CN201832555U - 一种优化双循环烟气除尘脱硫装置 - Google Patents

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齐慧敏
彭德强
戴文军
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Abstract

本实用新型公开了一种优化双循环烟气除尘脱硫装置。该装置包括吸收液输送单元、烟气净化单元和吸收液后处理三个单元,其中烟气净化单元包括文丘里洗涤器、填料塔、一级循环池、一级吸收液循环泵、二级循环池和二级吸收液循环泵,所述的一、二级循环池设置在脱硫填料塔的下方,中间通过环形隔板隔开;在一级循环池底部还设置有空气曝气器。本实用新型装置中,文丘里洗涤器可以对高温烟气进行降温、除尘和预脱硫,填料塔则对预脱硫后的烟气进行高效脱硫。本实用新型的装置除尘脱硫效率高,占地面积较小,且投资低,可适用于各种烟气的脱硫过程,特别适用于催化裂化装置再生烟气的处理过程。

Description

一种优化双循环烟气除尘脱硫装置技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种双循环烟气除尘脱硫装置,特别适用于炼油企业催化裂化装 置再生烟气除尘脱硫的装置。背景技术

[0002] 烟气除尘脱硫主要用于处理各种产生含硫废气的工业过程,如石化、电力行业等。 以二氧化硫为主要组分的硫氧化物污染物是炼油企业所排废气中对环境影响较大的污染 物之一,据估计炼油企业产生的硫氧化物占大气中总的硫氧化物排放量的6%〜7%,而催 化裂化所排放的硫氧化物就占5%左右。催化裂化所生成的硫氧化物均来源于原料中的硫 化物,其中包括有硫醇、硫醚、环硫醚、噻吩、硫酚类等等。这些硫化物分布在所有馏分油中, 在典型的催化裂化反应条件和转化深度下,直馏原料油的硫化物在裂化产品中的分布规律 为:45 %〜55 %的原料硫转化成硫化氢进入气体产品中,35 %〜45 %的硫进入液体产品 中,约5%〜15%的硫进入焦碳中,沉积在焦碳上的硫在再生器中氧化生成硫氧化物(其中 绝大部分为二氧化硫)随烟气排入大气。而催化裂化装置的粉尘,主要来自催化剂的装卸 和工艺操作损失,特别是再生烟气中携带有大量的催化剂粉尘直接排空而严重污染大气, 如何控制炼油企业催化裂化装置的硫氧化物和粉尘排放就显得更加重要,因此必须采取进 一步的处理措施才能达到环保要求,从而更好的促进生产与环境的协调发展。

[0003] 美国Exxon公司的WGS技术是利用文丘里洗涤器烟气脱硫的典型工艺,该工艺主 要为湿法气体洗涤装置,包括一个文丘里洗涤器和一个分离塔。烟气首先进入文丘里管脱 硫除尘,脱硫后的烟气和吸收剂一同进入分离塔中,在分离塔中,清洁气体与脏液体分离, 循环池设置在分离塔的下部,本工艺属于单循环烟气脱硫工艺。该工艺文丘里管同时担负 着降温、除尘和脱硫的功能,吸收液没有分区设置,直接导致该工艺脱硫效率不高。

[0004] 中国专利CN1012M398A公开一种双循环烟气脱硫除尘装置,它包括塔主体、灰水 循环系统、碱液循环系统和刮灰器。它主要将文丘里洗涤器设置在塔内一个静压箱内,烟气 先进入文丘里除尘、脱硫,预处理后的烟气再从文丘里洗涤器下部返回上部与喷淋的吸收 液形成流化床。该技术方案将两个独立的循环池设置在塔外,没有形成吸收液碱度的级配 梯度,吸收效率相对不高。另外循环池设置在塔外,占地相对较大,不适合场地较小的催化 裂化再生烟气除尘脱硫。发明内容

[0005] 针对现有技术的不足和缺陷,本实用新型提供一种优化双循环催化裂化装置再生 烟气除尘脱硫装置。

[0006] 本实用新型提供的技术方案为:

[0007] —种双循环烟气除尘脱硫装置,所述装置包括吸收液输送单元、烟气净化单元和 吸收液后处理三个单元,其中吸收液输送单元包括吸收液储罐和吸收液进料泵;烟气净化 单元包括文丘里洗涤器、脱硫填料塔、一级循环池、一级吸收液循环泵、二级循环池、二级吸收液循环泵和除雾器;吸收液后处理单元包括空气曝气器、吸收液排液泵和絮凝沉淀池。

[0008] 根据本实用新型的烟气除尘脱硫装置,其中所述的一级循环池和二级循环池都设 置在脱硫填料塔的下方,中间通过环形隔板隔开,外环为一级循环池,内环为二级循环池。 在一级循环池上方设置有带坡度的环形盖板,盖板上开有向下的烟气出口。烟气净化单元 的文丘里洗涤器呈环形均勻布置在脱硫填料塔的周围,其数量一般为1〜8个。文丘里洗 涤器的下端通过90度弯型管道和一级循环池相连。在一级循环池与二级循环池之间的环 形隔板上部开有溢流口。

