CN201371032Y

CN201371032Y - 一种氨法废气脱硫装置

Info

Publication number: CN201371032Y
Application number: CN200920067190U
Authority: CN
Inventors: 娄爱娟
Original assignee: 娄爱娟
Current assignee: Shanghai Shen Xin River Environmental Protection Engineering Technology Co., Ltd.
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2009-12-30
Anticipated expiration: 2019-01-20

Abstract

本实用新型公开一种新型的氨法废气脱硫装置，净化废气从脱硫塔顶部排出，包括三个独立的吸收液循环系统。其创新的特征在于，废气进口上方为吸收段，废气进口下方为氧化段，吸收段内由下至上有下、中、上三个吸收液喷淋器，分别通过塔体外设置的三根吸收液循环管线依次连接三台吸收液循环泵；而且，吸收液循环管线的直径与塔体直径之比为0.04～0.10。这样，确保吸收液循环系统提供足够大的吸收液循环流量，尤其使得吸收液循环流量和废气流量的比例在50－200范围内，更有效控制氨逸出，而且可以确保较高的脱硫或吸收效率，同时也不会因为循环吸收液流量过大造成投资和能耗的增加。

Description

一种氨法废气脱硫装置

技术领域

本实用新型涉及一种氨法废气脱硫装置，尤其涉及以氨为原料从废气中回收硫氧化物生产硫铵化肥的脱硫装置，属于电力、冶金、环保和化工技术领域，尤其适合废气脱硫领域。

背景技术

众所周知，废气中含有SO₂、SO₃、NO₂、NO、HCl和HF等酸性气态有害物质，尤其其中SO₂是形成酸雨的主要物质。一种解决酸雨污染的办法就是废气的净化处理，尤其采用碱性物质为原料的废气脱硫(FGD，Flue Gas Desulfurization)。

专利CN1178735C公开了一种以易挥发弱碱性的氨为原料的脱硫方法和装置，尤其脱硫塔分为氧化段，浓缩段，吸收段，水洗段和除雾段，所用的吸收液为含有氨的吸收液，称为氨基吸收液，脱硫塔中废气和吸收液逆流接触，而且气液比为2000-5000(体积比，下同)，但是实际应用中，此类脱硫塔由于结构过于复杂存在设备易堵塞，脱硫原料氨易挥发浪费，原料利用率不高的问题。专利CN2790569Y和CN1648049A提出了带有氨回收段的逆流脱硫塔，试图解决氨的损失问题，且气液比降低到200-2000，但实际应用中也仍然由于设备内部构件过多，设备结构过于复杂，具有设备容易堵塞的缺点，因而难以进一步推广应用。CN1887408A也公开了一种逆流氨基吸收液逆流的脱硫塔，尤其是采用不含填料的喷淋空塔，具有某种程度的抗堵塞和结疤的性能，但是，由于其特别设置了一层用于洗涤废气和脱除水汽和酸雾的填料段，结构仍然略显复杂，且由于水汽是一种气体，且酸雾属于气溶胶都很难通过简单的构件或方法除去，效率较低，而且吸收液循环系统只有两个，实际应用中很容易出现由于循环泵故障甚至损坏停运造成脱硫装置难以运行。尤其是，其气液比为200-2500，液体循环流量过小，因而仍然具有脱硫原料易浪费损耗的缺点。

因此，如何设计一种氨挥发损耗能有效控制，内部构件更少，更具有抗堵塞性，且具有更高传质效率的氨基废气脱硫装置，尤其脱硫塔，是该技术推广应用的重要保证，具有重要的意义。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是公开一种新型的氨法废气脱硫装置，尤其涉及一种从烟道气中回收硫氧化物，具体包括二氧化硫的脱硫塔，以克服现有技术存在的实际效率不高，设备结构复杂和运行过程存在困难的问题。

本实用新型的氨法废气脱硫装置，净化废气从脱硫塔顶部排出，其创新的实质在于为脱硫塔提供了三个独立的吸收液循环系统，包括三个独立的喷淋层，且确定了优化的喷淋层间距，使得废气在每一层都具有做够的接触时间，而且使得循环管线与脱硫塔直径具有优化的比例，足够使得脱硫塔的气液比设置为50-200，可以有效控制脱硫原料氨的浪费损耗和确保高的脱硫效率。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型的氨法废气脱硫装置，包括脱硫塔，所述脱硫塔包括：

