CN203556262U - 再生烟气脱硫吸收塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种再生烟气脱硫吸收塔，其特征在于，包括由上至下依次连接的除雾器、除尘段、喷淋段及储液段；除雾器顶部设有净化烟气出口；除尘段内设有除尘模块；除尘段通过洗涤液槽与洗涤液管道连通，洗涤液槽设有工艺水入口二，洗涤液槽通过循环泵二与大孔筛板连通；喷淋段的一侧与冷激段连通，冷激段顶部设有烟气进口，冷激段的一侧设有工艺水入口一；储液段的一侧与排出泵连接，另一侧通过循环泵一与喷淋段的上部连通。本实用新型在实现再生烟气有效脱硫目的同时，可以除去再生烟气中的催化剂微细颗粒粉尘，避免催化剂微细颗粒在循环吸收液中积累影响系统操作，以及对系统的磨损。

Description

再生烟气脱硫吸收塔

技术领域

本实用新型涉及一种再生烟气脱硫吸收塔，尤其涉及石油化工及化工行业中的燃烧烟气或催化剂再生烟气脱硫所采用的吸收塔，以使脱硫装置可以连续运行，并减少微细颗粒(PM2.5)向大气的排放，属于环境化工装置技术领域。

背景技术

石油化工及化工行业中燃烧烟气或催化剂再生烟气脱硫，随着我国经济的发展及环保要求已逐步推进，例如石油化工企业中催化裂化装置是重要设备之一，其主要是在催化剂作用下将重质油转变为汽油、煤油等轻质馏分油，催化剂经裂化反应后，表面积炭而失去活性，为此，在再生反应器中用空气烧去催化剂表面积碳，燃烧生成的气体称其为再生烟气。

再生烟气具有温度高、水蒸气含量高、催化剂微细颗粒粉尘含量高等特性，如果利用传统脱硫吸收塔处理再生烟气，烟气进口温度需控制在130～150℃，再生烟气温度约为220℃，进入吸收塔前需要进行降温处理；同时，再生烟气携带微细颗粒粉尘多，如不去除，粉尘的积累会使吸收液增稠，影响吸收塔及整个系统的操作，引发堵塞，此外粉尘中的主要成分氧化铝和二氧化硅硬度高，会对系统造成严重磨损。

再生烟气脱硫吸收塔设计须考虑以下几点：

1.再生烟气特性

催化裂化再生反应器，根据其处理量不同，烟气量不同。例如，某循环流化床催化裂化装置再生烟气是15万m³／h(标方)，烟气温度220℃，烟气中含SO₂1000～1500mg／m³，烟气中含H₂O(g)12.5％，含尘150～200g／m³，其中5～30％为微细颗粒粉尘。

(1)根据脱硫吸收塔，在燃煤锅炉时的烟气进口温度为130～150℃，因此需要将再生烟气温度由220℃冷却至130～150℃后进入吸收塔。

(2)一般燃煤锅炉的烟气中水蒸气含量为5～6％，而再生烟气中水蒸气含量高，则脱硫后烟气排放温度升高。

(3)再生烟气中的粉尘主要是催化剂在运行中粉碎而成，其主要成分是氧化铝和二氧化硅。再生烟气中微细颗粒粉尘含量高，为减少向大气中排放，就需要设置除尘装置，由于沉降和洗涤下来的催化剂粉尘在后处理中必须设置相应装置将其除去，否则由于催化剂粉尘的积累会使吸收液增稠，影响吸收塔及整个系统的操作，也会发生堵塞。此外氧化铝和二氧化硅硬度高，系统的磨损严重，对吸收塔系统的材质要求高，尤其是对循环泵及各种浆液泵材质要求。

2.绝热饱和温度

脱硫后，烟气的排放温度接近绝热饱和温度，其估算方法如下：

设烟气量为15万m³／h(标方)，烟气温度为220℃，设绝热饱和温度约60℃。

(1)烟气中含水量W₁：

W₁=150000×0.125=18750m³／h

(2)烟气温度冷却至60℃，其脱硫过程中蒸发水量W₂为：

W₂=(150000／22.4)×30×(220-60)／2355.1=13648kg／h=16984m³／h

(3)排放烟气中含水量：

(18750+16984)／(150000+16984)=0.214

由此可算得绝热饱和温度为61.7℃，排烟温度60℃左右时，对材质选择影响可忽略。

3.湿式洗涤

烟气中微细颗粒粉尘达30％，为此需增设除尘模块。根据湿式除尘原理，湿式除尘是净化效率较高的设备，能够除去0.1μm以上的颗粒。如吸收中采用的喷淋塔结构，可捕集几微米的颗粒，而除尘模块是要求脱除更细的颗粒，以净化烟气。

除尘模块设置在喷淋塔吸收段与除雾段之间，为了使吸收塔均在同一烟气速度下运行，即2.5～3.5m／s，为此除尘设备主要选择大孔筛板，而除尘模块由升气管板、大孔筛板、工艺水洗涤液槽等组成。

4.水平衡

再生烟气脱硫吸收塔结构与水平衡有关。

(1)烟气温度由220℃冷却至60℃，总蒸发水量为13.64t／h.

