CN201815236U

CN201815236U - 一种气液错流接触装置

Info

Publication number: CN201815236U
Application number: CN 201020563634
Authority: CN
Inventors: 戴文军; 刘忠生; 方向晨; 齐慧敏; 彭德强
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2020-10-13

Abstract

本实用新型涉及一种气液错流接触装置，包括塔体和塔体内的气液错流接触区，气液错流接触区下部设置进气分布器，塔顶设置气体出口，气体出口下部设置除雾器，塔底设置持液槽，气液错流接触区的塔体内侧设置吸收液喷嘴，吸收液喷嘴水平设置，吸收液喷嘴在塔体内侧一周均匀设置，吸收液喷嘴在不同的高度设置一层或多层。本用实用新型可以用于烟气脱硫和除尘处理，具有结构简单、经济合理、效率高、不易堵、可符合环保标准等优点，可广泛应用于含SO₂烟气的净化处理，特别适用于炼厂催化裂化(FCC)再生烟气脱硫的处理过程。

Description

一种气液错流接触装置

技术领域

本实用新型涉及一种气液错流接触装置，特别是含二氧化硫烟气的净化装置，烟气来自燃煤电厂、燃煤工业锅炉、工业炉窑、钢铁冶炼、烧结机等烟气，特别是炼厂催化裂化(FCC)再生烟气、加热炉烟气、硫磺回收装置(Claus)尾气焚烧炉烟气。烟气中除含有二氧化硫外，还含有少量粉尘、三氧化硫、有机硫化物、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等组分。

背景技术

烟气脱硫又称燃烧后烟气治理，含硫燃料如煤、油或燃料气等在燃烧过程中产生大量含硫氧化物的烟气。燃煤电厂排放的烟气排放量大、粉尘浓度高，二氧化硫排放浓度相对不高，但排放总量较大，目前基本都设置了烟气脱硫脱硝设施，从最初的引进国外烟气脱硫技术，之后逐渐实现国产化，但运行效果堪忧。中小型燃煤工业锅炉一般燃烧低硫煤或燃烧前经过煤的洗选技术，但是该种锅炉数量多，而且大都没有烟气脱硫设施，二氧化硫排放量不容忽视。国内炼油厂主要的硫氧化物排放源是催化裂化装置、各种加热炉和硫回收尾气焚烧炉等。由于所加工的原油不同，炼厂催化裂化装置再生烟气SO₂浓度一般在2000～4000mg/Nm³，粉尘浓度300～500mg/Nm³，大多数装置存在烟气排放超标问题，随着环保法规日趋严格，烟气脱硫得到相关企业的高度重视。

对于烟气脱硫的处理工艺和装置，各大脱硫公司、科研院所围绕烟气脱硫相继开发了许多技术，提出了许多有关烟气脱硫技术，主要集中在提高设备的气液传质效率、降低运行费用、增加工艺运行稳定性、减少占地和投资等方面，但每一种技术都有一定的特点和各自适用范围，因此，存在一定的局限性。

CN200910146855.4公开了一种文丘里环高效传质层吸收塔的烟气脱硫方法，是以不同开孔大小文丘里环作为传质层，呈同心圆布置在喷淋塔内，烟气与喷淋液在文丘里环进行传质、反应脱硫。这种结构实际是文丘里和喷淋塔的组合，具有同时除尘脱硫效果，布气均匀，但也不可避免由于文丘里所带来压力降大的问题。CN200710304600.7公开了一种静电除尘与喷淋塔氨法脱硫脱硝装置，具有适应负荷变化大、不易堵、压降低的特点，但存在气液传质效率低、液气比高、动力消耗大的缺点，同时装置占地面积大、一次性投资高。

