專利名稱：一種氨法排煙脫硫裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氨法排煙脫硫裝置，尤其涉及以氨為原料從煙氣中回收硫氧化物生 產硫銨化肥的脫硫裝置，屬于電力、冶金、環(huán)保和化工技術領域，尤其適合煙氣脫硫領域。
背景技術：
煙道氣中含有S02、 S03、 N02、 NO、 HC1和HF等酸性氣態(tài)有害物質，尤其其中S02 是形成酸雨的主要物質?？刂茻煹罋釹02污染和酸雨污染的典型技術是煙氣脫硫，或稱排煙 脫硫。排煙脫硫技術是采用一種堿性物質為原料，具體采用此種堿性物質的水溶液，洗滌吸 收煙氣中的二氧化硫，包括其它酸性物質，轉變?yōu)榱蛩猁}，可作為有用的原材料。
專利CN1178735C公開了一種以易揮發(fā)弱堿性的氨為原料的脫硫方法和裝置，尤其脫硫 塔分為氧化段，濃縮段，吸收段，水洗段和除霧段，所用的吸收液為含有氨的吸收液，稱為 氨法吸收液，脫硫塔中煙氣和吸收液逆流接觸，而且氣液比為2000-5000 (體積比，下同)， 但是實際應用中，此類脫硫塔由于結構過于復雜存在設備易堵塞，脫硫原料氨易揮發(fā)浪費， 原料利用率不高的問題。專利CN2790569Y和CN1648049A提出了帶有氨回收段的逆流脫硫 塔，試圖解決氨的損失問題，且氣液比降低到200-2000，但實際應用中也仍然由于設備內部 構件過多，設備結構過于復雜，具有設備容易堵塞的缺點，因而難以進一步推廣應用。 CN1887408A也公開了一種逆流氨法吸收液逆流的脫硫塔，尤其是采用不含填料的噴淋空塔， 具有某種程度的抗堵塞和結疤的性能，但是，由于其特別設置了一層用于洗滌煙氣和脫除水 汽和酸霧的填料段，結構仍然略顯復雜，且由于水汽是一種氣體，且酸霧屬于氣溶膠都很難 通過簡單的構件或方法除去，效率較低，氣液比為200-2500，液體循環(huán)流量過小；且煙氣分 布不均，液體也容易出現(xiàn)短路的問題；而且還由于噴淋層之間距離設置不合理，導致設備防 腐蝕層容易破損的問題。
因此，如何設計一種氨揮發(fā)損耗能有效控制，內部構件更少，更具有抗堵塞性，且具有 更高傳質效率的氨法排煙脫硫裝置，尤其脫硫塔，是該技術推廣應用的重要保證，具有重要 的意義。
發(fā)明內容
基于上述原因，本實用新型的目的是公開一種新型的氨法排煙脫硫裝置，以克服現(xiàn)有技 術存在的實際效率不高，設備結構復雜和運行過程存在困難的問題。
為了達此目的，本實用新型提供的氨法排煙脫硫裝置，包括脫硫塔，所述脫硫塔包括塔 體，設置在塔體中部的煙氣進口和上部或頂部的煙氣出口，煙氣進口以上的塔體內為吸收段， 以下的塔體內為氧化段，吸收段和氧化段由塔體外設置的兩級吸收液循環(huán)系統(tǒng)并列連接，其 特征在于，每級吸收液循環(huán)系統(tǒng)包括一層噴淋器，其設置在所述吸收段內，還包括設置在脫 硫塔外的一根吸收液循環(huán)管和一臺吸收液循環(huán)泵；所述噴淋器通過設置在吸收段塔體上的吸 收液循環(huán)進口連接吸收液循環(huán)管，再與吸收液循環(huán)泵 出口相連接，吸收液循 泵進口通過吸收液循環(huán)管與設置在氧化段塔體上的吸收液循環(huán)出口相連接優(yōu)選地，下層噴淋器與上層 噴淋器相距2.0~6.0m,所述上層或/和下層吸收液循環(huán)管的直徑是所述吸收段直徑的0.04-0.10 倍，并在對應于所述下層噴淋器的吸收液循環(huán)管上設置有原料氨進口 。
