CN213556270U - 一种锅炉烟气脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种锅炉烟气脱硫装置，属于化工环保技术领域。一种锅炉烟气脱硫装置，包括脱硫机构、引风机、喷雾干燥器和旋风分离器，引风机的出风口分别与脱硫机构的烟气入口、喷雾干燥器的烟气入口相连，脱硫机构与喷雾干燥器的料液入口相连，喷雾干燥器的烟气出口与旋风分离器的入风口相连，旋风分离器的出风口与脱硫机构的烟气入口相连；本实用新型将喷雾干燥技术用于氨法烟气脱硫，利用喷雾干燥技术将部分硫酸铵浆液直接干燥成为硫酸铵，这样直接将吸收塔内蓄积的Cl、F和粉尘等杂质排出FGD系统，彻底的解决了浆液中毒问题，为长周期、高可靠性的运行提供了根本的保证，这种使用热烟气作为干燥热源的方式能够最大程度的节省能源。

Description

一种锅炉烟气脱硫装置

技术领域

本实用新型涉及化工环保技术领域，尤其是涉及一种锅炉烟气脱硫装置。

背景技术

目前的湿式氨法脱硫技术主要有氨-肥法、氨-酸法和氨-亚硫酸铵法。其中，氨-肥法脱硫技术采用氨水作为脱硫剂，在脱硫塔内大量循环硫酸铵和亚硫酸铵溶液使其与烟气中的SO₂反应以脱除SO₂，生成副产物硫酸铵与亚硫酸铵，在脱硫塔底部利用空气曝气的方法将亚硫酸铵氧化成硫酸铵，硫酸铵溶液排出后经过滤、蒸发、离心、干燥后生产出硫酸铵晶体，包装入库，完成脱硫及硫酸铵产品的回收过程。

但是在烟气脱硫过程中，由于烟气中含有Cl、F等有害物质，工艺水中也含有同样的Cl、F，而且由于氨法脱硫不排放废水，这些有害离子在运行过程中浓度会逐渐提高，直到能够随着硫酸铵产品排出。在某些情况下，浆液Cl离子浓度会达到70000～80000ppm，硫酸铵中也会混有10％以上的氯化铵。浆液C l离子浓度的增加会降低对SO₂的吸收效果，增加亚硫酸铵氧化的难度，加快不锈钢的腐蚀速度，减小硫酸铵结晶的粒度，严重时会导致硫酸铵无法结晶，高浓度的F离子会导致玻璃鳞片严重损坏。

除了Cl、F离子以外，在某些情况下，烟气中的少量粉尘由于长时间蓄积在吸收塔内，也会影响硫酸铵的结晶，这些现象一般称为“浆液中毒”。浆液中毒的后果是吸收塔必须停运更换浆液才能继续运行，同时会有数百吨的硫酸铵无法正常结晶，需要以液体的形式外运。有鉴于此，需要设计一种锅炉烟气脱硫装置，以降低硫酸铵晶体中的杂质，减少对装置的腐蚀。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锅炉烟气脱硫装置，该锅炉烟气脱硫装置能够解决现有技术中脱硫过程中产生的硫酸铵晶体存在杂质较多，易对装置形成腐蚀的问题，而提出的一种锅炉烟气脱硫装置。

本实用新型提供一种锅炉烟气脱硫装置，包括脱硫机构、引风机、喷雾干燥器和旋风分离器，所述引风机的出风口分别与脱硫机构的烟气入口、喷雾干燥器的烟气入口相连，所述脱硫机构与喷雾干燥器的料液入口相连，所述喷雾干燥器的烟气出口与旋风分离器的入风口相连，所述旋风分离器的出风口与所述脱硫机构的烟气入口相连。

优选的，所述脱硫装置还包括包装机构，所述脱硫机构、喷雾干燥器和旋风分离器的固体出料口均与包装机构相连接。

优选的，所述脱硫机构包括：

脱硫吸收塔，所述脱硫吸收塔包括塔体，所述塔体的中部设有烟气入口，塔体的顶部设有净烟气出口，塔体的下部设有容纳浆液的氧化池，所述氧化池上设有混合液出口；所述烟气入口至所述净烟气出口段从下至上依次设有浆液喷淋层和除雾器；所述氧化池的底部分别连接有氧化机构、供氨机构；

