CN111841272A - 杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能氨法脱硫排放工艺及系统 - Google Patents
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Abstract
一种杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能氨法脱硫超净排放系统及工艺,包括浆液扰动系统、降温浓缩结晶系统、硫氧化物吸收系统、氨捕捉系统、洗涤净化系统、结晶颗粒增大系统,脱硫塔从下到上的循环喷淋液采用不同成分的溶液,且浓度梯度递减,有效提高了脱硫效率,杜绝了气溶胶、氨逃逸,消除了氨法脱硫烟气拖尾下坠现象。通过多级旋流耦合、填料、除雾器、高效旋流水膜除尘器与丝网除沫器等不同技术组合,实现塔内烟气分布状况的优化、延长烟气停留反应时间,促进了细微颗粒物的进一步凝并、浆液雾滴的捕集,通过外置冷却塔低温水洗液洗涤烟气,实现微细颗粒物协同脱除,实现超净排放。
Description
技术领域
本发明属于工业烟气治理领域,具体涉及一种杜绝氨逃逸气溶胶的高效节水节能型氨法脱硫超净排放工艺及系统,可杜绝氨法脱硫装置中氨逃逸气溶胶产生、是一种高效节水节能型超低排放工艺和装置。
背景技术
面对日益严峻的环境,国家对污染排放要求越来越高,国家在大气治理上了推出了《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》等相关的环保政策,排放要求也越来越严厉。我国是一个煤炭大国,目前工业用燃料仍以煤炭为主,煤在燃烧过程中释放热量的同时,还会产生大量的颗粒物、二氧化硫、温室气体等污染物,造成生态环境的污染。
氨法脱硫作为目前工业锅炉烟气治理的一种湿法脱硫成熟工艺,具有装置占地面积小、能耗低、脱硫效率高、副产品硫酸铵有较高的经济价值等优势,尤其在石油化工等行业备受欢迎。氨法脱硫的吸收剂氨,溶于水形成一水合氨,是一种极不稳定的化合物,见光或受热容易分解成氨气和水,脱硝及脱硫过程中逃逸的氨气与烟气中未被脱除的SO2相遇生产(NH4)2SO3、NH4HSO3细微颗粒物,这是导致气溶胶,总尘超标的主要原因。化学公式如下:
不加热条件下:2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3 (2)
NH3+SO2+H2O=NH4HSO3 (3)
氨逃逸气溶胶造成吸收剂的浪费及环境二次污染,烟气拖尾下坠,形成严重的视觉污染。当前,气溶胶和氨逃逸是氨法脱硫工艺仍需攻克的难题。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种杜绝氨逃逸气溶胶的高效节水节能型氨法脱硫超净排放系统及工艺。该工艺及装置可以稳定的控制出口污染物SO2≤20mg/Nm3,颗粒物≤3mg/Nm3氨逃逸≤1mg/Nm3,远小于现有其他氨法脱硫工艺,提高氨的回收利用率和装置的运行经济性、稳定性。
本发明提出一种杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能氨法脱硫超净排放系统,包括脱硫塔、多功能循环槽、结晶颗粒增大系统、冷却塔,所述脱硫塔通过管路分别与多功能循环槽、结晶颗粒增大系统、冷却塔相连接。
所述脱硫塔包括烟气入口、吸收区喷淋层、吸收区;吸收区的上部还设有氨捕捉区喷淋层、氨捕捉区;氨捕捉区的上部还设有涤净化一区、洗涤一段喷淋层、洗涤净化二区、洗涤二段喷淋层;
所述多功能循环槽包括吸收液再生段、吸氨循环段、第一出料管、第二出料管、吸收循环泵,第一出料管的一端接入多功能循环槽上部的吸收液再生段,另一端通过吸收循环泵后接入脱硫塔内的吸收区喷淋层;第二出料管的一端接入吸氨循环段,另一端通过氨捕捉循环泵后接入氨捕捉区喷淋层;
所述冷却塔包括水洗循环泵、输水管,输水管的一端接入水洗循环泵,另一端经过水洗循环泵后接入洗涤一段喷淋层和洗涤二段喷淋层;
吸收区喷淋层、吸收区、吸收液再生段、吸收循环泵共同组成硫氧化物吸收系统,所述多功能循环槽内有吸收液,所述吸收液的成分包括离子铵吸收剂(NH4)2SO3和氨水,通过烟气入口进入脱硫塔内的烟气中的硫氧化物在吸收系统中被吸收;
氨捕捉区喷淋层、氨捕捉循环泵、吸氨循环段共同组成氨捕捉系统,脱硫过程中逃逸的氨气被氨捕捉溶液吸收;
洗涤净化一区、洗涤净化二区、洗涤一段喷淋层、洗涤二段喷淋层、冷却塔、水洗循环泵共同组成洗涤净化系统,烟气夹带的铵盐液滴、颗粒物等污染物在洗涤净化系统中被洗涤捕集下来,烟气得到净化。
进一步的,所述脱硫塔自下而上包括扰动管网、浓缩浆池、降温浓缩区、浓缩喷淋层、第一透气集液帽、第一填料、吸收区喷淋层、吸收区、第二透气集液帽、第二填料、氨捕捉区喷淋层、氨捕捉区、高效除雾器、第三透气集液帽、第三填料、洗涤一段喷淋层、洗涤净化一区、第四透气集液帽、第四填料、洗涤二段喷淋层、洗涤净化二区、高效旋流水膜除尘器、丝网除沫器、净烟气出口;
所述扰动管网设置在浓缩浆池内,
还包括浓缩循环管,浓缩循环管的一端接入脱硫塔的底部与浓缩浆池相通,另一端经浓缩循环泵后接入浓缩喷淋层,浓缩浆池内的浓缩液经浓缩喷淋层,对从烟气入口进入降温结晶区的高温烟气进行喷淋,浆液与逆流而上的热烟气传质传热,蒸发浆液中的水分,形成过饱和溶液析出晶体,同时烟气温度降低;
所述第一至第四透气集液帽结构相同,透气集液帽内部设有若干旋流折板,透气集液帽形状为圆形、或多边形;
分别在吸收区喷淋层、氨捕捉区喷淋层、洗涤一段喷淋层、洗涤二段喷淋层的下方设有聚气挡环。
进一步的,所述多功能循环槽的内部设有横向隔板,横向隔板将多功能循环槽分成上腔室和下腔室两部分,上腔室内还设有竖向隔板,竖向隔板将上腔室分成吸氨循环段和吸收液再生段两部分,竖向隔板上设有平衡孔,吸氨循环段通过平衡孔与吸收液再生段互通;所述下腔室为氧化段,氧化段内设有氧化空气均布器,氧化空气均布器上开有气体通过的孔,每层氧化空气均布器设置一层气泡二次切割器,氧化段底部还设有氧化空气均布管网;
还包括第三溢出管,所述第三溢出管的一端于脱硫塔第一填料层的上部接入到脱硫塔,另一端分成两头,一头接到吸氨循环段的上部,另一头接到氧化段的上部,氧化段以及吸氨循环段的吸收液,如果过满,则通过第三溢出管进入脱硫塔;
