷淋管相连。
前述的大气量双氧水法脱硫工艺的设备中，所述湿式静电除雾器器身上设有带引线绝缘子室及无引线绝缘子室，带引线绝缘子室及无引线绝缘子室均与阴极系统相联通，带引线绝缘子室及无引线绝缘子室均配置有电加热装置。
与现有技术相比，利用将双氧水打入脱硫塔上部通过喷淋式分酸装置从上往下喷淋进入填料层，与填料层下部引入的欲处理烟气形成填料式洗涤吸收区，建立动态平衡的交换场，使烟气与双氧水充分接触并进行高效的吸收反应，能大大提高SO2的脱除率，以此来满足含硫烟气脱硫的功能，实现大气量双氧水法脱硫工业化应用。脱硫后的烟气通过湿式静电除雾器进行深度除尘、除沫及除雾，得到洁净的烟气，可进一步巩固脱硫塔脱硫效果，并极大地改善烟囱冒白烟和拖尾现象，满足环保的排放要求。
本发明脱硫塔上部的进液口采取内衬外包聚四氟乙烯加料管的设计，实现直加27.5%浓度的双氧水，极大的缩短了工艺流程。
本发明喷淋式分酸装置的喷淋密度为13～15m3/m2，且所述喷淋式分酸装置上的消泡器喷头分布均匀，能够均匀喷洒双氧水，使双氧水与烟气中的SO2 充分反应，提高有限资源内SO2 的脱除率。
本发明烟气送入脱硫塔时的进气压力为2～3kPa，且塔内空塔烟气气速为1.5～1.8m/s，该速度能保证烟气与双氧水充分接触并进行吸收反应，提高脱硫率。
本发明湿式静电除雾器阳极管内部烟气的流速，当阳极管长度为6m时应控制在1.2～1.5m/s，使烟气内的雾气被充分去除，并且保证湿式静电除雾器可以按时间或压力设定进行冲洗，且冲洗有效，从而洗去湿式静电除雾器上的污渍结垢，确保长期使用。
本发明的烟气在脱硫的过程中产生的副产稀硫酸外排至稀酸储罐内，用作产品利用或外卖或进入脱硫系统外的制酸系统干吸工序，进行回收，实现资源化利用，能大大提高经济效益，且脱硫废水零排放，无二次污染。
本发明的人字形除沫器及其反冲洗装置中的人字形除沫器为多重人字形结构，能提高除沫效率，而且具有防垢、易冲洗等性能。人字形除沫器为石墨填充PP材料，石墨填充PP材料表面能低、综合性能优良，从而提高人字形除沫器的抗耐蚀、抗磨、防垢、易冲洗性能。
本发明湿式静电除雾器器身上设有带引线绝缘子室及无引线绝缘子室，带引线绝缘子室及无引线绝缘子室均与阴极系统相联通，带引线绝缘子室及无引线绝缘子室均配置有电加热装置，确保温度高于露点温度，使瓷性绝缘子始终保持干燥绝缘，实现湿式静电除雾器的绝缘性。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明脱硫塔的结构示意图；
图3是图2的A部放大结构示意图；
图4是本发明湿式静电除雾器的结构示意图。
附图中的标记为：1、脱硫塔；2、双氧水储罐；3、稀酸储罐；4、湿式静电除雾器；5、双氧水计量输送泵；6、稀酸外排泵；7、壳体；8、人字形除沫器及其反冲洗装置；9、填料层；10、填料栅板；11、脱硫进气口；12、脱硫出气口；13、进液口；14、出液口；15、喷淋式分酸装置；16、横梁；17、喷淋管；18、消泡器喷头；19、器身；20、上气室； 22、中气室；23、下气室；24、除尘进气口；25、除尘出气口；26、阳极管束；27、阴极系统；28、格栅板；29、带引线绝缘子室；30、无引线绝缘子室；31、高压整流机组；32、喷淋装置；33、电加热装置。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例：大气量双氧水法脱硫工艺，包括以下步骤：
