CN112569773A - 一种增大脱硫浆液结晶粒径的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种增大脱硫浆液结晶的的方法，在烟气脱硫塔烟气入口处设有水幕装置，所述水幕装置为喷淋液分布器，置于脱硫吸收塔烟气进口上方，通过在脱硫吸收塔烟气进口上方设置喷淋液分布器，收集喷淋层下来的溶液形成一道水幕；对烟气进行洗涤；脱硫吸收塔烟气经过水幕的洗涤后，在脱硫吸收塔浓缩结晶段设置两层喷淋，下面一层向上，上面一层向下；有利于保持喷淋液的粒径。高温的烟气进入脱硫吸收塔后，立即被水幕淋洗、降温，加热并蒸发浓缩喷淋洗涤浆液液滴；洗涤浆液在脱硫吸收塔外结晶。高温的烟气进入脱硫吸收塔后，从而可以增大脱硫浆液结晶的粒径，更利用于提升副产品品质，尤其适用于对脱硫副产品要求高的氨法、钠法等湿式烟气脱硫工艺。
Description
技术领域：
本发明属环境保护领域，涉及湿式烟气脱硫净化的装置，尤其是氨法、钠法烟气脱硫工艺。
背景技术
湿式烟气脱硫工艺因效率高、运行稳定等优势，成为脱硫的主导技术，其中钠法、氨法等烟气脱硫工艺又因其脱硫吸收剂反应活性高、无二次污染等特点，适应各种烟气条件，广泛应用于火电厂、化工、炼化、钢铁、陶瓷等等行业。但钠法、氨法等脱硫技术需要回收相应的硫酸盐作为副产品，硫酸盐的结晶是影响副产品品质的重要因素，很多脱硫装置产生的副产物结晶小，副产品分离产出困难，循环浆液固含量高位运行，系统的结垢、堵塞、磨损等现象严重，设备、塔内件的寿命和可靠性大幅度降低，制约了整个装置正常运行。所以，脱硫装置迫切需要提高并稳定副产物结晶的工艺和装置。
发明内容
本发明的目的是，提出一种增大脱硫浆液结晶粒径的方法和装置，利用脱硫装置原烟气热量对脱硫浆液进行蒸汽浓缩结晶，设置了温和的气液传热和浓缩结晶的工艺条件，从而增大脱硫浆液结晶的粒径。尤其是在脱硫吸收塔烟气进口上方设置喷淋液分布器，收集喷淋层下来的溶液形成一道水幕，在脱硫吸收塔浓缩结晶段设置两层喷淋，下面一层向上，上面一层向下，有利于保持喷淋液的粒径。高温的烟气进入脱硫吸收塔后，立即被水幕淋洗、降温，烟气温度降低。
本发明的技术方案是：一种增大脱硫浆液结晶的的方法和装置，在烟气脱硫塔烟气入口处设有水幕装置，所述水幕装置为喷淋液分布器，置于脱硫吸收塔烟气进口上方，通过在脱硫吸收塔烟气进口上方设置喷淋液分布器，收集喷淋层下来的溶液形成一道水幕；对烟气进行洗涤；
脱硫吸收塔烟气经过水幕的洗涤后，在脱硫吸收塔浓缩结晶段设置两层喷淋，下面一层向上，上面一层向下，有利于保持喷淋液的粒径。这样，高温的烟气进入脱硫吸收塔后，立即被水幕淋洗、降温，烟气温度初步降低后，与一定粒径的喷淋洗涤浆液液滴接触，加热并蒸发喷淋洗涤浆液液滴；洗涤浆液在脱硫吸收塔外设置带下锥体的圆柱体结构的结晶槽、降温洗涤循环泵等。
所述水幕是指收集喷淋层下来的溶液形成一道水幕，在脱硫吸收塔浓缩结晶段设置两层喷淋，下面一层向上，上面一层向下，有利于保持喷淋液的粒径。
高温的烟气进入脱硫吸收塔后，立即被水幕淋洗、降温，烟气温度初步降低后再与喷淋层下来的一定粒径的液滴接触，加热并蒸发浓缩浆液。
从脱硫吸收塔出来的经加热并蒸发浓缩的浆液流入结晶槽，浆液在结晶槽内进行结晶粒径增长并进行粒径分级，大粒径结晶沉于锥底供送副产物后处理系统，小粒径结晶随着循环浆液被降温洗涤循环泵送吸收塔内降温洗涤喷淋层喷淋。小粒径一般指粒径0.05mm以下。
