CN206621986U - 一种脱硫吸收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种脱硫吸收装置，该装置包括急冷段和吸收塔；所述吸收塔从下到上依次包括第一吸收段、第二吸收段和多级水洗段，每段内分别设有填料，各段之间通过集液器隔开，第一吸收段和第二吸收段上方设有用于喷淋吸收液的液体分布器，多级水洗段中每级水洗段上方分别设有用于喷淋水的液体分布器；急冷管的出口与第一吸收段的入口相连。采用本实用新型的脱硫吸收装置吸收处理含SO₂废气，操作简单，吸收能力强，生产的钠盐溶解度大，可避免设备结垢和淤塞，且经过多级吸收、洗涤及除雾后，排放废气中几乎不含无机物质，不会造成雾霾天气。

Description

一种脱硫吸收装置

技术领域

本实用新型涉及一种废气处理装置，特别是一种脱硫吸收装置。

背景技术

现代化脱硫装置的设计应具有低能耗、低压降、高流速、高SO₂去除率、低的设备/系统维护率、高液滴分离率和低成本的性质。其中低能耗的实现要求废气具有低液气比，低压降与脱硫塔内部的优化设计有关，实现高流速需要投资和运行费用的优化，高SO₂去除率和低的设备/系统维护率要求对脱硫装置内化学反应行为进行优化，高液滴分离率可避免气相带液引起设备腐蚀或带入大气。目前常见的脱硫装置包括喷淋空塔、液体分布环型塔(简称ALRD塔)、带托盘的喷淋塔(简称托盘塔)、动力波脱硫塔和填料塔等。

喷淋空塔：塔体可制成圆形，也可制成方形，烟气从塔中下部进入，与从塔上部喷下的浆液逆流接触，塔上部设有2～6层喷淋层，每层喷淋层设有若干喷嘴，使喷嘴喷出的雾冠在1mm范围内能完全覆盖塔断面。每层喷淋层对应一台循环泵，根据所需的脱硫效率、烟气含硫量、调节泵的运行参数，在满足环保要求的条件下，达到降低运行费用的目的。

ALRD脱硫塔：MET公司在空塔中加装专利产品液体再分布装置(ALRD)，把塔壁上的液膜收集起来，重新破碎成液滴，分配到烟气中。

托盘塔：在逆流喷淋的基础上增设了一块或多块穿流孔板托盘。

双循环脱硫塔：将脱硫塔一分为二，分为上下两层，烟气先经过下层溶液洗涤，再经碗形分隔装置进入上层喷淋区，吸收溶液循环使用。

动力波脱硫塔：采用泡沫区吸收技术，把吸收液以烟气流相反的方向喷入，使吸收液与烟气保持动平衡，形成泡沫区。烟气的冲力使吸收液四散飞溅，吸收液与烟气达到动平衡处形成稳定的泡沫层。逆喷塔由两个主要部分构成：逆喷头及气液分离槽。

填料塔：填料是填料塔内气液传质、传热的基础元件，气液在填料内更有效的接触，充分发挥填料塔的优势。一般将填料分为散装填料和规整填料两种基本类型，其中规整填料具有低压降、高效率的优点。填料塔内件主要包括液体再分布器、液体收集盘和除沫器。填料塔具有操作稳定、可靠性高、通量大、效率高等优点。

随着世界各国保护大气环境的标准日益严格，对硫磺回收装置的硫回收率要求愈来愈高。中石化积极实施绿色低碳发展战略，把降低硫磺回收装置废气中的二氧化硫排放浓度作为炼油板块争创世界一流企业的重要指标之一。《石油炼制工业污染物排放标准》(GB 31570-2015)规定：现有企业自2017年7月1日起及新建企业自2015年7月1日起执行硫磺回收装置二氧化硫排放浓度小于400mg/Nm³(特定地区小于100mg/Nm³)。因此，需要开发新的脱硫装置，进一步提高脱硫效率。

