CN203591692U - 一种外置强效氧化氨法脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种外置强效氧化氨法脱硫装置，包括一个脱硫塔，脱硫塔底部设置烟气进口，顶部为净烟气出口；脱硫塔从下向上依次为：结晶段、颗粒物洗涤吸收段、脱硫洗氨段、除雾段；颗粒物洗涤吸收段下部设置与脱硫洗氨段共用的液体收集器，液体收集器与脱硫塔外设置的外置氧化箱连通；外置氧化箱内沿箱体横截面设置氧化空气分布管网，氧化空气分布管网与外部氧化空气进口连通；氧化空气分布管网下方的外置氧化箱底部，分别与颗粒物洗涤吸收段的液体分布器和脱硫洗氨段的液体分布器连通。亚硫酸铵的氧化在外置氧化箱内进行氧化效率很高，是常规氧化的2～3倍，成功解决了氨法脱硫氧化困难的问题。

Description

一种外置强效氧化氨法脱硫装置

技术领域

本实用新型涉及一种采用外置强效氧化技术的氨法脱硫装置，尤其涉及烟气氨法脱硫技术，属于电力、冶金、环保和化工技术领域。 

背景技术

利用氨作为原料脱除烟气中硫化物的氨法脱硫技术已广泛应用于电力、冶金和化工领域的烟气脱硫项目。 

目前，氨法脱硫技术有单塔、双塔、多塔等多种技术，其中双塔氨法脱硫技术最早应用于实际脱硫项目中，该技术的特点是脱硫、结晶分别在两座塔内进行，锅炉来的烟气先进入前面一个结晶塔，然后进入后面的脱硫吸收塔。结晶塔内喷入硫酸铵浆液与烟气顺流（或逆流）接触，其中硫酸铵浆液为过饱和硫酸铵浆液，该塔的作用主要为结晶，基本没有脱硫功能；而吸收塔内喷入溶液与烟气逆流接触，溶液为不饱和硫酸铵溶液，该塔是实质性的脱硫塔，脱硫性能高，该塔浆池中同时设有氧化系统将亚硫酸铵氧化为硫酸铵。双塔技术的优点是两座塔分别承担不同的作用，分工明显，易长周期操作。而且后面的吸收塔由于采用不饱和硫酸铵溶液作为吸收剂，脱硫效率高；缺点是流程较复杂、占地面积大、造价也较高。 

在氨法技术不断发展的过程中，双塔技术也衍生出多塔技术，其典型代表是将双塔技术中的吸收塔又进一步分为吸收塔及氧化塔。鉴于这一技术中塔的数量太多、占地过大，通常将3座塔上下叠在一起，最上部为吸收塔，中部为结晶塔，下部为氧化塔。这样的布置解决了该技术占地过大的缺点，但同时也导致流程复杂，容易堵塞，装置很难长周期运行。 

而传统的单塔技术是将脱硫、氧化及结晶都设置在同一座塔内，烟气从脱硫塔中部进入，向上依次逆流通过喷淋层及除雾器，脱硫塔下部为结晶、氧化浆池。这一技术的优点是结构及流程简单、占地小、造价低，缺点是由于脱硫、氧化及结晶都在一座塔内，造成吸收剂为过饱和浆液，导致脱硫效率有所降低，而且浆液中的固体颗粒易被烟气携带进入大气中。同时，由于氧化浆液的硫酸铵含量高，氧化效率低，氧化奖池容积大，氧化空气耗量大，能耗也高。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是： 

1）传统的氨法脱硫塔普遍存在排放烟气携带硫酸铵过多，造成二次污染的问题；有些脱硫塔采用了填料系统，改善了携带硫酸铵过多的问题，但由于填料经常被烟尘、结晶硫酸铵等堵塞，导致脱硫装置经常性的非计划停工。 

2）氨法脱硫工艺中亚硫酸铵的氧化比较困难，尤其是高浓度、饱和或过饱和硫酸铵溶液（或浆液）的氧化更是困难。如果亚硫酸铵不能被良好氧化，就会导致吸收液中亚硫酸铵含量过多，一方面吸收效率会大幅下降，另一方面也会使硫酸铵的结晶困难，而这两个方面都使脱硫塔的操作急剧恶化，排放烟气携带硫酸铵过多的问题现象也会非常严重。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是： 