在脱硫吸收塔烟气进口上方设置的喷淋液分布器置于烟气进口的上口边，喷淋液分布器包括底板和底板前端设置的侧板，所述底板与吸收塔垂直壳体的夹角α为95°-160°；所述底板的水平长度L1为100mm-1000mm，且底板前端与烟气进口的顶端距离为100-500mm，优选为150mm；在底板前端设置一侧板，侧板垂直于水平面，高度H1为50mm-300mm，优选为100mm，侧板的顶端面保持水平。此喷淋液分布器用于收集上部喷淋的溶液，并将溶液沿侧板均匀地溢流下落，在烟气进口形成均布的水幕。水幕上部厚度为1mm-15mm，优选为2mm。
进一步，底板与吸收塔壳体夹角α优选为135±5°；
在脱硫吸收塔烟气进口上方设置喷淋液分布器，收集喷淋层下来的溶液形成一道水幕，高温的烟气进入脱硫吸收塔后，立即被水幕淋洗、降温，烟气温度初步降低后再与喷淋层下来的一定粒径的液滴接触，加热并蒸发浓缩浆液。
在脱硫吸收塔的烟气进口上方设置两层喷淋层，下层喷嘴向上，上层喷嘴向下。喷淋的液滴平均粒径为0.3mm-2mm，优选为0.7mm。喷淋层的上层可以用稀溶液或水代替，用于冲洗防止结料，用于冲洗时可增设向上和向侧面冲洗的喷嘴。
在脱硫吸收塔外设置有用于结晶长大和喷淋液循环的结晶槽，结晶槽为带下锥体的圆柱体结构，下锥体锥角大于副产结晶的安息角5°以上。从吸收塔来的浆液从结晶槽的中下部进入槽内，降温洗涤泵从浆液进口的上面不小于500mm的位置抽出循环溶液，从结晶槽底排出含大粒径结晶的浆液送副产物后处理系统。浆液在结晶槽内流速为0.01m/s-0.1m/s,优选为0.02m/s。结晶槽的体积为降温洗涤泵每小时流量的5％-30％，优选为15％。
浆液喷淋层的总喷淋密度为5m3/m2-25m3/m2,优选为12m3/m2。
本发明在脱硫吸收塔烟气进口上方设置喷淋液分布器，收集喷淋层下来的溶液形成一道水幕，在脱硫吸收塔浓缩结晶段设置两层喷淋，下面一层向上，上面一层向下，有利于保持喷淋液的粒径。不同的吸收剂，喷淋的吸收液的浓度差别较大。这样，高温的烟气进入脱硫吸收塔后，立即被水幕淋洗、降温，烟气温度初步降低后，与一定粒径的喷淋洗涤浆液液滴接触，加热并蒸发喷淋洗涤浆液液滴，改变了通常的烟气直接与吸收喷淋液滴进行加热蒸发的过程，从而可以增大脱硫浆液结晶的粒径，更利用于提升副产品品质，也有利于脱硫装置及脱硫副产物后处理系统的正常运行，提高了工艺和装置的稳定性、可靠性和经济性。此发明尤其适用于对脱硫副产品要求高的氨法、钠法等湿式烟气脱硫工艺。
本发明利用脱硫装置原烟气热量对脱硫浆液进行蒸汽浓缩结晶，设置了温和的气液传热和浓缩结晶的工艺条件，从而增大脱硫浆液结晶的粒径。在脱硫吸收塔烟气进口上方设置喷淋液分布器，收集喷淋层下来的溶液形成一道水幕，在脱硫吸收塔浓缩结晶段设置两层喷淋，下面一层向上，上面一层向下，有利于保持喷淋液的粒径。这样，高温的烟气进入脱硫吸收塔后，立即被水幕淋洗、降温，烟气温度初步降低后，与一定粒径的喷淋洗涤浆液液滴接触，加热并蒸发喷淋洗涤浆液液滴，与通常的烟气直接与吸收喷淋液滴进行加热蒸发的过程不同。
本发明的有益效果是：本发明收集喷淋层下来的溶液形成一道水幕，这样，高温的烟气进入脱硫吸收塔后，立即被水幕淋洗、降温，烟气温度初步降低后，与一定粒径的喷淋洗涤浆液液滴接触，烟气再加热并蒸发喷淋洗涤浆液液滴，改变了通常的烟气直接与吸收喷淋液滴进行加热蒸发的过程，从而可以增大脱硫浆液结晶的粒径，更利用于提升副产品品质，也有利于脱硫装置及脱硫副产物后处理系统的正常运行，提高了工艺和装置的稳定性、可靠性和经济性。此发明尤其适用于对脱硫副产品要求高的氨法、钠法等湿式烟气脱硫工艺。改变了通常的烟气直接与吸收喷淋液滴进行加热蒸发的过程，从而可以增大脱硫浆液结晶的粒径，更利用于提升副产品品质，也有利于脱硫装置及脱硫副产物后处理系统的正常运行，提高了工艺和装置的稳定性、可靠性和经济性。此发明尤其适用于对脱硫副产品要求高的氨法、钠法等湿式烟气脱硫工艺。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为烟气进口上方的喷淋液分布器结构示意图。