实用新型内容

实用新型的目的：本实用新型的目的是提供一种脱硫吸收装置，该装置通过钠碱吸收废气中的二氧化硫，该装置操作简单，吸收能力强，生产的钠盐溶解度大，可避免设备结垢和淤塞等，在较低的循环液下就可得到较高的脱硫率。

技术方案：本实用新型所述的脱硫吸收装置，包括急冷管和吸收塔；急冷管的出口与吸收塔下部相连；所述吸收塔从下到上依次包括第一吸收段、第二吸收段和多级水洗段，每段内分别设有填料，各段之间通过集液器隔开，第一吸收段和第二吸收段上方设有用于喷淋吸收液的液体分布器，多级水洗段中每级水洗段上方分别设有用于喷淋水的液体分布器。

急冷管设有使废气与吸收液接触的喷淋层，根据废气压力大小选择喷淋层喷淋吸收液的方向：当废气压力较大时，为了提高降温效率，在急冷管中设置使废气与吸收液逆流接触的喷淋层；当废气压力较小时，为了减小废气的压降损失，在急冷管中设置使废气与吸收液顺流接触的喷淋层。

吸收塔塔釜设有吸收液，急冷管和第一吸收段分别通过循环泵和循环管道与塔釜相连；为了降低塔釜排出的吸收液中亚硫酸钠含量，满足COD排放标准，在塔釜设有空气分布管。

吸收塔在多级水洗段上方设有除沫器，为了提高气液分离效率，使除沫器为丝网除沫器。

为了方便吸收塔各段中与废气接触后的液体被充分回收，使用升气管式集液盘作为集液器，此时，集液器由集液盘、升气管和集液槽构成。

由于规整填料规整排列，使流动阻力减小，且比表面积大，传质效率大大提高，因此，多级水洗段中每级水洗段内的填料均为规整填料。

为了使吸收塔各段中液体均匀分布，提高液体对废气的吸收效率，使液体分布器为槽式液体分布器。

为了便于安装、检修，在吸收塔在每段内分别设置人孔。

本实用新型的工作原理是：废气从急冷管的废气入口进入急冷管，循环泵将吸收塔塔釜的吸收液输送至急冷管上部的喷淋层，喷淋层顺着废气流动的方向将吸收液喷出，吸收液与废气顺流接触，对高温废气进行绝热饱和降温，并吸收废气中部分二氧化硫，与废气接触后的吸收液重新回到吸收塔塔釜。经急冷管换热的废气从急冷管废气出口流出，进入吸收塔下部，废气在吸收塔内上升进入第一吸收段，第一吸收段上部的液体分布器喷淋吸收液，吸收液在填料中与废气逆流接触，废气中部分SO₂被除去；经第一吸收段处理的废气在吸收塔内继续上升，进入第二吸收段，第二吸收段上部的液体分布器喷淋吸收液，吸收液在填料中与废气逆流接触，废气中剩余的SO₂大部分被除去；经第二吸收段处理的废气在吸收塔内继续上升，进入多级水洗段，液体分布器喷淋水与废气逆流接触，促进钠盐溶液的水洗，减少废气中钠盐的夹带。经过水洗段处理的废气在吸收塔内继续上升，经过丝网除沫器除去废气中的液滴，经烟气出口排到大气。

有益效果：采用本实用新型的脱硫吸收塔吸收处理含SO₂废气，通过急冷段、第一吸收段和第二吸收段分段将废气中的SO₂全部除去，再经三级水洗除盐，使最终二氧化硫排放浓度小于50mg/Nm³，可满足现阶段最严格的排放要求，且操作简单、吸收能力强，生产的钠盐溶解度大，可避免设备结垢和淤塞，且经过多级吸收、洗涤及除雾后，排放废气中几乎不含无机物质，不会造成雾霾天气。