还包括第四循环管和氧化循环泵,所述第四循环管的一端于氧化空气均布器的下端接入氧化段,另一端通过氧化循环泵c后于氧化空气均布器27的上端接入氧化段;
还包括氧化空气进料管,氨水进料管,氧化空气进料管的一端接入氧化均布管网,另一端接入氧化空气供应系统,氧化空气通过氧化空气进料管的一端接入氧化均布管网;氨水进料管的一端接入氨水供应系统,另一端接入吸收液再生段,氨水通过氨水进料管进入吸收液再生段;
还包括第一回流管、第二回流管;第一回流管的一端接入第一透气集液帽,另一端接入吸氨循环段,第一透气集液帽收集的吸收液通过第一回流管流入吸氨循环段;第二回流管的一端接入第二透气集液帽,另一端接入吸氨循环段,第二透气集液帽收集的吸收液通过第二回流管流入吸氨循环段。
进一步的,所述结晶颗粒增大系统包括工艺水槽、结晶槽、搅拌器,工艺水槽环绕结晶槽,搅拌器对结晶槽内液体进行搅拌;还包括工艺水补料管、工艺水出料管和进浆管,工艺水补料管的一端接入工艺水供应系统,另一端接入工艺水槽,工艺水通过工艺水补料管进入工艺水槽对结晶槽进行降温;工艺水出料管的一端于工艺水槽的下端处接入工艺水槽,另一端通过工艺水泵后接入冷却塔;进浆管的一端于结晶槽的上端接入结晶槽,另一通过扰动循环泵后于浓缩浆池的底部接入浓缩浆池,浓缩浆池的结晶浆液经扰动循环泵、进浆管输送到结晶槽。
进一步的,所述冷却塔为逆流闭式冷却塔,还包括洗涤一区回流管、洗涤二区回流管,以及洗涤一区进水管和洗涤二区进水管,洗涤一区回流管的一端接入第三透气集液帽,另一端接入冷却塔;洗涤二区回流管的一端接入第四透气集液帽,另一端接入冷却塔;洗涤一区进水管的一端接入冷却塔,另一端接入洗涤一段喷淋层,洗涤二区进水管的一端接入冷却塔,另一端接入洗涤二段喷淋层;
还包括塔槽补水、冲洗系统,所述塔槽补水、冲洗系统通过管路对冷却塔进行补水、清洗,也对洗涤一段喷淋层、洗涤二段喷淋层进行补水、清洗。
进一步的,所述高效旋流水膜除尘器还包括除尘进液管,所述除尘进液管的一端接入高效旋流水膜除尘器,另一端接入冷却塔和塔槽补水、冲洗系统。
本发明还提出一种杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能型氨法脱硫超净排放工艺,其特征在于:原烟气自多区段脱硫塔入口进入脱硫塔降温浓缩结晶区,经由浓缩喷淋层喷淋降温后,经透气集液帽进入吸收区,烟气中二氧化硫酸性气体被吸收液吸收,烟气通过透气集液帽进入氨捕捉区,逃逸的氨气被喷淋液吸收,夹带液滴的烟气经除雾器除雾后依次进入洗涤净化一区、洗涤净化二区,烟气中夹带的液滴、颗粒物等污染物大部分被水洗液洗涤捕集下来,未被捕集的细微液滴、颗粒物被设置在洗涤净化二区的高效旋流水膜除尘器和丝网除沫器截留捕集下来,净化后的烟气经脱硫塔顶部出口排出;脱硫塔塔底浓缩浆池中的浆液经扰动泵打到结晶槽内颗粒进一步长大。
进一步的,所述的杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能型氨法脱硫超净排放工艺,包括以下系统:
A浆液扰动系统;由扰动管网、浓缩浆池、扰动循环泵组成,该系统确保浆液中的晶体处于悬浮状态,不会沉淀板结;
B降温浓缩结晶系统;由降温浓缩结晶区、浓缩喷淋层、浓缩循环泵组成,浆液与逆流而上的热烟气传质传热,蒸发浆液中的水分,形成过饱和溶液析出晶体,同时烟气温度降低;
C硫氧化物吸收系统,由吸收区喷淋层、多功能循环槽上部的吸收液再生段、吸收循环泵组成,烟气中的硫氧化物在吸收系统中被吸收;
D氨捕捉系统,由氨捕捉区喷淋层、氨捕捉循环泵、多功能循环槽上部的吸氨循环段组成,脱硫过程中逃逸的氨气被氨捕捉溶液吸收;
E洗涤净化系统;由洗涤净化一区、洗涤净化二区、洗涤一段喷淋层、洗涤二段喷淋层、逆流闭式冷却塔、水洗循环泵组成,烟气夹带的铵盐液滴、颗粒物等污染物在洗涤净化系统中被洗涤捕集下来,烟气得到净化;
F结晶颗粒增大系统;由工艺水槽、结晶槽、搅拌器或结晶扰动泵组成,浓缩浆池中的浆液被扰动循环泵打到结晶槽中,通过低温工艺水吸收结晶槽中浆液的热量,温度降低,溶解度下降,形成浓度梯度,在搅拌器或结晶扰动泵的扰动下硫酸铵晶体颗粒进一步长大;
所述工艺水槽及结晶槽是合二为一的套桶结构,外部为工艺水槽,内部为结晶槽,通过外部工艺水槽中的低温工艺水对结晶浆液的降温实现硫酸铵结晶颗粒的增大。
进一步的,所述降温浓缩结晶系统、硫氧化物吸收系统、氨捕捉系统、洗涤净化系统之间各有一层透气集液帽,透气集液帽里面设有若干旋流折板,透气集液帽形状为圆形或多边形,单个透气通道截面积为0.03~2㎡,旋流折板数量5~30片,旋流折板使烟气产生强劲的离心力,通过离心分离降低烟气的雾滴夹带。
进一步的,硫氧化物吸收系统、氨捕捉系统、洗涤净化系统的第一层喷淋层下方均设置了填料,填料形式为规整波纹、蜂窝或悬浮球,填料高度200~800mm;填料起到烟气均布和强化气液传质,提高颗粒物洗涤效率;
硫氧化物吸收系统、氨捕捉系统、洗涤净化系统的每层喷淋层下方分别设置了一层聚气挡环,宽度300~600mm,与塔壁夹角为25~70°;聚气挡环的设置可以防止烟气沿塔壁逃逸,提高喷淋效率。
进一步的,硫氧化物吸收系统设置2~5层喷淋层,喷淋密度为每小时5~25m3/㎡,喷嘴覆盖率为150~450%,吸收液为吸收循环泵从多功能循环槽上部的吸收液再生段抽取,主要成分为离子铵吸收剂(NH4)2SO3,含量为70~99%,PH为5~7,避免直接使用氨水、液氨导致氨逃逸;
氨捕捉系统设置了1~3层喷淋层,喷淋密度为每小时5~20m3/㎡,喷嘴覆盖率为120~400%,氨捕捉液为氨捕捉循环泵从多功能循环槽上部的吸氨循环段抽取,主要成分为(NH4)2SO3和NH4HSO3,吸氨液同时具备硫氧化物和氨气吸收功能;吸氨循环段和吸收液再生段设置在多功能循环槽上方,中间采用隔板分开,隔板中部设置了若干平衡孔;由于吸收液和氨捕捉液具有很高的势能,降低了吸收循环泵、氨捕捉循环泵的扬程,可以采用较低的电机功率,起到节能效果。