一种外置强效氧化氨法脱硫装置，包括一个脱硫塔，脱硫塔底部设置烟气进口，顶部为净烟气出口；脱硫塔从下向上依次为：结晶段、颗粒物洗涤吸收段、脱硫洗氨段、除雾段；其特征在于：颗粒物洗涤吸收段下部设置与脱硫洗氨段共用的液体收集器，液体收集器与脱硫塔外设置的外置氧化箱连通；外置氧化箱内沿箱体横截面设置氧化空气分布管网，氧化空气分布管网与外部氧化空气进口连通；外置氧化箱还与外部氨水或氨气进口连通；氧化空气分布管网下方的外置氧化箱底部，分别设置两条通路，一路经洗涤循环泵与颗粒物洗涤吸收段的液体分布器连通，另一路经填料循环泵与脱硫洗氨段的液体分布器连通。 

按上述技术方案，在外置氧化箱内配增设脉冲放电氧化装置。 

按上述技术方案，液体收集器上方即为颗粒物洗涤吸收段液体分布器；脱硫洗氨段的液体分布器下方间隔设置一段或几段填料层，填料层下方间隔设置颗粒物洗涤吸收段液体分布器。 

按上述技术方案，所述填料层为塑料。 

按上述技术方案，结晶段底部与底部浆池对应处设置结晶循环泵，结晶循环泵连通结晶段范围内的底部浆池和烟气进口上方的结晶段分布器；吸收塔搅拌器设置在结晶段底部底部浆池内；底部浆池处还设置氧化空气进口和产品浆液出口。 

按上述技术方案，除雾段位于脱硫洗氨段的液体分布器上方，采用一层或几层折板式除雾器。 

按上述技术方案，在折板式除雾器下方加挂分布管或/和在上方增设丝网除雾器，丝网除雾器厚度为100～300mm，丝网材料为塑料。 

脱硫洗氨段及颗粒物洗涤吸收段生成的亚硫酸铵、硫酸铵混合溶液经液体收集器收集后自流进入外置氧化箱，通过氧化空气分布管网将氧化空气均匀分布到外置氧化箱浆液中，将该浆液中的亚硫酸氨氧化为硫酸铵；同时在外置氧化箱中通入氨水或氨气控制浆液的PH值；经过氧化形成不饱和硫酸铵溶液后从两条通路循环对对脱硫洗氨段及颗粒物洗涤吸收段进行循环喷淋，所述的不饱和硫酸铵溶液的溶度为10～25%。 

颗粒物洗涤吸收段采用空塔喷淋；脱硫洗氨段的液体分布器下方设置一段或几段填料层脱除二氧化硫；结晶段通过结晶段分布器进行空塔喷淋，喷淋液为过饱和硫酸铵浆；结晶段过饱和硫酸铵浆的固体悬浮物的含量为3～15%；吸收塔搅拌器设置在结晶段底部底部浆池内，对塔底浆液进行搅拌，加快氧化反应并防止硫酸铵结晶在塔底沉积；同时，底部浆池不断输入亚硫酸铵氧化需要的氧化空气；底部浆池下方输出的产品浆液去后续硫酸铵脱水后处理系统。 

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果： 

本装置采用分段吸收工艺，脱硫塔从下向上依次为：结晶段、颗粒物洗涤吸收段、脱硫洗氨段、除雾段等四段，结晶、除尘、脱硫、洗涤、除雾在同一脱硫塔内进行，这种结构在保证脱硫效率的同时，可以成功解决脱硫塔堵塞和排放烟气携带硫酸铵过多地问题。.结晶段充分利用了烟气热量，使脱硫副产物硫酸铵不断结晶长大，同时采用喷淋洗涤不仅可以防止结晶物堵塞，还可以洗涤掉大量的烟尘。颗粒物洗涤吸收段洗涤结晶过程生成的硫酸铵固体颗粒，同时进一步脱除烟尘，保证后续填料层不被烟尘及结晶物堵塞，使装置能够长周期运行，并具有一定的脱硫功能，避免了脱硫装置经常性的非计划停工。脱硫洗氨段：采用一段或几段填料，该段循环浆液采用不饱和硫酸铵溶液，硫酸铵溶液的溶度为10～25%，较低的硫酸铵浓度和填料设计使脱硫段具有极高的脱硫效率；同时还具有脱除残余硫酸铵粉尘颗粒物的作用。 

