CN203916446U - 脱硫脱硝富集烟气冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种脱硫脱硝富集烟气冷却装置，包括喷淋塔，循环冷却塔，所述喷淋塔包括塔体、底板、顶盖，喷淋塔下部设有进气管，烟气自下而上进入喷淋塔，进气管对面设有隔热挡板；塔体上部设有溢流堰，塔顶均匀分布喷嘴，塔底能贮存液体；喷淋塔顶部的排气管与循环冷却塔的进气管连通，所述循环冷却塔包括塔体，塔体底部设有贮槽，冷却塔外部设循环液泵，将冷凝液泵至分酸槽，冷却塔设有三级分酸结构：分酸管、大分酸槽、小分酸槽，塔顶设分酸槽，分酸槽设置V型分酸孔，实现均匀分酸；塔体内径向设有条形格栅。该装置实现了烧结脱硫脱硝富集烟气的降温、除尘和除杂质，最终将富集烟气净化并将温度降低至40℃以下，满足生产硫酸产品的需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种脱硫脱硝富集烟气冷却装置，具体涉及一种烧结烟气活性炭脱硫脱硝富集烟气联合冷却装置，属于制酸净化技术领域。
背景技术
450m2烧结机、660m2烧结机烟气引进日本活性炭吸附脱硫脱硝工艺对烧结机烟气进行脱硫脱硝，活性炭所吸附的气体经解吸塔解析后排出的富集烟气中SO2含量高，SO2体积比大于20%(干)。因此，拟建烧结烟气制酸装置，回收烟气中SO2，生产浓度为98%的成品硫酸。经过脱硫系统解析塔的富集烟气具有气量小（最大3142立方米/小时），温度高（400~450℃），粉尘含量高（2.0 g/Nm3），成份复杂等特点。在这种十分苛刻的烟气条件下，设计制酸生产工艺难度非常大，首先要解决高温气体和高粉尘问题，只有解决了这两个问题，才能生产出合格的硫酸产品。
发明内容
为了克服上述不足，本实用新型提供一种脱硫脱硝富集烟气冷却装置，实现烧结脱硫脱硝富集烟气的降温、除尘和除杂质，最终将富集烟气净化并将温度降低至40℃以下，满足生产硫酸产品的需要。该装置适合脱硫富集烟气小气量，烟气温度高，SO2浓度高，粉尘浓度高，成份复杂等特点的冷却工艺。
本实用新型采用的技术方案是：一种脱硫脱硝富集烟气冷却装置，包括喷淋塔，循环冷却塔，其特征在于：所述喷淋塔包括塔体、底板、顶盖，喷淋塔下部设有进气管，烟气自下而上进入喷淋塔，进气管对面设有隔热挡板；塔体上部设有溢流堰，塔顶均匀分布喷嘴，喷嘴包括工作喷嘴和备用喷嘴，塔底能贮存液体；喷淋塔底部设有循环装置与塔顶部连接；喷淋塔顶部的排气管与循环冷却塔的进气管连通，所述循环冷却塔包括塔体，塔体底部设有贮槽，作为循环槽使用，冷却塔外部设循环液泵，循环液泵经冷却器后将冷凝液泵至冷却塔塔顶的分酸槽，冷却塔设有三级分酸结构：分酸管、大分酸槽、小分酸槽，塔顶设分酸槽，分酸槽设置V型分酸孔，实现均匀分酸；塔体内径向设有条形格栅。
所述冷却塔内的分酸结构采用管式与槽式结合的分酸装置，即从分酸管节流孔到大分酸槽，再到与大分酸槽十字交叉布置的小分酸槽内，最后从小分酸槽两侧的V形口溢流到填料的三级分酸方式。大分酸槽与小分酸槽呈十字交叉设置，小分酸槽两侧设有V形溢流槽。与传统的分酸装置相比，新型分酸装置具有以下特点：
1） 用三级分酸方式，分酸均匀性更易保证。
2） 取消了通常的分酸挂爪，便于安装，且提高了分酸的可靠性。
3） 分酸点数量多，约36点/m2，可保证整个截面布液的均匀性。
4） 由于提高了分酸的均匀性，从而可降低填料高度（填料高度3600mm），
