CN201959716U - 组合式氨法脱硫塔 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种组合式氨法脱硫塔,按逆流式喷淋塔设计,所述脱硫塔的中部设有烟气进口,顶部设有烟气出口,脱硫塔的内部自上而下依次设有:除雾段、吸收段、降温段和氧化池,所述除雾段设置在烟气出口的下方;所述降温段设置在吸收段的下方,对应烟气进口的位置;其特征在于,所述吸收段设有循环吸收喷淋层;所述吸收段的上方设置气溶胶洗涤段;所述吸收段与气溶胶洗涤段用集液槽分隔;所述气溶胶洗涤段设置在除雾段的下方,设有水喷淋洗涤层。本实用新型的组合式氨法脱硫塔能高效、节能地完成烟气脱硫过程,具有较大的工业化前景。

Description

组合式氨法脱硫塔

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种组合式氨法脱硫塔,具体涉及一种吸收、氧化、浓缩和硫铵气溶胶洗涤功能的组合式氨法脱硫塔。

背景技术

[0002] 我国燃煤电厂众多,特别是供热、大型石化、化工、冶金等企业建有的中小机组 (100MW机组以下)更是星罗棋布。燃煤产生的SO2给大气造成严重污染,为减少SO2危害, 国家要求新建燃煤电厂锅炉必须同时建设烟气脱硫装置,在役电厂也要限期治理。

[0003] 目前主导的石灰石-石膏法脱硫工艺,由于脱硫装置投资较大,中小热电厂难于承受,且运行成本较高,脱硫副产物石膏受品质、产量及成本的限制,用途有限,造成额外的处理成本。氨法脱硫工艺可大大降低烟气脱硫成本。国内一些小锅炉采用一种简易的氨法喷淋塔脱硫装置,在塔的上部用氨水直接喷淋,但由于喷淋量少,烟气温度高(〜100°C ), 加之氨水极易挥发,使排放的烟气夹带大量的游离氨,脱硫效率极低,很难回收硫铵产品, 造成脱硫剂大量流失,运行成本高,而且还形成了氨的二次污染。目前国内外一些公司所采用的氨法脱硫装置,为了满足较高的传质、传热要求,脱硫塔的液气比很大,接近石灰石-石膏法脱硫工艺,使得吸收循环液的流量很大,能耗较大,同时由于液膜夹带严重,脱硫后烟气硫铵气溶胶的夹带占硫铵总产量的〜20 %,造成严重的硫铵二次污染,只好采用了电除雾加以治理,同时也造成吸收剂氨水的大量浪费,加之整个装置防腐要求高,使得氨法脱硫的工程造价比同等的石灰石-石膏法脱硫工艺还要高〜20%,严重制约了氨法脱硫技术的推广。

[0004] 中国专利授权公告号CN2014M395U(申请号:200920075870. X)公开了一种新型吸收、氧化和浓缩组合式氨法脱硫塔,采用逆流式喷淋塔设计,脱硫塔的中部设有烟气进口,顶部设有烟气出口,内部自上而下依次设有除雾段,采用两级波纹板高效除雾器且配有自动清洗喷淋装置;吸收段,设有水喷淋洗涤层和循环吸收喷淋层:降温段,对应烟气进口的位置;和氧化池,氧化池内部设有氧化空气分布排管和泵搅拌装置,外侧设有压缩空气入口、氨水入口、以及一循环泵,底部设有硫铵排浆泵。本实用新型的组合式氨法脱硫塔能高效、节能地完成烟气脱硫过程,具有较大的工业化前景。

[0005] 但是该脱硫塔的吸收段,设有水喷淋洗涤层和循环吸收喷淋层,虽然“水喷淋洗涤层”起到一点除气溶胶的功能,但由于喷淋洗涤水都进入了脱硫塔下部的氧化池,其加入水量受到烟气脱硫过程的水平衡的制约(烟气脱硫过程是烟气增湿降温至饱和的过程),一般加水量大约在几吨〜几十吨(随烟气量的大小而变化),这样的流量达不到洗涤烟气中夹带硫铵气溶胶的效果,根据申请人的运行经验,喷淋洗涤层的喷水量越大,硫铵气溶胶的处理效果越好。