塔体，连接在所述塔体下端的塔底，连接在塔体上端的塔顶，

设置在塔顶上或紧靠塔顶的塔体上的废气出口，设置在中部塔体上的废气进口，

其创新的特征在于，废气进口上方至废气出口之间的塔体内为吸收段，废气进口下方至塔底之间的塔体内为氧化段。这样，在吸收段实现烟气脱硫，即含氨吸收液吸收烟气中的酸性废气尤其二氧化硫变为亚硫酸铵，吸收液进入氧化段，其中的亚硫酸铵被氧化为硫酸铵。在吸收段，烟气中的烟尘等固体废物也被洗涤进入吸收液；在氧化段硫酸铵还会由于浓度的积累而结晶析出，因而具有结晶的功能。这种设置较好地在一个设备中就实现了由二氧化硫到硫酸铵的过程，节省投资、能耗和设备占地面积。

在所述吸收段，由下至上依次设置有下、中、上三个吸收液喷淋器，它们分别与塔体上设置的下、中、上三个吸收液循环进口相连接；在所述氧化段，在塔底上方0.5～2.0m的塔体上设置有1～3个吸收液循环出口；设置在吸收段的三个吸收液循环进口分别通过塔体外设置的三根吸收液循环管线，依次连接塔体外设置的三台吸收液循环泵和设置在氧化段塔体上的吸收液循环出口；而且，吸收液循环管线的直径与塔体直径之比为0.04～0.10。这样，可以确保吸收液循环系统提供足够大的吸收液循环流量，尤其使得吸收液循环流量和废气流量的比例在50-200范围内，更有效控制氨逸出，而且可以确保较高的脱硫或吸收效率，同时也不会因为循环吸收液流量过大造成投资和能耗的增加。

三个吸收液进口或者三层吸收液喷淋器在竖直方向上依次相距2.0～6.0m。这样，下层喷淋器主管脱硫，其喷洒的吸收液含有脱硫原料氨，上层喷淋器主管脱氨，确保氨的逃逸损失可以得到有效控制；中层喷淋器即可管脱硫，也可管脱氨，具有备用功能，可以确保循环系统连续运行，尤其是优化的喷淋器间距可以确保废气和喷洒的吸收液接触时间足够长，确保良好的吸收效率，包括脱氨效率，过低接触时间短，且上一层喷撒的液体会直接冲刷下一层喷淋器，破坏喷淋器支撑器等构件上的防腐层，过高会加大脱硫塔高度，增加投资。

此外，在所述吸收段内的上层吸收液喷淋器上方还设置有两组填料层，并在两组填料层之间设置有水喷淋器，水喷淋器与塔体上设置的水进口相连接。这样，可以有效实现废气中夹带的液沫，或称液滴的分离，尤其是当废气中含有硫铵浆液时，还由于具有水喷淋器，可以冲洗填料层，防止填料层的结垢和堵塞。废气经过这两组填料层后才能离开脱硫塔。

本实用新型所公开的脱硫装置的特征还在于，在所述的氧化段的塔体上依次设置的吸收液溢流出口，空气进口和搅拌器接口，以及在塔体内与空气进口相连接的空气鼓泡管，和与搅拌器接口连接的搅拌器，并且空气鼓泡管和所述搅拌器个数为2至4。而且，吸收液循环出口设置在搅拌器接口下方塔体上。这样设置的目的在于，在所述的废气进口下方为氧化结晶池，而且氧化结晶池的高度由吸收液溢流出口确定，且可以提高搅拌器分散空气气泡的性能，还可起到悬浮固体的作用，一举两得，而且还可以防止空气进入循环吸收液，降低循环泵的效率。

本实用新型的另外一个特征在于，在对应于下层和中层喷淋器的所述吸收液管线上设置有原料氨的进口。这样，可以为脱硫塔提供独立的三个吸收液循环系统，包括塔体外的循环泵和循环管线，以及塔体内的喷淋器，尤其是下层和中层吸收液循环系统的循环管线上设置原料氨进口，而在上层循环系统的循环管线上不设置原料氨进口，在于可以确保氨不进入脱氨吸收液中，最大限度降低氨的逃逸损失。