进一步的,洗涤净化系统的水洗液洗涤烟气夹带的液滴、颗粒物等污染物后,在透气集液帽上汇集,经管道流入逆流闭式冷却塔,经冷却塔夏天降温2~10℃、冬天降温5-15℃,降温后的水洗液通过水洗循环泵输送至喷淋层循环喷淋,洗涤降温烟气,烟温下降导致使饱和烟气中的一部分水蒸汽冷凝成液态水,起到协同除尘和节水的效果;为了保证水平衡及水洗液的清洁度,通过定期向多功能循环槽补充新鲜水实现置换;洗涤净化系统顶部设置了一层高效旋流水膜除尘器和1~3层丝网除沫器;高效旋流水膜除尘器为倒扣桶式,有内外两个套筒,外径Φ300~1000mm,高300~800mm;内筒设有旋流折板,顶部设有不间断微喷喷嘴,喷嘴由水洗循环泵供液,在内筒壁形成0.02~0.2mm厚水膜,烟气经旋流折板形成强大的离心力,夹带的液滴、颗粒物等通过离心力被甩到内筒壁的水膜上捕集湮灭,除雾除尘后的烟气通过多个水平通道,撞击在外筒内壁上的螺纹凹槽上,液滴和颗粒物等污染物进一步被捕集,经汇集落入塔内;丝网除沫器材质为不锈钢或PP,厚度100~400mm,孔隙率95~99%。
进一步的,结晶颗粒增大系统中的结晶槽,外部采用工艺水槽冷却,工艺水温度0~25℃,流动的低温工艺水通过管壁传热带着结晶槽中饱和浆液的热量,降低浆液温度,使硫酸铵结晶的过饱和度增大,结晶槽根据容量不同设有电动搅拌器或扰动循环泵,通过降温结晶促进硫酸铵颗粒进一步长大。
有益效果:本发明杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能氨法脱硫排放工艺及系统设计科学先进,占地面积小、布置紧凑,多区段脱硫塔从下到上的循环喷淋液采用不同成分的溶液,且浓度梯度递减,有效提高了脱硫效率,杜绝了气溶胶、氨逃逸,消除了氨法脱硫烟气拖尾下坠现象,首次通过多级旋流耦合、填料、除雾器、高效旋流水膜除尘器与丝网除沫器等不同技术的组合,实现塔内烟气分布状况的优化、延长烟气停留反应时间,促进了细微颗粒物的进一步凝并、浆液雾滴的捕集,通过外置冷却塔降低水洗液的温度,采用低温水洗液洗涤烟气,同时降低烟气2-10℃,冷凝烟气中的饱和水蒸汽,降低了脱硫系统运行水耗,同时实现微细颗粒物的协同脱除,实现超净排放,具有很强的实用性和稳定的可靠性。
附图说明
图1为本发明杜绝氨逃逸气溶胶的高效节水节能型氨法脱硫超净排放系统结构示意图;
图2为脱硫塔结构示意图;
图3为多功能循环槽;
图4为结晶颗粒增大系统结构示意图;
图5为冷却塔结构示意图;
图6为高效旋流水膜除尘器外形结构图。
图7为高效旋流水膜除尘器剖视图。
其中:1、扰动管网;2、浓缩浆池;3、降温浓缩区;4、浓缩喷淋层;501、第一透气集液帽;502、第二透气集液帽;503、第三透气集液帽;504、第四透气集液帽;6、旋流折板;701、第一填料;702、第二填料;703、第三填料;704、第四填料;8、聚气挡环;9、吸收区喷淋层;10、吸收区;11、氨捕捉区喷淋层;12、氨捕捉区;13、高效除雾器;14、洗涤一段喷淋层;15、洗涤净化一区;16、洗涤二段喷淋层;17、洗涤净化二区;18、高效旋流水膜除尘器;19、丝网除沫器;20、脱硫塔;21、多功能循环槽;22、吸氨循环段;23、吸收液再生段;24、氧化段;25、平衡孔;26、横向隔板;26-1、竖向隔板;27、氧化空气均布器;28、氧化空气均布管网;29、工艺水槽;30、结晶槽;31、逆流闭式冷却塔;32、结晶颗粒增大系统;33、烟气入口;34、净烟气出口;
a、浓缩循环泵;b、扰动循环泵;c、氧化循环泵;d、吸收循环泵;e、氨捕捉循环泵;f、工艺水泵;g、水洗循环泵;h、硫铵排出泵;k、搅拌器;
101、浓缩循环管;
201、第一出料管;202、第二出料管;203、第三溢出管;204第四循环管;205、氧化空气进料管,206、氨水进料管;207、第一回流管;208、第二回流管;
301、工艺水补料管;302、工艺水出料管;303、进浆管;
401、洗涤一区回流管、402、洗涤二区回流管,403、洗涤一区进水管;404、洗涤二区进水管。
具体实施方式
实施例1:
如图1所示,一种杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能氨法脱硫超净排放系统,包括脱硫塔20、多功能循环槽21、结晶颗粒增大系统32、冷却塔31,所述脱硫塔20通过管路分别与多功能循环槽21、结晶颗粒增大系统32、冷却塔31相连接。
所述脱硫塔20包括烟气入口33、吸收区喷淋层9、吸收区10;吸收区10的上部还设有氨捕捉区喷淋层11、氨捕捉区12;氨捕捉区12的上部还设有涤净化一区15、洗涤一段喷淋层14、洗涤净化二区15、洗涤二段喷淋层16。
所述多功能循环槽21包括吸收液再生段23、吸氨循环段22、第一出料管201、第二出料管202、吸收循环泵d,第一出料管201的一端接入多功能循环槽上部的吸收液再生段23,另一端通过吸收循环泵d后接入脱硫塔内的吸收区喷淋层9;第二出料管202的一端接入吸氨循环段22,另一端通过氨捕捉循环泵e后接入氨捕捉区喷淋层11。
所述冷却塔31包括水洗循环泵g、输水管,输水管的一端接入水洗循环泵,另一端经过水洗循环泵g后接入洗涤一段喷淋层14和洗涤二段喷淋层16;所述输水管分别为洗涤一区进水管403、洗涤二区进水管404。
吸收区喷淋层9、吸收区10、吸收液再生段23、吸收循环泵d共同组成硫氧化物吸收系统,所述多功能循环槽21内有吸收液,所述吸收液的成分包括离子铵吸收剂(NH4)2SO3和NH4HSO3,通过烟气入口33进入脱硫塔内的烟气中的硫氧化物在吸收系统中被吸收;
氨捕捉区喷淋层11、氨捕捉区12、氨捕捉循环泵e、吸氨循环段22共同组成氨捕捉系统,脱硫过程中逃逸的氨气被氨捕捉溶液吸收;
洗涤净化一区15、洗涤一段喷淋层14、洗涤净化二区17、洗涤二段喷淋层16、冷却塔31、水洗循环泵g共同组成洗涤净化系统,烟气夹带的铵盐液滴、颗粒物等污染物在洗涤净化系统中被洗涤捕集下来,烟气得到净化。
进一步的,如图1、2所示,所述脱硫塔20自下而上包括扰动管网1、浓缩浆池2、降温浓缩区3、浓缩喷淋层4、第一透气集液帽501、第一填料701、吸收区喷淋层9、吸收区10、第二透气集液帽502、第二填料702、氨捕捉区喷淋层11、氨捕捉区12、高效除雾器13、第三透气集液帽503、第三填料703、洗涤一段喷淋层14、洗涤净化一区15、第四透气集液帽504、第四填料704、洗涤二段喷淋层16、洗涤净化二区17、高效旋流水膜除尘器18、丝网除沫器19、净烟气出口34;
所述扰动管网1设置在浓缩浆池2内。
还包括浓缩循环管101,浓缩循环管101的一端接入脱硫塔20的底部与浓缩浆池2相通,另一端经浓缩循环泵a后接入浓缩喷淋层4,浓缩浆池2内的浓缩液经浓缩喷淋层4,对从烟气入口33进入降温结晶区的高温烟气进行喷淋,浆液与逆流而上的热烟气传质传热,蒸发浆液中的水分,形成过饱和溶液析出晶体,同时烟气温度降低.