這樣設置，使得下層噴淋器的吸收液供給系統(tǒng)和上層吸收液的供給系統(tǒng)互相獨立，只在 下層吸收液中補加入易揮發(fā)性的原料氨，而在上層吸收液中不加入氨，使得下層噴淋器噴灑 的吸收液只從煙氣中吸收氨同時也吸收二氧化硫，確保高度有效地控制氨逃逸含量尤其是 優(yōu)化配置的吸收液循環(huán)管大小，使得可以提供足夠的循環(huán)吸收液流量，而不會造成能量的浪 費，確保氣液接觸的有效性和吸收效率；優(yōu)化的噴淋器間距可以確保煙氣和噴灑的吸收液接 觸時間足夠長，確保良好的吸收效率，包括脫氨效率，過低接觸時間短，且上一層噴撒的液 體會直接沖刷下一層噴淋器，破壞噴淋器支撐器等構件上的防腐層，過高會加大脫硫塔高度， 增加投資。
本實用新型的氨法排煙脫硫裝置，其特征還在于，在所述吸收段內，具體在所述下層噴 淋器下方設置有煙氣分布器，并且相距2.0 6.0m。煙氣均布器在氨法脫硫裝置中，具體而言 在脫硫塔中是保證脫硫效率，保證煙氣與吸收液均勻接觸的有效構件，它以流動阻力換取流 動均勻，它將穿過氣氣體流通口或孔的速度提高3 6倍，不至于使阻力過高。這樣，可減少 吸收液循環(huán)量，簡化脫硫塔結構，節(jié)省能耗和投資。
本實用新型的氨法排煙脫硫裝置，其特征還在于，在所述上層噴淋器上方設置有除沫器， 且所述除沫器包括兩層填料，以及兩層填料之間的水噴淋器，所述水噴淋器與對應塔體上設 置的水進口相連接。這樣，可以有效實現(xiàn)煙氣中夾帶的液沫，或稱液滴的分離，尤其是當煙 氣中含有硫銨漿液時，下層填料主要去除漿液液滴，還由于具有水噴淋器，可以沖洗填料層， 防止填料層的結招和堵塞，上層填料主要去除沖洗水產生的水液滴。本實用新型中的帶有兩 個填料層的除沬器不是用于去除在前述的現(xiàn)有技術中所說的水汽和酸霧的，而是用于去除煙
氣中的液體，尤其含有固體的漿狀液體，其為氣、液分離之功能，而非氣、汽分離之功能。
本實用新型的氨法排煙脫硫裝置，其特征還在于，在所述下層噴淋器和/或上層噴淋器下 方設置有壁流擋板；所述擋板直接連接在塔的內壁上，板的寬度按塔體直徑大小取0.02-0.05 倍，可以是垂直于塔內壁鏈接，也可以是向下傾斜鏈接，擋板上面或下面與塔內壁可連接有 拉筋或撐筋板，擋板還可以是連續(xù)的一個整板，也可以是間斷多塊拼接。其產生兩個有益作 用， 一是減少噴淋器，包括上下兩層噴淋器噴灑到吸收反應區(qū)塔內壁上的吸收液的沿壁下流 的液體短路現(xiàn)象，二是減少煙氣沿壁上流的氣體短路現(xiàn)象，因而，具有提高氣液接觸和傳質 效率，降低吸收液循環(huán)流量，從而節(jié)省能耗的優(yōu)點。
本實用新型的氨法排煙脫硫裝置，其特征還在于，在所述氧化段內設置有攪拌器和空氣 鼓泡器；所述攪拌器數(shù)量為2至4臺，距離所述塔底1.0~2.5m，側進軸安裝在塔體的同一圓 周上，等距或近似等距，且側偏和下偏5 10度角；所述空氣鼓泡器可以有兩種形式，其中一 種是管網式，另一種稱為攪拌器耦合的噴管式；所述管網式包括空氣總管，連接在總管上的 支管，和總管與支管上的鼓氣孔，鼓氣孔直徑為5~20mm，且此管網式鼓泡器設置在攪拌器 上方，距離為1.5~3.5m;所述攪拌器耦合的噴管式為與攪拌器配合設置，噴管是帶有1個開口的空氣管，開口直徑為50 150mm，開口位置位于所述攪拌器葉輪的前方30(K600mm及下 方400-800mm，噴管數(shù)量與攪拌器數(shù)量相同。
這樣設置，可以提供均勻和細小的氣泡，促進從各吸收器下來的亞硫酸銨(包括亞硫酸 二銨和亞硫酸一氫銨)的氧化并轉化為硫酸銨，并在硫酸銨濃度超過對應操作條件下的溶解 度后結晶為固體硫酸銨，使得氧化結晶段中氧化反應耦合了硫銨結晶，攪拌器具有促進結晶 傳質，以及硫銨固體懸浮的功能， 一舉多得；而且所述攪拌器在安裝位置距離所述氧化器的 底板，即距離脫硫塔的底板的距離可以形成足夠的固體懸浮性能，且具有較低的能量消耗； 另外，所述氧化反應區(qū)即氧化結晶區(qū)還充當了吸收液循環(huán)槽，這樣可以最大限度節(jié)省占地面 積和設備投資。