S1、添加药剂，将双氧水溶液经双氧水计量输送泵送入脱硫塔循环泵出口管道中，经循环泵打入脱硫塔上部，再经喷淋式分酸装置从上往下喷淋进入填料层；
S2、吸收反应，在填料层下部引入的欲处理烟气,并与双氧水形成填料式洗涤吸收区，建立动态平衡的交换场，使欲处理烟气与双氧水充分接触进行吸收反应，对烟气进行高效脱除二氧化硫处理。即烟气中SO2在连续的两个反应阶段被脱除,第一个反应阶段为气液传质和水合过程，烟气中的SO2分子与水充分接触并溶解在水中，SO2分子与水分子结合为亚硫酸；第二个反应阶段为氧化吸收过程，所述的亚硫酸与双氧水反应生成稀硫酸；
S3、湿法除沫，脱硫后的烟气经脱硫塔上部配置的人字形除沫器及其反冲洗装置除沫，较洁净的烟气（28 ℃左右饱和烟气）再经湿式静电除雾器对烟气进行深度除尘、除沫及除雾，得到洁净的烟气。
其中，通过加药系统材料改性和结构设计，如采取脱硫塔上部的进液口采取内衬外包聚四氟乙烯加料管的设计，实现直加27.5%浓度的双氧水，极大的缩短了工艺流程。
其中，所述喷淋式分酸装置的喷淋密度为13～15m3/m2，且所述喷淋式分酸装置上的消泡器喷头分布均匀，能够均匀喷洒双氧水，使双氧水与烟气中的SO2 充分反应，提高有限资源内SO2 的脱除率。此外，消泡器喷头应具有防腐耐磨的特性。
其中，所述步骤S2中烟气送入脱硫塔时的进气压力为2～3kPa，且塔内空塔烟气气速为1.5～1.8m/s，该速度能保证烟气与双氧水充分接触并进行吸收反应，提高脱硫率。
其中，所述步骤S3中湿式静电除雾器阳极管内部烟气的流速，当阳极管长度为6m时应控制在1.2～1.5m/s，使烟气内的雾气被充分去除，并且保证湿式静电除雾器可以按时间或压力设定进行冲洗，且冲洗有效，一般为每半个月用新鲜水冲洗一次，一次冲洗15分钟，从而洗去湿式静电除雾器上的污渍结垢，确保长期使用。
烟气在脱硫的过程中产生的副产稀硫酸外排至稀酸储罐内，用作产品利用或外卖或进入脱硫系统外的制酸系统干吸工序，进行回收，实现资源化利用，能大大提高经济效益，且脱硫废水零排放，无二次污染；系统可调节在最佳状态下，以达到连续添加双氧水、连续补充水、连续排稀硫酸至硫酸生产装置吸收塔循环槽中的连续运作效果。
此外，双氧水与SO2 反应的过程中还会有副反应存在，即双氧水分解成水合氧气，1摩尔的双氧水脱除1摩尔的SO2；双氧水的分解会降低其利用率，应尽量减少副反应的进行；副产硫酸会影响对SO2的吸收，在溶液中达到一定浓度后应适当外排，但是硫酸还可与双氧水反应生成具有强氧化性的过二硫酸。因此，脱硫过程硫酸浓度变化，会显著影响体系的酸性、氧化性和氧化脱硫率。在酸性条件下，有助于氧化，可以达到较好的脱硫效果；当硫酸浓度继续提高，脱硫率开始下降；当体系酸性过强时，双氧水不太稳定，会快速分解而损失，从而导致脱硫率反而下降，合理控制硫酸浓度成为脱氧率的一个关键因素。
实现前述大气量双氧水法脱硫工艺的设备，其结构如附图1-4所示，包括脱硫塔1、双氧水储罐2、稀酸储罐3及湿式静电除雾器4；
所述脱硫塔1设计为填料塔，利用填料塔特性来实现气液充分接触，提高脱硫效率。脱硫塔1包括壳体7，所述壳体7内设有填料栅板10，填料栅板10的上部由下而上依次设有用于脱硫的填料层9及用于除沫的人字形除沫器及其反冲洗装置8，所述填料层9的上方设有用于将双氧水喷洒在填料层9的喷淋式分酸装置15；所述喷淋式分酸装置15连接有用于双氧水进入的进液口13，所述壳体7的下部设有用于硫酸流出的出液口14；所述壳体7的下部还设有用于鼓入含硫烟气的脱硫进气口11，壳体7的顶部设有用于排出脱硫烟气的脱硫出气口12；