(2)烟气温度由220℃冷却至135℃，在冷激段蒸发水量为7.88t／h.

(3)设吸收塔烟气速度为3m／s，吸收塔径为5.0m，设冲洗水流量为1.0L／m².s，冲洗时间为1分钟，需冲洗的有第一级迎风面及背面，第二级迎风面，所需冲洗水为3.53t／h.

(4)因此，吸收塔底部补水量为2.23t／h，即：

13.64-7.88-3.53=2.23t／h

(5)设置除尘模块，其运行时的液气比设为0.5L／m³，则需循环液量为：

150000×0.5×10^-3=75t／h

洗涤液槽液量为循环液量的1／10，即需7.5t/h。

为此除尘模块设置升气管板将吸收液与洗涤液分开，将吸收塔补充水2.23t／h，补充至洗涤液槽，因此洗涤液槽的补充水量为冲洗水及塔底补充水量共计5.76t／h，同时由洗涤液槽流至塔底5.76t／h，以控制塔底液位，而国内尚无此项技术。

发明内容

本实用新型所要解决的是现有吸收塔在再生烟气脱硫的同时，不能除去催化剂微细颗粒粉尘的技术问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种再生烟气脱硫吸收塔，其特征在于，包括由上至下依次连接的除雾器、除尘段、喷淋段及储液段；除雾器顶部设有净化烟气出口；除尘段内设有除尘模块，除尘模块包括降液管，降液管的上侧设有大孔筛板，下侧设有升气管板，升气管板上设有升气管；除尘段通过洗涤液槽与洗涤液管道连通，洗涤液槽设有工艺水入口二，洗涤液槽通过循环泵二与大孔筛板塔盘中的液体分布槽上的洗涤液管道连通；喷淋段的一侧与冷激段连通，冷激段顶部设有烟气进口，冷激段的一侧设有工艺水入口一；储液段的一侧与排出泵连接，另一侧通过循环泵一与喷淋段的上部连通。

优选地，所述大孔筛板中间设有一道液体分布槽，液体分布槽的两侧分别为开孔区，开孔区的外侧设有出口堰；升气管板上设有溢流堰，溢流堰位于降液管与升气管之间。

进一步地，所述大孔筛板的孔径为Φ12～18mm，开孔率为18～25％。

本实用新型提供的一种再生烟气脱硫吸收塔优点在于：

根据化学工程除尘与传质原理，本实用新型克服并适应了再生烟气温度高、催化剂微细颗粒粉尘含量高、水蒸气含量高等特殊性，在实现再生烟气有效脱硫目的同时，可以除去再生烟气中的催化剂微细颗粒粉尘，避免催化剂微细颗粒在循环吸收液中积累影响系统操作，以及对系统的磨损。

附图说明

图1为本实用新型提供的再生烟气脱硫吸收塔的结构示意图；

图2为除尘模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例

如图1所示，为本实用新型提供的再生烟气脱硫吸收塔的结构示意图，包括由上至下依次连接的除雾器ME、除尘段、喷淋段SP及储液段V。除雾器ME顶部设有净化烟气出口FGO，除雾器ME采用316L材质的旋流板除雾器，除雾器ME为2层结构，压降为350Pa。除尘段内设有除尘模块DSM，除尘模块DSM如图2所示，包括降液管4，降液管4的上侧设有大孔筛板LHSP，下侧设有升气管板RP，升气管板RP上设有升气管，升气管上设有V型升气管盖板；升气管板RP上设有溢流堰5，溢流堰5位于降液管4与升气管之间。大孔筛板LHSP中间设有一道液体分布槽1，液体分布槽1的两侧分别为开孔区2，开孔区2的外侧设有出口堰3。大孔筛板LHSP的孔径为Φ12～18mm，开孔率为18～25％。除尘段通过洗涤液槽V101与洗涤液管道t1连通，洗涤液槽V101设有工艺水入口二A2，洗涤液槽V101通过循环泵二P102与大孔筛板LHSP塔盘中的液体分布槽上的洗涤液管t1连通。喷淋段SP的一侧与冷激段CA连通，冷激段CA顶部设有烟气进口FGI，冷激段CA的一侧设有工艺水入口一A1，工艺水进入入口一A1与冷激段CA内的双层喷淋装置连通。储液段V的一侧与排出泵P103连接，另一侧通过循环泵一P101与喷淋段SP的上部连通，循环泵一P101与位于喷淋段SP内上部的三层喷淋装置连接。

