CN201912885U - 一种烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置 - Google Patents

Abstract

烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置，包括预洗塔、脱硫塔、气浮池、集油槽、调质槽、过滤机和连接管路，其中预洗塔包括烟气入口、洗涤喷淋层、补水喷淋层，预洗塔烟气出口连接脱硫塔中下部位置的烟气入口；预洗塔塔底槽设有连接气浮池管道，预洗塔塔底槽上部设有将有机漂浮物溢流入集油槽的管道，预洗塔塔底槽底部设有将沉积灰液排入调质槽的管道，调质槽出口还设有加压泵和管道至过滤机。

Description

一种烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置

一、技术领域

本实用新型属环境保护领域，涉及一种钢铁厂烧结烟气的净化装置，尤其是涉及用氨(氨水、碳铵、液氨等)作为脱硫吸收剂的脱硫、除杂质一体化净化装置。

二、背景技术

SO₂是主要的大气污染物，而钢铁企业是SO₂排放的第二大户，存在巨大的减排空间。在电厂脱硫已取得较大成效的情况下，烧结烟气(主要包括钢铁行业等)SO₂减排的压力正逐渐增加。

钢铁工业SO₂排放主要来自烧结工序，其排放总量占全钢铁行业的50％左右，如不包括自备电厂的SO₂排放，则占90％左右。因此，钢铁行业烧结工序的脱硫是国家控制SO₂排放的新的重点区域，烧结烟气脱硫势在必行。

近年来，烧结烟气脱硫技术发展迅速，形成了多种工艺及装置，其中氨法脱硫因其副产品价值大、运行成本低、无二次污染等特点，日益受到重视。

目前，常用的氨法烧结烟气脱硫技术中(多用于电厂)，亚铵盐的氧化通常是在脱硫塔外部一个单独设置的装置中进行的，系统结构较为复杂。另外，氨法烟气脱硫中，硫酸铵品质的好坏直接影响产品的销售，烧结烟气中含有部分粉尘和重金属，会影响硫酸铵的品质。因此，迫切需要开发一种除杂质率高、氧化充分、系统结构简单、操作易行的烧结烟气净化装置。

三、发明内容

本实用新型目的是：提出一种烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置，尤其是氨法烧结烟气脱硫技术的应用装置，对烧结烟气除杂质处理后再连接至脱硫塔进行脱硫、使脱硫塔的脱硫在不影响脱硫系统正常运行的情况下，具有较高的除杂质效率，有效的防止管路、喷头堵塞，降低泵的磨损；能保证副产品硫酸铵的品质。

本实用新型技术方案是：烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置，包括预洗塔、脱硫塔、气浮池、集油槽、调质槽、过滤机和连接管路，其中脱硫塔内设有喷淋层、水洗层、除雾层；预洗塔包括烟气入口、烟气出口、洗涤喷淋层、补水喷淋层、塔底槽，预洗塔烟气出口连接脱硫塔中下部位置的烟气入口；预洗塔塔底槽设有连接气浮池的管道，气浮池上部设有将有机漂浮物溢流入集油槽的管道，预洗塔塔底槽底部设有将沉积灰液排入调质槽的管道，调质槽出口还设有加压泵和管道至过滤机。

预洗塔烟气出口开设在预洗塔的顶部，预洗塔的烟气入口设在预洗塔的中下部。

烧结烟气经预洗塔洗涤除尘后进入脱硫塔与吸收剂充分接触，脱除烟气中的SO₂后形成亚硫酸铵，亚硫酸铵在脱硫塔底部被压缩空气强制氧化为硫酸铵。预洗塔中的漂浮物排入气浮池、沉积的灰液排入调质槽。

本实用新型的原理及流程如下：本实用新型装置在不影响脱硫系统正常运行的情况下，具有较高的除杂质效率，有效的防止管路、喷头堵塞，降低泵的磨损；通过洗涤过滤、调质等工序，可去除烟气中的粉尘和重金属，从根本上保证了硫酸铵的品质。