所述第一至第四透气集液帽501-504结构相同,透气集液帽内部设有若干旋流折板6,透气集液帽形状为圆形、或多边形;
分别在吸收区喷淋层9、氨捕捉区喷淋层11、洗涤一段喷淋层14、洗涤二段喷淋层16的下方设有聚气挡环8。
进一步的,如图1、3所示,所述多功能循环槽21的内部设有横向隔板26,横向隔板26将多功能循环槽21分成上腔室和下腔室两部分,上腔室内还设有竖向隔板26-1,竖向隔板26-1将上腔室分成吸氨循环段22和收液再生段23两部分,竖向隔板上26-1设有平衡孔25,吸氨循环段22通过平衡孔25与收液再生段23互通;所述下腔室为氧化段24,氧化段24内设有氧化空气均布器27,氧化空气均布器27上开有气体通过的孔,每层氧化空气均布器27设置一层气泡二次切割器,氧化段24底部还设有氧化空气均布管网28;
还包括第三溢出管203,所述第三溢出管203的一端于脱硫塔20第一填料层701的上部接入到脱硫塔20,另一端分成两头,一头接到吸氨循环段22的上部,另一头接到氧化段24的上部,氧化段24以及吸氨循环段22的吸收液,如果过满,则通过第三溢出管203进入脱硫塔;
还包括第四循环管204和氧化循环泵c,所述第四循环管204的一端于氧化空气均布器27的下端接入氧化段24,另一端通过氧化循环泵c后于氧化空气均布器27的上端接入氧化段。
还包括氧化空气进料管205,氨水进料管206,氧化空气进料管205的一端接入氧化均布管网28,另一端接入氧化空气供应系统,氧化空气通过氧化空气进料管205的一端接入氧化均布管网28;氨水进料管206的一端接入氨水供应系统,另一端接入吸收液再生段23,氨水通过氨水进料管206进入吸收液再生段23。
还包括第一回流管207、第二回流管208;第一回流管207的一端接入第一透气集液帽501,另一端接入吸氨循环段22,第一透气集液帽501收集的吸收液通过第一回流管207流入吸氨循环段22;第二回流管208的一端接入第二透气集液帽502,另一端接入吸氨循环段22,第二透气集液帽502收集的吸收液通过第二回流管208流入吸氨循环段。
进一步的,如图1、4所示,所述结晶颗粒增大系统包括工艺水槽29、结晶槽30、搅拌器k,工艺水槽29环绕结晶槽30,搅拌器k对结晶槽30内液体进行搅拌;还包括工艺水补料管301、工艺水出料管302和进浆管303,工艺水补料管301的一端接入工艺水供应系统,另一端接入工艺水槽29,工艺水通过工艺水补料管301进入工艺水槽29对结晶槽30内的浆液进行降温;工艺水出料管302的一端于工艺水槽29的下端处接入工艺水槽29,另一端通过工艺水泵f后接入冷却塔31,以及除雾器冲洗系统;进浆管303的一端于结晶槽30的上端接入结晶槽30,另一通过扰动循环泵b后于浓缩浆池2的底部接入浓缩浆池2,浓缩浆池2的结晶浆液经扰动循环泵b、进浆管303输送到结晶槽30。
进一步的,如图1、5所示,所述冷却塔31为逆流闭式冷却塔,进一步的所述冷却塔有2个。还包括洗涤一区回流管401、洗涤二区回流管402,以及洗涤一区进水管403和洗涤二区进水管404,洗涤一区回流管401的一端接入第三透气集液帽503,另一端接入冷却塔31;洗涤二区回流管402的一端接入第四透气集液帽504,另一端接入冷却塔31;洗涤一区进水管403的一端接入冷却塔,另一端接入洗涤一段喷淋层14,洗涤二区进水管404的一端接入冷却塔,另一端接入洗涤二段喷淋层16;
还包括塔槽补水、冲洗系统,所述塔槽补水、冲洗系统通过管路对冷却塔31进行补水、清洗,也对洗涤一段喷淋层14、洗涤二段喷淋层16进行补水、清洗。
进一步的,如图1、6、7所示,所述高效旋流水膜除尘器18还包括除尘进液管,所述除尘进液管的一端接入高效旋流水膜除尘器,另一端接入冷却塔和塔槽补水、冲洗系统。
实施例2:
本发明还提出一种杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能型氨法脱硫超净排放工艺,如图1所示,原烟气自多区段脱硫塔20烟气入口33进入脱硫塔降温浓缩结晶区3,经由浓缩喷淋层4喷淋降温后,经第一透气集液帽501进入吸收区10,烟气中二氧化硫酸性气体被吸收液吸收,烟气通过第二透气集液帽502进入氨捕捉区12,逃逸的氨气被喷淋液吸收,夹带液滴的烟气经高效除雾器13除雾后依次进入洗涤净化一区15、洗涤净化二区17,烟气中夹带的液滴、颗粒物等污染物大部分被水洗液洗涤捕集下来,未被捕集的细微液滴、颗粒物被设置在洗涤净化二区17的高效旋流水膜除尘器18和丝网除沫器19截留捕集下来,净化后的烟气经脱硫塔20顶部净烟气出口34排出;脱硫塔20塔底浓缩浆池2中的浆液经扰动循环泵b打到结晶槽30内颗粒进一步长大。
进一步的,所述的杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能型氨法脱硫超净排放工艺,包括以下系统:
A浆液扰动系统;由扰动管网1、浓缩浆池2、扰动循环泵b组成,该系统确保浆液中的晶体处于悬浮状态,不会沉淀板结;
B降温浓缩结晶系统;由降温浓缩结晶区3、浓缩喷淋层4、浓缩循环泵a组成,浆液与逆流而上的热烟气传质传热,蒸发浆液中的水分,形成过饱和溶液析出晶体,同时烟气温度降低;
C硫氧化物吸收系统,由吸收区喷淋层9、吸收区10、多功能循环槽21上部的吸收液再生段23、吸收循环泵d组成,烟气中的硫氧化物在吸收系统中被吸收;
D氨捕捉系统,由氨捕捉区喷淋层11、氨捕捉区12、氨捕捉循环泵e、多功能循环槽上部的吸氨循环段22组成,脱硫过程中逃逸的氨气被氨捕捉溶液吸收;
E洗涤净化系统;由洗涤净化一区15、洗涤净化二区17、洗涤一段喷淋层14、洗涤二段喷淋层16、逆流闭式冷却塔31、水洗循环泵g组成,烟气夹带的铵盐液滴、颗粒物等污染物在洗涤净化系统中被洗涤捕集下来,烟气得到净化;
F结晶颗粒增大系统;由工艺水槽29、结晶槽30、搅拌器k组成,浓缩浆池2中的浆液被扰动循环泵b打到结晶槽30中,通过低温工艺水吸收结晶槽30中浆液的热量,温度降低,溶解度下降,形成浓度梯度,在搅拌器k或结晶扰动泵的扰动下硫酸铵晶体颗粒进一步长大;
所述工艺水槽29及结晶槽30是合二为一的套桶结构,外部为工艺水槽29,内部为结晶槽30,通过外部工艺水槽29中的低温工艺水对结晶浆液的降温实现硫酸铵结晶颗粒的增大。
