CN206701054U - 一种两步传质湿法脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种两步传质湿法脱硫装置，包括湿法脱硫塔、烟道和烟气入口，所述湿法脱硫塔上部安装粗喷淋层，所述粗喷淋层上方设置除雾器，所述湿法脱硫塔顶部连接烟气出口，所述湿法脱硫塔底部设置产物溶液池，其特征在于，所述烟道设置在粗喷淋层以下、产物溶液池液面以上的湿法脱硫塔中部，所述烟道内部安装细喷淋层。本实用新型的脱硫装置采取两步传质，极大提高了脱硫效率，并且能降低运行成本。

Description

一种两步传质湿法脱硫装置

技术领域

本实用新型涉及燃煤烟气湿法脱硫技术领域，尤其涉及一种两步传质湿法脱硫装置。

背景技术

目前普遍使用的燃煤烟气脱硫工艺以石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺(简称石膏法)为主(占约95％左右)，其次是氨法烟气脱硫工艺(简称氨法)。无论是石膏法还是氨法，在脱硫效率上都存在瓶颈，为了提高脱硫效率，传统的技术措施有：提高吸收塔的高度、增加喷淋层数量、降低喷淋层的喷雾粒径、提高液气比、提高钙硫比(氨硫比)、设置均气增效装置等。

其中，提高吸收塔的高度、增加喷淋层数量、提高液气比，会导致运行成本大幅增加；提高钙硫比会导致副产品石膏中石灰石含量过高，或者净烟气、废水中残余的氨过多；降低喷淋层的喷雾粒径受四方面条件的限制：液泛气速(粒径过低导致液滴克服重力，随烟气飘走)、除雾器的除雾能力、液滴的互相碰撞与合并抵消降低喷雾粒径的努力、石膏结晶的粒径(喷雾粒径不能比石膏结晶粒径更小)。

由于以上经济条件、技术条件的限制，为了实现二氧化硫的超低排放，人们转而寻求依靠设置均气增效装置来提高脱硫效率，比如孔板、托盘、旋汇耦合装置等，牺牲一部分气相阻力，换取脱硫效率的提高。

通过采取以上技术措施或者它们的组合，只能将脱硫塔出口烟气中的二氧化硫浓度降低到数毫克每标准立方米，脱硫效率还有待提高。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种两步传质湿法脱硫装置，包括湿法脱硫塔、烟道和烟气入口，所述湿法脱硫塔上部安装粗喷淋层，所述粗喷淋层上方设置除雾器，所述湿法脱硫塔顶部连接烟气出口，所述湿法脱硫塔底部设置产物溶液池，其特征在于，所述烟道设置在粗喷淋层以下、产物溶液池液面以上的湿法脱硫塔中部，所述烟道内部安装细喷淋层。

进一步地，所述粗喷淋层喷射的雾滴粒径大于液泛气速所要求的临界粒径1.5毫米。

进一步地，所述细喷淋层包括n个喷射装置，n≥1。

进一步地，所述喷射装置为单流体雾化喷嘴/枪或双流体雾化喷枪/嘴。

进一步地，所述喷射装置的喷射方向与烟气流动方向相同、相反或者呈一定夹角。

进一步地，所述细喷淋层喷射的雾滴粒径小于液泛气速所要求的临界粒径1.5毫米。

进一步地，所述除雾器为平板式除雾器或屋脊式除雾器或管束式除雾器。

进一步地，所述湿法脱硫塔内安装旋汇耦合装置。

进一步地，所述旋汇耦合装置安装在湿法脱硫塔与烟道的交界面上沿以上、粗喷淋层以下位置。

本实用新型一种两步传质湿法脱硫装置的有益效果为：采取两步传质，极大提高了传质效率、脱硫效率，并且能降低运行成本。

附图说明

图1为实施例1中本实用新型一种两步传质湿法脱硫装置的结构示意图；

图2为本实用新型装置安装旋汇耦合装置的结构示意图。

图中：1-湿法脱硫塔、2-烟道、3-循环泵、4-粗喷淋层、5-细喷淋层、6-除雾器、7-气膜传质区、8-液膜传质区、9-产物溶液池、10-烟气入口、11-烟气出口、12-吸收液进口、13-旋汇耦合装置、14-喷射装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型一种两步传质湿法脱硫装置的具体实施方式进行详细说明，该实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

