CN201380037Y - 脱硫脱硝和浓缩结晶多功能烟气净化装置 - Google Patents

脱硫脱硝和浓缩结晶多功能烟气净化装置 Download PDF

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罗静
傅国光
徐涛
张学辉
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Abstract

本实用新型涉及一种烟气脱硫脱硝和浓缩结晶多功能烟气净化装置,含有吸收塔,塔内包含水洗除雾段、吸收段、结晶段和氧化段,塔底设有压缩空气进口和出料口;结晶段与氧化段之间及结晶段与吸收段之间分别通过隔板隔开,其中结晶段与吸收段之间的隔板带有气帽结构,烟气从结晶段入塔;结晶段的烟气入口的上方设有与塔底出料口相通的结晶喷淋器;氧化段的上部脱硝循环、中部脱硫循环层和下部氧化层通过对应的循环泵及塔外循环管分别与吸收塔的下层喷淋器、中层喷淋器、上层喷淋器相通。本装置利用烟气的蒸发能力使硫酸铵料浆浓缩饱和结晶,利用氨脱硫中间产物脱硝,将脱硫脱硝和硫铵的浓缩结晶在同一塔内进行,减少设备投资,节省能耗。

Description

脱硫脱硝和浓缩结晶多功能烟气净化装置
技术领域
本实用新型涉及一种脱硫脱硝和浓缩结晶多功能烟气净化装置,用于烟气中SO2和NOX的脱除及脱硫副产的浓缩结晶,特别涉及用氨作为吸收剂的脱硫脱硝和浓缩结晶多功能烟气净化装置。
工业烟气,尤其是燃煤锅炉烟气所含的二氧化硫和氮氧化物会导致酸雨危害,是对环境及人类有害的物质,是环境治理的重要对象,因此在烟气排放之前必须进行净化处理,脱除二氧化硫和氮氧化物。
目前烟气脱硫的工艺有很多,其中氨法脱硫技术在近几年发展较快,它是以氨作为吸收剂脱除烟气中的SO2。其特点是:氨的碱性强于钙基吸收剂;氨吸收烟气中SO2是气-液或气-气反应,反应速度快,完全,吸收剂利用率高,可以达到很高的脱硫效率。相对于钙基脱硫工艺来说,系统简单、设备体积小、能耗低。另外,其脱硫副产品硫酸铵是一种常用的化肥,副产品的销售收入能大幅度降低运行成本,同时该工艺不产生任何的二次污染,是一种绿色清洁完全资源化的脱硫技术。
目前,烟气中氮氧化合物(称为硝)的脱除(即脱硝)技术目前主要有SCR(选择性催化还原)和SNCR(选择性非催化还原),皆是利用氨或尿素作还原剂,将氮氧化物还原为氮气。该类技术需投资建设相应的装置,同时还要消耗大量的氨或尿素,催化剂昂贵且消耗较大,运行成本很高。
而脱硫脱硝联合工艺装置目前还较少,主要有以下几类:一、将NOX还原成氮气或氧化成NO2后再进行脱硫及进一步处理,这类工艺运行成本高、吸收剂耗量大等问题;二、脱硫脱硝一体化净化塔,该类工艺实现了脱硫脱硝一体化,但未能充分利用烟气热量,副产处理的能耗较大;三、脱硫脱硝和浓缩结晶的组合装置,该类装置存在着占地面积大,运行调试繁琐的问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用氨作吸收剂的湿式氨法脱硫脱硝浓缩结晶多功能一体化净化装置,该装置具有较高的氧化率和脱硫、脱硝效率,同时能耗较低。
本装置包括吸收塔,吸收塔设有烟气入口、吸收剂入口和净烟气出口,塔内自上至下包含水洗除雾段、吸收段、和氧化段,塔底设有压缩空气进口和出料口;吸收段和氧化段之间设结晶段,所说结晶段与氧化段之间、结晶段与吸收段之间分别通过隔板隔开,其中结晶段与吸收段之间的隔板设有气帽结构,烟气入口位于结晶段;结晶段的烟气入口的上方设有与塔外循环槽管路相通的结晶喷淋器;氧化段的上部脱硝循环层、中部脱硫循环层和下部氧化层通过各自的循环泵及塔外循环管分别与吸收塔的下层喷淋器、中层喷淋器、上层喷淋器相通;所说的吸收剂进口设于塔底氧化层,与压缩空气一同通入。
所说的塔底出料口与所说的结晶喷淋器相连的循环管路上设有循环槽和结晶循环泵。该循环槽的中部通过结晶循环泵管路与结晶喷淋器相连,底部设有出料口和出料泵。
所说结晶段下部设有通入循环槽的管路。
吸收段通过溢流管与氧化段上方的溢流分布器相通。
氧化段的脱硝循环和脱硫循环层可用开孔率大于30%的筛板或格栅进行分离。
本装置通过氨吸收烟气中的二氧化硫,并将吸收产物亚硫酸铵或亚硫酸氢铵氧化产生高浓度的硫酸铵料液,料液通过循环槽泵入经结晶段,利用烟气热量饱和结晶,得到一定固含量的料浆返回循环槽,从槽底部输出后可低成本地制得较高品质的硫酸铵。同时利用氧化段内的脱硫中间产物亚硫酸铵和硫酸铵的还原性能,将其返回吸收段喷淋,将烟气中的氮氧化物还原成氮气后随净烟气排出,即利用氨脱硫过程中间产物进行还原脱硝,不增加氨的消耗,达到既脱硫又脱硝的目的。本装置利用烟气的蒸发能力使脱硫液硫酸铵在塔内进行浓缩饱和结晶,从而节省能耗;将脱硫脱硝和硫铵的浓缩结晶在同一塔内进行,减少了占地面积、有利与系统的维护调试。
附图说明
图1是本脱硫脱硝和浓缩结晶多功能烟气净化装置的结构示意图。
图中,10-吸收塔,11-烟气进口,12-净烟出口,--20-水洗除雾段,21-除雾层,22-水洗喷淋层,24-水进口,23-水洗层,30-吸收段,31-一级脱硝喷淋层,32、33-两级脱硫喷淋层,34-溢流管,40-结晶段,41-结晶喷淋器,42、42′-隔板,50-氧化段,51-溢流液分布器,52-脱硝循环层,53-脱硫循环层,54-吸收剂和压缩空气进口,55-空气分布器,56-搅拌器,61、62、63-循环泵,64-料浆泵,65-结晶循环泵,66-出料泵,70-循环槽。
具体实施方式
如图所示,净化塔10按功能分成四段,从上往下依次为水洗除雾段20,吸收段30,结晶段40,氧化段50;氧化段50内设置有开孔率大于30%的填料,一般是格栅或筛板填料,除雾段20装填有比表面积大于200m2/m的填料,如大空隙率波纹填料、丝网或折流板等,一般保证脱硫塔总压降在1500Pa以下。
烟气从中部进入塔10的结晶段40,与结晶喷淋器41喷射的吸收液充分接触,蒸发掉一部分水分,得到有一定含固量的料液,同时烟气被降温到65℃以下;烟气通过气帽上升至吸收段30,与来自一级脱硝喷淋层31、两级脱硫喷淋层32、33的吸收液进行接触,脱硝并脱硫后向上进入上部的水洗除雾段20,经水洗层23、水喷淋层22,吸收除去烟气中未被反应的氨,然后通过除雾层21,除雾后从出口12排出净烟气。从吸收段30下来的亚硫酸铵液经溢流管34回流至溢流液分布器51,集于塔的下部氧化段50。塔下部为氧化段50与结晶段通过隔板42分开。氧化段50的上部为脱硝循环层52,中部为脱硫循环层53,底部为氧化层;脱硝循环层52通过塔外循环管路与吸收段的下层喷淋器33相通,脱硫循环层53通过塔外循环管路与吸收段的中层喷淋器32相通,氧化层通过塔外循环管路与吸收段的上层喷淋器31相通,各循环管路分别设有循环泵63、62、61。压缩空气及脱硫剂氨从进口54输入空气分布器55,利用压缩空气对亚硫酸铵和亚硫酸氢铵进行强制氧化并与吸收剂反应生成硫酸铵,由料液泵64输出至循环槽70,再由结晶循环泵65送至结晶喷淋器41进行浓缩结晶,浓缩后的料浆再回流至循环槽70,待槽内达到一定含固量后由出料泵66送至后系统进一步处理。
氧化段50设置开孔率>30%的格栅、筛板填料,也可使用侧向搅拌器56,既保证氧化效率又防止堵塞,出塔的氧化率达95%以上。