此外，亚硫酸铵的氧化在外置氧化箱内进行，由于采用了很低的硫酸铵浓度（硫酸铵溶液的溶度为10～25%）和良好的空气分布管网，氧化效率很高，是常规氧化的2～3倍，成功解决了氨法脱硫氧化困难的问题。 

附图说明:

图1为本实用新型的装置结构示意图。 

其中：1脱硫塔或吸收塔；2吸收塔搅拌器；3填料层；4除雾器；5结晶循环泵；6外置氧化箱；7洗涤循环泵；8填料循环泵；9液体收集器；10液体分布器；11氧化空气分布管网。 

如图1所示，本实用新型的外置强效氧化氨法脱硫装置，包括脱硫塔或吸收塔1，脱硫塔或吸收塔1从下向上依次为：结晶段1.1、颗粒物洗涤吸收段1.2、脱硫洗氨段1.3、除雾段1.4四段。来自锅炉除尘器的脱前烟气从脱硫塔1下段的结晶段1.1进入，然后向上依次逆流通过颗粒物洗涤吸收段1.2、脱硫洗氨段1.3、除雾段1.4，经过颗粒物洗涤、氨洗涤、去除雾滴后脱除烟气中的烟尘、二氧化硫和部分氮氧化物，并离开脱硫塔1形成净烟气从顶部排放。 

1）结晶段1.1：结晶段1.1底部与底部浆池对应处设置结晶循环泵5，结晶循环泵5连通结晶段1.1范围内的底部浆池和脱前烟气进口上方的结晶段分布器，通过结晶段分布器对结晶段1.1进行空塔喷淋，喷淋液为过饱和硫酸铵浆；过饱和硫酸铵浆的固体悬浮物的含量为3～15%；吸收塔搅拌器2设置在结晶段底部底部浆池内，对塔底浆液进行搅拌，加快氧化反应并防止硫酸铵结晶在塔底沉积；同时，底部浆池不断输入亚硫酸铵氧化需要的氧化空气；底部浆池下方设置产品浆液出口。该段充分利用了脱前烟气热量，使脱硫副产物硫酸铵不断结晶长大，同时大量的烟尘在该段被洗涤而从烟气中脱除。脱硫塔1底部输出产品浆液为固体悬浮物的含量为3～15%的结晶段浆液，去后续硫酸铵脱水后处理系统。 

2）颗粒物洗涤吸收段1.2：该段位于脱硫塔结晶段上方，同样在上部设置颗粒物洗涤吸收段分布器，利用颗粒物洗涤吸收段分布器采用空塔喷淋，与结晶段1.1不同的是喷淋液采用不饱和硫酸铵溶液，该硫酸铵溶液的溶度为10～25%，该段的主要作用是洗涤结晶过程生成的硫酸铵固体颗粒，进一步脱除烟尘，这就保证了后续填料层3不被烟尘及结晶物堵塞，使装置能够长周期运行；同时在此过程中烟气中的部分二氧化硫与喷淋液中的氨反应生成亚硫酸铵而被脱除；结晶段分布器上方、颗粒物洗涤吸收段1.2下部设置有与脱硫洗氨段1.3共用的液体收集器9，颗粒物洗涤吸收段1.2、脱硫洗氨段1.3的亚硫酸铵、硫酸铵混合溶液由液体收集器9收集后利用高位差自流进入外置氧化箱6。洗涤循环泵7将外置氧化箱6与颗粒物洗涤吸收段分布器连通，使得外置氧化箱6生产的不饱和硫酸铵溶液不断的进入颗粒物洗涤吸收段1.2进行空塔喷淋。 

3）脱硫洗氨段1.3：位于颗粒物洗涤吸收段分布器上方，采用一段或几段填料层3，填料层3的上方设置液体分布器10；填料层3的材料为塑料，填料层3主要作用是脱除二氧化硫，烟气中的部分二氧化硫与喷淋液中的氨反应生成亚硫酸铵而被脱除；同时还具有脱除残余硫酸铵粉尘颗粒物的作用。填料循环泵8将外置氧化箱6与液体分布器10连通。该段循环液为来自外置氧化箱6的溶度为10～25%不饱和硫酸铵溶液，采用含氨 的稀硫酸铵溶液使脱硫段具有极高的脱硫效率。 