实用新型内容

[0006] 本实用新型的目的在于提供一种组合式氨法脱硫塔,该组合式氨法脱硫塔具有吸收、氧化、浓缩和硫铵气溶胶洗涤功能。

[0007] 本实用新型提供的一种组合式氨法脱硫塔,按逆流式喷淋塔设计,所述脱硫塔的中部设有烟气进口,顶部设有烟气出口,脱硫塔的内部自上而下依次设有:除雾段、吸收段、 降温段和氧化池,所述除雾段设置在烟气出口的下方;所述降温段设置在吸收段的下方,对应烟气进口的位置;其特征在于,所述吸收段设有循环吸收喷淋层;所述吸收段的上方设置气溶胶洗涤段;所述吸收段与气溶胶洗涤段用集液槽分隔;所述气溶胶洗涤段设置在除雾段的下方,设有水喷淋洗涤层。

[0008] 本实用新型的组合式氨法脱硫塔,所述氧化池,设置在脱硫塔的底部,内装循环吸收混合液;该氧化池的内部设有氧化空气分布排管和泵搅拌装置,氧化池的外侧设有连接氧化空气分布排管的压缩空气入口、向脱硫塔中加入氨水的氨水入口、以及吸收循环泵入口,用于将吸收混合液循环输送至吸收段的循环吸收喷淋层;氧化池的底部还设有硫铵排浆泵,用于将生成的硫铵送入后处理工序。

[0009] 本实用新型的组合式氨法脱硫塔,所述除雾段采用两级波纹板高效除雾器,且配有自动清洗喷淋装置。

[0010] 本实用新型的组合式氨法脱硫塔,所述水喷淋洗涤层连接一气溶胶洗涤循环水箱,所述气溶胶洗涤循环水箱与集液槽连接,喷淋洗涤覆盖率超过100 %。

[0011] 所述循环吸收喷淋层的数量为三层,保证喷淋吸收覆盖率超过200%。

[0012] 所述氧化空气分布排管上均勻分布有开孔,以向氧化池中均勻输送氧化空气。

[0013] 本实用新型的有益效果:

[0014] 本实用新型吸收、氧化、浓缩和硫铵气溶胶洗涤功能的组合式氨法脱硫塔,实现了脱硫过程所需的六个功能吸收、烟气除尘、亚硫铵氧化、脱硫净烟气水洗和除水(雾)、 硫铵浓缩。脱硫塔的液汽比较石灰-石膏法烟气脱硫装置降低6〜10倍,大大降低所需吸收循环泵的功率。

[0015] 本实用新型气溶胶洗涤段设有水喷淋洗涤层;气溶胶洗涤段的下方设置有吸收段,吸收段设有循环吸收喷淋层;气溶胶洗涤段与吸收段用集液槽分隔。集液槽让烟气通过,喷淋洗涤水收集后通过管子流入到气溶胶洗涤循环水箱而不是直接流向脱硫塔下部的氧化池,通过气溶胶洗涤循环泵将气溶胶洗涤循环水箱的水再输送至循环吸收喷淋层进行循环喷淋洗涤,部分水再打入脱硫塔内氧化池给脱硫塔内补水,保持脱硫的水平衡,新鲜水则补充到气溶胶洗涤循环水箱。本申请将水喷淋层洗涤量加大到液气比约为1,喷淋洗涤覆盖率超过100%,这样喷水量能达到上百吨,保证了处理硫铵气溶胶的效果。

[0016] 氧化空气分布排管上均勻分布有开孔,以向氧化池中均勻输送氧化空气。

[0017] 脱硫塔内利用烟气的热量浓缩铵盐,可将吸收循环液的硫铵浓缩到〜35%,再送往后处理工序进行蒸发结晶、旋流提浓、离心分离、干燥,得硫铵产品;也可将吸收循环液的硫铵浓缩到含硫铵晶体〜8%的晶浆液,再送往后处理工序进行、旋流提浓、离心分离、干燥,得硫铵产品,此工序通过设置的气溶胶洗涤段,设有水喷淋洗涤层进行大流量的喷淋洗涤,可大大降低硫铵的逃逸,解决目前传统氨法脱硫工艺中所面临的硫铵逃逸问题。大大减少后续处理硫铵的能耗,为防止高浓度的吸收循环液造成的烟气中硫铵气溶胶的夹带,水喷淋洗涤层除了减少烟气中铵盐的夹带,还可为脱硫塔补水,维持烟气脱硫过程的水平衡。

[0018] 通过组合式氨法脱硫塔的应用,能高效、节能地完成的烟气脱硫过程,具有较大的工业化前景。 附图说明

[0019] 图1为本实用新型组合式氨法脱硫塔的结构示意图。

[0020] 附图说明:

