專利名稱：一種煙氣凈化塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍋爐煙氣的凈化裝置，尤其涉及煙氣中硫氧化物和其它污染物的脫出和凈化處理的裝置。
背景技術(shù)：
以煤或石油為燃料的鍋爐或火力發(fā)電廠排放大量煙道氣。這些煙氣含有SOx、NOx、HCl和HF等有害氣態(tài)物質(zhì)，以及含氧化鋁，氧化硅，氧化鐵等固體的粉煤灰塵。其中硫氧化物SOx，包括SO2和SO3，是形成酸雨的主要物質(zhì)。
SO2含量通常在300～5000ppmv(1000～15000mg/Nm3)之間，灰塵含量100-300mg/Nm3之間。但是，煙氣量十分巨大，以燃煤鍋爐而論，蒸汽規(guī)模從35T/h到2500T/h，發(fā)電機(jī)組容量6MW到1000MW，煙氣量由5萬Nm3/h到250萬Nm3，SO2排放量1000噸/年到100,000噸/年。由于SOx是酸性氣體，采用堿性水溶液脫吸煙氣中的SOx，即煙氣脫硫(Flue GasDesulfurization，F(xiàn)GD)是有效的方法，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
煙氣脫硫的方法較多，根據(jù)所采用的原料的不同，主要有以下幾種方法以石灰石為原料的鈣法；以氨為原料的氨法；以氧化鎂為原料的鎂法；以碳酸鈉或氫氧化鈉為原料的鈉法。
工業(yè)上，現(xiàn)有技術(shù)主要是鈣法。由于石灰石在水中溶解度很低，只有30-50mg/L，必須磨制成超細(xì)粉末，而且一般以濕磨為主，石灰石的細(xì)度達(dá)到大于325目的比例大于90％。鈣法的反應(yīng)原理如下。
SO2+H2O＝H2SO3H2SO3+CaCO3(石灰石)＝CaSO3.1/2H2O↓+CO2↑+H2OCaSO3.1/2H2O+1/2O2+3/2H2O＝CaSO4.2H2O↓(石膏)煙氣首先與含有超細(xì)石灰石的漿狀吸收液接觸，其中的SO2溶解在水溶液中，形成亞硫酸，再與吸收液中的碳酸鈣反應(yīng)，形成半水亞硫酸鈣，同時(shí)放出二氧化碳。半水亞硫酸鈣和碳酸鈣在水中的溶解度相近。為了提高鈣的溶解度，降低設(shè)備的堵塞，采用鼓空氣氧化的辦法，將溶解度過低的亞半水亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化為溶解度較高的硫酸鈣。在同樣條件下，硫酸鈣的溶解度是亞硫酸鈣的30倍。同時(shí)，硫酸鈣沉淀為石膏，即二水硫酸鈣，具有比半水亞硫酸鈣更大用途，可以作為建筑材料，尤其是作為水泥的添加劑。這也是為何目前工業(yè)化的煙氣脫硫鈣法都需要鼓空氣氧化的原因。
鈣法在在中國具有較好的應(yīng)用前景，中國具有豐富的天然石灰石礦產(chǎn)資源。另外，中國具有巨大的建材市場，尤其是水泥工業(yè)。因此，鈣法煙氣脫硫過程可以在中國獲得廣泛應(yīng)用。但是，由于中國也具有很巨大的天然石膏資源，并且由巨大的磷肥工業(yè)副產(chǎn)的磷石膏產(chǎn)量也很巨大，在很大程度上也限制了鈣法煙氣脫硫技術(shù)的推廣應(yīng)用。
另外，由于中國的電廠鍋爐煙氣除塵效率目前還不是很高，脫硫石膏的產(chǎn)品質(zhì)量較差，也直接影響了其應(yīng)用。
為此，需要尋求其它方法。
以氨為原料的氨法包括三個(gè)具體步驟(1)SO2吸收SO2+2NH3+H2O＝(NH4)2SO3(2)亞硫銨氧化SO32-+1/2O2＝SO42-(3)硫銨結(jié)晶(NH4)2SO4(L)＝(NH4)2SO4(S)因此，氨法脫硫過程生產(chǎn)硫酸銨，一種高效化肥，其肥效比碳銨高一倍，比尿素也要高20％。原料氨中的有效氮N價(jià)值在18～19元/N，但是，在硫銨中，其價(jià)值可提高到30元/N，相當(dāng)于SO2的價(jià)值達(dá)到400～500元/噸，或者煤中的硫的價(jià)值達(dá)到800～1000元/噸。因此，以氨為原料的FGD技術(shù)可以產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