Claims (6)

1.脱硫脱硝和浓缩结晶多功能烟气净化装置,包括吸收塔,吸收塔设有烟气入口、吸收剂入口和净烟气出口,塔内自上至下包含水洗除雾段、吸收段、和氧化段,塔底设有压缩空气进口和出料口;其特征是所说吸收段和氧化段之间及结晶段,结晶段与氧化段之间、结晶段与吸收段之间分别通过隔板隔开,其中结晶段与吸收段之间的隔板设有气帽结构,烟气入口位于结晶段;结晶段的烟气入口的上方设有与塔底出料口相通的结晶喷淋器;氧化段的上部脱硝循环层、中部脱硫循环层和下部氧化层通过对应的循环泵及塔外循环管路分别与吸收塔的下层喷淋器、中层喷淋器、上层喷淋器相通;所说的吸收剂进口设于塔底氧化层,与压缩空气一同通入。
2.根据权利要求1所述的脱硫脱硝和浓缩结晶多功能烟气净化装置,其特征是所说的塔底出料口与所说的结晶喷淋器相连的管路上设有一个循环槽和结晶循环泵,该循环槽的中部通过结晶循环泵与结晶喷淋器相连,底部设有出料口和出料泵。
3.根据权利要求2所述的脱硫脱硝和浓缩结晶多功能烟气净化装置,其特征是所说结晶段下部设有通入循环槽的管路。
4.根据权利要求3所述的脱硫脱硝和浓缩结晶多功能烟气净化装置,其特征是所说的塔底料浆出口与结晶喷淋器相连的管路上设有一个循环槽和结晶循环泵,该循环槽的底部设有出料口和出料泵。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的脱硫脱硝和浓缩结晶多功能烟气净化装置,其特征是吸收段通过溢流管与氧化段上方的溢流分布器相通。
6.根据权利要求5所述的脱硫脱硝和浓缩结晶多功能烟气净化装置,其特征是氧化段的脱硝循环和脱硫循环层用开孔率大于30%的筛板或格栅进行分离。
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