两步传质技术将传统湿法脱硫中同时进行的气膜传质、液膜传质过程拆分为两个独立进行的工艺步骤。利用非常小的液滴直径、非常大的液体比表面积来大幅度提高气膜传质过程的效率。利用较大的液滴直径完成对小液滴的包裹、回收，避免小液滴跟随烟气逃逸到大气中，同时完成液膜传质过程。

实施例1

如图1所示，一种两步传质湿法脱硫装置，包括湿法脱硫塔1，湿法脱硫塔1底部设置产物溶液池9，上部安装粗喷淋层4，粗喷淋层4喷射的雾滴粒径大于液泛气速所要求的临界粒径1.5毫米，粗喷淋层4上方设置除雾器6，除雾器6为平板式除雾器或屋脊式除雾器或管束式除雾器，湿法脱硫塔1顶部连接烟气出口11；湿法脱硫塔1中部连接烟道2，烟道2位于粗喷淋层4以下、产物溶液池9液面以上，烟道2的中轴线与脱硫塔1的中轴线之间的夹角小于等于90°，烟道2内部安装细喷淋层5，细喷淋层5包括n个喷射装置，n≥1，本实施例中，n＝3，细喷淋层5可以沿烟气流动方向喷射、迎烟气流动防喷射或者与烟气流方向呈一定夹角喷射，细喷淋层5由单流体雾化喷嘴/枪组成或由双流体雾化喷枪/嘴组成，细喷淋层5喷射的雾滴粒径小于液泛气速所要求的临界粒径1.5毫米，本实施例中，细喷淋层5喷射的水雾的液滴粒径小于100微米，具有非常大的传质单元数，从而能在极短的时间内吸收烟气中的二氧化硫。烟道2分别与烟气入口10、吸收液进口12相连，湿法脱硫塔1外部设置循环泵3，循环泵3的入口与产物溶液池9相连，出口与粗喷淋层4相连。

液泛气速就是能造成液泛的气速大小。在逆流接触的气-液反应器或传质分离设备中，气体从下往上流动。当气体的流速增大至某一数值，液体被气体阻拦不能向下流动，愈积愈多，最后从塔顶溢出，称为液泛。

本实用新型的工作过程是，来自锅炉的烟气从烟气入口10进入烟道2，吸收液从吸收液入口12进入烟道2，经由细喷淋层5喷射成水雾，水雾被喷射到烟道2内部，与流经烟道2的烟气混合，细喷淋层5喷射的水雾的液滴粒径小于100微米，具有非常大的传质单元数，从而能在烟气经由烟道2进入湿法脱硫塔1的极短的时间内吸收烟气中的二氧化硫，此区域为气膜传质区7，同时，由于液滴粒径足够小，烟气对它的曳力足以抵消重力，液滴能够不下落、聚集，而是均匀分布在烟气中，随烟气的流动而流动；烟气穿越气膜传质区7，烟气中的二氧化硫被细水雾吸收而离开气相，循环泵3从产物溶液池9中抽取溶液或浆液，加压后输送至粗喷淋层4，经由粗喷淋层4喷射成水雾，粗喷淋层喷射的水雾的液滴粒径大于1.5毫米，烟气对它的曳力不足以抵消重力，因此液滴在重力作用下降落，落入产物溶液池9，气膜传质区7对烟气中二氧化硫的吸收效率为80-100％。