浆液循环机构，所述浆液循环机构的入口与氧化池相连，出口与浆液喷淋层相连；

旋流器，所述旋流器的入料口与氧化池的混合液出口相连，溢流口与塔体的中部相连；

离心机，所述离心机的溢流口与塔体的中部相连，固体出口与干燥机相连，母液出口与所述喷雾干燥器的料液入口相连，所述旋流器的底流口与离心机的入料口相连；

干燥机，所述干燥机的出料口与包装机构相连接。

优选的，所述氧化机构为氧化风机，所述氧化风机与氧化池底部相连；所述供氨机构为氨水储槽，所述氨水储槽通过扰动泵与氧化池底部相连，氧化池底部沿水平方向分布有扰动喷头。

优选的，所述喷雾干燥器与离心机的母液出口之间还连接有缓冲罐，所述缓冲罐内的母液泵入喷雾干燥器中。

优选的，所述除雾器与冲洗水相连接。

优选的，所述脱硫吸收塔的塔体外管线上还设置有pH监测仪。

一种脱硫工艺，脱硫工艺根据上述脱硫装置进行脱硫，包括以下步骤：

S1：高温原烟气通过引风机进入脱硫机构，同时在引风机和脱硫机构之间抽取一部分原烟气输入喷雾干燥器中，并从脱硫机构中抽取部分硫酸铵浆液输入喷雾干燥器中；

S2：该喷雾干燥器中，硫酸铵浆液通过高速旋转的离心雾化轮成雾滴状，与原烟气在喷雾干燥器内顺流流动，利用原烟气的热量把硫酸铵浆液的雾滴干燥成为硫酸铵颗粒，同时原烟气温度降低；然后，大部分的硫酸铵颗粒在喷雾干燥器的底部沉积，余下的硫酸铵颗粒与降温后的原烟气混在一起，一起进入旋风分离器中；

S3：经过旋风分离器分离后的原烟气再返回到脱硫机构前端的烟气入口处，与高温原烟气混合后一起进入脱硫机构，经过再次分离的硫酸铵颗粒则在旋风分离器的底部沉积。

优选的，输入喷雾干燥器的原烟气与进入脱硫机构的原烟气的流量之比为0.5～10：100。

优选的，输入喷雾干燥器的硫酸铵浆液与输入喷雾干燥器的原烟气的流量之比为200～10kg/h：1m³/h。

本实用新型的技术方案通过将喷雾干燥技术用于氨法烟气脱硫，利用喷雾干燥技术将部分硫酸铵浆液直接干燥成为硫酸铵，这样直接将吸收塔内蓄积的Cl、F和粉尘等杂质排出FGD系统，彻底的解决了浆液中毒问题，为长周期、高可靠性的运行提供了根本的保证，这种使用热烟气作为干燥热源的方式能够最大程度的节省能源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型脱硫装置的结构框图；

图2为本实用新型高温锅炉烟气脱硫装置的结构示意图。

附图标记说明：

图中：1、塔体；101、烟气入口；102、净烟气出口；103、混合液出口；104、氧化池；2、浆液喷淋层；201、浆液循环泵；3、升气帽；301、清水循环泵；302、清水循环槽；4、清水喷淋层；5、氧化风机；6、除雾器；7、氨水储槽；8、旋流器；801、排出泵；9、离心机；10、干燥机；11、喷雾干燥器；12、旋风分离器；13、引风机；14、包装机构。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：

参照图1-2，一种锅炉烟气脱硫装置，包括脱硫机构、引风机13、喷雾干燥器11和旋风分离器12，引风机13的出风口分别与脱硫机构的烟气入口、喷雾干燥器11的烟气入口相连，脱硫机构与喷雾干燥器11的料液入口相连，喷雾干燥器11的烟气出口与旋风分离器12的入风口相连，旋风分离器12的出风口与脱硫机构的烟气入口相连。