图3是图2的俯视图。
具体实施方式
本发明过程见附图1-3；图中，1-吸收塔2-吸收液池3-吸收层隔板4-烟气进口5-冲洗层6-烟气出口7-降温洗涤喷淋上层8-降温洗涤层9-降温洗涤喷淋下层10-烟气入口喷淋液分布器11-吸收洗涤层12-吸收洗涤分布器13-除雾器14-结晶槽15-降温洗涤泵16-吸收塔壳体。
参见附图，本发明所利用脱硫装置原烟气热量对脱硫浆液进行蒸汽浓缩结晶，设置了温和的气液传热和浓缩结晶的工艺条件，从而增大脱硫浆液结晶的粒径。在脱硫吸收塔烟气进口上方设置喷淋液分布器，收集喷淋层下来的溶液形成一道水幕，在脱硫吸收塔浓缩结晶段设置两层喷淋，下面一层向上，上面一层向下，有利于保持喷淋液的粒径。这样，高温的烟气进入脱硫吸收塔后，立即被水幕淋洗、降温，烟气温度初步降低后，与一定粒径的喷淋洗涤浆液液滴接触，加热并蒸发喷淋洗涤浆液液滴，改变了通常的烟气直接与吸收喷淋液滴进行加热蒸发的过程，从而可以增大脱硫浆液结晶的粒径。
增大脱硫浆液结晶粒径的方法具体方法为：
在脱硫吸收塔1烟气进口4上方设置喷淋液分布器10，收集喷淋层下来的溶液形成一道水幕，在脱硫吸收塔1浓缩结晶段设置两层喷淋8，下面一层向上，上面一层向下，以保持喷淋液较大的粒径。在脱硫吸收塔1外设置带下锥体的圆柱体结构的结晶槽14、降温洗涤循环泵15等。
高温的烟气进入脱硫吸收塔1后，立即被水幕淋洗、降温，烟气温度初步降低后再与喷淋层下来的一定粒径的液滴接触，加热并蒸发浓缩浆液。
从脱硫吸收塔1出来的经加热并蒸发浓缩的浆液流入结晶槽14，浆液在结晶槽内进行结晶粒径增长并进行粒径分级，大粒径结晶沉于锥底供送副产物后处理系统，小粒径结晶随着循环浆液被降温洗涤循环泵15送吸收塔1内降温洗涤喷淋层8喷淋。
在脱硫吸收塔烟气进口4上方设置的喷淋液分布器10置于烟气进口的上口边，其底板与吸收塔壳体夹角α为95°-160°，优选为135°；底板水平长度L1为100mm-1000mm，且底板末端与烟气进口顶端距离为100-500mm，优选为150mm；在底板末端设置一侧板，侧板垂直高度为50mm-300mm，优选为100mm，侧板顶端面保持水平。此喷淋液分布器用于收集上部喷淋的溶液，并将溶液沿侧板均匀地溢流下落，在烟气进口形成均布的水幕。水幕上部厚度为1mm-15mm，优选为2mm。
在脱硫吸收塔1的烟气进口4上方设置两层喷淋层8，下层喷嘴向上，上层喷嘴向下。喷淋的液滴平均粒径为0.3mm-2mm，优选为0.7mm。
喷淋层8的上层可以用稀溶液或水代替，用于冲洗防止结料，用于冲洗时可增设向上和向侧面冲洗的喷嘴。
在脱硫吸收塔外设置有用于结晶长大和喷淋液循环的结晶槽14，结晶槽为带下锥体的圆柱体结构，下锥体锥角大于副产结晶的安息角5°以上。从吸收塔来的浆液从结晶槽的中下部进入槽内，降温洗涤泵15从浆液进口的上面不小于500mm的位置抽出循环溶液，从结晶槽底排出含大粒径结晶的浆液送副产物后处理系统。浆液在结晶槽内流速为0.01m/s-0.1m/s,优选为0.02m/s。结晶槽的体积为降温洗涤泵每小时流量的5％-30％，优选为15％。
浆液喷淋层8的总喷淋密度为5m3/m2-25m3/m2,优选为12m3/m2。
本发明实例：