进一步的,所述降温浓缩结晶系统、硫氧化物吸收系统、氨捕捉系统、洗涤净化系统之间各有一层透气集液帽,透气集液帽里面设有若干旋流折板6,透气集液帽形状为圆形、或多边形,单个透气通道截面积为0.03~2㎡,旋流折板数量5~30片,旋流折板使烟气产生强劲的离心力,通过离心分离降低烟气的雾滴夹带。
进一步的,硫氧化物吸收系统、氨捕捉系统、洗涤净化系统的第一层喷淋层下方均设置了填料,填料形式为规整波纹、蜂窝、或悬浮球,填料高度200~800mm;填料起到烟气均布和强化气液传质,提高颗粒物洗涤效率;
硫氧化物吸收系统、氨捕捉系统、洗涤净化系统的每层喷淋层下方分别设置了一层聚气挡环8,宽度300~600mm,与塔壁夹角为25~70°;聚气挡环8的设置可以防止烟气延塔壁逃逸,提高喷淋效率。
进一步的,硫氧化物吸收系统设置2~5层喷淋层,喷淋密度为每小时5~25m3/㎡,喷嘴覆盖率为150~450%,吸收液为吸收循环泵从多功能循环槽上部的吸收液再生段23抽取,主要成分为离子铵吸收剂(NH4)2SO3,含量为70~99%,PH为5~7,避免直接使用氨水、液氨导致氨逃逸;
氨捕捉系统设置了1~3层喷淋层,喷淋密度为每小时5~20m3/㎡,喷嘴覆盖率为120~400%,氨捕捉液为氨捕捉循环泵e从多功能循环槽21上部的吸氨循环段22抽取,主要成分为(NH4)2SO3和NH4HSO3,吸氨液同时具备硫氧化物和氨气吸收功能;吸氨循环段22和吸收液再生段23设置在多功能循环槽21上方,中间采用隔板26-1分开,隔板26-1中部设置了若干平衡孔25;由于吸收液和氨捕捉液具有很高的势能,降低了吸收循环泵d、氨捕捉循环泵e的扬程,可以采用较低的电机功率,起到节能效果。
进一步的,洗涤净化系统的水洗液洗涤烟气夹带的液滴、颗粒物等污染物后,在透气集液帽上汇集,经管道流入逆流闭式冷却塔31,经冷却塔31夏天降温2~10℃、冬天降温5-15℃,降温后的水洗液通过水洗循环泵g输送至喷淋层14、16循环喷淋,洗涤降温烟气,烟温下降导致使饱和烟气中的一部分水蒸汽冷凝成液态水,起到协同除尘和节水的效果;为了保证水平衡及水洗液的清洁度,通过定期向多功能循环槽21补充新鲜水实现置换;洗涤净化系统顶部设置了一层高效旋流水膜除尘器18和1~3层丝网除沫器19。
如图6、7所示,高效旋流水膜除尘器18为倒扣桶式,有内外两个套筒,分别为内套筒181、外套筒182,外径Φ300~1000mm,高300~800mm;内筒设有旋流折板183,顶部设有不间断微喷喷嘴184,喷嘴184由水洗循环泵供液,在内筒壁形成0.02~0.2mm厚水膜,烟气经旋流折板183形成强大的离心力,夹带的液滴、颗粒物等通过离心力被甩到内筒壁的水膜上捕集湮灭,除雾除尘后的烟气通过多个水平通道185,撞击在外筒内壁上的螺纹凹槽186上,液滴和颗粒物等污染物进一步被捕集,经汇集落入塔内;丝网除沫器材质为不锈钢或PP,厚度100~400mm,孔隙率95~99%。
进一步的,结晶颗粒增大系统32中的结晶槽30,外部采用工艺水槽29冷却,工艺水温度0~25℃,流动的低温工艺水通过管壁传热带着结晶槽30中饱和浆液的热量,降低浆液温度,使硫酸铵结晶的过饱和度增大,结晶槽根据容量不同设有电动搅拌器k或扰动循环泵k,通过降温结晶促进硫酸铵颗粒进一步长大。
实施例3:
如图1所示,本发明工艺的技术实现步骤如下:烟气自多区段脱硫塔20烟气入口33进入降温浓缩结晶区3,与浓缩循环泵a从浓缩浆池抽取的浆液,经浓缩喷淋层4喷淋,逆向接触,传质传热,浆液中的水分得到蒸发,形成过饱和浆液,析出硫酸铵晶体,落入浓缩浆池2,如此循环往复。浓缩浆池2设置扰动管网1,由扰动循环泵b抽取浆液经管网喷射扰动浆池,防止硫酸铵晶体沉淀板结,与其他氨法脱硫采用气力搅拌相比,液力扰动动能更大,效果更优,同时避免了泵入口吸入气体导致泵叶轮气蚀。
在降温浓缩结晶区3降温后的烟气,通过脱硫塔第一透气集液帽501,进入到硫氧化物吸收区10,吸收区10设置了填料701,起到均布烟气和增强气液传质传热的效果。同时,在每一层吸收喷淋层9的下方设置了一圈聚气挡环8,防止烟气沿塔壁逃逸,确保了烟气均布,通过喷淋吸收效果。吸收喷淋层根据燃煤S含量的高低,设置2~5层,每层喷淋密度为5~25m3/㎡,喷嘴覆盖率为150~450%。吸收液由吸收循环泵a从多功能循环槽21上部的吸收液再生段23抽取,主要成分为(NH4)2SO3,PH值控制在5.0~7.0范围内,采用离子铵(NH4)2SO3吸收,参数不会因SO2浓度波动大而受影响,系统操作弹性大,运行稳定性好。吸收液(NH4)2SO3与烟气中的二氧化硫反应生成NH4HSO3,落入第一透气集液帽501上汇集,经管道落入多功能循环槽上部的吸氨循环段22,经平衡孔25流入吸收液再生段23。吸收剂氨水加入到吸收剂再生段23内,氨水与NH4HSO3反应生成(NH4)2SO3,这是吸收液再生过程。由于吸收液再生段内的吸收液具有很高的势能,因此吸收循环泵d的扬程很低,可以采用较低功率的电机,达到降低能耗的效果。
被脱除二氧化硫的烟气继续往上,通过脱硫塔第二透气集液帽502,进入到氨捕捉区12,氨捕捉区12也设置了第二填料702及聚气挡环8。喷淋层设置1~3层。氨捕捉液为氨捕捉循环泵e从多功能循环槽21上部的氨捕捉循环段即吸氨循环段22抽取,主要成分为NH4HSO3和少量(NH4)2SO3,同时具备硫氧化物和氨气吸收功能,因此相比于目前市场其他氨法脱硫工艺,本发明工艺具有更高的脱硫和氨气吸收效率。氨捕捉区12上部设置了1~3层高效除雾器13,所述高效除雾器13为高效屋脊式除雾器、丝网除沫器19的一种或两种组合,起到粗除雾效果。除雾器13可以拦截烟气夹带的大部分铵盐液滴,防止夹带的铵盐液滴进入洗涤净化区,污染水洗液。