附图说明

图1为脱硫吸收装置结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，吸收装置包括急冷段和吸收塔。

急冷段为急冷管1，其沿竖直方向设置，其中设有喷淋层2。急冷管1上端设有废气入口，下端设有废气出口，急冷管1的废气出口与吸收塔下部相连。吸收塔从下到上依次包括塔釜、第一吸收段3、第二吸收段4、一级水洗段5、二级水洗段6、三级水洗段7、丝网除沫器8和烟气出口9。塔釜设有吸收液、吸收液出口10和空气分布管11，空气分布管11上设有氧化空气入口12。急冷管中的喷淋层2通过循环泵和循环管道(图1中未示出)与塔釜相连。

第一吸收段3内设有规整填料，其上部设有设有槽式液体分布器13，第一吸收液入口14与槽式液体分布器13相连，第一吸收段3与塔釜通过循环泵和循环管道(图1中未示出)与塔釜相连。

第二吸收段4内设有规整填料，其上部设有设有槽式液体分布器13，第二吸收液入口15与槽式液体分布器13相连，第二吸收液出口16与第二吸收段4和第一吸收段3之间的升气管式集液盘17相连。第二吸收段4通过循环泵(图1中未示出)进行液体循环。

第一吸收段和第二吸收段分别设有人孔18，供安装、检维修使用。第一吸收段3和第二吸收段4之间通过升气管式集液盘17隔开。

一级水洗段5、二级水洗段6和三级水洗段7内分别设有规整填料，各级水洗段上部分别设有槽式液体分布器13，各级水洗段之间通过升气管式集液盘17隔开。一级水洗段5中，一级循环水入口19与槽式液体分布器13相连，一级循环水出口20与一级水洗段5和第二吸收段4之间的升气管式集液盘17相连；二级水洗段6中，二级循环水入口21与槽式液体分布器13相连，二级循环水出口22与二级水洗段6和一级水洗段5之间的升气管式集液盘17相连；三级水洗段7中，三级循环水入口23与槽式液体分布器13相连，三级循环水出口24与三级水洗段7和二级水洗段6之间的升气管式集液盘17相连。各级水洗段分别设有人孔18，供安装、检维修使用。

丝网除沫器8上端设有工艺水入口26和气体入口27。

处理废气时，使废气25从急冷管的废气入口进入急冷管1，急冷循环泵(图中未示出)将吸收塔塔釜的吸收液输送至急冷管1上部的喷淋层2，喷淋层2顺着废气流动的方向将吸收液喷出，使吸收液与废气顺流接触，对高温废气进行绝热饱和降温，并吸收废气中部分二氧化硫，与废气接触后的吸收液重新回到吸收塔塔釜循环。

经急冷管1换热的废气从急冷管1的废气出口流出，进入吸收塔下部，废气在吸收塔内上升进入第一吸收段3，吸收液从第一吸收液入口14进入第二吸收段4上部的槽式液体分布器13，槽式液体分布器13喷淋吸收液，吸收液在填料中与废气逆流接触，废气中部分SO₂被吸收液吸收从而被从废气中除去；第一吸收段中与废气接触后的吸收液重新回到吸收塔塔釜循环。

经第一吸收段3处理的废气在吸收塔内继续上升，进入第二吸收段4，吸收液从第二吸收液入口15进入第二吸收段4上部的槽式液体分布器13，槽式液体分布器13喷淋吸收液，吸收液在填料中与废气逆流接触，废气中剩余的SO₂被吸收液吸收从而被从废气中全部除去；吸收液从第二吸收液出口16流出第二吸收段，通过循环泵和循环管道(图1中未示出)循环利用。

经第二吸收段4处理的废气在吸收塔内继续上升，进入一级水洗段5，水从一级循环水入口19进入一级水洗段5上部的槽式液体分布器13，槽式液体分布器13喷淋水，水在填料中与废气逆流接触，除去废气中部分钠盐；溶解有钠盐的水从一级循环水出口20流出一级水洗段，通过循环泵和循环管道(图1中未示出)循环利用。