4）除雾段1.4：位于液体分布器10上方，采用一层或几层折板式除雾器4。为进一步增加除雾效果，也可在折板式除雾器4下方加挂分布管或/和在上方增设丝网除雾器，丝网除雾器厚度为100～300mm，丝网材料为塑料。 

经过上述4段处理的洁净烟气，在脱硫塔顶排放。 

5）外置氧化箱6：在脱硫塔1外设置有外置氧化箱6，脱硫洗氨段1.3及颗粒物洗涤吸收段1.2生成的亚硫酸铵、硫酸铵混合溶液经液体收集器9收集后自流进入外置氧化箱6，该硫酸铵溶液的溶度为10～25%；在外置氧化箱6中设有氧化空气分布管网11，氧化空气分布管网11与外部氧化空气进口连通；通过氧化空气分布管网11将氧化空气均匀分布到浆液中，将该浆液中的亚硫酸氨氧化为硫酸铵；同时在外置氧化箱6中通入氨水或氨气控制浆液的PH值。由于采用了很低的硫酸铵浓度（10～25%）和良好的空气分布管网11，氧化效率很高，是常规氧化的2～3倍，成功解决了氨法脱硫氧化困难的问题。洗涤循环泵7连通外置氧化箱6和脱硫塔1的颗粒物洗涤吸收段1.2，将外置氧化箱6中含氨的不饱和硫酸铵溶液返回送入到颗粒物洗涤吸收段1.2对烟气进行处理；填料循环泵8连通外置氧化箱6和脱硫塔1，将外置氧化箱6中含氨的循环液返回送入到脱硫洗氨段1.3。 

本实用新型还包括与与外置氧化箱6对应的氧化空气风机等。为进一步增加氧化效果，还可在外置氧化箱6内选配增设脉冲放电氧化装置。 

Claims (7)

1.一种外置强效氧化氨法脱硫装置，包括一个脱硫塔，脱硫塔底部设置烟气进口，顶部为净烟气出口；脱硫塔从下向上依次为：结晶段、颗粒物洗涤吸收段、脱硫洗氨段、除雾段；其特征在于：颗粒物洗涤吸收段下部设置与脱硫洗氨段共用的液体收集器，液体收集器与脱硫塔外设置的外置氧化箱连通；外置氧化箱内沿箱体横截面设置氧化空气分布管网，氧化空气分布管网与外部氧化空气进口连通；外置氧化箱还与外部氨水或氨气进口连通；氧化空气分布管网下方的外置氧化箱底部，分别设置两条通路，一路经洗涤循环泵与颗粒物洗涤吸收段的液体分布器连通，另一路经填料循环泵与脱硫洗氨段的液体分布器连通。 

2.根据权利要求1所述的外置强效氧化氨法脱硫装置，其特征在于：在外置氧化箱内配增设脉冲放电氧化装置。 

3.根据权利要求1或2所述的外置强效氧化氨法脱硫装置，其特征在于：液体收集器上方即为颗粒物洗涤吸收段液体分布器；脱硫洗氨段的液体分布器下方间隔设置一段或几段填料层，填料层下方间隔设置颗粒物洗涤吸收段液体分布器。 

4.根据权利要求3所述的外置强效氧化氨法脱硫装置，其特征在于：所述填料层为塑料。 

5.根据权利要求1或2或4所述的外置强效氧化氨法脱硫装置，其特征在于：结晶段底部与底部浆池对应处设置结晶循环泵，结晶循环泵连通结晶段范围内的底部浆池和烟气进口上方的结晶段分布器；吸收塔搅拌器设置在结晶段底部底部浆池内；底部浆池处还设置氧化空气进口和产品浆液出口。 

6.根据权利要求5所述的外置强效氧化氨法脱硫装置，其特征在于：除雾段位于脱硫洗氨段的液体分布器上方，采用一层或几层折板式除雾器。 

7.根据权利要求1或2或4或6所述的外置强效氧化氨法脱硫装置，其特征在于：在折板式除雾器下方加挂分布管或/和在上方增设丝网除雾器，丝网除雾器厚度为100～300mm，丝网材料为塑料。 

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