粗除雾后的烟气继续往上,通过脱硫塔第三透气集液帽503,进入到洗涤净化一区15,洗涤净化二区17。洗涤净化一区、二区分别设置了第三、第四填料703、704及聚气挡环8,增强气液传质,烟气夹带的大部分烟尘、铵盐液滴等污染物被水洗液清水洗涤下来,在第三、第四透气集液帽503、504上汇集经管道流入设置在地面的逆流闭式冷却塔31。水洗液在逆流闭式冷却塔分布器内与自然风换热,温度降低2~10℃(夏天)、5-15℃(冬天),降温后的水洗液经水洗循环泵g打到洗涤一、二段喷淋层14、16,洗涤降温烟气,烟温下降导致烟气中的部分饱和水蒸汽被冷凝下来,起到协同除尘效果。水洗液由外界工艺水或循环水补充,置换的水洗液由水洗循环泵g打到装置的各冲洗系统、多功能循环槽21补水等。洗涤净化区上部设置了一层高效旋流水膜除尘器18和若干层丝网除沫器19。如图6、7所示,高效旋流水膜除尘器18材质为PPR或不锈钢,为倒扣桶式,有内外两个套筒,分别为内套筒181、外套筒182,直径Φ300~1000mm,高300~800mm。内筒18设有旋流折板183,顶部设有不间断微喷喷嘴184,喷嘴184由水洗循环泵g供液,在内筒壁形成0.02~0.2mm厚水膜,烟气经旋流折板183形成强大的离心力,夹带的液滴、颗粒物等被甩到内筒壁的水膜上捕集湮灭,除雾除尘后的烟气通过多个水平通道185,撞击在外筒内壁上的螺纹凹槽186上,液滴和颗粒物等污染物进一步被捕集,落入塔内。丝网除沫器材质为不锈钢或PP,厚度100~400mm,绝大数10μm以下的液滴被丝网除沫器截留,确保脱硫塔出口液滴含量<20mg/Nm3。
多功能循环槽21下部为氧化段24,底部设有氧化空气均布管网27。氧化风机鼓入的空气经均氧化空气均布管网27射入氧化段24,氧化段24内部设置了1~6层氧化空气均布器27,起到均布氧化空气作用。氧化空气均布器27上开有气体通过的圆孔,孔径Φ1~15mm,开孔率20~50%。每层氧化空气均布器27上分别设置了一层气泡二次切割器,切割器形状为网状或格栅,材质为不锈钢,对气泡进行二次切割,增加气泡的比表面积。本发明工艺亚硫酸铵氧化效率高达99.9%,远高于其他氨法工艺。
脱硫塔浓缩浆池(NH4)SO4溶液由多功能氧化槽21氧化段24补液。当浆池内的结晶固含量达到5~10%时,由浓缩循环泵a打到结晶颗粒增大系统32中的结晶槽30,外部采用工艺水降温冷却,工艺水温度0~25℃,低温工艺水通过管壁传热带走结晶槽30中饱和浆液(温度45-50℃)的热量,降低浆液温度,使(NH4)2SO4结晶的过饱和度增大,结晶槽30顶部根据容量不同设有电动搅拌器或扰动循环泵k,通过降温结晶,促进硫酸铵颗粒进一步长大,提高产品经济价值。本发明工艺生产的硫酸铵粒径在100~300μm,远大于其他氨法脱硫工艺生产的硫酸铵(硫酸铵粒径在30~150μ)。
实施例4:
本发明的一种杜绝氨逃逸气溶胶的高效节水节能型氨法脱硫超净排放工艺的反应主要为:
(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3 (1)脱硫反应
NH4HSO3+NH3=(NH4)2SO3(2)氨捕捉反应
(NH4)2SO3+1/2O2=(NH4)2SO4 (3)氧化反应
1、工艺步骤:
本发明工艺可以分为5个系统步骤:
A浆液扰动系统:
包括扰动管网1、浓缩浆池2、扰动循环泵b及浆液分布管网组成,该系统确保浆液中的晶体处于悬浮状态,不会沉淀板结;
B降温浓缩结晶系统:
包括降温浓缩结晶区3、浓缩喷淋层4、浓缩循环泵a;硫酸铵浆液与逆流而上的热烟气接触,水分被蒸发,析出硫酸铵晶体,烟气温度降低。
C硫氧化物吸收系统;
包括吸收区喷淋层9、吸收区10、多功能循环槽21、吸收循环泵d;烟气中的绝大部分SO2在吸收系统中被吸收,吸收液主要成分为离子铵(NH4)2SO3,避免了用氨水直接与SO2直接反应,杜绝了氨逃逸。SO2的吸收效率可高达99.9%。本发明工艺确保SO2<20mg/Nm3。
D氨捕捉系统;
包括氨捕捉区喷淋层11、氨捕捉区12、氨捕捉循环泵e、多功能循环槽21;氨法脱硫中烟气的氨气一部分来自脱硝、一部分来自浓缩段极少数未被氧化的(NH4)2SO3受热分解、一部分来自外界加入的氨水受热分解。逃逸的氨气与未脱除的SO2相遇生产(NH4)2SO3,导致脱硫塔出口颗粒物超标,烟气拖尾。氨捕捉系统采用NH4HSO3作为吸氨剂,反应生成(NH4)2SO3。本发明工艺确保氨逃逸<1mg/Nm3。
E洗涤净化系统;
包括洗涤净化一区15、洗涤净化二区17、洗涤一段喷淋层14、洗涤二段喷淋层16、逆流闭式冷却塔31、水洗循环泵g;烟气夹带的颗粒物、液滴等污染物大部分被水洗液喷淋洗涤下来,未被洗涤的细微颗粒物被净化区上部的高效旋流水膜除尘器捕集。逆流闭式冷却塔可以是水洗液的温度降低2~10℃,低温水洗液冷凝饱和烟气中的水蒸气,协同除尘。本发明工艺确保颗粒物<2mg/Nm3。
F结晶颗粒增大系统;
包括工艺水槽29、结晶槽30、搅拌器k;塔内饱和结晶生成的硫酸铵颗粒粒径在30~100μm,导致旋流器和离心机的固体采出率低下。本发明工艺增加了结晶颗粒增大系统,利用低温工艺水带走结晶槽内硫酸铵浆液的热量,降低硫酸铵结晶的过饱和度,在搅拌器的扰动下,硫酸铵粒径进一步长大。本发明工艺生产的硫酸铵粒径在100~300μm,具有更高的经济价值。
应用案例:
用于480t/h燃煤锅炉的氨法脱硫,副产品为硫酸铵,等级一等品。装置处理烟气量560000Nm3/h,烟气温度130℃,SO2浓度3500mg/Nm3,脱硫塔入口尘<20mg/Nm3,硫酸铵产量3.92t/h。脱硫工艺采用附图一工艺流程。
原烟气经烟道进入脱硫塔,烟气被浓缩循环泵喷淋而下的硫酸铵浆液喷淋降温,温度降至55℃,浓缩喷淋层喷淋密度为15m3/㎡。浆液水分蒸发,析出结晶,脱硫塔浓缩浆池的硫酸铵固含量达到10%由浓缩循环泵打到硫铵后处理系统的结晶槽内,晶体进一步长大,得到粒径200-300mm的硫酸铵产品。降温后的烟气进入脱硫塔硫氧化物吸收区,烟气中的SO2绝大数被吸收。吸收喷淋层共2层,单层喷淋密度12m3/㎡,喷嘴覆盖率300%,溶液密度1.12-1.2g/cm3,PH值6.2。随后烟气进入氨捕捉区,设置了一层氨捕捉区喷淋层,喷淋密度12m3/㎡,氨捕捉喷淋层上方设置了3层高效屋脊除雾器,对烟气夹带的液滴进行粗除雾,除雾器冲洗水采用洗涤净化区的水洗液间断冲洗。烟气继续逆流而上,通过脱硫塔第三层透气集液帽,进入洗涤净化区,共设一段、二段两级洗涤净化区,单层喷淋密度15m3/㎡,水洗液PH4.0,密度1.02g/cm3。水洗液经逆流闭式冷却塔冷却,温度降至48℃,系统节水12t/h。洗涤净化区顶部设置一层高效旋流水膜除尘器,两层丝网除沫器,高400mm。烟气出口污染物SO2≤10mg/m3,颗粒物≤1.2mg/Nm3氨逃逸≤0.5mg/Nm3,雾滴≤15mg/Nm3,远优于目前国家最新排放标准。
