CN206837845U - 一种双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统，包括形成串联构型的三级反应器，其中的第一级反应器包括液气射流器，所述液气射流器接收浆液池输出的脱硫浆液，第二级反应器包括液气管道式反应器，第三级反应器包括接收由液气管道式反应器输出的液气混合物的液气喷射搅拌混合器，且通过液气喷射搅拌混合器对浆液池氧化区进行喷射和搅拌。采用本实用新型可以突破传统的浆液曝气单级反应器的限制，取代传统的浆液池空气鼓泡单级反应器技术，延长停留与反应时间，并极大地改善传质反应条件，从而使脱硫浆液的氧化曝气反应效率得以大幅度地提高，并使曝气量也得以相应地降低。
Description
技术领域
本实用新型涉及脱硫浆液氧化处理技术领域，尤其是涉及一种双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统。
背景技术
对于脱硫浆液氧化处理，传统的石灰石-石膏湿法脱硫工艺是目前在我国应用最广泛、技术相对成熟的二氧化硫脱除技术，约占已安装湿法烟气脱硫机组容量的90％，其工艺主要由烟气净化排放系统和脱硫浆液处理系统组成。烟气净化主要是通过循环液的喷淋洗涤实现，流程较为简单；而喷淋洗涤后的浆液的处理，包括吸收剂浆液制备系统、浆液氧化系统、副产物(石膏)处理系统、废水处理系统等，是整个脱硫工艺中最为复杂的部分。其中，浆液氧化是其核心的部分，脱硫浆液氧化效果的好坏直接关系到整套脱硫装置连续稳定运行的可靠性以及经济性。
目前在石灰石-石膏湿法脱硫工艺中，主要的氧化曝气装置有固定式空气喷射器和搅拌器-空气喷枪曝气器。这两种氧化曝气方式，实质上都是空气在浆液池中喷射产生气泡、并与浆液中的亚硫酸根接触反应。其中，固定式空气喷射器是由若干根氧化空气总管及总管上的众多分支管组成，形成氧化空气分散管网并均匀固定在氧化区域底部的断面上。搅拌器-空气喷枪曝气器是气泡-机械曝气装置的一种，可以认为是固定式空气喷射器的升级版，减少了浆液池内密布的管网，代之以机械搅拌的推流剪切来产生气泡及搅拌混合。二者的原理模型都是将浆液池的氧化区域视为一个大型的空气鼓泡型气液反应器。
上述曝气方式，在实际运行过程中存在如下问题：
第一，曝气效率低，曝气量大，且性能衰减快。目前工程上曝气装置的氧化倍率(即氧气与二氧化硫的摩尔比)基本都在1.8～3之间，氧化效率约为15～25％，风机设计送风量通常会按照理论空气量的5倍考虑。因此，导致氧化风机加上备机的配套功率很大，不仅能耗高，而且设备及厂房等的建设投资很大。
第二，无论是池内布管的固定式空气喷射，还是搅拌器-空气喷枪喷射，浆液池内因机械装置的运行可靠性差、管道干湿界面结垢、堵塞、损坏等导致故障频繁，大大影响了装置的连续稳定可靠运行。
第三，曝气反应效率低下还导致浆液池的设计容积很大，液位高度也不能过低，因此，增大了项目投资建设成本，也影响了相关动力设备的经济性选型设计。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统，提高脱硫浆液的氧化曝气反应效率，降低曝气量。
本实用新型要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统，包括形成串联构型的三级反应器，其中的第一级反应器包括液气射流器，所述液气射流器接收浆液池输出的脱硫浆液，第二级反应器包括液气管道式反应器，第三级反应器包括接收由液气管道式反应器输出的液气混合物的液气喷射搅拌混合器，且通过液气喷射搅拌混合器对浆液池氧化区进行喷射和搅拌。
优选地，还包括循环泵，所述的循环泵接收浆液池输出的浆液并通过循环泵加压后输出至液气射流器。
优选地，还包括水力喷射搅拌混合器，所述水力喷射搅拌混合器与循环泵相通，且通过水力喷射搅拌混合器对浆液池中和区进行喷射和搅拌。
优选地，还包括风机，所述的风机与液气射流器相通。
优选地，所述的第一级反应器与第二级反应器串联成为一个反应器组合，所述的反应器组合是单套设置。
优选地，所述的第一级反应器与第二级反应器串联成为一个反应器组合，所述的反应器组合是多套且以并联方式设置。
优选地，所述的第一级反应器是兼具微气泡发生器和液气接触反应器功能的液气射流器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过形成串联构型的三级反应器来进行脱硫浆液的氧化处理，突破了传统的浆液曝气单级反应器的限制，取代了传统的浆液池空气鼓泡单级反应器技术，通过充分利用前级的液气射流器的高背压优势，并通过引入液气管道式反应器，从而充分延长了停留与反应时间，并极大地改善了传质反应条件，因此，使得脱硫浆液的氧化曝气反应效率得以大幅度地提高，并由此降低了曝气量。
附图说明
图1为双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统的构造原理图(工艺图)。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示的双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统，包括循环泵、风机、水力喷射搅拌混合器和形成串联构型的三级反应器，其中，所述的三级反应器中，第一级反应器包括液气射流器，所述液气射流器接收浆液池输出的脱硫浆液；优选地，所述的第一级反应器采用兼具微气泡发生器和液气接触反应器功能的液气射流器。所述的循环泵接收浆液池输出的浆液并通过循环泵加压后输出至液气射流器。所述的风机与液气射流器相通。所述的水力喷射搅拌混合器与循环泵相通，且通过水力喷射搅拌混合器对浆液池中和区进行喷射和搅拌。第二级反应器包括液气管道式反应器，第三级反应器包括接收由液气管道式反应器输出的液气混合物的液气喷射搅拌混合器，且通过液气喷射搅拌混合器对浆液池氧化区进行喷射和搅拌。通常，所述的第一级反应器与第二级反应器串联成为一个反应器组合，所述的反应器组合可以是单套设置，也可以是多套且以并联方式设置。