采用较高空塔气速，缩小设备尺寸（塔径、塔高），达到降低设备造价的目的。
5）安装调试方便，分酸效果直观。
所述循环冷却塔的分酸点为36点/m2，，可保证整个截面布液的均匀性。分酸点是为了分酸均匀而设置的分酸孔，分酸孔设置在分酸槽上，为V型。
所述循环冷却塔的填料材质为聚丙烯填料。
所述喷淋塔的塔体上部设有高位槽，在喷淋塔循环泵出现故障时，高位槽内的循环液经高位槽事故喷嘴喷入喷淋塔，对喷淋塔实行紧急冷却，确保喷淋塔在短时间内不被高温烧损。
本方案的实施原理：1、根据实际情况，将脱硫后解析出来的二氧化硫富集气体的冷却分两步进行，第一步通过设计的全新的冷却装置——喷淋塔。烧结机脱硫系统解析后的富集烟气（SRG）温度为400℃～450℃，灰尘含量高达2g/m3，HCl含量高达1.8%，NH3含量高达3.5%，SO2含量20%，经过二氧化硫风机，将富集烟气送入烟气净化工序。富集烟气经过进气管自下部进入喷淋塔，喷淋塔顶部均匀分布三个喷头喷洒冷凝液，在喷淋塔内富集烟气与喷淋循环液进行充分接触，发生化学离子捕集、离子捕集以及气体吸收，并相应进行大量的热量传递，在喷淋塔内完成绝热蒸发的过程，通过绝热蒸发富集烟气温度降至78℃左右。通过喷淋循环冷凝液，在喷淋塔内除去富集烟气中大部分NH3、HCl、HF和约30~40%的粉尘。
2、经喷淋塔降温后的烟气温度仍高达78℃左右，内部仍含有大量的水汽，必须进一步降温，才能降低干燥塔的运行负荷，确保干吸系统水平衡，但是78%的富集烟气中的水蒸汽已经是饱和蒸汽，无法通过二次喷淋降温。因此我们在喷淋塔后面增加一个冷却塔，塔顶设分酸槽，分酸槽设置V型分酸孔，实现均匀分酸；冷却塔内部充满填料（海尔环），填料的材质为聚丙烯，达到增加烟气月循环冷却液的接触面积；外部设循环液泵，将冷凝液泵至分酸槽，分酸槽内的冷凝液通过V型分酸孔，将循环液分散到填料内，在填料表面富集烟气与冷凝液进行传热传质，实现富集烟气二次降温。经过换热后的富集烟气温度降低到45℃以下，温度升高的冷凝液经过板式冷却器与循环冷却水进行热交换，将温度降低到30℃以下，实现循环利用。
本实用新型提供的喷淋塔的结构及技术特点：
（1）结构特点
喷淋塔为空塔式结构，塔体、底板及顶盖皆为耐氟玻璃钢制。独特的进气管解决了高温气体进气管与玻璃钢筒体间在温度变化时不同膨胀量带来的问题，亦起到了阻隔高温气体进气管向玻璃钢塔体导热的作用。同时在高温气体进气管对面的玻璃钢塔体内面设置一块隔热挡板，以防止可能出现的高温气体对玻璃钢塔体的烧蚀。
塔体上部设置溢流堰，在塔内壁形成一层均布液膜，进一步保护玻璃钢塔体，确保设备运行可靠。塔顶设有均匀分布的三个工作喷嘴及事故喷嘴。三个喷嘴的分布形式保证了全塔的喷淋液分布均匀，不存在冷却死角，对塔体的安全运行提供了有效保障。事故喷嘴的设计具有独特匠心之处，它能够满足在循环泵出现故障的情况下，确保喷淋塔塔体安全的作用。塔底部能够贮液，不另设循环槽，为塔、槽一体化形式。
（2）技术特点
该喷淋塔是一种高温气体净化玻璃钢制洗涤器，为烟气净化预处理装置。较之须用特殊合金制作的文丘里洗涤器而言，设备运行可靠、造价低、烟气阻力小。
烟气从塔体下部进入，喷淋洗涤液用工作喷嘴从塔顶喷入，形成“逆流”的高效洗涤形式。
喷淋塔设计能够适应烟气量的变化，烟气入口管材料选择须考虑具有耐冲刷、耐温、耐氢氟酸及耐稀硫酸腐蚀性能。
为防止循环泵因事故停机导致循环洗涤液出现断流，设置高位槽，槽内的贮液进入溢流堰及事故喷嘴，保护玻璃钢制设备及降低烟气温度。