該技術(shù)在中國尤其具有應(yīng)用前景。中國是一個(gè)人口、糧食和化肥大國，化肥的產(chǎn)量折合為合成氨，相當(dāng)于3500萬噸/年。以FGD技術(shù)可以解決1500萬噸SO2/年計(jì)算，需要提供合成氨800萬噸/年，占總需求量的四分之一弱。另外，碳銨或尿素僅含氮營養(yǎng)，而硫銨中同時(shí)含氮和硫營養(yǎng)。因此，硫銨是比碳銨和尿素更好的化肥，在中國具有巨大的市場前景。
但是，氨法對原料的供應(yīng)要求較高，液氨的儲(chǔ)運(yùn)困難在一定程度上限制了其發(fā)展。
鎂法一般以氧化鎂為原料，也可以碳酸鎂，或含有碳酸鎂和碳酸鈣的混合物為原料。與鈣法相比，鎂法的優(yōu)點(diǎn)是亞硫酸鎂在水中的溶解度(10g/L)是亞硫酸鈣(0.03g/L)的300倍，同樣條件下，鎂法的吸收液循環(huán)量比鈣法低得多。但是，原料的價(jià)格一般比鈣法高，且脫硫產(chǎn)品硫酸鎂的用途較小。因而，位于海岸邊的電廠可以采用這種方法，因?yàn)?，脫硫產(chǎn)物可以以水溶液形式直接排入大海。
因此，現(xiàn)有的方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)。
但是，它們有一點(diǎn)是相同的，就是都具有一個(gè)結(jié)構(gòu)相似的凈化塔，或稱脫硫塔。脫硫塔是一個(gè)十分典型的氣液傳質(zhì)設(shè)備。在化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，稱為化學(xué)吸收塔，氣相中的溶質(zhì)(污染物，比如二氧化硫等)溶解在液相中，與液相中的堿性吸收劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成一種新的物質(zhì)。
在化工領(lǐng)域，首先選擇的吸收塔形式是填料塔，氣液傳質(zhì)表面由填料表面提供，其次采用板式塔結(jié)構(gòu)，氣液傳質(zhì)表面是氣體鼓泡形成的泡沫表面。這兩種塔形適合于干凈系統(tǒng)，比如不含固體和不易結(jié)構(gòu)發(fā)生堵塞的體系。對于諸如煙氣脫硫的過程，無論以上何種方法，都存在著容易堵塞的問題，不是由于煙氣含塵，就是因?yàn)樵喜蝗?，中間產(chǎn)物不溶，最終產(chǎn)物結(jié)晶等，因而，在一般化工過程中廣泛應(yīng)用的填料塔和板式塔型很難適應(yīng)煙氣脫硫過程。
但是，現(xiàn)有技術(shù)有一個(gè)明顯缺點(diǎn)是，溫度較高的煙氣，有的煙氣溫度超過200℃，從凈化塔下部進(jìn)入凈化塔，即煙氣進(jìn)口在凈化塔的下部，致使凈化塔體大部分處于高溫危害區(qū)，對于凈化塔的防腐蝕要求和操作安全要求很高，一般都必須采用巨大的循環(huán)液體流量，能耗也大。因?yàn)?，目前的凈化塔都采用碳鋼?nèi)襯橡膠或者內(nèi)襯樹脂鱗片的方法制作而成，這些內(nèi)襯材料耐溫一般不超過70℃，而且難以克服操作負(fù)荷的長期波動(dòng)，內(nèi)襯層容易脫落，不耐磨損。更不便于采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)，簡稱玻璃鋼。因此，現(xiàn)有技術(shù)較難選擇玻璃鋼作為凈化塔的材料。
此外，現(xiàn)有技術(shù)還存在一個(gè)需要改進(jìn)的地方在于，脫硫過程除了吸收二氧化硫變?yōu)閬喠蛩猁}外，還必須將亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽，以及將硫酸鹽沉淀出來。第一個(gè)過程稱為吸收，第二個(gè)過程稱為氧化，第三個(gè)過程稱為結(jié)晶。早期的技術(shù)是將三個(gè)過程分開在不同的設(shè)備中進(jìn)行的，或者在同一個(gè)設(shè)備的不同區(qū)間。這也增加了脫硫塔結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。