所述湿式静电除雾器4包括器身19，器身19的内部由上而下依次设有上气室20、中气室22及下气室23，所述器身19的底部设有除尘进气口24，器身19对应上气室20的顶部设有除尘出气口25；所述器身19上设有高压整流机组31，所述中气室22设有阳极管束26、阴极系统27，所述下气室23内设有用于固定阴极系统27的格栅板28，高压整流机组31将交流电变成高压直流电送至阳极管束26和阴极系统27，所述上气室20内还设有喷淋装置32，所述阳极管束26和阴极系统27工作时脱除烟气中的含湿粒子和水沫，所述喷淋装置32在需要时开启对阳极管束26内壁和阴极系统27表面进行清洗；
所述双氧水储罐2内的双氧水经双氧水计量输送泵5打入脱硫塔1的分酸装置15中；含硫烟气经与脱硫塔1的脱硫进气口11相连的管道进入脱硫塔1中，与双氧水进行反应并脱除SO2；所述湿式静电除雾器4的除尘进气口24与脱硫塔1的脱硫出气口12相连，所述脱硫塔1的出液口14经稀酸外排泵6与稀酸储罐3相连。
其中，所述人字形除沫器及其反冲洗装置8中的人字形除沫器为多重人字形结构，并通过有效消除死角等多种措施，能提高除沫效率，而且具有防垢、易冲洗等性能。并且人字形除沫器为石墨填充PP材料，石墨填充PP材料表面能低、综合性能优良，从而提高人字形除沫器的抗耐蚀、抗磨、防垢、易冲洗性能。人字形除沫器及其反冲洗装置8的反冲洗喷头冲洗有效、均匀。
其中，所述喷淋式分酸装置15包括设置于脱硫塔1内部的横梁16、设置在横梁16上的喷淋管17及与喷淋管17相连的消泡器喷头18，消泡器喷头18均匀排布在喷淋管17上，所述脱硫塔1上的进液口13与喷淋管17相连。
其中，为实现湿式静电除雾器4的绝缘性，所述湿式静电除雾器4器身19上设有带引线绝缘子室29及无引线绝缘子室30，带引线绝缘子室29及无引线绝缘子室30均与阴极系统27相联通，带引线绝缘子室29及无引线绝缘子室30均配置有电加热装置33。通常采用瓷性绝缘子进行绝缘，由于本发明针对的烟气含湿或含沫较高，瓷性绝缘子表面易造成水膜放电，为了确保绝缘子绝缘性能，采取绝缘子室电加热配置，确保温度高于露点温度，使瓷性绝缘子始终保持干燥绝缘，从而确保其绝缘性能。

Claims (10)

1.大气量双氧水法脱硫工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、添加药剂，将双氧水溶液经双氧水计量输送泵送入脱硫塔循环泵出口管道中，经循环泵打入脱硫塔上部，再经喷淋式分酸装置从上往下喷淋进入填料层；
S2、吸收反应，在填料层下部引入的欲处理烟气,并与双氧水形成填料式洗涤吸收区，建立动态平衡的交换场，使欲处理烟气与双氧水充分接触进行吸收反应，对烟气进行高效脱除二氧化硫处理；
S3、湿法除沫，脱硫后的烟气经脱硫塔上部配置的人字形除沫器及其反冲洗装置除沫，再经湿式静电除雾器对烟气进行深度除尘、除沫及除雾，得到洁净的烟气。
2.根据权利要求1所述的大气量双氧水法脱硫工艺，其特征在于：所述脱硫塔上部的进液口采取内衬外包聚四氟乙烯加料管的设计，实现直加27.5%浓度的双氧水。
3.根据权利要求1所述的大气量双氧水法脱硫工艺，其特征在于：所述喷淋式分酸装置的喷淋密度为13～15m3/m2，且所述喷淋式分酸装置上的消泡器喷头分布均匀。
4.根据权利要求1所述的大气量双氧水法脱硫工艺，其特征在于：所述步骤S2中烟气送入脱硫塔时的进气压力为2～3kPa，且塔内空塔烟气气速为1.5～1.8m/s。