脱硫装置还包括包装机构14，脱硫机构、喷雾干燥器11和旋风分离器12的固体出料口均与包装机构14相连接。

脱硫机构包括：脱硫吸收塔、浆液循环机构、旋流器8、离心机9、干燥机10；

脱硫吸收塔包括塔体1，塔体1的中部设有烟气入口101，塔体1的顶部设有净烟气出口102，塔体1的下部设有容纳浆液的氧化池104，氧化池104上设有混合液出口103；烟气入口101至净烟气出口102段从下至上依次设有浆液喷淋层2和除雾器6；氧化池104的底部分别连接有氧化机构、供氨机构；

氧化机构和供氨机构均与氧化池104底部相连，浆液循环机构的入口与氧化池104相连，出口与浆液喷淋层2相连；

在本实施例中，氧化机构可以为氧化风机5，氧化风机5与氧化池104底部相连，氧化池104底部沿水平方向分布有氧化喷头，空气通过氧化喷头喷入氧化池104中；

供氨机构为氨水储槽7，以氨水为吸收剂，在氨水储槽7中配置氨水，将液氨转化成8～20％的氨水，配置好的氨水通过泵送入氧化池104底部；供氨机构通过扰动泵与氧化池104底部相连，氧化池104底部沿水平方向分布有扰动喷头，使浆液和氨水通过扰动喷头进入氧化池104，氨水先进入扰动泵，再与扰动浆液一并通过扰动喷头进入氧化池104，用于吸收烟气中的二氧化硫等酸性物质，同时避免晶体沉积，且扰动喷头均匀地分布于氧化池104底部；

本实施例中，氧化喷头的安装位置可以高于扰动喷头的安装位置；

浆液循环机构的入口与氧化池104相连，出口与浆液喷淋层2相连；

旋流器8的入料口与氧化池104的混合液出口103相连，溢流口与塔体1的中部相连；

离心机9的溢流口与塔体1的中部相连，固体出口与干燥机10相连，母液出口与喷雾干燥器11的料液入口相连，旋流器8的底流口与离心机9的入料口相连；

干燥机10的出料口与包装机构14相连接。

喷雾干燥器11与离心机9的母液出口之间还连接有缓冲罐，可方便缓冲罐内的母液泵入喷雾干燥器11中。

除雾器6与冲洗水相连接，冲洗水喷入塔体1内，冲洗水直接进入除雾器6，除雾器6中的介质就是冲洗水，该冲洗水用于冲洗除雾器6上的盐。需要说明的是，冲洗水由脱硫机构以外的清水供应系统提供，作为吸收塔补水的水源，冲洗水可以来自工艺水箱，冲洗水中的盐浓度低于1％，因脱硫机构对水质要求不高，可以将河水、地下水等作为冲洗水。

脱硫吸收塔的塔体1外管线上还设置有pH监测仪，用于测量浆液的pH值，通过调节进入吸收塔的氨量或排出吸收塔的浆液浓度，使脱硫塔氧化池pH值维持在5.5～6.0之间，以保证SO₂的吸收。

一种脱硫工艺，脱硫工艺根据上述脱硫装置进行脱硫，包括以下步骤：

S1：高温原烟气通过引风机13进入脱硫机构，同时在引风机13和脱硫机构之间抽取一部分原烟气输入喷雾干燥器11中，并从脱硫机构中抽取部分硫酸铵浆液输入喷雾干燥器11中；

S2：该喷雾干燥器11中，硫酸铵浆液通过高速旋转的离心雾化轮成雾滴状，与原烟气在喷雾干燥器11内顺流流动，利用原烟气的热量把硫酸铵浆液的雾滴干燥成为硫酸铵颗粒，同时原烟气温度降低；然后，大部分的硫酸铵颗粒在喷雾干燥器11的底部沉积，余下的硫酸铵颗粒与降温后的原烟气混在一起，一起进入旋风分离器12中；

