專利名稱：一種沸騰床煙氣脫硫方法及脫硫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙氣的脫硫方法，具體是涉及一種利用沸騰床的煙氣脫硫方法，本發(fā)明還涉及適用于該煙氣脫硫方法的脫硫裝置。
背景技術(shù)：
目前，工業(yè)上應(yīng)用的煙氣脫硫(FGD)技術(shù)可以分為干法(含半干法)和濕法。干法脫硫是使用固體吸收劑、吸附劑或催化劑除去廢氣中的SO2，常用的方法有活性炭吸附法、分子篩吸附法、氧化法和金屬氧化物吸收法等。其優(yōu)點(diǎn)是治理中無(wú)廢水、廢酸排出，減少了二次污染；缺點(diǎn)是脫硫效率低，設(shè)備龐大。濕法脫硫是采用液體吸收劑洗滌煙氣以除去SO2，常用的方法有石灰石/石膏法、鈉堿吸收法、氨吸收法、鋁法、催化氧化和催化還原法等。濕法所用設(shè)備比較簡(jiǎn)單，操作容易，脫硫效率高；但脫硫后煙氣溫度較低，不利于煙氣的擴(kuò)散。
石灰石/石膏濕法煙氣脫硫工藝是目前世界上應(yīng)用最廣、技術(shù)最成熟的SO2脫除技術(shù)，具有脫硫效率高、運(yùn)行可靠性高、吸收劑利用率高、能適應(yīng)大容量機(jī)組和高濃度SO2煙氣條件、對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)、吸收劑廉價(jià)、鈣硫比低(一般小于1.05)以及副產(chǎn)品具有綜合利用價(jià)值等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是基建投資費(fèi)用高，占地面積大，耗水量大，脫硫副產(chǎn)品為濕態(tài)，難以處理，脫硫產(chǎn)生的廢水需要經(jīng)過(guò)處理才能排放。
煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝(CFB-FGD)采用消石灰作為吸收劑，其脫硫原理與噴霧干燥法類似，來(lái)自空氣預(yù)熱器的煙氣通過(guò)循環(huán)流化床反應(yīng)器底部，向上與塔內(nèi)的消石灰反應(yīng)，大量反應(yīng)產(chǎn)物與飛灰由煙氣攜帶進(jìn)入反應(yīng)塔后部的預(yù)除塵器和ESP，大部分固體物料返回流化床，最終產(chǎn)物為干態(tài)的粉末狀鈣基混合物。與傳統(tǒng)石灰石/石膏法脫硫裝置相比，CFB-FGD具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、工程投資、維修和運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小等特點(diǎn)；吸收劑采用Ca(OH)2和循環(huán)粉煤灰，粉煤灰可以作為Ca(OH)2的載體，增大吸收劑與煙氣的接觸面積，提高吸收劑的利用率，減少石灰用量；吸收劑在流化床內(nèi)多次循環(huán)，氣固間劇烈紊流混合可以使未反應(yīng)的消石灰不斷暴露出來(lái)，使吸收劑與煙氣的接觸時(shí)間長(zhǎng)，脫硫效率和吸收劑的利用率較高；可以通過(guò)噴水將床溫控制在最佳反應(yīng)溫度條件下，排煙溫度可在煙氣露點(diǎn)溫度以上，不需常規(guī)脫硫工藝的煙溫調(diào)整；對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)反應(yīng)塔入口的SO2濃度變化有很快的適應(yīng)性。CFB-FGD存在的不足是由于固體物料濃度較高，增大了除塵器負(fù)荷，系統(tǒng)阻力相對(duì)較大；運(yùn)行費(fèi)用與普通噴霧干燥法差不多；脫硫副產(chǎn)品的利用問(wèn)題尚需作進(jìn)一步的開發(fā)研究。
特別需要指出的是，由于石灰法中的CaO難溶于水(0.165g/100g水)，因而脫硫處理的耗水量巨大，造成了大量的水資源浪費(fèi)，不適合我國(guó)嚴(yán)重缺水的國(guó)情。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種沸騰床煙氣脫硫方法以及相應(yīng)的脫硫裝置，使用本發(fā)明的脫硫方法和裝置處理含SO2煙氣，SO2脫除率高，耗水量少，設(shè)備投資小，運(yùn)行費(fèi)用低。