本实用新型提供的冷却塔的结构和技术特点：
（1）结构特点：
冷却塔德设计采用国内技术领先的新型冷却塔，为全耐氟玻璃钢制填料塔。①塔、槽合一结构
填料塔不另设循环槽，而是使塔体下部贮有足够液量，作为循环槽使用，为塔、槽合一结构。取消循环槽，减少了工艺配管及设备占地面积，配置紧凑。另外塔可直接安装在地面基础上，无需土建平台，从而降低了工程费用和泵的运行费用。
②新型、高效分酸装置
采用管式与槽式结合的新型分酸装置，即从分酸管节流孔到大分酸槽，再到与大分酸槽十字交叉布置的小分酸槽内，最后从小分酸槽两侧的V形口溢流到填料的三级分酸方式。与传统的分酸装置相比，新型分酸装置具有：
a)用三级分酸方式，分酸均匀性更易保证。
b)取消了通常的分酸挂爪，便于安装，且提高了分酸的可靠性。
c)分酸点数量多，约36点/m2，可保证整个截面布液的均匀性。
d)由于提高了分酸的均匀性，从而可降低填料高度（填料高度3600mm），采用较高空塔气速，缩小设备尺寸（塔径、塔高），达到降低设备造价的目的。
e)安装调试方便，分酸效果直观。
③条形格栅
与传统设计的径向布置的扇形格栅相比，条形格栅具有结构简单，易制作，便于经人孔安装及拆卸，长度方向尺寸不受限制，开孔可达60%等优点。
④新型填料
设计选用的是一种新型的海尔环填料，材质为聚丙烯，规格为2”，与同规格、材质的其它类型填料相比，具有气、液接触的有效比表面积大、空隙率高、自清洗能力强，不易堵塞等特点。
通过喷淋塔和冷却塔联合应用技术完全达到了我们预想的目的。
本实用新型提供的脱硫脱硝富集烟气冷却装置，技术实施后的效果：烧结烟气活性炭法脱硫脱硝制酸的富集烟气，经过喷淋塔的绝热蒸发后，达到了将温度由400～450℃降低到78—80℃的目的，同时除去40%左右的粉尘以及其它化学成份；经过冷却塔的进一步换热冷却，降温有效降低到40℃以下，同时进一步除去粉尘和其它化学杂质。喷淋塔和冷却塔的联合应用冷却装置，成功解决了富集烟气温度高、粉尘大、成份复杂的难题。
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型装置的示意图。
图2为喷淋塔的结构示意图。
图3为冷却塔的结构示意图。
图中1为喷淋塔塔体，2为底板，3为顶盖，4为进气管，5为隔热挡板，6为冷却塔进气管，7为冷却塔塔体，8为贮槽，9为分酸槽。
具体实施方式
实施例：
如图1、2、3所示，一种脱硫脱硝富集烟气冷却装置，包括喷淋塔，循环冷却塔，其特征在于：所述喷淋塔包括喷淋塔塔体1、底板2、顶盖3，喷淋塔下部设有进气管4，烟气自下而上进入喷淋塔，进气管对面设有隔热挡板5；塔体上部设有溢流堰，塔顶均匀分布喷嘴，喷嘴包括工作喷嘴和备用喷嘴，塔底能贮存液体；喷淋塔底部设有循环装置与塔顶部连接；喷淋塔顶部的排气管与循环冷却塔进气管6连通，所述循环冷却塔包括冷却塔塔体7，塔体底部设有贮槽8，作为循环槽使用，冷却塔外部设循环液泵，循环液泵经冷却器后将冷凝液泵至冷却塔塔顶的分酸槽9，冷却塔设有三级分酸结构：分酸管、大分酸槽、小分酸槽，塔顶设分酸槽，分酸槽设置V型分酸孔，实现均匀分酸；塔体内径向设有条形格栅。
所述冷却塔内的分酸结构采用管式与槽式结合的分酸装置，即从分酸管节流孔到大分酸槽，再到与大分酸槽十字交叉布置的小分酸槽内，最后从小分酸槽两侧的V形口溢流到填料的三级分酸方式。大分酸槽与小分酸槽呈十字交叉设置，小分酸槽两侧设有V形溢流槽。