经一级水洗段5处理的废气在吸收塔内继续上升，进入二级水洗段6，水从二级循环水入口21进入二级水洗段上部的槽式液体分布器13，槽式液体分布器13喷淋水，水在填料中与废气逆流接触，除去废气中钠盐；溶解有钠盐的水从二级循环水出口22流出二级水洗段6，通过循环泵和循环管道(图1中未示出)循环利用。

经二级水洗段6处理的废气在吸收塔内继续上升，进入三级水洗段7，水从三级循环水入口23进入三级水洗段上部的槽式液体分布器13，槽式液体分布器13喷淋水，水在填料中与废气逆流接触，除去废气中全部钠盐；溶解有钠盐的水从三级循环水出口24流出三级水洗段7，通过循环泵和循环管道(图1中未示出)循环利用。以上提到的吸收液为可吸收二氧化硫的碱性溶液，如1～30％的NaOH溶液。

经过水洗段，液体分布器喷淋水与废气逆流接触，促进钠盐溶液的水洗，减少废气中钠盐的夹带。经过三级水洗段处理的废气在吸收塔内继续上升，经过丝网除沫器8除去废气中的液滴，经烟气出口9排到大气。

本实施方案中，吸收塔的各段使用规整填料，规整填料规整排列，使流动阻力减小，比表面积大，传质效率大大提高。第一吸收段3和第二吸收段4中的填料极大促进了吸收液对废气中二氧化硫的吸收，水洗段中的填料促进钠盐溶液的水洗，减少废气中钠盐的夹带。各段之间通过升气管式集液盘17隔开，升气管式集液盘17收集、混合液体效果好，又具有气体再分布功能，可保持液体不泄漏并在盘上有足够的停留时间，使液体所夹带的气泡分离开来，有足够的缓冲体积，便于填料塔的中间出料，还具有承受负荷波动能力强、操作控制容易等优点。各级喷淋液选用槽式液体分布器13，使液体分布能够达到理想的均匀分布效果，且气流通道大、阻力小。在吸收塔塔釜设置空气分布管11，均匀分布空气，以充分均匀氧化吸收液，将部分Na₂SO₃氧化成硫酸钠。吸收塔塔釜的吸收液在与废气接触后，一部分继续参与循环，另一部分流出塔釜作为废液回收，同时，新鲜的碱液，如1～30％的NaOH溶液，补充进入塔釜。在吸收塔的上部设置丝网除沫器8，其压降低，造价低，操作弹性大，捕捉烟气中夹带的雾滴，进一步净化烟气。

将本实用新型的脱硫吸收装置应用于福建12万吨/年硫磺回收装置中，吸收效果较好，吸收洗涤后的废气中二氧化硫浓度如表1所示，仅为30mg/Nm³。

表1

名称	处理前的二氧化硫浓度	二氧化硫排放浓度
			12万吨/年硫磺回收装置	3000mg/Nm3	30mg/Nm3

Claims (10)

1.一种脱硫吸收装置，其特征在于，该装置包括急冷管和吸收塔；急冷管的出口与吸收塔下部相连；所述吸收塔从下到上依次包括第一吸收段、第二吸收段和多级水洗段，每段内分别设有填料，各段之间通过集液器隔开，第一吸收段和第二吸收段上方设有用于喷淋吸收液的液体分布器，多级水洗段中每级水洗段上方分别设有用于喷淋水的液体分布器。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述急冷管设有使废气与吸收液顺流接触或逆流接触的喷淋层。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸收塔塔釜设有吸收液，所述急冷管和所述第一吸收段分别通过循环泵和循环管道与塔釜相连。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述吸收塔塔釜设有空气分布管。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸收塔在多级水洗段上方设有除沫器。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述除沫器为丝网除沫器。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集液器由集液盘、升气管和集液槽构成。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多级水洗段中每级水洗段内的填料均为规整填料。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述液体分布器为槽式液体分布器。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸收塔在每段内分别设有人孔。