[0021] 脱硫塔1、烟气进口 2、降温段3、吸收段4、气溶胶洗涤段5、除雾段6、烟气出口 7、 氧化空气分布排管8、氧化池9、泵搅拌装置10、硫铵排浆泵11、吸收循环泵12、气溶胶洗涤循环泵13、气溶胶洗涤循环水箱14、喷淋层15、集液槽16、自动清洗喷淋装置17、压缩空气入口 18、氨水入口 19。

具体实施方式

[0022] 以下结合具体实施例,对本实用新型作进一步说明。应理解,以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。

[0023] 参见图1,对本实用新型组合式氨法脱硫塔结构组成作进一步说明。

[0024] 如图1所示,本实用新型组合式氨法脱硫塔,按逆流式喷淋塔设计,烟气从脱硫塔 1中部的烟气进口 2进入脱硫塔1,经脱硫的净化烟气从脱硫塔1顶部的烟气出口 7排出。 优选的,本实用新型的组合式氨法脱硫塔1可以采用碳钢制作,其内部自上而下依次设有:

[0025] 除雾段6,设置在脱硫塔1内烟气出口 7的下方,该除雾段6采用两级波纹板高效除雾器,且所述除雾器配有自动清洗喷淋装置17。

[0026] 气溶胶洗涤段5,设有水喷淋洗涤层进行大流量的喷淋洗涤,水喷淋洗涤层连接一气溶胶洗涤循环水箱14,水喷淋洗涤层与气溶胶洗涤循环水箱14之间设置一气溶胶洗涤循环泵13。气溶胶洗涤段5可大大降低硫铵的逃逸,解决目前传统氨法脱硫工艺中所面临的硫铵逃逸问题。循环洗涤的水通过气溶胶洗涤循环水箱14再送入脱硫塔1,给其补水,气溶胶洗涤循环水箱14同时还与集液槽16连接,接收水喷淋洗涤层喷洒下来的水,维持烟气脱硫过程的水平衡,喷淋管、喷嘴采用PP (聚丙烯)制作。吸收段4,设置在所述气溶胶洗涤段5的下方,并用集液槽16分隔,吸收段4设有三层循环吸收喷淋层15 ;可以根据烟气负荷和所含的量计算确定喷淋层的开启数量,喷淋的循环吸收液(氨水、铵盐溶液和水) 用来吸收烟气中的;喷淋管采用FRP(玻璃钢)、喷嘴采用耐腐蚀、耐磨损的碳化硅材料制作。

[0027] 集液槽16让烟气通过,喷淋洗涤水经过集液槽16收集后通过管子流入到气溶胶洗涤循环水箱14而不是直接流向脱硫塔下部的氧化池9,通过气溶胶洗涤循环泵13将进入气溶胶洗涤循环水箱14的水再输送至循环吸收喷淋层进行循环喷淋洗涤,部分水再打入脱硫塔内氧化池9给脱硫塔内补水,保持脱硫的水平衡,新鲜水则补充到气溶胶洗涤循环水箱14。本申请将水喷淋层洗涤量加大到液气比约为1,喷淋洗涤覆盖率超过100%,这样喷水量能达到上百吨,保证了处理硫铵气溶胶的效果。

[0028] 降温段3,设置在所述吸收段4的下方,对应烟气进口 2的位置,用于降低烟气的温度。

[0029] 氧化池9,设置在脱硫塔1的底部,内装循环吸收混合液;该氧化池9的内部设有氧化空气分布排管8和泵搅拌装置10,该氧化空气分布排管8上均勻分布有开孔,以向氧化池9中均勻输送氧化空气;氧化池9的外侧设有连接氧化空气分布排管的压缩空气入口 18、向脱硫塔中加入氨水的氨水入口 19、以及吸收循环泵12,用于将吸收混合液循环输送至吸收段4的喷淋层15 ;氧化池9的底部还设有硫铵排浆泵11,用于将生成的硫铵送入后

处理工序。

[0030] 本实用新型的组合式氨法脱硫塔的工作原理如下:

[0031] 烟气首先由烟气进口 2进入脱硫塔的降温段3,温度由120〜160°C降至75〜 900C,然后进入所述吸收段4,烟气中被循环混合吸收液吸收,然后,烟气进入所述气溶胶洗涤段5,设有水喷淋洗涤层进行大流量的喷淋洗涤,除去烟气中夹带的硫铵气溶胶,最后烟气进入所述除雾段6除雾,经净化的烟气从烟气出口 7排出脱硫塔1。