5.根据权利要求1所述的大气量双氧水法脱硫工艺，其特征在于：所述步骤S3中湿式静电除雾器阳极管内部烟气的流速，当阳极管长度为6m时应控制在1.2～1.5m/s，并且保证湿式静电除雾器可以按时间或压力设定进行冲洗，且冲洗有效。
6.根据权利要求1所述的大气量双氧水法脱硫工艺，其特征在于：所述烟气在脱硫的过程中产生的副产稀硫酸外排至稀酸储罐内，用作产品利用或外卖或进入脱硫系统外的制酸系统干吸工序，进行回收。
7.实现权利要求1-6所述的大气量双氧水法脱硫工艺的设备，其特征在于：包括脱硫塔(1)、双氧水储罐(2)、稀酸储罐(3)及湿式静电除雾器(4)；
所述脱硫塔(1)包括壳体(7)，所述壳体(7)内设有填料栅板(8)，填料栅板(10)的上部由下而上依次设有用于脱硫的填料层(9)及用于除沫的人字形除沫器及其反冲洗装置(8)，所述填料层(9)的上方设有用于将双氧水喷洒在填料层(9)的喷淋式分酸装置(15)；所述喷淋式分酸装置(15)连接有用于双氧水进入的进液口(13)，所述壳体(7)的下部设有用于硫酸流出的出液口(14)；所述壳体(7)的下部还设有用于鼓入含硫烟气的脱硫进气口(11)，壳体(7)的顶部设有用于排出脱硫烟气的脱硫出气口(12)；
所述湿式静电除雾器(4)包括器身(19)，器身(19)的内部由上而下依次设有上气室(20)、中气室(22)及下气室(23)，所述器身(19)的底部设有除尘进气口(24)，器身(19)对应上气室(20)的顶部设有除尘出气口(25)；所述器身(19)上设有高压整流机组(31)，所述中气室(22)设有阳极管束(26)、阴极系统(27)，所述下气室(23)内设有用于固定阴极系统(27)的格栅板(28)，高压整流机组(31)将交流电变成高压直流电送至阳极管束(26)和阴极系统(27)，所述上气室(20)内还设有喷淋装置(32)，所述阳极管束(26)和阴极系统(27)工作时脱除烟气中的含湿粒子和水沫，所述喷淋装置(32)在需要时开启对阳极管束(26)内壁和阴极系统(27)表面进行清洗；
所述双氧水储罐(2)内的双氧水经双氧水计量输送泵(5)打入脱硫塔(1)的分酸装置（15）中；含硫烟气经与脱硫塔(1)的脱硫进气口(11)相连的管道进入脱硫塔(1)中，与双氧水进行反应并脱除SO2；所述湿式静电除雾器(4)的除尘进气口(24)与脱硫塔(1)的脱硫出气口(12)相连，所述脱硫塔(1)的出液口(14)经稀酸外排泵(6)与稀酸储罐(3)相连。
8.实现权利要求7所述的大气量双氧水法脱硫工艺的设备，其特征在于：所述人字形除沫器及其反冲洗装置(8)中的人字形除沫器为多重人字形结构，并且为石墨填充PP材料。
9.根据权利要求7所述的大气量双氧水法脱硫工艺的设备，其特征在于：所述喷淋式分酸装置(15)包括设置于脱硫塔(1)内部的横梁(16)、设置在横梁(16)上的喷淋管(17)及与喷淋管(17)相连的消泡器喷头(18)，消泡器喷头(18)均匀排布在喷淋管(17)上，所述脱硫塔(1)上的进液口(13)与喷淋管(17)相连。
10.根据权利要求7所述的大气量双氧水法脱硫工艺的设备，其特征在于：所述湿式静电除雾器(4)器身(19)上设有带引线绝缘子室(29)及无引线绝缘子室(30)，带引线绝缘子室(29)及无引线绝缘子室(30)均与阴极系统(27)相联通，带引线绝缘子室(29)及无引线绝缘子室(30)均配置有电加热装置(33)。
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