本实用新型的特征还在于，所述吸收液喷淋器由吸收液输送主管，与所述主管相连接的支管和连接在支管上的雾化喷嘴组成，喷嘴的喷口向下，喷嘴的数量与所述塔体内横截面积的比例为0.5～1.5。这样可以确保吸收液能有效分布到整个塔体的横截面，且不会造成喷嘴堵塞和结垢。

所述的面积是指与流体流动方向相垂直的截面的面积，或称流通面积；所述的进口或出口是指流体流进或流出的流通口，包括便于与其前或后相连接的管线的管接，连接在管接上的法兰。

而且，本实用新型的特征还在于，在所述废气进口的上方的塔体内还设置有废气分布器。这样，可以确保废气和吸收液可以均匀接触，提高吸收效率。

另外，还包括其他构件，包括消除吸收液壁流效应的构件，该构件沿脱硫塔内壁连接。

最后，本实用新型的脱硫装置还在脱硫塔体外设置有，通过废气管线连接着废气进口的废气鼓风机，通过空气管线连接着空气进口的空气鼓风机，通过浆液管线连接氧化结晶段塔体上的硫铵浆液出口的硫铵出料泵，以及硫铵出料泵下游依次连接的浆液旋流器和离心机。

以上技术方案获得的有益效果明显在于，三个独立的循环系统可以使得脱硫塔具有不同的功能区，并有备用循环系统，可以有效控制脱硫原料氨的浪费损耗，而且由于内部构件更少，更具有抗堵塞性，对脱硫效率更有保证，并确保整个脱硫装置更加稳定和可靠地运行。

本实用新型是这样操作的：

含有二氧化硫的废气，经过废气鼓风机输送，从废气进口进入脱硫塔体内，经过废气分布器，三个吸收液喷淋器进入填料层后从废气出口离开脱硫塔，经过与脱硫塔废气出口相连接的净化废气管线排向烟囱。吸收液吸收二氧化硫得到亚硫铵。所谓吸收液是以硫酸铵为主要成分的，并且含有固体硫酸铵的浆态状水溶液。

含有亚硫酸铵的吸收液进入位于废气进口下方的氧化结晶池。

在氧化结晶池，亚硫酸铵被由空气鼓风机鼓入的空气氧化为硫酸铵，并在硫酸铵浓度超过溶解度后结晶析出固体硫酸铵，氧化结晶段内设置的搅拌器可以促进氧化效率，并防止固体沉积结疤。

循环的吸收液，由对应的循环泵从氧化结晶池抽出，不断送到对应的喷淋器，尤其是在下层循环系统正常时，下层循环管线上的加氨进口启用，而在下层循环系统故障时，启用中层循环系统，并启用中层循环管线上的加氨进口；另外上层循环系统启用，但在其发生故障时，启用中层系统，但不启用其上的加氨进口。也可以在必要时，在下层循环系统和上层循环系统正常运行情况下，启用中层循环系统，相当于可以增加一个循环系统。

由以上步骤便可充分地实现本实用新型提出的废气氨法脱硫，其效率高，氨浪费极少。

附图说明

图1为所述脱硫塔的示意图。

图2为所述氨法废气脱硫装置的示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型的氨法废气脱硫装置，包括脱硫塔1，所述脱硫塔1包括：

塔体101，连接在所述塔体101下端的塔底103，连接在所述塔体101上端的塔顶102，设置在所述塔顶102上或紧靠塔顶102的塔体101上的废气出口105，设置在塔体101上的废气进口104；

所述废气进口104上方至所述废气出口105之间的所述塔体101内为吸收段，所述废气进口104下方至所述塔底103之间的所述塔体101内为氧化段；

在所述吸收段，由下至上依次设置有下、中、上三个吸收液喷淋器13a，13b和13c，它们分别与所述塔体101上设置的下、中、上三个吸收液循环进口112a，112b和112c相连接；

在所述氧化段，在所述塔底103上方1.0m的所述塔体101上设置有吸收液循环出口109，并且所述的吸收液循环出口(109)的数量为3个，即109a，109b和109c；

所述三个吸收液循环进口112a，112b和112c分别通过所述塔体101外设置的三根吸收液循环管线5a，5b和5c，依次连接所述塔体101外设置的三台吸收液循环泵4a，4b和4c和所述吸收液循环出口109a，109b和109c，而且，所述吸收液循环管线5a，5b和5c的直径与所述塔体101的直径之比都为0.075；

