CN212757921U - 烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管，该预吸收管包括竖直管道（1）和位于竖直管道（1）底端的斜管（7），其中斜管（7）的底部出口端与有机胺法脱硫塔的下部相连通，竖直管道（1）包括逆喷湍泡段、或者逆喷湍泡段和模式折溅段，在逆喷湍泡段的进口处设有能够使烟气流向竖直向下的气体引流器且在在逆喷湍泡段的下部设有逆向喷淋器（2），该逆向喷淋器（2）通过管道与预吸收泵（4）相连通，预吸收泵（4）通过管道与有机胺法脱硫塔底部的储液槽（6）相连通；所述的模式折溅段内布满折溅型湍泡器（3）。本实用新型的逆喷湍泡段即可单独使用、亦可与模式折溅段联合使用以处理含较高SO₂浓度的烟气。

Description

烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管

技术领域

本实用新型涉及各类炉窑或反应器所产生含SO₂烟气进行环保处理或回收处理技术领域，具体地说是一种烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管。

背景技术

各类窑炉或反应排放的烟气常含有SO₂直接排放污染环境或造成原料经济损失，国内目前脱硫方法很多：如钙法、钠法、双氧水法、氧化镁法、氧化锌法、碱性渣法、冶炼金属渣法等，特别是有机胺法脱硫因其安全环保节能自动化程度高无二次污染，SO₂资源充分回收，利用低压饱和蒸汽解吸等，得到迅速推广应用。但由于有机胺法脱硫吸收塔布液量一般都比较低（1.5t～8.0t）/(m²·h)）, 普遍存在吸收塔内胺液吸收不充分的问题，而较多的吸收液解吸时需要加热升温消耗大量低压饱和蒸汽，显著提升了有机胺脱硫运行成本的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

一种烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管，其特征在于：所述的预吸收管包括竖直管道和位于竖直管道底端的斜管，其中斜管的底部出口端与有机胺法脱硫塔的下部相连通，竖直管道包括逆喷湍泡段、或者逆喷湍泡段和模式折溅段，在逆喷湍泡段的进口处设有能够使烟气流向竖直向下的气体引流器且在在逆喷湍泡段的下部设有逆向喷淋器，该逆向喷淋器通过管道与预吸收泵相连通，预吸收泵通过管道与有机胺法脱硫塔底部的储液槽相连通；所述的模式折溅段内布满折溅型湍泡器。

所述的竖直管道包括逆喷湍泡段时，逆向喷淋器设置在竖直管道的下部且气体引流器设置在竖直管道的进口处。

所述的竖直管道包括逆喷湍泡段和模式折溅段时，逆喷湍泡段位于竖直管道的中上部且模式折溅段位于竖直管道的下部，此时逆向喷淋器设置在竖直管道的中部且气体引流器设置在竖直管道的进口处，竖直管道的下部布满折溅型湍泡器。

所述的逆向喷淋器由等边三角形布置的三个向上喷淋喷头构成。

所述逆向喷淋器的喷淋喷头为耐蚀耐磨合金铸造或工程塑料模压制作。

所述的逆喷湍泡段内进入的烟气的气速为10m/s～25m/s，烟气通过逆向喷淋器喷出的欠富胺液的阻力降为0.2～0.5KPa，逆向喷淋器喷出的欠富胺液和烟气的喷淋液气比为0.5～2.0L/m³，竖直管道内的截面液体流量为50～200m³/(m²·h)。

所述的折溅型湍泡器位于逆向喷淋器的下方，且折溅型湍泡器的高度为0.4～1.6m。

所述的折溅型湍泡器中的烟气旋向运动线速度在1.0m/s～10 m/s，折溅型湍泡器的竖向折溅角度在5º～30º，烟气通过折溅型湍泡器的阻力降在0.3～0.8KPa。

所述的竖直管道为FRP材质或耐蚀合金钢管；所述的折溅型湍泡器采用工程塑料或复合塑料通过模塑或注塑成型。

所述的储液槽通过管道与富胺排出泵相连接以排出富胺液。

本实用新型相比现有技术有如下优点：

本实用新型的预吸收管的竖直管道包括逆喷湍泡段、或者逆喷湍泡段和模式折溅段，气液在逆喷湍泡段进行液包气型吸收SO₂反应，气液在模式折溅段的折溅型湍泡器中折流湍散混合实现二次湍泡式接触吸收反应；即可单独使用逆喷湍泡段、亦可在处理含较高SO₂浓度的烟气时联合使用逆喷湍泡段和模式折溅段；逆喷湍泡段喷出的欠富胺液处于未饱和状态，而经过逆喷湍泡段、或者逆喷湍泡段和模式折溅段后的烟气中的SO₂分压与胺液表面SO₂分压已接近平衡状态，完成预吸收功能，大大减轻了后续脱硫塔的脱硫负荷；能够降低尾排SO₂排出残留浓度最高可达60%，或缩小填料式脱硫塔的塔径降低填料使用量，能节省投资达20%；配置简洁，投资省、效率高且节能效果明显，故适宜推广使用。