本实用新型的有益效果是：这是一种烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置，尤其是氨法烧结烟气脱硫技术的应用装置，具有较高的除杂质效率，有效的防止管路、喷头堵塞，降低泵的磨损；能保证副产品硫酸铵的品质。如果参照本实用新型的设置，整个装置脱硫效率为97％，脱硫后烟气中SO₂含量为34mg/Nm³、氨含量为4mg/Nm³。年脱除SO₂17488t/a，年产硫酸铵36638t/a。产品中N含量≥20.8％，达到GB535-1995合格品的要求。

四、附图说明

图1是本实用新型装置示意图

1-脱硫塔 11-脱硫塔烟气入口 12-脱硫塔出口 13-一级脱硫喷淋层14-二级脱硫喷淋层 15-三级脱硫喷淋层 16-工艺水喷淋层 17-脱硫塔除雾层；

2-预洗塔 21-预洗塔烟气入口 22-洗涤喷淋层 23-补水喷淋层 24-气浮池 25-集油槽 26-调质槽 27-过滤机。

五、具体实施方式

通过附图和本实用新型装置的工作流程可进一步说明本实用新型的装置的结构：引风机来的烧结烟气由预洗塔烟气入口21进入预洗塔2，与洗涤喷淋层22喷射出的工艺水充分接触，烟气洗涤除尘的同时温度降到50-75℃后由预洗塔塔顶排出。

吸收了灰分和有机物的水在预洗塔2下部初步分离。上层漂浮物排入气浮池24进一步分离，有机漂浮物溢流入集油槽25。在预洗塔底部沉积的灰液排入调质槽26，并加入调质剂调节水质，使灰液中重金属离子沉淀析出，再由加压泵2b泵至过滤机27过滤，滤液一部分返回预洗塔2，一部分输送至脱硫工艺补水系统。

预洗后的烟气经脱硫塔烟气入口11进入脱硫塔1与吸收液逆流接触，烟气依次向上穿过一、二和三级脱硫喷淋层13、14和15后，烟气中的SO₂被吸收，烟气经过上部水洗层16被进一步洗涤吸收，再经除雾层17除去夹带的液滴后从脱硫塔出口12排出净烟气。吸收液在脱硫塔2的下部氧化池进行强制氧化。脱硫塔1的外围循环泵1a不少于一台用于脱硫的循环吸收。

其装置的特点在于：一、本实用新型的脱硫塔可实现SO₂的吸收、亚铵盐的氧化、烟气的洗涤、除雾等多重功能，系统结构简捷优化；二、调质槽的设置：利用不同溶液性质对应析出不同金属沉淀的特点，可实现重金属杂质的分离与回收；三、本实用新型装置在不影响脱硫系统正常运行的情况下，具有较高的除杂质效率，有效的防止管路、喷头堵塞，降低泵的磨损；四、本装置可有效保证吸收液的品质，从而保证副产品硫酸铵的品质。

1、装置具体特征

1)预洗塔

预洗塔的主要作用是实现烧结烟气的降温、除尘，其内腔自上而下一般设置有补水喷淋层23和洗涤喷淋层22。洗涤喷淋层设置一层或两层，具体根据烧结烟气的流速和温度而定。当烧结烟气流速高于5m/s或烟气入口温度超过180℃时，洗涤喷淋层设置两层。

预洗塔的尺寸应以保证热交换效率和减小流体阻力为基本原则。预洗塔处理的烟气量V₀与塔径D₀的关系如下：

$\frac{\mathrm{\π}{D}_0^2}{4}{u}_0\×3600=V_0$

其中：u₀为空塔气速，取值在3.5m/s-6.5m/s之间。

预洗塔的总体高度根据烟气在塔内的停留时间确定(烟气在塔内的停留时间不小于2s)，塔内底部持液位控制在3m左右，补水喷淋层的喷淋量根据预洗塔的液位进行调节，维持系统的工艺水平衡。

2)脱硫塔

脱硫塔塔身由下至上设置有氧化装置、烟气进口、脱硫吸收喷淋层、除雾器及烟气出口。

脱硫塔处理的烟气量V与塔径D的关系如下：

$\frac{\mathrm{\π}{D}^2}{4}u\×3600=V$

其中：u为空塔气速。

3)过滤除杂质设备

过滤除杂质设备主要包括：气浮池24、集油槽25、调质槽26、过滤机27、加压泵2b及相应的连接管路等。

气浮池：气浮分离是通过混凝剂的作用，利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附液体中的悬浮物，使其随气泡浮升到液面而加以分离去除的一种液体净化设备。为确保油水的充分分离，要求气浮池应维持一定的液位(一般为500mm-3000mm)。