S3：经过旋风分离器12分离后的原烟气再返回到脱硫机构前端的烟气入口处，与高温原烟气混合后一起进入脱硫机构，经过再次分离的硫酸铵颗粒则在旋风分离器12的底部沉积。

输入喷雾干燥器11的原烟气与进入脱硫机构的原烟气的流量之比为0.5～10：100。

输入喷雾干燥器11的硫酸铵浆液与输入喷雾干燥器11的原烟气的流量之比为200～10kg/h：1m³/h。

实施例2：

与实施例1基本相同，所不同的是，输入喷雾干燥器11的原烟气与进入脱硫机构的原烟气的流量之比为1～3：100。

输入喷雾干燥器11的硫酸铵浆液与输入喷雾干燥器11的原烟气的流量之比为120～30kg/h：1m³/h。

工作原理：原烟气高温锅炉烟气通过引风机13进入脱硫机构，同时在引风机13和脱硫机构之间抽取一部分原烟气输入喷雾干燥器11中，并从脱硫机构中抽取部分硫酸铵浆液输入喷雾干燥器11中。在该喷雾干燥器11中，硫酸铵浆液通过高速旋转的离心雾化轮成雾滴状，与原烟气在喷雾干燥器11内顺流流动，利用原烟气的热量把硫酸铵浆液的雾滴干燥成为硫酸铵颗粒，同时使原烟气的温度降低。然后，大部分的硫酸铵颗粒会沉积在喷雾干燥器11底部的锥斗，即固体出料口处，余下的硫酸铵颗粒与降温后的原烟气混在一起，一起进入旋风分离器12中。经过旋风分离器12分离后的原烟气即净烟气，再返回到脱硫机构前端的烟气入口101处，与高温原烟气混合后一起进入脱硫机构，经过再次分离的硫酸铵颗粒则进入旋风分离器12底部的锥斗，即固体出料口。喷雾干燥器11底部的锥斗和旋风分离器12底部的锥斗均与包装机构14相连通，便于分离后的硫酸铵颗粒进行包装；

在脱硫机构中，高温锅炉原烟气经过引风机13后进入塔体1中部的烟气入口101，与浆液喷淋层2喷出的循环浆液逆流接触，进行传热和传质处理，以分别降低烟气的温度和脱除烟气中的SO₂和粉尘，由于在氧化池104的底部设有浆液循环泵201，浆液循环泵201的存在便于将流至氧化池104底部的浆液循环喷洒至浆液喷淋层2内，烟气在此过程中因绝热蒸发而冷却，烟气的温度降至50～70℃。循环液气比控制在8～9，同时控制氧化池104中浆液的液面低于塔体1的中部设有的烟气入口101，以提高在吸收塔中脱除二氧化硫的效果。反应过程如下：

(1)：2NH₃+H₂O+SO₂＝(NH₄)₂SO₃；(2)：(NH4)₂SO₃+SO₂+H₂O＝2NH₄HSO₃；(3)：2NH₄HSO₃+2NH₃＝2(NH₄)₂SO₃。在循环浆液与原烟气接触过程中，水被蒸发，循环浆液形成硫酸铵结晶。

脱硫后净烟气通过升气帽3进入清水喷淋层4，清水由清水循环槽302经清水循环泵301加压后，进入换热管内与换热管外的冷流体进行热交换，使清水降温，降温后的清水通过清水喷淋层4喷出，与上升的脱硫后净烟气逆流接触，液气比为8～9，净烟气的温度降至45～60℃。与此同时，与净烟气接触后的清水通过升气帽3下面的抽出口流入清水循环槽302，实现清水的循环利用和降温。

脱硫后净烟气经过除雾器6除雾，使净烟气中液滴浓度降低，最后脱硫后的净烟气经净烟气出口102排入大气，除雾器6可以为多级除雾器，各级除雾器间接入冲洗水进行喷淋，冲洗除雾器6，可以及时去除除雾器6上面的附着物，以免除雾器6堵塞；