由再生反应器送来的烟气由烟气进口FGI进入冷激段CA，与由工艺水入口一A1进入的工艺水通过螺旋型喷嘴喷出的雾化水滴并流接触，烟气温度降低后进入吸收塔，在吸收塔喷淋段SP与循环泵一P101喷淋的吸收液逆流接触而脱硫，然后经脱硫的烟气进入除尘模块DSM，由升气管板RP上升进入大孔筛板LHSP下，再通过大孔筛板LHSP开孔区内的筛孔，使烟气与塔板上的液层密切接触，洗涤除去烟气中的催化剂微细颗粒粉尘，得到的净化烟气在通过除雾器ME，由塔顶的净化烟气出口FGO排至烟囱。

喷淋段SP喷淋的吸收液与烟气逆流接触后，流入储液段V，然后由排出泵P103排出去进行后处理，若吸收液要循环使用，应设置将催化剂粉尘脱除装置，以避免催化剂微细颗粒在循环吸收液中积累导致整个脱硫系统操作被破坏。

如图2所示，在除尘模块DSM中，工艺水入口二A2进入的工艺水由洗涤液槽V101经循环泵二P102送至大孔筛板LHSP的液体分布槽1内，然后溢流进入大孔筛板LHSP的开孔区2，在塔板上形成了一定的液层(大孔筛板LHSP上液体静止液层50～60mm，烟气通过湿板压降350Pa，通过升气管板RP压降100Pa)，当烟气通过筛孔后，烟气与板上的液体密切接触而除尘，在操作工况下，板上的液层高度降低，一般约10～20mm，同时板上液体向液体分布槽1两边流动(如图2中箭头所示)，为维持板上液层，在大孔筛板LHSP外侧设置出口堰3，液体通过出口堰3后，流入降液管4，在降液管4旁，升气管板RP上位于升气管与降液管4之间(靠近降液管4)处设置溢流堰5，使通过降液管4的液体进入升气管板RP上，而防止烟气短路通过降液管4。在升气管板RP上的液体最后流至洗涤液槽V101，工艺水从工艺水入口二A2补充至洗涤槽V101，而洗涤液一部分流入至吸收塔底的储液段V，控制其液位。

为防止催化剂粉尘的沉积，在储液段V内可设置水力搅拌，在洗涤液槽V101设置搅拌浆。

Claims (3)

1.一种再生烟气脱硫吸收塔，其特征在于，包括由上至下依次连接的除雾器(ME)、除尘段、喷淋段(SP)及储液段(V)；除雾器(ME)顶部设有净化烟气出口(FGO)；除尘段内设有除尘模块(DSM)，除尘模块(DSM)包括降液管(4)，降液管(4)的上侧设有大孔筛板(LHSP)，下侧设有升气管板(RP)，升气管板(RP)上设有升气管；除尘段通过洗涤液槽(V101)与洗涤液管道(t1)连通，洗涤液槽(V101)设有工艺水入口二(A2)，洗涤液槽(V101)通过循环泵二(P102)与大孔筛板(LHSP)连通；喷淋段(SP)的一侧与冷激段(CA)连通，冷激段(CA)顶部设有烟气进口(FGI)，冷激段(CA)的一侧设有工艺水入口一(A1)；储液段(V)的一侧与排出泵(P103)连接，另一侧通过循环泵一(P101)与喷淋段(SP)的上部连通。 

2.如权利要求1所述的再生烟气脱硫吸收塔，其特征在于，所述大孔筛板(LHSP)中间设有一道液体分布槽(1)，液体分布槽(1)的两侧分别为开孔区(2)，开孔区(2)的外侧设有出口堰(3)；升气管板(RP)上设有溢流堰(5)，溢流堰(5)位于降液管(4)与升气管之间。 

3.如权利要求2所述的再生烟气脱硫吸收塔，其特征在于，所述大孔筛板(LHSP)的孔径为12～18mm，开孔率为18～25％。 

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