采用上述的双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统进行脱硫浆液的氧化处理时，其具体工艺是：
首先，浆液池中的浆液通过循环泵加压后，经过动力管道进入液气射流器中喷射。该液气射流器作为第一级反应器，其曝气气源可以多样化，可以是加压的气源，例如，可以通过风机对大气加压后对液气射流器充气；也可以是常压的气源，还可以是负压的气源，例如，可以通过负压抽吸大气/氧气。所述的气源是空气，或者是其它任何合适的含氧气体。而进入第一级反应器的动力浆液，既可以是来自于独立的浆液循环泵，也可以是利用浆液池主喷淋循环泵的富余能力而形成。通过氧气与喷射的液体在液气射流器中发生强烈的湍流接触混合，浆液的氧化反应开始，该液气射流器即为第一级反应器。
然后，液气射流器中的液气混合物，在经过其扩散段后将动能转化为压力能，因此，液气混合物具备了克服下游各反应器阻力损失的能量，使得离开液气射流器的液气混合物可以顺利地进入到液气管道式反应器中，以继续进行有压力下的氧化反应。
最后，由液气管道式反应器输出的液气混合物通过液气喷射搅拌混合器又以较高的流速在浆液池氧化区进行喷射和搅拌，因此，在该浆液池氧化区就形成为第三级的反应器，并且，由于采用了液气喷射搅拌混合方式，可以将气泡均匀地分散在氧化区，从而提高了反应效率。
在浆液池中和区，为了实现浆液池中和区里的石膏处于悬浮状态而不致于沉淀，通过设置纯水力的水力喷射搅拌混合器，依靠高速的水力喷射以及恰当的喷射器布置，可以容易地实现固体物的悬浮。采用这种水力喷射搅拌混合器来取代机械搅拌装置和空气喷射搅拌装置，既可实现单相的液体水力喷射搅拌功能，又可以实现液气双相流的水力喷射扩散混合过程，不仅搅拌效率高、能耗低，而且，由于无任何机械运动部件，无密封泄漏等故障问题，从而使得维护、检修工作量大幅减少，大大提高了系统连续稳定运行的可靠性。
本实用新型通过引入多级反应器流程进行高效的氧化曝气，突破了传统的浆液曝气单级反应器的局限，取代了传统的浆液池空气鼓泡单级反应器技术，并充分利用前级液气射流器的高背压优势，创新性地引入液气管道式反应器，从而充分延长了停留与反应时间，极大地改善了反应停留时间和传质反应条件；由于浆液池内不设计任何运转设备，也没有任何干湿界面，管路口径大，且管路简单，从而大大降低了浆液池的故障率，提高了整套装置的运行可靠性，并大大减少了人员的维护检修工作量。另外，本实用新型还可以采用多种氧气源，从而突破了传统的单一加压送风方式，这些氧气源既可以是加压的，也可以是无压力的，例如大气，甚至还可以进行负压抽吸而不需要任何机械的加压或真空抽吸设备，有利于降低浆液池的项目投资建设成本。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统，其特征在于：包括形成串联构型的三级反应器，其中的第一级反应器包括液气射流器，所述液气射流器接收浆液池输出的脱硫浆液，第二级反应器包括液气管道式反应器，第三级反应器包括接收由液气管道式反应器输出的液气混合物的液气喷射搅拌混合器，且通过液气喷射搅拌混合器对浆液池氧化区进行喷射和搅拌。
2.根据权利要求1所述的双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统，其特征在于：还包括循环泵，所述的循环泵接收浆液池输出的浆液并通过循环泵加压后输出至液气射流器。
3.根据权利要求2所述的双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统，其特征在于：还包括水力喷射搅拌混合器，所述水力喷射搅拌混合器与循环泵相通，且通过水力喷射搅拌混合器对浆液池中和区进行喷射和搅拌。
4.根据权利要求1-3任一项所述的双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统，其特征在于：还包括风机，所述的风机与液气射流器相通。
5.根据权利要求4所述的双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统，其特征在于：所述的第一级反应器与第二级反应器串联成为一个反应器组合，所述的反应器组合是单套设置。
6.根据权利要求4所述的双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统，其特征在于：所述的第一级反应器与第二级反应器串联成为一个反应器组合，所述的反应器组合是多套且以并联方式设置。
7.根据权利要求1-3任一项所述的双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统，其特征在于：所述的第一级反应器是兼具微气泡发生器和液气接触反应器功能的液气射流器。
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| CN107020007A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-08-08 | 成都绿水科技有限公司 | 一种双效多级反应器型脱硫浆液氧化处理系统及工艺 |
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