用于470t/h锅炉烟气的氨法烟气脱硫装置，其处理烟气量为600000m3/h，脱硫进口烟气温度130℃，其中SO2含量为3000mg/Nm3，尘含量13mg/Nm3。利用本发明进行副产物硫酸铵的结晶过程。
本发明增大脱硫浆液结晶粒径的方法和装置见附图1、图2。
在脱硫吸收塔1直径为8.6m，在其烟气进口4上方设置喷淋液分布器10，收集喷淋层下来的溶液形成一道水幕，在脱硫吸收塔1浓缩结晶段设置两层喷淋8，下面一层向上，上面一层向下，以保持喷淋液较大的粒径。在脱硫吸收塔1外设置带下锥体的圆柱体结构的结晶槽14、降温洗涤循环泵15等。
高温的烟气进入脱硫吸收塔1后，立即被水幕淋洗、降温，烟气温度初步降低后再与喷淋层下来的一定粒径的液滴接触，加热并蒸发浓缩浆液。
从脱硫吸收塔1出来的经加热并蒸发浓缩的浆液流入结晶槽14，浆液在结晶槽内进行结晶粒径增长并进行粒径分级，大粒径结晶沉于锥底供送副产物后处理系统，小粒径结晶随着循环浆液被降温洗涤循环泵15送吸收塔1内降温洗涤喷淋层8喷淋。
在脱硫吸收塔烟气进口4上方设置的喷淋液分布器10置于烟气进口的上口边，其底板与吸收塔壳体夹角α为135°；底板水平长度L1为500mm，且底板末端与烟气进口顶端距离为150mm；在底板末端设置一侧板，侧板垂直高度为100mm，侧板顶端面保持水平。此喷淋液分布器用于收集上部喷淋的溶液，并将溶液沿侧板均匀地溢流下落，在烟气进口形成均布的水幕。水幕上部厚度为2mm。
在脱硫吸收塔1的烟气进口4上方设置两层喷淋层7、9，下层喷嘴向上，上层喷嘴向下。喷淋的液滴平均粒径为0.7mm。
喷淋层8的上层用稀溶液喷淋，用于冲洗防止结料，同时设置有向上、向下和向侧面冲洗的喷嘴。
在脱硫吸收塔外设置有用于结晶长大和喷淋液循环的结晶槽14，结晶槽为带下锥体的圆柱体结构，下锥体锥角为45°。从吸收塔来的浆液从结晶槽的中下部进入槽内，降温洗涤泵15从浆液进口的上面600mm的位置抽出循环溶液，从结晶槽底排出含大粒径结晶的浆液送副产物后处理系统。浆液在结晶槽内流速为0.02m/s。结晶槽的体积为降温洗涤泵每小时流量的15％，即体积为120m3。
浆液喷淋层8的总喷淋密度为12m3/m2，即泵的流量为700m3/h。
发明的实施的结果：
脱硫装置排出含固量10％左右的硫酸铵浆液送后处理系统，经后处理系统处理后产出3.5t/h的硫酸铵，硫酸铵产品的结晶平均粒径为0.23mm，含氮量21.1％，颗粒感明显，分离设备等运行正常，整个脱硫系统运行平稳，连续运行时间超过8500h。
以上实施例不以任何方式限定本发明，凡是对以上实施例以等效变换方式做出的其它改进与应用，都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种增大脱硫浆液结晶的的方法，其特征在于：在烟气脱硫塔烟气入口处设有水幕装置，所述水幕装置为喷淋液分布器，置于脱硫吸收塔烟气进口上方，通过在脱硫吸收塔烟气进口上方设置喷淋液分布器，收集喷淋层下来的溶液形成一道水幕；对烟气进行洗涤；
脱硫吸收塔烟气经过水幕的洗涤后，在脱硫吸收塔浓缩结晶段设置两层喷淋，下面一层向上，上面一层向下；高温的烟气进入脱硫吸收塔后，立即被水幕淋洗、降温，烟气温度初步降低后，与一定粒径的喷淋洗涤浆液液滴接触，加热并蒸发浓缩喷淋洗涤浆液液滴；洗涤浆液在脱硫吸收塔外结晶。
2.根据权利要求1所述的一种增大脱硫浆液结晶粒径的方法，其特征在于：吸收塔外结晶设置为带下锥体的圆柱体结构的结晶槽、降温洗涤循环泵；从脱硫吸收塔出来的经加热并蒸发浓缩的浆液流入结晶槽，浆液在结晶槽内进行结晶粒径增长并进行粒径分级，大粒径结晶沉于锥底供送副产物后处理系统，小粒径结晶随着循环浆液被降温洗涤循环泵送吸收塔内降温洗涤喷淋层喷淋。