本實用新型的氨法排煙脫硫裝置中，所述氧化結晶段還包括在對應塔體上由上至下，依 次設置的吸收液溢流口，空氣進口，攪拌器接口和吸收液循環(huán)出口，和在任意位置設置的母 液回流口。這樣，可以方便地控制脫硫塔的極限液位，而且使得母液回流在液位以下，便于 煙氣的液封，防止造成二次煙氣污染。
還有，本實用新型的氨法排煙脫硫裝置中，所述脫硫塔的煙氣進口通過煙氣管道連接著 煙氣鼓風機，空氣進口通過空氣管道連接著空氣鼓風機；氧化段通過出料泵連接著漿液旋流 器，漿液旋流器下游依次連接著離心機，干燥機和包裝機，并且漿液旋流器和離心機的母液 出口與所述氧化段上設置的母液回流口相連接；原料氨進口通過原料氨管道連接著氨儲罐。
這樣，可以完整實現(xiàn)整個排煙處理過程，在實現(xiàn)煙氣凈化即脫硫的同時，獲得硫銨產品。 本實用新型的氨法排煙脫硫裝置是這樣操作的-
含有二氧化硫的煙氣，煙氣經過從煙氣鼓風機增壓后，從煙氣進口進入脫硫塔的吸收段。 在進口和煙氣分布器經過煙氣分布器之間的空腔中被煙氣分布器氣孔中流下的液體激冷降 溫，然后再穿過分布器均勻分布；先與下層噴淋器噴灑的含氨吸收液接觸，完成主要的脫硫 任務，再穿過下層噴淋器；再與上層吸收液噴淋器噴灑的不含氨的吸收液接觸，脫氨并進一 步脫硫，控制氨逃逸并完成剩余的脫硫任務，再穿過上層噴淋器；進入填料層除去夾帶的吸 收液霧沬后從煙氣出口離開脫硫塔，經過與脫硫塔煙氣出口相連接的凈化煙氣管線排向煙囪。 吸收液吸收二氧化硫得到亞硫銨。所謂吸收液是以硫酸銨為主要成分的，并且含有固體硫酸 銨的漿態(tài)狀水溶液。
含有亞硫酸銨的吸收液進入位于煙氣進口下方的氧化段。在氧化段，亞硫酸銨被由空氣 鼓風機鼓入的空氣氧化為硫酸銨，并在硫酸銨濃度超過溶解度后結晶析出固體硫酸銨，氧化 結晶段內設置的攪拌器可以促進氧化效率，并防止固體沉積結疤。
循環(huán)的吸收液，由對應的下層吸收液循環(huán)泵和上層循環(huán)泵從氧化段抽出，不斷送到對應 的下層和上層噴淋器，尤其是在下層循環(huán)系統(tǒng)的下層吸收液循環(huán)管線上的加氨進口加入氨， 并可調節(jié)加氨量，確保脫硫效率。
同時所述漿狀水溶液被間斷或連續(xù)輸送到脫硫塔外的漿液旋流器濃縮，再依次到離心機 分離和干燥機干燥，或再經包裝機分袋包裝，得到符合國家化肥標準的硫酸銨商品。
綜上所述，本是用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下突出效果-其一，特別設計的兩級循環(huán)系統(tǒng)，尤其其中一個為加氨氨化吸收液循環(huán)系統(tǒng)， 一個為非 氨化的吸收液循環(huán)系統(tǒng)，使得所述氨法脫硫技術的氨逃逸控制更為有效。
其二，優(yōu)化設置的煙氣均布器和壁流擋板，以及優(yōu)化的吸收液循環(huán)管尺寸以及吸收液循 環(huán)量，有效減少了煙氣和吸收液短路現(xiàn)象，提高了煙氣與吸收液的接觸均運性和效率，克服 了現(xiàn)有技術中吸收液循環(huán)量過大能耗過高的缺點，也克服了現(xiàn)有技術中采用填料傳質構件的 復雜的脫硫塔結構的缺點，減少了因結疤堵塞造成的運行故障，明顯節(jié)省投資和運行費用， 提高運行可靠性。


圖1為所述脫硫塔的結構示意圖，圖2為所述氨法排煙脫硫裝置的流程示意圖。
具體實施方式