Claims (13)
1.一种杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能氨法脱硫超净排放系统,包括脱硫塔、多功能循环槽、结晶颗粒增大系统、冷却塔,所述脱硫塔通过管路分别与多功能循环槽、结晶颗粒增大系统、冷却塔相连接,其特征在于:所述脱硫塔包括烟气入口、吸收区喷淋层、吸收区;吸收区的上部还设有氨捕捉区喷淋层、氨捕捉区;氨捕捉区的上部还设有涤净化一区、洗涤一段喷淋层、洗涤净化二区、洗涤二段喷淋层;
所述多功能循环槽包括吸收液再生段、吸氨循环段、第一出料管、第二出料管、吸收循环泵,第一出料管的一端接入多功能循环槽上部的吸收液再生段,另一端通过吸收循环泵后接入脱硫塔内的吸收区喷淋层;第二出料管的一端接入吸氨循环段,另一端通过氨捕捉循环泵后接入氨捕捉区喷淋层;
所述冷却塔包括水洗循环泵、输水管,输水管的一端接入水洗循环泵,另一端经过水洗循环泵后接入洗涤一段喷淋层和洗涤二段喷淋层;
吸收区喷淋层、吸收区、吸收液再生段、吸收循环泵共同组成硫氧化物吸收系统,所述多功能循环槽内有吸收液,所述吸收液的成分包括离子铵吸收剂(NH4)2SO3和氨水,通过烟气入口进入脱硫塔内的烟气中的硫氧化物在吸收系统中被吸收;
氨捕捉区喷淋层、氨捕捉区、氨捕捉循环泵、吸氨循环段共同组成氨捕捉系统,脱硫过程中逃逸的氨气被氨捕捉溶液吸收;
洗涤净化一区、洗涤净化二区、洗涤一段喷淋层、洗涤二段喷淋层、冷却塔、水洗循环泵共同组成洗涤净化系统,烟气夹带的铵盐液滴、颗粒物等污染物在洗涤净化系统中被洗涤捕集下来,烟气得到净化。
2.根据权利要求1所述的杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能氨法脱硫超净排放系统,其特征在于:所述脱硫塔自下而上包括扰动管网、浓缩浆池、降温浓缩区、浓缩喷淋层、第一透气集液帽、第一填料、吸收区喷淋层、吸收区、第二透气集液帽、第二填料、氨捕捉区喷淋层、氨捕捉区、高效除雾器、第三透气集液帽、第三填料、洗涤一段喷淋层、洗涤净化一区、第四透气集液帽、第四填料、洗涤二段喷淋层、洗涤净化二区、高效旋流水膜除尘器、丝网除沫器、净烟气出口;
所述扰动管网设置在浓缩浆池内,
还包括浓缩循环管,浓缩循环管的一端接入脱硫塔的底部与浓缩浆池相通,另一端经浓缩循环泵后接入浓缩喷淋层,浓缩浆池内的浓缩液经浓缩喷淋层,对从烟气入口进入降温结晶区的高温烟气进行喷淋,浆液与逆流而上的热烟气传质传热,蒸发浆液中的水分,形成过饱和溶液析出晶体,同时烟气温度降低;
所述第一至第四透气集液帽结构相同,透气集液帽内部设有若干旋流折板,透气集液帽形状为圆形、或多边形;
分别在吸收区喷淋层、氨捕捉区喷淋层、洗涤一段喷淋层、洗涤二段喷淋层的下方设有聚气挡环。
3.根据权利要求2所述的杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能氨法脱硫超净排放系统,其特征在于:所述多功能循环槽的内部设有横向隔板,横向隔板将多功能循环槽分成上腔室和下腔室两部分,上腔室内还设有竖向隔板,竖向隔板将上腔室分成吸氨循环段和收液再生段两部分,竖向隔板上设有平衡孔,吸氨循环段通过平衡孔与收液再生段互通;所述下腔室为氧化段,氧化段内设有氧化空气均布器,氧化空气均布器上开有气体通过的孔,每层氧化空气均布器设置一层气泡二次切割器,氧化段底部还设有氧化空气均布管网;
还包括第三溢出管,所述第三溢出管的一端于脱硫塔第一填料层的上部接入到脱硫塔,另一端分成两头,一头接到吸氨循环段的上部,另一头接到氧化段的上部,氧化段以及吸氨循环段的吸收液,如果过满,则通过第三溢出管进入脱硫塔;
还包括第四循环管和氧化循环泵,所述第四循环管的一端于氧化空气均布器的下端接入氧化段,另一端通过氧化循环泵后于氧化空气均布器的上端接入氧化段;
还包括氧化空气进料管,氨水进料管,氧化空气进料管的一端接入氧化均布管网,另一端接入氧化空气供应系统,氧化空气通过氧化空气进料管的一端接入氧化均布管网;氨水进料管的一端接入氨水供应系统,另一端接入吸收液再生段,氨水通过氨水进料管进入吸收液再生段;
还包括第一回流管、第二回流管;第一回流管的一端接入第一透气集液帽,另一端接入吸氨循环段,第一透气集液帽收集的吸收液通过第一回流管流入吸氨循环段;第二回流管的一端接入第二透气集液帽,另一端接入吸氨循环段,第二透气集液帽收集的吸收液通过第二回流管流入吸氨循环段。
4.根据权利要求2所述的杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能氨法脱硫超净排放系统,其特征在于:所述结晶颗粒增大系统包括工艺水槽、结晶槽、搅拌器,工艺水槽环绕结晶槽,搅拌器对结晶槽内液体进行搅拌;还包括工艺水补料管、工艺水出料管和进浆管,工艺水补料管的一端接入工艺水供应系统,另一端接入工艺水槽,工艺水通过工艺水补料管进入工艺水槽对结晶槽进行降温;工艺水出料管的一端于工艺水槽的下端处接入工艺水槽,另一端通过工艺水泵后接入冷却塔;进浆管的一端于结晶槽的上端接入结晶槽,另一通过扰动循环泵后于浓缩浆池的底部接入浓缩浆池,浓缩浆池的结晶浆液经扰动循环泵、进浆管输送到结晶槽。
5.根据权利要求2所述的杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能氨法脱硫超净排放系统,其特征在于:所述冷却塔为逆流闭式冷却塔,还包括洗涤一区回流管、洗涤二区回流管,以及洗涤一区进水管和洗涤二区进水管,洗涤一区回流管的一端接入第三透气集液帽,另一端接入冷却塔;洗涤二区回流管的一端接入第四透气集液帽,另一端接入冷却塔;洗涤一区进水管的一端接入冷却塔,另一端接入洗涤一段喷淋层,洗涤二区进水管的一端接入冷却塔,另一端接入洗涤二段喷淋层;
还包括塔槽补水、冲洗系统,所述塔槽补水、冲洗系统通过管路对冷却塔进行补水、清洗,也对洗涤一段喷淋层、洗涤二段喷淋层进行补水、清洗。
6.根据权利要求4所述的杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能氨法脱硫超净排放系统,其特征在于:所述高效旋流水膜除尘器还包括除尘进液管,所述除尘进液管的一端接入高效旋流水膜除尘器,另一端接入冷却塔和塔槽补水、冲洗系统。