CN200410021942.4公开了一种动力波洗涤器用于氨一酸法SO₂尾气吸收工艺，烟气自上而下流动，脱硫液经循环泵进入逆喷管自下而上逆喷，气液碰撞形成泡沫区，在此实现气液传质、吸收SO₂后，然后同向向下，进行气液分离，液体靠重力落入底部持液槽循环利用，净化气体直接排放。该工艺结构简单、投资低、操作弹性大、传质效率高，由于所需喷嘴的特殊结构和材质，因此该工艺不适合处理高粉尘、SO₂浓度烟气。CN200420109459.7公开了一种氨法脱硫填料塔，填料塔包括塔上部的除雾器、脱硫液喷淋管、中部填料层、下部进气管和收集吸收液的持液槽，设置了高度不同的上下两级除雾，中间带冲洗装置，该填料塔具有传统填料塔的特点，如传质效率高、液气比小、气液具有较大的接触面、接触时间长、脱硫率高，但也同时继承了传统填料塔容易堵塞的不足，对于高粉尘浓度的烟气仍需预进行处理，气体、液体的波动对装置操作有较大的扰动，还存在喷淋液壁流现象。CN200620095838.4公开了一种大气量撞击流气液反应器，沿塔不同高度安装多套撞击流组件，每组为沿塔体圆周均布的三对六流水平撞击流结构，每套撞击流组件之间设置除沫挡板，消除了各对撞击流之间的相互干扰。适用于处理很大气量的场合，例如烟气湿法脱硫。该技术中，吸收剂和烟气同时进行撞击流操作，不易形成稳定的泡沫区，不利于充分脱硫和除尘。

发明内容

针对目前已有烟气脱硫工艺和装置的局限性，集成各自优点，本实用新型提出了一种结构简单、经济合理、可符合环保标准的气液错流接触烟气脱硫装置。本实用新型装置能够处理SO₂和粉尘浓度波动较大的烟气，从而解决不同工况烟气的SOx污染问题。

本实用新型气液错流接触装置包括塔体和塔体内的气液错流接触区，气液错流接触区下部设置进气分布器，塔顶设置气体出口，气体出口下部设置除雾器，塔底设置持液槽，气液错流接触区的塔体内侧设置吸收液喷嘴，吸收液喷嘴水平设置，吸收液喷嘴在塔体内侧一周均匀设置，吸收液喷嘴在不同的高度设置一层或多层，一般为2～5层，每两层吸收液喷嘴之间的垂直距离为0.5～2m，相邻吸收液喷嘴间的水平距离为10～200mm。

本实用新型气液错流接触装置中，吸收液喷嘴可以固定设置在吸收液分布管上，吸收液分布管沿塔体内壁设置一周，在垂直方向上设置一层或多层，吸收液喷嘴优选使用具有耐腐蚀、耐磨蚀的材料制成。

本实用新型气液错流接触装置中，进气分布器是支管结构，支管上开有适宜数量、尺寸的开孔，开孔的方向向下，使进气均匀上升，又防止自上而下的脱硫浆液以及粉尘堵塞开孔。

本实用新型气液错流接触装置中，除雾器采用圆筒形除雾器，圆筒形除雾器由外筒、内筒、填料、盖板、塔盘及洗涤管构成，外筒和内筒采用筛网、约翰逊网或孔板；填料为θ环、矩鞍环和多孔球等适宜填料；盖板与外筒和内筒上端连接，塔盘外沿与筒体间密封焊，塔盘内沿与外筒和内筒下端连接，洗涤管由接管和喷嘴构成，设置在内筒中心。该除雾器具有除雾效率高，体积小的特点。

本实用新型气液错流接触装置结构简单、占地面积小、操作弹性大、脱硫率高、不易堵塞，可广泛应用于燃煤电厂、工业锅炉、炼厂催化裂化再生装置、加热炉、克劳斯尾气焚烧炉等烟气脱硫领域。

本实用新型气液错流接触装置采用水平吸收液喷嘴，通过吸收剂的对撞方式形成稳定的吸收液泡沫区，气体与吸收液泡沫区错流接触，两相接触充分，操作弹性大，有利于提高脱硫及除尘效果。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图，及本实用新型装置用于烟气脱硫除尘时系统构成示意图。

其中：1为进气口，2为出气口，3为对撞流喷嘴，4为进液口，5为排液口，6为循环泵，7为高效圆筒除雾器，8为氧化空气出口，9为脱硫液氧化塔，10为氧化风机，11为脱硫废液排放口，12为旋流分离器。