本發(fā)明的沸騰床煙氣脫硫方法是在沸騰床脫硫塔的管式吸收器中裝填有輕質(zhì)球狀填料，含有SO2的煙氣由沸騰床脫硫塔的下部高速分流進(jìn)入管式吸收器，把輕質(zhì)球狀填料噴成沸騰狀態(tài)，并與從沸騰床脫硫塔上部噴淋下來(lái)的霧滴狀碳酰胺吸收劑接觸，形成氣—液—固三相高速碰撞，強(qiáng)化了傳質(zhì)系數(shù)，煙氣中的SO2瞬間被碳酰胺吸收劑吸收，反應(yīng)生成硫酸銨，從脫硫塔底部排出，使煙氣得以凈化，凈化后的煙氣排出脫硫塔外。
其中，含有SO2的煙氣是以20～30m/s的流速進(jìn)入管式吸收器中。
本發(fā)明中，輕質(zhì)球狀填料在管式吸收器中的裝填高度為150～2000mm，填料可以采用PP、PVC、ABS中的一種材料制成，直徑為5～50mm。
本發(fā)明采用碳酰胺作為SO2的吸收劑，所使用的碳酰胺吸收劑溶液濃度為8.9～36.7％，噴淋密度為28～102.8m3/m2·h。
相應(yīng)地，本發(fā)明的沸騰床煙氣脫硫裝置包括一個(gè)沸騰床脫硫塔以及塔體上的吸收液入口、吸收液出口和煙氣進(jìn)入口、煙氣排出通道，塔體內(nèi)支撐板與花板之間垂直安裝有若干個(gè)管式吸收器，管式吸收器中裝填有輕質(zhì)球狀填料；噴淋裝置安裝在花板的上方，連接塔體上的吸收液入口；支撐板的下方安裝有與煙氣進(jìn)入口連接的分流器；吸收液出口安裝在塔體的底部，煙氣排出通道安裝在塔體的頂部。
本發(fā)明還分別在花板上安裝了攔網(wǎng)和在噴淋裝置的上方安裝了捕集器。
本發(fā)明是利用高速運(yùn)轉(zhuǎn)的含SO2煙氣在沸騰床中把輕質(zhì)球狀填料吹成沸騰狀態(tài)，與霧滴狀吸收液相遇，形成氣—液—固三相高速相互碰撞，從化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)角度強(qiáng)行提高傳質(zhì)效率，瞬間使煙氣得以凈化。
應(yīng)用本發(fā)明的沸騰床煙氣脫硫裝置和脫硫方法在太原制線廠1噸燃煤鍋爐上進(jìn)行試驗(yàn)，該鍋爐使用東山煤，檢測(cè)煤中全硫含量2.81％。在鍋爐正常運(yùn)行情況下，太原市杏花嶺環(huán)保監(jiān)測(cè)站對(duì)煙氣的脫硫效果進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為煙氣中SO2濃度從2476.39mg/Nm3降至5.56mg/Nm3，SO2排放量從1.52Kg/h降至0.003Kg/h，SO2的脫除率高。
本發(fā)明選用中性而易溶于水的碳酰胺作為SO2的吸收劑，與傳統(tǒng)石灰法比較，可節(jié)水90％。碳酰胺吸收劑吸收SO2后的吸收液經(jīng)簡(jiǎn)單處理后可以得到硫酸銨，具有附加價(jià)值。因此，本發(fā)明的脫硫裝置比常用的FGD技術(shù)設(shè)備投資低50％，運(yùn)行費(fèi)用低80％。


圖1是本發(fā)明沸騰床煙氣脫硫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1沸騰床脫硫裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括一個(gè)沸騰床脫硫塔4以及塔體上的吸收液入口6、吸收液出口1和煙氣進(jìn)入口13、煙氣排出通道7，在塔體內(nèi)支撐板3與花板5之間垂直安裝有若干個(gè)管式吸收器11，其中裝填有直徑為18mm、材質(zhì)為PVC的輕質(zhì)球狀填料12，填料裝填高度為950mm；噴淋裝置9安裝在花板5的上方，連接塔體上的吸收液入口6；支撐板3的下方安裝有與煙氣進(jìn)入口13連接的分流器2；吸收液出口1安裝在塔體的底部，煙氣排出通道7安裝在塔體的頂部；在花板5上還安裝有攔網(wǎng)10防止輕質(zhì)球狀填料12噴出管式吸收器11，噴淋裝置9的上方安裝有捕集器8捕集泡沫。
含有SO2的煙氣由沸騰床脫硫塔1的下部煙氣進(jìn)入口13進(jìn)入塔內(nèi)，經(jīng)分流器2分流后，以22m/s的流速進(jìn)入管式吸收器11，把輕質(zhì)球狀填料12噴成沸騰狀態(tài)；濃度為18％的碳酰胺吸收劑從吸收液入口6進(jìn)入塔內(nèi)，通過(guò)噴淋裝置9以69m3/m2·h的噴淋密度呈霧滴狀從沸騰床脫硫塔上部噴淋下來(lái)，與煙氣和填料接觸，形成氣—液—固三相高速碰撞，強(qiáng)化了傳質(zhì)系數(shù)，煙氣中的SO2瞬間被碳酰胺吸收劑吸收，反應(yīng)生成硫酸銨，從脫硫塔底部吸收液出口1排出，使煙氣得以凈化，凈化后的煙氣從煙氣排出通道7排出脫硫塔外。