[0009] 本发明的烟气除尘脱硫装置中,优选在吸收液后处理单元内设置氧化系统。所述 的氧化系统为设置在一级循环池底部的空气曝气器。吸收液后处理单元的絮凝沉淀池为锥 底结构,以便于絮凝后粉尘的排放。

[0010] 在一级吸收液循环池加装一个酸碱调节装置,该调节装置由酸碱度监测装置和流 量调节装置所组成,其PH值可根据实际负荷的变化进行调节,其调节方法是通过输送至二 级吸收液循环池的吸收液的供给量来进行自动调节。

[0011] 实用新型的烟气除尘脱硫装置具有以下优点:

[0012] (1)催化裂化烟气的温度、粉尘和二氧化硫的浓度相对较高,而脱硫填料塔内气液 混合处于湍流状态,气液可以进行充分混合进行传质反应,所以填料塔脱硫效率较高,而且 填料塔的高度仅为喷淋塔的四分之一,可以大幅度的降低投资,填料塔设置一层喷淋装置, 一组吸收液循环泵,可以大大降低装置的能耗。但是该设备的缺点是烟气中的粉尘容易沉 积在填料上,塔内容易堵塞,这也是填料塔没有在烟气脱硫领域没有大规模推广的原因之 一。本技术方案为解决上述问题,选择了降温、除尘效果较好的文丘里洗涤器首先将绝大部 分的粉尘去除,降低了进入填料塔内烟气粉尘的负荷,塔底循环池的分区设置可以使粉尘 在不易堵塞的文丘里洗涤器内循环,这种设置方案可以确保填料塔的长期稳定运转。

[0013] (2)本实用新型技术将填料塔底的循环池利用溢流堰分成两个区域,外层设置的 为一级循环池,它利用一级循环泵为文丘里洗涤器提供吸收液,在其上部设置环形盖板,在 盖板上环形布置烟气出口,烟气出口向下布置,这样填料塔的流下吸收液就不会进入一级 循环池。内层设置为二级循环池,它利用二级循环泵为填料塔提供吸收液。该方案引入脱 硫吸收液浓度级配理念,原始吸收液首先进入二级循环池,在通过溢流堰进入一级循环池, 一级循环池为最终的吸收液排放池。为确保吸收液的利用率,其PH值控制在6〜7之间。 一级循环池的PH值控制进入二级循环池的量,由此能够确保二级吸收液循环池的pH值在 7〜14之间,二级循环池的碱度略高可以大大提高填料塔的脱硫率。一、二级循环池的pH 值的分区控制,既保证了该烟气除尘脱硫装置的高效性能,又可以确保脱硫吸收液较高的 利用率。

[0014] (3)本实用新型为节省占地面积,充分利用有限空间,将吸收液曝气系统设置在一 级循环池内,吸收液充分吸收二氧化硫后生成亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和部分硫酸盐,一级循 环池内部的空气曝气器可以将亚硫酸盐氧化成硫酸盐,这样可以降低外排吸收液的COD。 一级除尘脱硫单元主要发挥其降温除尘功能,吸收液洗涤后不可避免的含有固体颗粒,在 一级循环池内设置空气曝气器可以无需另外设置搅拌器,又可以达到降低吸收液COD的目 的,这样设置既可以大幅度降低投资,又可以减少装置占地面积。附图说明

[0015] 图1为本实用新型的烟气除尘脱硫装置的结构示意图。

[0016] 图中的标记与其指代的部件的对应关系为:

[0017] 1、空气鼓风机,2、吸收液排液泵,3、一级吸收液循环泵,4、二级循环池,5、一级循 环池,6、二级吸收液循环泵,7、吸收液进料泵,8、吸收液储罐,9、文丘里洗涤器,10、脱硫填 料塔,11、除雾器,12、絮凝沉淀池,13、絮凝剂,14、上清液排放,15、污泥排放,16、未净化烟 气,17、一级循环池盖板,18、烟气出口,19、净化烟气,20、溢流口,21、隔板,22、空气曝气器。具体实施方式

[0018] 下面结合附图对本实用新型的双循环烟气除尘脱硫装置进行详细介绍。

[0019] 如附图1所示,本实用新型的烟气除尘脱硫装置主要包括吸收液输送单元、烟气 净化单元和吸收液后处理三个单元。其中吸收液输送单元包括吸收液储罐8和吸收液进料 泵7。烟气净化单元包括文丘里洗涤器9、脱硫填料塔10、一级循环池5、二级循环池4、一级 吸收液循环泵3、二级吸收液循环泵6和除雾器11。所述一级吸收液循环泵3的入口和出 口分别同一级循环池5和文丘里洗涤器9的入口相连;而二级吸收液循环泵6的入口和出 口分别同二级循环池4和脱硫填料塔10的喷淋装置相连。吸收液后处理单元包括空气曝 气器22、吸收液排液泵2和絮凝沉淀池12。