图2是本实用新型气体分布器结构示意图。

图3是本实用新型对撞流喷嘴结构示意图。

图4是本实用新型高效圆筒除雾器结构示意图。

其中：13为盖板，14为外筒，15为内筒，16为洗涤管喷嘴，17为洗涤管，18为填料，19为塔盘。

具体实施方式

本实用新型中，对撞流喷嘴以外螺纹形式对称固定在对撞流液体分布管上，脱硫循环液是在喷嘴处高速喷出产生剧烈碰撞，形成泡沫区，实现同时降温除尘脱硫功能。脱硫塔内泡沫区形成是通过液一液横向对撞实现，形成的稳定厚度的泡沫层，对于上升的烟气阻力较小，可以大大降低脱硫塔的高度，减少投资。

本实用新型气液错流接触装置用于烟气脱硫时工艺流程如图1所示，气液错流接触塔进行烟气脱脱硫除尘，排出的脱硫液进行氧化降COD，然后脱除固体物后排放。

烟气经进气管1通过塔底的气体分布器分散后自塔底上升，脱硫液经循环泵6泵入塔上方的三层对撞流喷淋管，从喷淋管上的对撞流喷嘴3喷出，发生对撞形成泡沫区，上升的烟气经一级对撞降温除尘后，在二级、三级泡沫区内进行传质、接触反应脱出SO₂等污染物，夹带水雾的净化气经高效圆筒除雾器7除雾后由塔顶出气口2达标排放；除尘脱硫后的吸收液靠重力落入塔底的持液槽循环利用，在正常运行过程中，控制脱硫循环液pH值6～7，当脱硫液的pH值低于4时自动补充新鲜碱液，随着脱硫液中悬浮物SS和SO₄ ^2-浓度达到一定值后排液到氧化塔进行氧化降COD，氧化后空气经催化氧化塔顶排气管与脱硫塔顶排气一起排放，氧化后脱硫液经旋流分离器进行固液分离后，液体达标排放，固体填埋或另作处理。

下面结合实例进一步阐明本实用新型装置用于烟气脱硫时的效果，但并不限于本发明的保护范围。

实施例

催化裂化再生装置排放的烟气，采用图1所示的系统进行脱硫除尘。实施例以NaOH溶液为吸收剂，吸收液是pH值控制为6～7，液气比为4L/Nm³，当吸收液pH值低于4时补充适量碱。其烟气除尘脱硫效果见表1、表2。在正常工况下烟气SO₂浓度为3000～4000mg/m³，粉尘浓度200～500mg/m³，烟气量2000m³/h。在整个过程中，脱硫塔出口的SO₂浓度小于150mg/m³以下，粉尘浓度小于50mg/m³以下，SO₂去除率在98％以上，粉尘去除率在90％以上。

表1烟气脱硫的粉尘去除效果

表2烟气脱硫的SO₂去除效果

Claims

1.一种气液错流接触装置，其特征在于：包括塔体和塔体内的气液错流接触区，气液错流接触区下部设置进气分布器，塔顶设置气体出口，气体出口下部设置除雾器，塔底设置持液槽，气液错流接触区的塔体内侧设置吸收液喷嘴，吸收液喷嘴水平设置，吸收液喷嘴在塔体内侧一周均匀设置，吸收液喷嘴在不同的高度设置一层或多层。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：吸收液喷嘴在不同的高度设置2～5层。

3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于：每两层吸收液喷嘴之间的垂直距离为0.5～2m。

4.按照权利要求2或3所述的装置，其特征在于：相邻吸收液喷嘴间的水平距离为10～200mm。

5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：吸收液喷嘴固定设置在吸收液分布管上，吸收液分布管沿塔体内壁设置一周，在垂直方向上设置一层或多层。

6.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：吸收液喷嘴使用具有耐腐蚀、耐磨蚀的材料制成。

7.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：进气分布器是支管结构，支管上开有适宜数量、尺寸的开孔。

8.按照权利要求7所述的装置，其特征在于：进气分布器的开孔的方向向下。

9.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：除雾器采用圆筒形除雾器，圆筒形除雾器由外筒、内筒、填料、盖板、塔盘及洗涤管构成。

10.按照权利要求9所述的装置，其特征在于：除雾器的外筒和内筒采用筛网、约翰逊网或孔板；填料为θ环、矩鞍环和多孔球填料；盖板与外筒和内筒上端连接，塔盘外沿与筒体间密封焊，塔盘内沿与外筒和内筒下端连接，洗涤管由接管和喷嘴构成，设置在内筒中心。