該裝置處理鍋爐煙氣的能力為13萬(wàn)m3/h。
實(shí)施例2沸騰床脫硫裝置的結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，在管式吸收器11中裝填有直徑為20mm、材質(zhì)為ABS的輕質(zhì)球狀填料12，裝填高度為200mm；含有SO2的煙氣由沸騰床脫硫塔4的下部煙氣進(jìn)入口13進(jìn)入塔內(nèi)，經(jīng)分流器2分流后，以20m/s的流速進(jìn)入管式吸收器11，把輕質(zhì)球狀填料12噴成沸騰狀態(tài)；濃度為25％的碳酰胺吸收劑從吸收液入口6進(jìn)入塔內(nèi)，通過(guò)噴淋裝置9以37m3/m2·h的噴淋密度呈霧滴狀從沸騰床脫硫塔上部噴淋下來(lái)，與煙氣和填料接觸，形成氣—液—固三相高速碰撞，強(qiáng)化了傳質(zhì)系數(shù)，煙氣中的SO2瞬間被碳酰胺吸收劑吸收，反應(yīng)生成硫酸銨，從脫硫塔底部吸收液出口1排出，使煙氣得以凈化，凈化后的煙氣從煙氣排出通道5排出脫硫塔外。
該裝置處理鍋爐煙氣的能力為2.5萬(wàn)m3/h。
權(quán)利要求
1.一種沸騰床煙氣脫硫方法，其特征是在沸騰床脫硫塔的管式吸收器中裝填有輕質(zhì)球狀填料，含有SO2的煙氣由沸騰床脫硫塔下部高速分流進(jìn)入管式吸收器中，把輕質(zhì)球狀填料噴成沸騰狀態(tài)，并與從沸騰床脫硫塔上部噴淋下來(lái)的碳酰胺吸收劑相接觸，形成氣—液—固三相高速碰撞，使煙氣中的SO2瞬間被碳酰胺吸收劑吸收，反應(yīng)生成硫酸銨，從脫硫塔底部排出，凈化后的煙氣排出脫硫塔外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沸騰床煙氣脫硫方法，其特征是含有SO2的煙氣經(jīng)分流后以20～30m/s的流速進(jìn)入管式吸收器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沸騰床煙氣脫硫方法，其特征是所述的輕質(zhì)球狀填料是用PP、PVC、ABS中的一種材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沸騰床煙氣脫硫方法，其特征是所述的輕質(zhì)球狀填料的直徑為5～50mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沸騰床煙氣脫硫方法，其特征是管式吸收器中輕質(zhì)球狀填料的裝填高度為150～2000mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沸騰床煙氣脫硫方法，其特征是碳酰胺吸收劑的溶液濃度為8.9～36.7％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沸騰床煙氣脫硫方法，其特征是碳酰胺吸收劑的噴淋密度為28～102.8m3/m2·h。
8.一種沸騰床煙氣脫硫裝置，包括沸騰床脫硫塔以及塔體上的吸收液入口、吸收液出口和煙氣進(jìn)入口、煙氣排出通道，其特征是在塔體內(nèi)支撐板與花板之間垂直安裝有若干個(gè)管式吸收器，管式吸收器中裝填有輕質(zhì)球狀填料；噴淋裝置安裝在花板的上方，連接塔體上的吸收液入口；支撐板的下方安裝有與煙氣進(jìn)入口連接的分流器；吸收液出口安裝在塔體的底部，煙氣排出通道安裝在塔體的頂部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的沸騰床煙氣脫硫裝置，其特征是在花板上還安裝有攔網(wǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的沸騰床煙氣脫硫裝置，其特征是在噴淋裝置的上方安裝有捕集器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種沸騰床煙氣脫硫方法及脫硫裝置，是在沸騰床脫硫塔的管式吸收器中裝填輕質(zhì)球狀填料，含有SO
文檔編號(hào)B01D53/83GK1824370SQ20061001234
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2006年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月16日
發(fā)明者劉繼崑, 劉琦 申請(qǐng)人:劉繼崑