集油槽：集油槽用于收集气浮后溢流的油类漂浮物。其容积应不小于气浮池容积的1/8，以确保可充分收集气浮池的溢流液。

过滤机：本装置所用过滤机为加压过滤机，其类型可以选用平板压滤机、板框压滤机、厢式压滤机、加压叶滤机等，其中尤以板框压滤机为佳。

板框压滤机的过滤面积S按下式计算：

$S=\frac{V\×c_0\×\mathrm{\η}\×h}{\mathrm{\ρ}\×d}$

其中：

c₀为原烟气含灰量，mg/Nm³；

η为预洗塔除灰率，％；

h为两次压滤的时间间隔，h；

ρ为湿灰的堆积比重，kg/m³；

d为板框厚度，m。

调质槽：调质槽的作用是通过加入调质剂使重金属沉淀，其容积为预洗塔底部持液量的1/2～1/3。

本实用新型的应用实例：

用于2×230m²烧结烟气的氨法脱硫工程，其处理烟气量为187.8万Nm³/h，烟气中SO₂含量为1200mg/Nm³，灰含量300mg/Nm³。脱硫塔塔径为φ16000，塔高24m，直排烟囱高度为45m。预洗塔塔径为φ10500，塔高12m。过滤除杂质设备包换气浮池、集油槽、过滤机和调质槽，气浮池容积60m³，处理吸收液能力180m³/h，溶液停留时间20min，装置长、宽、高分别为5m、4m、3m；集油槽尺寸为φ2000×H2500；板框压滤机的过滤面积为140m²，板框厚度为30mm；调质槽的尺寸为φ5000×H5000。

本实用新型装置典型的具体构造为：

1、预洗塔：预洗塔设置两层洗涤喷淋层，由一台循环洗涤泵抽取洗涤液输送至两层喷淋层。其内腔下部维持液位在3m左右。

2、脱硫塔：吸收段内设置三层喷淋，喷淋层间距2.5m。一层水洗层，除雾层采用的是波纹规整填料或折流板除雾器。

3、气浮池容积为60m³；集油槽尺寸为φ2000×H2500；板框压滤机的过滤面积为140m²；调质槽尺寸为φ5000×H5000。

本实用新型的有益效果是：整个装置脱硫效率为97％，脱硫后烟气中SO2含量为34mg/Nm3、氨含量为4mg/Nm3。年脱除SO217488t/a，年产硫酸铵36638t/a。产品中N含量≥20.8％，达到GB535-1995合格品的要求。

Claims (9)

1.烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置，其特征是包括预洗塔、脱硫塔、气浮池、集油槽、调质槽、过滤机和连接管路，其中脱硫塔内设有喷淋层、水洗层、除雾层；预洗塔包括烟气入口、烟气出口、洗涤喷淋层、补水喷淋层、塔底槽，预洗塔烟气出口连接脱硫塔中下部位置的烟气入口；预洗塔塔底槽设有连接气浮池的管道，气浮池上部设有将有机漂浮物溢流入集油槽的管道，预洗塔塔底槽底部设有将沉积灰液排入调质槽的管道，调质槽出口还设有加压泵和管道至过滤机。

2.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置，其特征是预洗塔烟气出口开设在预洗塔的顶部，预洗塔的烟气入口设在预洗塔的中下部。

3.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置，其特征是预洗塔设置两层洗涤喷淋层，由一台循环洗涤泵抽取洗涤液输送至两层洗涤喷淋层。

4.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置，其特征是脱硫塔的吸收段内设置三层喷淋层，喷淋层间距为2.5m。

5.根据权利要求4所述的烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置，其特征是脱硫塔内水洗层和除雾层均采用波纹规整填料或折流板除雾器。

6.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置，其特征是气浮池容积为60m³；集油槽尺寸为φ2000×H2500。

7.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置，其特征是过滤机为板框压滤机。

8.根据权利要求7所述的烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置，其特征是板框压滤机的过滤面积为140m²。

9.根据权利要求1所述的烧结烟气脱硫、除杂质一体化净化装置，其特征是调质槽尺寸为φ5000×H5000。

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