參見圖1和圖2，本實用新型的氨法排煙脫硫裝置，包括脫硫塔，所述脫硫塔l包括塔體 101，設置在塔體101中部的煙氣進口 104和頂部的煙氣出口 105，煙氣進口 104以上的塔體 101內為吸收段，煙氣進口 104以下的塔體101內為氧化段，并且所述吸收段和氧化段由兩 級吸收液循環(huán)系統(tǒng)并列連接，每級吸收液循環(huán)系統(tǒng)包括一層噴淋器12a (或12b)，其設置在 所述吸收段內，還包括設置在脫硫塔1外的吸收液循環(huán)管5a (或5b)和吸收液循環(huán)泵4a (或 4b);
所述噴淋器12a(或12b)通過設置在吸收段塔體101上的吸收液循環(huán)進口 107a(或107b) 連接吸收液循環(huán)管5a (或5b),再與吸收液循環(huán)泵4a (或4b)的出口相連接；
所述吸收液循環(huán)泵5a (或5b)的進口通過吸收液循環(huán)管5a (或5b)與設置在氧化段塔體 101上的吸收液循環(huán)出口 109相連接；脫硫吸收液循環(huán)管5a上設置有原料氨進口501;
并且下層噴淋器12a與上層噴淋器12b相距4.5m，下層吸收液循環(huán)管5a和上層吸收液循 環(huán)管5b的直徑是脫硫塔的吸收段直徑的0.06倍所述氧化段與吸收段對應塔體101的直徑 之比為1.0;在所述吸收段內，具體在所述下層噴淋器12a下方設置有煙氣分布器14，并且 相距2.5m;
在所述上層噴淋器12b上方設置有除沫器11，且除沫器11包括兩層填料，以及兩層填料 之間的水噴淋器，水噴淋器與對應塔體101上設置的水進口 106相連接；在所述下層噴淋器 12a和上層噴淋器12b下方設置有壁流擋板13a;
在所述氧化段內設置有攪拌器16和空氣鼓泡器15;所述攪拌器16數(shù)量為3臺，距離所 述塔底103為1.5m，側進軸安裝在塔體的同一圓周上，等距安裝，且側偏和下偏8度角；
所述空氣鼓泡器15采用攪拌器耦合的噴氣管結構，噴氣管為帶有一個開口的空氣管，開 口直徑為80mm，開口位置位于攪拌器16前方350mm及下方450mm，且所述空氣管的數(shù)量 與所述攪拌器16的數(shù)量相同；
所述氧化段還包括在對應塔體101上由上至下，依次設置的吸收液溢流口 112,空氣進口 lll和攪拌器接口 110，和在空氣進口附近位置設置的母液回流口 108;
所述脫硫塔1的煙氣進口 104通過煙氣管道連接著煙氣鼓風機2，空氣進口 111通過空氣 管道連接著空氣鼓風機3;氧化段通過出料泵9連接著漿液旋流器6，漿液旋流器6下游依次 連接著離心機7，干燥機8和包裝機10，并且漿液旋流器6和離心機7的母液出口與所述氧 化段上設置的母液回流口 108相連接；所述原料氨進口 501通過原料氨管道連接著氨儲罐。
權利要求1、一種氨法排煙脫硫裝置，包括脫硫塔(1)，所述脫硫塔(1)包括塔體(101)，設置在所述塔體(101)中部的煙氣進口(104)和上部或頂部的煙氣出口(105)，所述煙氣進口(104)以上的塔體(101)內為吸收段，所述煙氣進口(104)以下的塔體(101)內為氧化段，并且所述吸收段和氧化段由兩級吸收液循環(huán)系統(tǒng)并列連接；其特征在于，每級吸收液循環(huán)系統(tǒng)包括一層噴淋器(12a或12b)，其設置在所述吸收段內，還包括設置在脫硫塔(1)外的吸收液循環(huán)管(5a或5b)和吸收液循環(huán)泵(4a或4b)；所述噴淋器(12a或12b)通過設置在吸收段塔體(101)上的吸收液循環(huán)進口(107a或107b)連接吸收液循環(huán)管(5a或5b)，再與吸收液循環(huán)泵(4a或4b)的出口相連接；所述吸收液循環(huán)泵(5a或5b)的進口通過吸收液循環(huán)管(5a或5b)與設置在氧化段塔體(101)上的吸收液循環(huán)出口(109)相連接；并且下層噴淋器(12a)與上層噴淋器(12b)相距2.0～6.0m。