[0032] 由压缩空气供应装置罗茨鼓风机或空压机鼓入的压缩空气通过所述氧化空气分布管8进入氧化池9,氧化空气的压力可提到0. 06〜0. 15Mpa,将吸收段4生成的亚硫铵溶液氧化成硫铵溶液,借助烟气的热量,硫铵溶液可浓缩到浓度约为35% (重量比)或直接浓缩到含硫铵晶体〜8%的晶浆液,通过所述硫铵排浆泵11将生成的硫铵溶液送入后处理工序,如〜35%硫铵溶液去蒸发、结晶、干燥工序;或含硫铵晶体〜8%的浆液去旋流、离心、 干燥工序,加工出硫铵产品。

[0033] 为保证浆液混合均勻并充分氧化,通过所述泵搅拌装置10从脱硫塔1抽出浆液, 再通过所述分布管打入氧化池9,结果表明混合溶液在高浓度硫铵存在下,所含的亚硫铵的氧化率仍能达到98%以上。

[0034] 使用本实用新型的组合式氨法脱硫塔,吸收段4涉及的化学反应如下:

[0035]

(1) SO2+H2O ^ H2SO3

[0036]

(2) H2S03+(NH4)2S04 ^ NH4HSO4+NH4HSO3

[0037]

(3) H2S03+(NH4)2S03 ^ 2NH4HSO3

[0038] 与所加入的氨水相关的反应如下:

[0039]

(4) H2S03+NH3 ^ NH4HSO4

[0040]

(5) NH4HSO3+NH3 ^ (NH4)2SO3

[0041]

(6) NH4HSO4+NH3 ^ (NH4)2SO4

[0042] 氧化池5内氧化反应如下:

[0043] (7) (NH4) 2S03+l/202 — (NH4)2SO4

[0044] 本实用新型组合式氨法脱硫塔实现了脱硫过程所需的六个功能:S02吸收、烟气除尘、亚硫铵氧化、脱硫净烟气水洗和除水(雾)、硫铵浓缩。可达到如下技术指标:

[0045] SO2吸收(或脱出)效率: 90〜99. 5%,

[0046] 除尘效果: 45〜75%,

[0047] 净化烟气的含水沫(雾)量: 彡75mg/Nm3,[0048] 净化烟气中氨含量: 彡10mg/Nm3

[0049] 烟气中其它污染物的净化率可达到:S03 :30〜50% ;HCl :90〜100% ;HF :95〜 100% ;N0X:10〜30%。脱硫塔的液汽比较石灰-石膏法烟气脱硫装置降低6〜10倍,大大降低所需吸收循环泵的功率。脱硫塔内利用烟气的热量浓缩铵盐,大大减少后续处理硫铵的能耗。通过新型组合式氨法脱硫塔的应用,能高效、节能地完成的烟气脱硫过程,具有较大的工业化前景。

[0050] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1. 一种组合式氨法脱硫塔,按逆流式喷淋塔设计,所述脱硫塔的中部设有烟气进口, 顶部设有烟气出口,脱硫塔的内部自上而下依次设有:除雾段、吸收段、降温段和氧化池,所述除雾段设置在烟气出口的下方;所述降温段设置在吸收段的下方,对应烟气进口的位置; 其特征在于,所述吸收段设有循环吸收喷淋层;所述吸收段的上方设置气溶胶洗涤段;所述吸收段与气溶胶洗涤段用集液槽分隔;所述气溶胶洗涤段设置在除雾段的下方,设有水喷淋洗涤层。
2.根据权利要求1所述的组合式氨法脱硫塔,其特征在于,所述氧化池,设置在脱硫塔的底部,内装循环吸收混合液;该氧化池的内部设有氧化空气分布排管和泵搅拌装置,氧化池的外侧设有连接氧化空气分布排管的压缩空气入口、向脱硫塔中加入氨水的氨水入口、 以及吸收循环泵入口,用于将吸收混合液循环输送至吸收段的循环吸收喷淋层;氧化池的底部还设有硫铵排浆泵,用于将生成的硫铵送入后处理工序。
3.根据权利要求1所述的组合式氨法脱硫塔,其特征在于,所述除雾段采用两级波纹板高效除雾器,且所述除雾器配有自动清洗喷淋装置。
4.根据权利要求1所述的组合式氨法脱硫塔,其特征在于,所述水喷淋洗涤层连接一气溶胶洗涤循环水箱,所述气溶胶洗涤循环水箱与集液槽连接。
5.根据权利要求1所述的组合式氨法脱硫塔,其特征在于,所述循环吸收喷淋层的数量为三层。
6.根据权利要求1所述的组合式氨法脱硫塔,其特征在于,所述氧化空气分布排管上均勻分布有开孔,以向氧化池中均勻输送氧化空气。
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