而氧化空气可通过氧化机构输送到氧化池104底部，使浆液中的亚硫酸铵溶液与空气进行氧化反应，主要反应为：(1)：(NH4)₂SO₃﹢1/2O₂＝(NH₄)₂SO₄；(2)：NH₄HSO₃﹢1/2O₂＝NH₄HSO₄；(3)：NH₄HSO₄+(NH4)₂SO₃＝(NH4)₂SO₄+NH₄HSO_3。

随着吸收、氧化和浓缩的发生，浆液中硫酸铵含量逐渐增加，浆液中硫酸铵浓度达到45％以上，直至浆液中有5％的固含量，硫酸铵晶体析出，含有5～10％硫酸铵固体晶粒的浆液由排出泵801排至旋流器8；含有5～10％硫酸铵固体晶粒的浆液通过旋流器8进行固液分离，分离出的硫酸铵晶体经离心机9脱水，使含水率＜5％，然后将含水率＜5％的晶体送入干燥机10进行干燥，进一步脱水使含水率＜1％，含水率＜1％的硫酸铵成品进入包装机构14；而经旋流器8分离的液相全部返回脱硫吸收塔，经离心机9分离的一部分液相返回脱硫吸收塔，另一部分液相进入喷雾干燥器11。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种锅炉烟气脱硫装置，其特征在于，包括脱硫机构、引风机(13)、喷雾干燥器(11)和旋风分离器(12)，所述引风机(13)的出风口分别与脱硫机构的烟气入口、喷雾干燥器(11)的烟气入口相连，所述脱硫机构与喷雾干燥器(11)的料液入口相连，所述喷雾干燥器(11)的烟气出口与旋风分离器(12)的入风口相连，所述旋风分离器(12)的出风口与所述脱硫机构的烟气入口相连。

2.根据权利要求1所述的锅炉烟气脱硫装置，其特征在于，所述脱硫装置还包括包装机构(14)，所述脱硫机构、喷雾干燥器(11)和旋风分离器(12)的固体出料口均与包装机构(14)相连接。

3.根据权利要求2所述的锅炉烟气脱硫装置，其特征在于，所述脱硫机构包括：

脱硫吸收塔，所述脱硫吸收塔包括塔体(1)，所述塔体(1)的中部设有烟气入口(101)，塔体(1)的顶部设有净烟气出口(102)，塔体(1)的下部设有容纳浆液的氧化池(104)，所述氧化池(104)上设有混合液出口(103)；所述烟气入口(101)至所述净烟气出口(102)段从下至上依次设有浆液喷淋层(2)和除雾器(6)；所述氧化池(104)的底部分别连接有氧化机构、供氨机构；

浆液循环机构，所述浆液循环机构的入口与氧化池(104)相连，出口与浆液喷淋层(2)相连；

旋流器(8)，所述旋流器(8)的入料口与氧化池(104)的混合液出口相连，溢流口与塔体(1)的中部相连；

离心机(9)，所述离心机(9)的溢流口与塔体(1)的中部相连，固体出口与干燥机(10)相连，母液出口与所述喷雾干燥器(11)的料液入口相连，所述旋流器(8)的底流口与离心机(9)的入料口相连；

干燥机(10)，所述干燥机(10)的出料口与包装机构(14)相连接。

4.根据权利要求3所述的锅炉烟气脱硫装置，其特征在于，所述氧化机构为氧化风机(5)，所述氧化风机(5)与氧化池(104)底部相连；所述供氨机构为氨水储槽(7)，所述氨水储槽(7)通过扰动泵与氧化池(104)底部相连，氧化池(104)底部沿水平方向分布有扰动喷头。

5.根据权利要求4所述的锅炉烟气脱硫装置，其特征在于，所述喷雾干燥器(11)与离心机(9)的母液出口之间还连接有缓冲罐，所述缓冲罐内的母液泵入喷雾干燥器(11)中。

6.根据权利要求3所述的锅炉烟气脱硫装置，其特征在于，所述除雾器(6)与冲洗水相连接。

7.根据权利要求3所述的锅炉烟气脱硫装置，其特征在于，所述脱硫吸收塔的塔体(1)外管线上还设置有pH监测仪。

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