所述三个吸收液进口112a，112b和112c，和三层吸收液喷淋器13a，13b和13c在竖直方向上依次相距3.8m；

在吸收段的上层吸收液喷淋器13c上方设置有两组填料层11a和11b，并在两组填料层之间设置有水喷淋器12，水喷淋器12与塔体101上设置的水进口106相连接；在废气进口104的上方的塔体内还设置有废气分布器14；

在氧化段的塔体101上依次设置的吸收液溢流出口107，空气进口111，搅拌器接口110，以及在塔体101内与空气进口111相连接的空气鼓泡管15，和与搅拌器接口110连接的搅拌器16，并且空气鼓泡管15和搅拌器16个数为3；而且，吸收液循环出口109a，109b和109c在搅拌器接口110下方；

而且，在吸收液管线5a和吸收液管线5b上设置有原料氨的进口；

尤其是，三个吸收液喷淋器13a，13b和13c都由吸收液输送主管，与所述主管相连接的支管和连接在支管上的雾化喷嘴组成，喷嘴的喷口向下，喷嘴的数量与塔体内横截面积的比例为0.80。

Claims

1、一种氨法废气脱硫装置，包括脱硫塔(1)，所述脱硫塔(1)包括：

塔体(101)，

连接在所述塔体(101)下端的塔底(103)，

连接在所述塔体(101)上端的塔顶(102)，

设置在所述塔顶(102)上或紧靠所述塔顶(102)的塔体(101)上的废气出口(105)，

设置在所述塔体(101)中部的废气进口(104)，其特征在于，

所述废气进口(104)上方至废气出口(105)之间的所述塔体(101)内为吸收段，所述废气进口(104)下方至所述塔底(103)之间的所述塔体(101)内为氧化段，

在所述吸收段，由下至上依次设置有下、中、上三个吸收液喷淋器(13a，13b和13c)，它们分别与所述塔体(101)上设置的下、中、上三个吸收液循环进口(112a，112b和112c)相连接，

在所述氧化段，在所述塔底(103)上方0.5～2.0m的所述塔体(101)上设置有吸收液循环出口(109)，并且所述的吸收液循环出口(109)的数量为1～3，

所述三个吸收液循环进口(112a，112b和112c)分别通过所述塔体(101)外设置的三根吸收液循环管线(5a，5b和5c)，依次连接所述塔体(101)外设置的三台吸收液循环泵(4a，4b和4c)和所述吸收液循环出口(109)，而且，

所述吸收液循环管线(5a，5b或5c)直径与所述塔体(101)直径之比为0.04～0.10。

2、根据权利要求1所述的氨法废气脱硫装置，其特征在于，所述三个吸收液进口(112a，112b和112c)或者所述三层吸收液喷淋器(13a，13b和13c)在竖直方向上依次相距2.0～6.0m。

3、根据权利要求2所述的氨法废气脱硫装置，其特征在于，在所述塔体(101)内的所述吸收液喷淋器(13c)上方设置有两组填料层(11a和11b)，并在所述两组填料层(11a和11b)之间设置有水喷淋器(12)，所述水喷淋器(12)与所述塔体(101)上设置的水进口(106)相连接。

4、根据权利要求3所述的氨法废气脱硫装置，其特征在于，所述氧化段的所述塔体(101)上依次设置有吸收液溢流出口(107)，空气进口(111)和搅拌器接口(110)，以及在所述塔体(101)内与所述空气进口(111)相连接的空气鼓泡管(15)，和与所述搅拌器接口(110)连接的搅拌器(16)，并且所述空气鼓泡管(15)和所述搅拌器(16)个数为2至4。

5、根据权利要求4所述的氨法废气脱硫装置，其特征在于，在所述吸收液管线(5a)或吸收液管线(5b)上设置有原料氨的进口。

6、根据权利要求4所述的氨法废气脱硫装置，其特征在于，在所述吸收段的所述塔体(101)内还设置有废气分布器(14)。

7、根据权利要求4所述的氨法废气脱硫装置，其特征在于，所述吸收液喷淋器(13a，13b和13c)由吸收液输送主管，与所述主管相连接的支管和连接在支管上的雾化喷嘴组成，所述喷嘴的喷口向下，喷嘴的数量与所述塔体(101)内横截面积的比例为0.5～1.5。