附图说明

附图1为本实用新型的烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管安装在有机胺法脱硫塔上的结构示意图。

其中：1—竖直管道；2—逆向喷淋器；3—折溅型湍泡器；4—预吸收泵；5—富胺排出泵；6—储液槽；7—斜管。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示：在有机胺法脱硫塔的底部设有储液槽6，该储液槽6通过管道与富胺排出泵5相连接以排出富胺液；在有机胺法脱硫塔的顶部设有烟气排出口以排出脱硫烟气，在有机胺法脱硫塔内的填料上侧设有贫胺液输入口。在有机胺法脱硫塔的一侧设有有机胺法变流态湍泡式预吸收管，该预吸收管的下部斜管7与有机胺法脱硫塔的下部相连通，且上述斜管7的出口处位于有机胺法脱硫塔内的储液槽6上侧，在储液槽6中设有监测仪器以监测储液槽6中的液体容量和浓度，使储液槽6中的液体高度不超过机胺法变流态湍泡式预吸收管下部的斜管出口，当储液槽6中的液体浓度达到富胺液的要求时，启动富胺排出泵5排出。该预吸收管的竖直管道1包括逆喷湍泡段、或者逆喷湍泡段和模式折溅段，逆喷湍泡段位于竖直管道1的中上部且模式折溅段位于竖直管道1的下部，在竖直管道1的中部（逆喷湍泡段的下部）设有逆向喷淋器2，该逆向喷淋器2通过管道与预吸收泵4相连通，预吸收泵4通过管道与有机胺法脱硫塔底部的储液槽6相连通；在模式折溅段内布满折溅型湍泡器3。在预吸收管的竖直管道1内完成预吸收操作的气液混合物下行进入有机胺法脱硫塔的下部腔室进行气液分离。

采用本实用新型提供的烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管进行含SO₂烟气预吸收时，分为仅进行逆喷湍泡段预吸收、以及逆喷湍泡段和模式折溅段联合预吸收。

当仅进行逆喷湍泡段预吸收时的步骤如下：

A、经净化预处理后的含SO₂浓度在0.15%～1.5%的烟气竖直向下送入有机胺法变流态湍泡式预吸收管的竖直管道1；

B、有机胺法变流态湍泡式预吸收管的竖直管道1进口处设置的气体引流器使烟气流向竖直向下、竖直管道的中部设置的逆向喷淋器2喷出的欠富胺液呈实心状均匀向上喷射散开，竖直向下的烟气和向上的喷射液相逆向冲击进行变流态湍泡式接触形成液包气型吸收SO₂反应。

当进行逆喷湍泡段和模式折溅段联合预吸收时的步骤如下：

A、经净化预处理后的含SO₂浓度在1.5%～5.5%的烟气竖直向下送入有机胺法变流态湍泡式预吸收管的竖直管道1；

B、有机胺法变流态湍泡式预吸收管的竖直管道1进口处设置的气体引流器使烟气流向竖直向下、竖直管道的中部设置的逆向喷淋器2喷出的欠富胺液呈实心状均匀向上喷射散开，竖直向下的烟气和向上的喷射液相逆向冲击进行变流态湍泡式接触形成液包气型吸收SO₂反应；

C、在有机胺法变流态湍泡式预吸收管的竖直管道1的下部内置折溅型湍泡器3，经步骤B反应后的气液进入折溅型湍泡器3，气液在折溅型湍泡器3中折流湍散混合实现二次湍泡式接触吸收反应。

在预吸收管的逆喷湍泡段，烟气在气体引流器的作用下竖直向下的气速为10m/s～25m/s，烟气通过逆向喷淋器2喷出的欠富胺液的阻力降为0.2～0.5KPa，逆向喷淋器2喷出的欠富胺液和烟气的喷淋液气比为0.5～2.0L/m³，竖直管道1内的截面液体流量为50～200m³/(m²·h)；竖直向下的烟气和向上的喷射液相逆向冲击形成激烈更新的表观尺寸为Φ0.01～Φ5.0mm的巨量微湍泡，烟气中的SO₂气态分子突破气膜传质边界完成一次预吸收反应。

在预吸收管的模式折溅段，折溅型湍泡器3能够使烟气分单元产生横向微旋流、使液体竖向折溅流动，烟气在折溅型湍泡器3中的旋向运动线速度在1.0m/s～10 m/s，折溅型湍泡器3的竖向折溅角度在5º～30º，烟气通过折溅型湍泡器3的阻力降在0.3～0.8KPa；利用烟气微旋向运动及液滴的竖向折溅流动使气液再碰撞产生微湍泡式激烈反应，完成二次预吸收反应。

