CN201295592Y

CN201295592Y - 一种氨法吸收与电除雾一体的脱硫塔装置

Info

Publication number: CN201295592Y
Application number: CNU2008202031803U
Authority: CN
Inventors: 胡小吐; 刘勇
Original assignee: Guangdong Jiade Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Jiade Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2018-11-11

Abstract

本实用新型公开了一种氨法吸收与电除雾一体的脱硫塔装置，其特征在于自下至上依次包括储液段、喷淋吸收段、筛板泡沫吸收段、除雾段，烟气进口设置在脱硫塔的下部的喷淋段与储液段之间，净化烟气出口设置在脱硫塔的顶部，所述除雾段采用湿式电除雾方式。本实用新型烟气自下而上，先与喷淋吸收液接触，在有NH₃吸收剂条件下，烟气中的SO₂和NOx完成热化学吸收过程，然后再经过筛板泡沫层强化吸收烟气中残余的SO₂和NOx。吸收后烟气经除雾段的湿式电除雾器高效捕集雾粒子，抑制残氨逸出，控制SO₃及铵盐气溶胶粒子排放，净化后尾气送烟囱排放。本实用新型解决了烟气脱硫系统中尾气氨逸出以及气溶胶酸雾排放等问题。

Description

一种氨法吸收与电除雾一体的脱硫塔装置

技术领域

本实用新型涉及燃煤燃油电站或锅炉烟气净化领域，具体是一种脱硫塔装置。

背景技术

众所周知，目前我国火电站燃煤锅炉烟气脱硫还是以钙法为主。然而，氨法脱硫有许多不可替代的优势。就湿法吸收SO₂而言，氨基比钙基吸收剂的吸收速率更快，脱硫产物硫酸铵是高附加值的农用化肥，无固体废弃物等。

氨法脱硫技术在化工领域应用普遍，用NH₃吸收硫酸或冶炼生产尾气中的SO₂，可回收硫资源。其中氨酸法可生产SO₂制酸，氨肥法可生产亚硫酸铵和硫酸铵化肥。氨法脱硫符合世界烟气脱硫发展趋势，尤其符合我国国情。在我国硫酸和磷肥厂和冶炼行业，氨法脱硫装置多达100余套。由于含硫浓度高，多数为氨-酸法工艺，回收SO₂制酸。近几年，热电锅炉烟气脱硫氨法工艺发展迅速，鉴于烟气中含硫量相对较低，采用氨肥法工艺比较具有经济性。国际上，美、德等国的也正着力研究将SO₂转化为硫酸铵的技术。经过二十多年的发展，氨法烟气脱硫已进入工业化应用阶段。

氨法以氨为吸收剂，可以是液氨、氨水和碳铵，具有丰富的来源。氨法脱硫反应速率快，吸收剂利用率高，能保持95-99％的脱硫效率，是高效、低耗的脱硫技术，最大特点是SO₂的可资源化，副产品硫铵化肥附加值高，具有很好的市场前景。常规氨法脱硫在实际运行中也存在一些问题，主要有：(1)尾气氨逸出严重；(2)尾气酸雾及气溶胶排放；(3)易堵塞。这些问题甚至影响氨法脱硫的推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足提供一种氨逸出率低、低排放浊度的氨法吸收与电除雾一体的脱硫塔装置。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

一种氨法吸收与电除雾一体的脱硫塔装置，其特征在于自下至上依次包括储液段、喷淋吸收段、筛板泡沫吸收段、除雾段，烟气进口设置在脱硫塔的下部的喷淋段与储液段之间，净化烟气出口设置在脱硫塔的顶部，所述除雾段采用湿式电除雾方式。

进一步地，储液段包括储液槽，喷淋吸收段包括一层或多层均布喷淋装置和一层或多层回流装置，喷淋装置通过管道及循环泵与储液槽相连。可以是一层喷淋装置配一层或者多层回流装置，也可以是多层喷淋装置配一层或者多层回流装置。

进一步地，筛板泡沫吸收段包括一层或多层多孔筛板，在最上层多孔筛板上设有液体分布器，液体分布器通过管道及循环泵与储液槽相连。进一步地，如果筛板泡沫吸收段包括多层多孔筛板，相邻多孔筛板层之间设有溢流通道及液体分布槽，液体分布槽置于溢流通道的下面。