[0020] 其中烟气净化单元的文丘里洗涤器9环形布置在脱硫填料塔10的周围。文丘里 洗涤器的下端用90度弯型管道和一级循环池5相连。一级循环池5和二级循环池4都设 置在脱硫填料塔10的下方,中间通过环形隔板21隔开,外环为一级循环池5,内环为二级循 环池4。在环形隔板21的上部开有溢流口 20。所述的一级循环池5为文丘里洗涤器9的 持液槽,所述的二级循环池4为脱硫填料塔10的持液槽。在一级循环池5的上方还设置带 坡度的环形盖板17,盖板17坡向二级循环池,坡度为30〜60度。在盖板17上开有向下的 烟气出口 18。在脱硫填料塔10的上方设置除雾器11。

[0021] 所述的脱硫填料塔10 —般为圆形,其理论塔板数为1〜3。脱硫填料塔内的填料 可以为规整填料和散堆填料,优选为散堆填料。

[0022] 吸收液后处理单元的氧化系统为设置在一级循环池5底部的空气曝气器22,絮凝 沉淀池12为锥底结构,以便于絮凝后粉尘的排放。

[0023] 在一级循环池5内加装一个酸碱调节装置,该调节装置由酸碱度监测装置和流量 调节装置组成,一级吸收液的PH值可根据实际负荷的变化进行调节,其调节方法是通过输 送至二级吸收液循环池4的吸收液的供给量来进行自动调节。通常,一级循环池pH值控制 在6〜7之间,二级循环池的pH值控制在7〜14之间。

[0024] 本实用新型的烟气除尘脱硫装置脱硫效率高、除尘效果好,占地面积较小、投资 低,特别适用于催化裂化装置再生烟气的处理。

[0025] 下面结合附图,具体说明本实用新型的烟气除尘脱硫装置的工作原理及最佳实施 方式。

[0026] (1)烟气流动路线

[0027] 未净化烟气16首先进入文丘里洗涤器9,在此过程中与pH值呈中性的吸收液充分 接触,在这个过程中完成降温、除尘和预脱硫过程。预处理后的烟气和吸收液一起落入一级循环池5,气液分离后,烟气通过盖板17上的烟气出口 18进入脱硫填料塔10中,在该塔内 与PH值呈碱性的吸收液充分接触完成最终的脱硫过程,脱硫后的烟气经脱硫塔上部的除 雾器11脱水后排放。

[0028] (2)吸收液流动路线

[0029] 首先通过吸收液进料泵7将吸收液储槽8中一定浓度的吸收液打入二级循环池4 中,由二级吸收液循环泵6打入脱硫填料塔10的喷淋装置向下喷淋,当液位达到环形隔板 21的溢流口 20时自流入一级循环池5,吸收液由一级吸收液循环泵3打入文丘里洗涤器9, 在该设备的喉口处加速与烟气充分混合。吸收液与通过的烟气接触发生脱硫反应,当烟气 量和烟气中的二氧化硫浓度发生变化时,可以通过一级循环池5中的酸碱监测装置控制进 入二级循环池4中脱硫吸收液的输入量,达到最佳的脱硫环境。一级循环池4中的吸收液 通过空气曝气器22氧化处理后排放至絮凝沉淀池12,经过絮凝剂13处理后,上清液可以直 接排放,下部的粉尘经过絮凝浓缩后由絮凝沉淀池12底部的锥口排出。

Claims (12)

1. 一种优化双循环烟气除尘脱硫装置,所述装置包括吸收液输送单元、烟气净化单元 和吸收液后处理三个单元,其中吸收液输送单元包括吸收液储罐和吸收液进料泵;烟气净 化单元包括文丘里洗涤器、脱硫填料塔、一级循环池、一级吸收液循环泵、二级循环池、二级 吸收液循环泵和除雾器;吸收液后处理单元包括空气曝气器、吸收液排液泵和絮凝沉淀池。
2.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,所述的一级循环池和二级循环池都设置 在脱硫填料塔的下方,中间通过环形隔板隔开,外环为一级循环池,内环为二级循环池。
3.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,在所述的一级循环池上方设置有带坡度 的环形盖板,盖板上开有向下的烟气出口。
4.按照权利要求3所述的装置,其特征在于,所述的环形盖板坡向二级循环池,坡度为 30〜60度。
5.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,所述的文丘里洗涤器呈环形均勻布置在 脱硫填料塔的周围,其数量为1〜8个。
6.按照权利要求1或5所述的装置,其特征在于,所述文丘里洗涤器的下端通过90度 弯型管道和一级循环池相连。
7.按照权利要求2所述的装置,其特征在于,在一级循环池与二级循环池之间的环形 隔板上部开有溢流口。
8.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,所述的空气曝气器设置在一级循环池的 底部。
9.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,所述的絮凝沉淀池为锥底结构。
10.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,所述的一级吸收液循环泵的入口和出口 分别同一级循环池和文丘里洗涤器的入口相连;二级吸收液循环泵的入口和出口分别同二 级循环池和脱硫填料塔的喷淋装置相连。
11.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,所述的脱硫填料塔为圆形,其理论塔板 数为1〜3。
12.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,在一级循环池内还设置有一个酸碱调节 装置,该调节装置由酸碱度监测装置和流量调节装置组成。
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