从烟道2、气膜传质区7进入的烟气与细水雾的混合物进入湿法脱硫塔1，与从上往下降落的大颗粒液滴相遇，细水雾碰撞到大液滴，从而被大液滴吸收，细水雾与大液滴合为一体，在重力的作用下降落。在液膜传质区8同时完成液膜传质过程，烟气在湿法脱硫塔1内从下向上流动，穿过液膜传质区8，烟气中的细雾滴被粗喷淋层4喷射的大液滴所吸收而离开烟气，液膜传质区8对经由气膜传质区7所吸收的二氧化硫的转化效率为90-100％。

在粗喷淋层4喷射过程中以及液滴与烟气逆向流动的过程中形成的一部分粒径较小的液滴，会跟随烟气向上运动，穿越粗喷淋层4，抵达除雾器6，除雾器6把这一部分液滴从烟气中除去，烟气穿越除雾器6之后，其中的二氧化硫、细水雾、液滴都得到了脱除，从烟气入口11排入大气。

本实用新型中使用的吸收液为清水、氨水、氢氧化钙溶液、氢氧化钠溶液中的一种或几种，或其他碱性溶液，由具体实施的技术人员根据工艺需要进行选取。

实施例2

如图2，本实用新型的湿法脱硫塔内还可以安装旋汇耦合装置13，所述旋汇耦合装置安装在湿法脱硫塔1内、湿法脱硫塔1与烟道2的交界面上沿以上、粗喷淋层4以下。旋汇耦合装置13具有脱硫作用，安装旋汇耦合装置13之后，能进一步提高本实用新型的脱硫效率。

本实用新型的湿法脱硫塔内还可以安装孔板或托盘。孔板或托盘，与旋汇耦合装置的安装位置和使用方法相同。

与现有技术相比，使用本实用新型的脱硫装置可将湿法脱硫塔出口烟气中的二氧化硫浓度从数毫克每标准立方米进一步降低到数微克每标准立方米，极大地提高了脱硫效率。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种两步传质湿法脱硫装置，包括湿法脱硫塔(1)、烟道(2)和烟气入口(10)，所述湿法脱硫塔(1)上部安装粗喷淋层(4)，所述粗喷淋层(4)上方设置除雾器(6)，所述湿法脱硫塔(1)顶部连接烟气出口(11)，所述湿法脱硫塔(1)底部设置产物溶液池(9)，其特征在于，所述烟道(2)设置在粗喷淋层(4)以下、产物溶液池(9)液面以上的湿法脱硫塔(1)中部，所述烟道(2)内部安装细喷淋层(5)。

2.根据权利要求1所述的两步传质湿法脱硫装置，其特征在于，所述粗喷淋层(4)喷射的雾滴粒径大于液泛气速所要求的临界粒径1.5毫米。

3.根据权利要求1所述的两步传质湿法脱硫装置，其特征在于，所述细喷淋层(5)包括n个喷射装置(14)，n≥1。

4.根据权利要求3所述的两步传质湿法脱硫装置，其特征在于，所述喷射装置(14)为单流体雾化喷嘴/枪或双流体雾化喷枪/嘴。

5.根据权利要求3或4所述的两步传质湿法脱硫装置，其特征在于，所述喷射装置(14)的喷射方向与烟气流动方向相同、相反或者呈一定夹角。

6.根据权利要求1或3所述的两步传质湿法脱硫装置，其特征在于，所述细喷淋层(5)喷射的雾滴粒径小于液泛气速所要求的临界粒径1.5毫米。

7.根据权利要求1所述的两步传质湿法脱硫装置，其特征在于，所述除雾器(6)为平板式除雾器或屋脊式除雾器或管束式除雾器。

8.根据权利要求1所述的两步传质湿法脱硫装置，其特征在于，所述湿法脱硫塔(1)内安装旋汇耦合装置(13)。

9.根据权利要求8所述的两步传质湿法脱硫装置，其特征在于，所述旋汇耦合装置(13)安装在湿法脱硫塔(1)与烟道(2)的交界面上沿以上、粗喷淋层(4)以下位置。