所述循环冷却塔的分酸点为36点/m2，，可保证整个截面布液的均匀性。分酸点是为了分酸均匀而设置的分酸孔，分酸孔设置在分酸槽上，为V型。
所述循环冷却塔的填料材质为聚丙烯填料。
所述喷淋塔的塔体上部设有高位槽，在喷淋塔循环泵出现故障时，高位槽内的循环液经高位槽事故喷嘴喷入喷淋塔，对喷淋塔实行紧急冷却，确保喷淋塔在短时间内不被高温烧损。
具体的实施方法为：
1、将脱硫后解析出来的二氧化硫富集气体的冷却分两步进行，第一步通过冷却装置——喷淋塔。烧结机脱硫系统解析后的富集烟气（SRG）温度为400℃～450℃，灰尘含量高达2g/m3，HCl含量高达1.8%，NH3含量高达3.5%，SO2含量20%，经过二氧化硫风机，将富集烟气送入烟气净化工序。富集烟气经过进气管自下部进入喷淋塔，喷淋塔顶部均匀分布三个喷头喷洒冷凝液，在喷淋塔内富集烟气与喷淋循环液进行充分接触，发生化学离子捕集、离子捕集以及气体吸收，并相应进行大量的热量传递，在喷淋塔内完成绝热蒸发的过程，通过绝热蒸发富集烟气温度降至78℃左右。通过喷淋循环冷凝液，在喷淋塔内除去富集烟气中大部分NH3、HCl、HF和约30~40%的粉尘。
2、在喷淋塔后面增加一个冷却塔，塔顶设分酸槽，分酸槽设置V型分酸孔，实现均匀分酸；冷却塔内部充满填料（海尔环），填料的材质为聚丙烯，达到增加烟气月循环冷却液的接触面积；外部设循环液泵，将冷凝液泵至分酸槽，分酸槽内的冷凝液通过V型分酸孔，将循环液分散到填料内，在填料表面富集烟气与冷凝液进行传热传质，实现富集烟气二次降温。经过换热后的富集烟气温度降低到45℃以下，温度升高的冷凝液经过板式冷却器与循环冷却水进行热交换，将温度降低到30℃以下，实现循环利用。
烧结烟气活性炭脱硫脱硝富集烟气采用本实用新型的技术于2014年1月10日试用于450 m2烧结脱硫脱硝制酸系统，于2014年2月28日成功应用于660m2烧结脱硫脱硝制酸系。生产出符合国家一等品的硫酸产品（产品指标由山西省化工研究院检验并检验出具证明）。
。
Claims (5)
1. 一种脱硫脱硝富集烟气冷却装置，包括喷淋塔，循环冷却塔，其特征在于：所述喷淋塔包括塔体、底板、顶盖，喷淋塔下部设有进气管，烟气自下而上进入喷淋塔，进气管对面设有隔热挡板；塔体上部设有溢流堰，塔顶均匀分布喷嘴，喷嘴包括工作喷嘴和备用喷嘴，塔底能贮存液体；喷淋塔底部设有循环装置与塔顶部连接；喷淋塔顶部的排气管与循环冷却塔的进气管连通，所述循环冷却塔包括塔体，塔体底部设有贮槽，作为循环槽使用，冷却塔外部设循环液泵，循环液泵经冷却器后将冷凝液泵至冷却塔塔顶的分酸槽，冷却塔设有三级分酸结构：分酸管、大分酸槽、小分酸槽，塔顶设分酸槽，分酸槽设置V型分酸孔，实现均匀分酸；塔体内径向设有条形格栅。
2.根据权利要求1所述的脱硫脱硝富集烟气冷却装置，其特征在于：所述冷却塔内的分酸结构采用管式与槽式结合的分酸装置，即从分酸管节流孔到大分酸槽，再到与大分酸槽十字交叉布置的小分酸槽内，最后从小分酸槽两侧的V形口溢流到填料的三级分酸方式。
3.根据权利要求1所述的脱硫脱硝富集烟气冷却装置，其特征在于：所述循环冷却塔的分酸点为36点/m2。
4.根据权利要求1所述的脱硫脱硝富集烟气冷却装置，其特征在于：所述循环冷却塔的填料为聚丙烯填料。
5.根据权利要求1所述的脱硫脱硝富集烟气冷却装置，其特征在于：所述喷淋塔的塔体上部设有高位槽。
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