进一步地，除雾段设置一电场、二电场或多电场结构的电除雾器，每电场结构配有相应的喷淋清洗部件。除雾段采用湿式电除雾方式，或称之为湿式电除尘方式。

进一步地，除雾段电场结构由放电极、接地极构成电场通道，喷淋清洗部件置于放电极与接地极的上方。

本实用新型与常规氨法脱硫设备相比，解决了尾气氨逸出、气溶胶酸雾排放超标以及设备堵塞等问题。

本实用新型的工作原理如下：

1、热化学吸收

脱硫是将氨水或气氨注入吸收塔，以(NH₄)₂SO₃-NH₄HSO₃混合液为循环吸收液，使其与烟气接触，吸收烟气中的SO₂：

亚硫酸根和亚硫酸氢根存在电离平衡：

经过喷淋吸收和筛板泡沫吸收，确保脱硫效率95％以上，并且能够适应更高的环保要求。

亚硫酸铵氧化在独立的氧化反应器进行，在活性自由基作用下引发链反应，完成亚盐氧化。忽略中间链反应，氧化过程简单表示为：

2、抑制氨逸出

多种手段将氨的逸出控制在5mg/m³以下，主要通过以下途径实现：

(1)气相低氨硫比吸收。由于等离子体对SO₂的强化吸收作用，能够在较低的氨硫比下获得较高的气相脱硫率。

(2)喷淋和筛板泡沫层组合吸收减少雾粒子的产生。

(3)湿式电除雾器超强捕雾能力，确保烟气中残留雾滴和铵盐类气溶胶烟雾微粒得到有效抑制，减低氨损耗。

3、低排放浊度

常规填料或折板除雾只能除去40微米以上的雾粒。本装置由于尾段采用湿式电除雾技术取代传统的填料塔或折板塔技术，可高效去除2微米以上的SO₃酸雾和其他细微气溶胶，减低了出口排烟浊度，减轻对尾段烟道及烟囱的腐蚀，最大限度地降低维护成本，并满足更严格的排放要求。

4、采用分区结构，高浓度亚硫酸盐从储液槽流出到独立氧化反应器进行氧化反应，从而避免了脱硫塔堵塞问题。

附图说明

图1是脱硫塔装置示意图。

图2是电站燃煤锅炉脱硫流程。

图中：1—储液段，101—储液槽，102—母液出口，103—循环液出口，2—烟气进口，3—喷淋吸收段，301—喷淋装置，302—回流装置，4—筛板泡沫吸收段，401—多孔筛板，402—液体分布器，403—溢流通道，404—液体分布槽，5—除雾段，501—放电极，502—接地极，503—喷淋清洗器，6—烟气出口，7—吸收剂储槽，8—工艺水槽，9—循环泵，10—循环泵，11—清洗泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

氨法吸收与电除雾一体的脱硫塔装置，是氨法脱硫工艺系统中的主要装置。如图1所示，氨法吸收与电除雾一体的脱硫塔装置自下至上依次包括储液段1、喷淋吸收段3、筛板泡沫吸收段4、除雾段5，烟气进口2设置在脱硫塔的下部的喷淋段3与储液段1之间，净化烟气出口6设置在脱硫塔的顶部。储液段1包括储液槽101，喷淋吸收段3包括两层均布喷淋装置301和一层回流装置302，喷淋装置301通过管道及循环泵9与储液槽101相连。筛板泡沫吸收段4包括两层多孔筛板401，在上层多孔筛板401上设有液体分布器402，液体分布器402通过管道及循环泵10与储液槽101相连。两层多孔筛板401之间设有溢流通道403及液体分布槽404。除雾段5是二电场结构的电除雾器；每电场结构由放电极501，接地极502和喷淋清洗部件503构成，放电极501与接地极502构成电场通道，喷淋清洗部件503置于放电极501与接地极502的上方。

针对电站燃煤锅炉，具体的脱硫流程如图2所示。

系统主要由除尘器、风机、预洗塔、脱硫塔、亚盐氧化反应器等组成。烟气运行路径为：锅炉→除尘器→风机→预洗塔→脱硫塔→烟囱。溶液运行路径为：脱硫塔→预洗塔→亚盐氧化反应器→硫铵工段。