如图1所示，下面通过具体实施例来验证本实用新型提供的烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管。

运行实例：某锌冶炼厂烧结环集烟气条件，烟气量为260000Nm³/h、SO₂浓度为5000mg/Nm³、烟气温度为100℃，烟气压力为3.5KPa，将本实用新型提供的烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管安装在填料式脱硫塔上进行吸收，经净化预处理烟气含尘≤5mg/m³、酸雾≤10mg/m³、温度≤40℃后进入烟气有机胺法脱除二氧化硫的流态湍泡式预吸收管的竖直管道1，竖直管道1的管径为DN2400mm，竖直管道1内设逆喷湍泡段和模式折溅段，逆喷湍泡段的截面内等边三角形布置向上喷淋喷头三只总流量Q=350m³/h。项目投入使用后，填料式脱硫塔布新液量100m³/h；当烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管未投入运行时，处理烟气含SO₂浓度超过7600mg/Nm³时，尾排SO₂浓度达到96mg/Nm³接近排放临界值（≤100mg/Nm³）；当烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管投入运行时，处理烟气含SO₂浓度超过14800mg/Nm³时，尾排SO₂浓度才达到95mg/Nm³接近排放临界值，烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管的烟气通过阻力≤550Pa。变流态湍泡式预吸收工艺的吸收效率达48.6%，富胺液解吸效果明显节省蒸汽量25%，该变流态湍泡式预吸收工艺的配置简洁，占地少、投资省、效率高且节能效果明显，故适宜推广使用。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内；本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管，其特征在于：所述的预吸收管包括竖直管道（1）和位于竖直管道（1）底端的斜管（7），其中斜管（7）的底部出口端与有机胺法脱硫塔的下部相连通，竖直管道（1）包括逆喷湍泡段、或者逆喷湍泡段和模式折溅段，在逆喷湍泡段的进口处设有能够使烟气流向竖直向下的气体引流器且在逆喷湍泡段的下部设有逆向喷淋器（2），该逆向喷淋器（2）通过管道与预吸收泵（4）相连通，预吸收泵（4）通过管道与有机胺法脱硫塔底部的储液槽（6）相连通；所述的模式折溅段内布满折溅型湍泡器（3）。

2.根据权利要求1所述的烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管，其特征在于：所述的竖直管道（1）包括逆喷湍泡段时，逆向喷淋器（2）设置在竖直管道（1）的下部且气体引流器设置在竖直管道（1）的进口处。

3.根据权利要求1所述的烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管，其特征在于：所述的竖直管道（1）包括逆喷湍泡段和模式折溅段时，逆喷湍泡段位于竖直管道（1）的中上部且模式折溅段位于竖直管道（1）的下部，此时逆向喷淋器（2）设置在竖直管道（1）的中部且气体引流器设置在竖直管道（1）的进口处，竖直管道（1）的下部布满折溅型湍泡器（3）。

4.根据权利要求1所述的烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管，其特征在于：所述的逆向喷淋器（2）由等边三角形布置的三个向上喷淋喷头构成。

5.根据权利要求1或4所述的烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管，其特征在于：所述逆向喷淋器（2）的喷淋喷头为耐蚀耐磨合金铸造或工程塑料模压制作。

6.根据权利要求1-3任一所述的烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管，其特征在于：所述的逆喷湍泡段内进入的烟气的气速为10m/s～25m/s，烟气通过逆向喷淋器（2）喷出的欠富胺液的阻力降为0.2～0.5KPa，逆向喷淋器（2）喷出的欠富胺液和烟气的喷淋液气比为0.5～2.0L/m³，竖直管道（1）内的截面液体流量为50～200m³/(m²·h)。

7.根据权利要求3所述的烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管，其特征在于：所述的折溅型湍泡器（3）位于逆向喷淋器（2）的下方，且折溅型湍泡器（3）的高度为0.4～1.6m。

8.根据权利要求1或3所述的烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管，其特征在于：所述的折溅型湍泡器（3）中的烟气旋向运动线速度在1.0m/s～10 m/s，折溅型湍泡器（3）的竖向折溅角度在5º～30º，烟气通过折溅型湍泡器（3）的阻力降在0.3～0.8KPa。

9.根据权利要求1所述的烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管，其特征在于：所述的竖直管道（1）为FRP材质或耐蚀合金钢管；所述的折溅型湍泡器（3）采用工程塑料或复合塑料通过模塑或注塑成型。

10.根据权利要求1所述的烟气有机胺法脱除二氧化硫的变流态湍泡式预吸收管，其特征在于：所述的储液槽（6）通过管道与富胺排出泵（5）相连接以排出富胺液。

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