2、 根據(jù)權利要求l所述的氨法排煙脫硫裝置，其特征在于，所述吸收液循環(huán)管(5a或 5b)的直徑是所述吸收段直徑的0.04 0.10倍。
3、 根據(jù)權利要求1所述的氨法排煙脫硫裝置，其特征在于，在所述吸收段內，具體在所 述下層噴淋器(12a)下方設置有煙氣分布器(14)，并且相距2.0 6.0m;在所述上層噴淋器G2b)上方設置有除沫器(11)，且所述除沫器(11)包括兩層填料，以及兩層填料之間的 水噴淋器，所述水噴淋器與對應塔體(101)上設置的水進口 (106)相連接；在所述下層噴 淋器(12a)或者上層噴淋器(12b)下方設置有壁流擋板(13a);在所述氧化段內設置有攪 拌器(16)和空氣鼓泡器(15)。
4、 根據(jù)權利要求3所述的氨法排煙脫硫裝置，其特征在于，所述攪拌器(16)數(shù)量為2 至4臺，距離所述塔底(103) 1.0~2.5m，側進軸安裝在塔體的同一圓周上，等距或近似等距， 且側偏和下偏5~10度角。
5、 根據(jù)權利要求3所述的氨法排煙脫硫裝置，其特征在于，所述空氣鼓泡器(15)包括 空氣總管，連接在總管上的支管，和總管與支管上的鼓氣孔，鼓氣孔直徑為5 20mm，且所 述空氣鼓泡器(15)在所述攪拌器(16)上方，距離為1.5 3.5m。
6、 根據(jù)權利要求3所述的氨法排煙脫硫裝置，其特征在于，所述空氣鼓泡器(15)為帶 有一個開口的空氣管，開口直徑為50 150mm，開口位置位于所述攪拌器(16)前方300~600mm 及下方400 800mm，且所述空氣管的數(shù)量與所述攪拌器(16)的數(shù)量相同。
7、 根據(jù)權利要求3至6任一項權利所述的氨法排煙脫硫裝置，其特征在于，所述氧化段 還包括在對應塔體(101)上由上至下，依次設置的吸收液溢流口 (112)，空氣進口 (111) 和攪拌器接口 (110)，和在任意位置設置的母液回流口 (108)。
8、 根據(jù)權利要求7所述的氨法排煙脫硫裝置，其特征在于，所述煙氣進口 (104)通過 煙氣管道連接著煙氣鼓風機(2)，空氣進口 (111)通過空氣管道連接著空氣鼓風機(3)。
9、 根據(jù)權利要求7所述的氨法排煙脫硫裝置，其特征在于，所述氧化段通過出料泵(9) 連接著漿液旋流器(6)，所述漿液旋流器(6)下游依次連接著離心機(7)，干燥機(8)和 包裝機(10),并且所述漿液旋流器(6)和離心機(7)的母液出口與所述母液回流口 U08) 相連接。
10、 根據(jù)權利要求1所述的氨法排煙脫硫裝置，其特征在于，對應于所述下層噴淋器(12a) 的吸收液循環(huán)管(5a)上設置有原料氨進口 (501)，所述原料氨進口 (501〉通過原料氨管道 連接著氨儲罐。
專利摘要本實用新型公開一種新型的氨法排煙脫硫裝置，凈化煙氣從脫硫塔頂部排出，其創(chuàng)新的實質在于，煙氣進口以上為吸收段，以下為氧化結晶段，且吸收段和氧化段由上下兩級吸收液循環(huán)系統(tǒng)并列相連，吸收段內由下至上依次設置有煙氣分布器，上層噴淋器，下層噴淋器和除沫器，氧化結晶段有攪拌器和空氣鼓泡器；并且下層噴淋器與煙氣分布器相距2.0～6.0m，上層噴淋器與下層噴淋器相距2.0～6.0m；下層吸收液循環(huán)管上有原料氨的進口；循環(huán)管的直徑是吸收段塔體直徑的0.04～0.10倍。這樣，使得所述氨法脫硫裝置的氨逃逸控制更為有效，操作運行更為穩(wěn)定和可靠，在鍋爐煙氣脫硫領域具有明顯應用前景。
文檔編號F23J15/04GK201375874SQ20092006751
公開日2010年1月6日 申請日期2009年2月5日 優(yōu)先權日2009年2月5日
發(fā)明者婁愛娟 申請人:婁愛娟