7.一种杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能型氨法脱硫超净排放工艺,其特征在于:原烟气自多区段脱硫塔入口进入脱硫塔降温浓缩结晶区,经由浓缩喷淋层喷淋降温后,经透气集液帽进入吸收区,烟气中二氧化硫酸性气体被吸收液吸收,烟气通过透气集液帽进入氨捕捉区,逃逸的氨气被喷淋液吸收,夹带液滴的烟气经除雾器除雾后依次进入洗涤净化一区、洗涤净化二区,烟气中夹带的液滴、颗粒物等污染物大部分被水洗液洗涤捕集下来,未被捕集的细微液滴、颗粒物被设置在洗涤净化二区的高效旋流水膜除尘器和丝网除沫器截留捕集下来,净化后的烟气经脱硫塔顶部出口排出;脱硫塔塔底浓缩浆池中的浆液经扰动泵打到结晶槽内颗粒进一步长大。
8.根据权利要求6所述的杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能型氨法脱硫超净排放工艺,其特征在于包括以下系统:
A浆液扰动系统;由扰动管网、浓缩浆池、扰动循环泵组成,该系统确保浆液中的晶体处于悬浮状态,不会沉淀板结;
B降温浓缩结晶系统;由降温浓缩结晶区、浓缩喷淋层、浓缩循环泵组成,浆液与逆流而上的热烟气传质传热,蒸发浆液中的水分,形成过饱和溶液析出晶体,同时烟气温度降低;
C硫氧化物吸收系统,由吸收区喷淋层、吸收区、多功能循环槽上部的吸收液再生段、吸收循环泵组成,烟气中的硫氧化物在吸收系统中被吸收;
D氨捕捉系统,由氨捕捉区喷淋层、氨捕捉区、氨捕捉循环泵、多功能循环槽上部的吸氨循环段组成,脱硫过程中逃逸的氨气被氨捕捉溶液吸收;
E洗涤净化系统;由洗涤净化一区、洗涤净化二区、洗涤一段喷淋层、洗涤二段喷淋层、逆流闭式冷却塔、水洗循环泵组成,烟气夹带的铵盐液滴、颗粒物等污染物在洗涤净化系统中被洗涤捕集下来,烟气得到净化;
F结晶颗粒增大系统;由工艺水槽、结晶槽、搅拌器组成,浓缩浆池中的浆液被扰动循环泵打到结晶槽中,通过低温工艺水吸收结晶槽中浆液的热量,温度降低,溶解度下降,形成浓度梯度,在搅拌器或结晶扰动泵的扰动下硫酸铵晶体颗粒进一步长大;
所述工艺水槽及结晶槽是合二为一的套桶结构,外部为工艺水槽,内部为结晶槽,通过外部工艺水槽中的低温工艺水对结晶浆液的降温实现硫酸铵结晶颗粒的增大。
9.根据权利要求7所述的杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能型氨法脱硫超净排放工艺,其特征在于:所述降温浓缩结晶系统、硫氧化物吸收系统、氨捕捉系统、洗涤净化系统之间各有一层透气集液帽,透气集液帽里面设有若干旋流折板,透气集液帽形状为圆形、或多边形,单个透气通道截面积为0.03~2㎡,旋流折板数量5~30片,旋流折板使烟气产生强劲的离心力,通过离心分离降低烟气的雾滴夹带。
10.根据权利要求7所述的杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能型氨法脱硫超净排放工艺,其特征在于:硫氧化物吸收系统、氨捕捉系统、洗涤净化系统的第一层喷淋层下方均设置了填料,填料形式为规整波纹、蜂窝、或悬浮球,填料高度200~800mm;填料起到烟气均布和强化气液传质,提高颗粒物洗涤效率;
硫氧化物吸收系统、氨捕捉系统、洗涤净化系统的每层喷淋层下方分别设置了一层聚气挡环,宽度300~600mm,与塔壁夹角为25~70°;聚气挡环的设置可以防止烟气沿塔壁逃逸,提高喷淋效率。
11.根据权利要求7所述的杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能型氨法脱硫超净排放工艺,其特征在于:硫氧化物吸收系统设置2~5层喷淋层,喷淋密度为每小时5~25m³/㎡,喷嘴覆盖率为150~450%,吸收液为吸收循环泵从多功能循环槽上部的吸收液再生段抽取,主要成分为离子铵吸收剂(NH4)2SO3,含量为70~99%,PH为5~7,避免直接使用氨水、液氨导致氨逃逸;
氨捕捉系统设置了1~3层喷淋层,喷淋密度为每小时5~20m³/㎡,喷嘴覆盖率为120~400%,氨捕捉液为氨捕捉循环泵从多功能循环槽上部的吸氨循环段抽取,主要成分为(NH4)2SO3和NH3HSO3,吸氨液同时具备硫氧化物和氨气吸收功能;吸氨循环段和吸收液再生段设置在多功能循环槽上方,中间采用隔板分开,隔板中部设置了若干平衡孔;由于吸收液和氨捕捉液具有很高的势能,降低了吸收循环泵、氨捕捉循环泵的扬程,可以采用较低的电机功率,起到节能效果。
12.根据权利要求7所述的杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能型氨法脱硫超净排放工艺,其特征在于:洗涤净化系统的水洗液洗涤烟气夹带的液滴、颗粒物等污染物后,在透气集液帽上汇集,经管道流入逆流闭式冷却塔,经冷却塔夏天降温2~10℃、冬天降温5-15℃,降温后的水洗液通过水洗循环泵输送至喷淋层循环喷淋,洗涤降温烟气,烟温下降导致饱和烟气中的一部分水蒸汽气冷凝成液态水,起到协同除尘和节水的效果;为了保证水平衡及水洗液的清洁度,通过定期向多功能循环槽补充新鲜水实现置换;洗涤净化系统顶部设置了一层高效旋流水膜除尘器和1~3层丝网除沫器;高效旋流水膜除尘器为倒扣桶式,有内外两个套筒,外径Φ300~1000mm,高300~800mm;内筒设有旋流折板,顶部设有不间断微喷喷嘴,喷嘴由水洗循环泵供液,在内筒壁形成0.02~0.2mm厚水膜,烟气经旋流折板形成强大的离心力,夹带的液滴、颗粒物等通过离心力被甩到内筒壁的水膜上捕集湮灭,除雾除尘后的烟气通过多个水平通道,撞击在外筒内壁上的螺纹凹槽上,液滴和颗粒物等污染物进一步被捕集,经汇集落入塔内;丝网除沫器材质为不锈钢或PP,厚度100~400mm,孔隙率95~99%。
13.根据权利要求7所述的杜绝氨逃逸气溶胶的节水节能型氨法脱硫超净排放工艺,其特征在于:结晶颗粒增大系统中的结晶槽,外部采用工艺水槽冷却,工艺水温度0~25℃,流动的低温工艺水通过管壁传热带走结晶槽中饱和浆液的热量,降低浆液温度,使硫酸铵结晶的过饱和度增大,结晶槽根据容量不同设有电动搅拌器或扰动循环泵,通过降温结晶促进硫酸铵颗粒进一步长大。
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