燃煤锅炉烟气在进入脱硫脱硝系统前，经除尘器除尘，使烟尘浓度达到100mg/m³以下。除尘器可以是电除尘器、布袋除尘器或电袋组合除尘器。

除尘后烟气经风机进入预洗塔，使烟气得到降温。预洗塔为一塔状容器，烟气从塔顶进入，塔底部有烟气出口，出口与脱硫塔相连。预洗塔内有一层或多层均布喷淋装置，由预洗塔循环泵提供喷洒动力。预洗塔所用的喷淋液来源于脱硫塔底部的亚盐溶液，水分蒸发使预洗塔烟气温度降低至50—100℃，同时溶液被浓缩。

降温后烟气进入脱硫塔。脱硫塔与氨吸收剂储槽7和工艺水槽8连接。在脱硫塔，烟气由下往上，首先在喷淋吸收段3与自上而下的吸收液接触，在有NH₃吸收剂条件下，烟气中的SO₂和NOx完成热化学吸收过程，然后再经过筛板泡沫段4的泡沫层强化吸收烟气中残余的SO₂和NOx。吸收后烟气经除雾段5的湿式电除雾器高效捕集雾粒子，抑制残氨逸出，控制SO₃及铵盐气溶胶粒子排放，净化后尾气经烟气出口6送烟囱排放。被吸收液吸收的SO₂和NOx与NH₃结合生成包含(NH₄)₂SO₃、NH₄HSO₃、(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₂、NH₄NO₃的混合溶液，pH值控制为4.8—6.2，总盐浓度控制为0.5—5.0mol.L^-1。该脱硫塔装置解决了烟气脱硫系统中的吸收、尾气氨逸出以及气溶胶酸雾排放等问题。

脱硫所需氨由吸收剂储槽7注入脱硫塔，所需的补充水由工艺水槽8引入脱硫塔。经循环吸收，使吸收液浓度达到摩尔量级，在保持物流平衡条件下，将储液段1适量的溶液经母液出口102排出，输入预洗塔喷淋装置，与高温烟气进行热传递，烟气温度得到降低，溶液得到浓缩，浓度达到1.0—6.0mol.L^-1。浓缩后溶液进亚盐氧化反应器强制氧化，氧化后溶液进入硫铵工段制成铵肥。

Claims

1、一种氨法吸收与电除雾一体的脱硫塔装置，其特征在于自下至上依次包括储液段(1)、喷淋吸收段(3)、筛板泡沫吸收段(4)、除雾段(5)，烟气进口(2)设置在脱硫塔的下部的喷淋段(3)与储液段(1)之间，净化烟气出口(6)设置在脱硫塔的顶部，所述除雾段(5)采用湿式电除雾方式。

2、根据权利要求1所述的脱硫塔装置，其特征在于储液段(1)包括储液槽(101)，喷淋吸收段(3)包括一层或多层均布喷淋装置(301)和一层或多层回流装置(302)，喷淋装置(301)通过管道及循环泵(9)与储液槽(101)相连。

3、根据权利要求2所述的脱硫塔装置，其特征在于筛板泡沫吸收段(4)包括一层或多层多孔筛板(401)，在最上层多孔筛板(401)上设有液体分布器(402)，液体分布器(402)通过管道及循环泵(10)与储液槽(101)相连。

4、根据权利要求3所述的脱硫塔装置，其特征在于筛板泡沫吸收段(4)包括多层多孔筛板(401)，相邻多孔筛板(401)层之间设有溢流通道(403)及液体分布槽(404)，液体分布槽(404)置于溢流通道(403)的下面。

5、根据权利要求1至4任一项所述的脱硫塔装置，其特征在于除雾段(5)设置一电场、二电场或多电场结构的电除雾器，每电场结构配有相应的喷淋清洗部件(503)。

6、根据权利要求5所述的脱硫塔装置，其特征在于：除雾段电场结构由放电极(501)、接地极(502)构成电场通道，喷淋清洗部件(503)置于放电极(501)与接地极(502)的上方。