3.根据权利要求1所述的一种增大脱硫浆液结晶粒径的方法，其特征在于：在脱硫吸收塔烟气进口上方设置的喷淋液分布器置于烟气进口的上口边，其底板与吸收塔壳体夹角α为95°-160°；底板水平长度L1为100mm-1000mm，且底板末端与烟气进口顶端距离为100-500mm，优选为150mm；在底板末端设置一侧板，侧板垂直高度为50mm-300mm，优选为100mm，侧板顶端面保持水平；此喷淋液分布器用于收集上部喷淋的溶液，并将溶液沿侧板均匀地溢流下落，在烟气进口形成均布的水幕。水幕上部厚度为1mm-15mm，优选为2mm。
4.根据权利要求1所述的一种增大脱硫浆液结晶粒径的方法，其特征在于：在脱硫吸收塔的烟气进口上方设置两层喷淋层，下层喷嘴向上，上层喷嘴向下；喷淋的液滴平均粒径为0.3mm-2mm，优选为0.7mm。
5.根据权利要求4所述的一种增大脱硫浆液结晶粒径的方法，其特征在于，所述的喷淋层的上层用稀溶液或水代替，用于冲洗防止结料，用于冲洗时可增设向上和向侧面冲洗的喷嘴。
6.根据权利要求1-4之一所述的增大脱硫浆液结晶粒径的方法，其特征在于，在脱硫吸收塔外设置有用于结晶长大和喷淋液循环的结晶槽，结晶槽为带下锥体的圆柱体结构，下锥体锥角大于副产结晶的安息角5°以上。从吸收塔来的浆液从结晶槽的中下部进入槽内，降温洗涤泵从浆液进口的上面不小于500mm的位置抽出循环溶液，从结晶槽底排出含大粒径结晶的浆液送副产物后处理系统；浆液在结晶槽内流速为0.01m/s-0.1m/s,优选为0.02m/s。结晶槽的体积为降温洗涤泵每小时流量的5％-30％，优选为15％。
7.根据权利要求1-4之一所述的增大脱硫浆液结晶粒径的方法，其特征在于：所述的浆液喷淋层的总喷淋密度为5m3/m2-25 m3/m2,优选为12m3/m2。
8.根据权利要求1-6所述的方法进行工作的装置，其特征在于：在烟气脱硫塔烟气入口处设有水幕装置，所述水幕装置为喷淋液分布器，置于脱硫吸收塔烟气进口上方，通过在脱硫吸收塔烟气进口上方设置喷淋液分布器，收集喷淋层下来的溶液形成一道水幕；对烟气进行洗涤；在脱硫吸收塔烟气进口上方设置的喷淋液分布器置于烟气进口的上口边，其底板与吸收塔壳体夹角α为95°-160°；底板水平长度L1为100mm-1000mm，且底板末端与烟气进口顶端距离为100-500mm，优选为150mm；在底板末端设置一侧板，侧板垂直高度为50mm-300mm，优选为100mm，侧板顶端面保持水平；此喷淋液分布器用于收集上部喷淋的溶液，并将溶液沿侧板均匀地溢流下落，在烟气进口形成均布的水幕；
脱硫吸收塔烟气经过水幕的洗涤后，在脱硫吸收塔浓缩结晶段设置两层喷淋，下面一层向上，上面一层向下。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：在脱硫吸收塔外设置有用于结晶长大和喷淋液循环的结晶槽，结晶槽为带下锥体的圆柱体结构，下锥体锥角大于副产结晶的安息角5°以上。从吸收塔来的浆液从结晶槽的中下部进入槽内，降温洗涤泵从浆液进口的上面不小于500mm的位置抽出循环溶液，从结晶槽底排出含大粒径结晶的浆液送副产物后处理系统；结晶槽的体积为降温洗涤泵每小时流量的5％-30％，优选为15％。
10.根据权利要求8-9之一所述的装置，其特征在于：底板与吸收塔壳体夹角α优选为135±5°。
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