因此，如何改進(jìn)脫硫塔的結(jié)構(gòu)，有效地調(diào)控脫硫塔的操作溫度的分布，使其可以采用玻璃鋼材料；并且合理配置三個(gè)主要過程使其全部在脫硫塔中高效進(jìn)行，從而降低設(shè)備投資，降低能好，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性，和操作靈活性，是現(xiàn)有煙氣凈化，尤其脫硫技術(shù)發(fā)展和改進(jìn)的一個(gè)重要方向。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是公開一種新的鍋爐煙氣凈化塔，尤其鍋爐煙氣脫硫塔，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容如下首先，將煙氣進(jìn)口設(shè)置在凈化塔的頂部，使高溫原料煙氣從凈化塔頂部進(jìn)，與包含脫硫劑的液體，稱為吸收液，并流或順流向下，脫硫后，從下部出，使煙氣溫度最高位置在塔的頂部，塔下部都是低溫區(qū)，也更有利于采用玻璃鋼材料。其目的是提高脫硫效率，簡化凈化塔的結(jié)構(gòu)，大大降低凈化塔的高度，減小脫硫系統(tǒng)的復(fù)雜性，更有利于采用玻璃鋼材料。
值得說明的是，本發(fā)明所說的并流運(yùn)動(dòng)，主要是指高溫原料煙氣從凈化塔頂部進(jìn)入，與包含脫硫劑的液體向下并流。
而且，本發(fā)明所說的“頂部”是任何設(shè)備或者裝置的底心上方的任意位置，例如，一個(gè)上下兩端為球形的圓柱形塔體，其“頂部”是下端球形位置之外的其他任何位置。當(dāng)然，如果下端球形位置較大，而且，下端球形位置的最底部設(shè)置有容器，那么該容器上方的任何位置都可以算作本發(fā)明所說的“頂部”，包括下端球形部分的上部位置也算“頂部”，“頂部”的煙氣進(jìn)口可以設(shè)置在該上部位置，或者柱體的任意位置，或者上端球形部件的任何位置。
其次，將凈化塔分為上下兩段，具有不同的功能，上段稱為洗滌吸收段，脫出煙氣中的污染物質(zhì)，包括二氧化硫，生成亞硫酸鹽；下段稱為吸收液儲(chǔ)存段，其功能是儲(chǔ)存吸收液，作為循環(huán)槽，將亞硫鹽氧化為硫酸鹽，同時(shí)完成硫酸鹽結(jié)晶，因此，也稱為氧化結(jié)晶器。
本發(fā)明的一般實(shí)施方法如下溫度為100～200℃、含有SO2濃度為200～20000mg/Nm3的煙氣，由增壓風(fēng)機(jī)2送到凈化塔1頂部的煙氣進(jìn)口，與溫度為20-65℃的洗滌吸收液(吸收液含堿性物質(zhì)，簡稱脫硫劑)接觸溫度降低到55～65℃，進(jìn)入洗滌吸收段，煙氣中的酸性物質(zhì)與吸收液中的堿性物質(zhì)生成相應(yīng)的鹽，比如硫酸鹽，亞硝酸鹽，氯化物和氟化物等，SO2與吸收液中的脫硫劑反應(yīng)形成亞硫酸鹽，比如亞硫酸銨，亞硫酸鈣，或者亞硫酸鎂，同時(shí)煙氣溫度進(jìn)一步降低到45～55℃，凈化后的煙氣從凈化塔中部離開凈化塔1，進(jìn)入后續(xù)的除沫器8，除去夾帶的液沫后，進(jìn)入煙囪排放；總體上，煙氣和吸收液從上部進(jìn)入凈化塔1，并流，或順流向下；吸收液從下段的吸收液儲(chǔ)存段(也兼作為吸收液的循環(huán)槽)取出，經(jīng)過循環(huán)泵4輸送到凈化塔1上段，經(jīng)噴淋器霧化形成細(xì)小液滴，進(jìn)入洗滌吸收段，從上而下，吸收煙氣中的SO2和其它組分后，進(jìn)入凈化塔下部的氧化結(jié)晶器，在吸收液儲(chǔ)存段，亞硫酸鹽被氧化空氣鼓風(fēng)機(jī)5鼓入的空氣氧化為硫酸鹽，同時(shí)在硫酸鹽的濃度超過其溶解度情況下析出硫酸鹽結(jié)晶體，形成漿狀的液體；漿狀的硫酸鹽液體從凈化塔1底部排出，經(jīng)過循環(huán)泵4，大部分與補(bǔ)充的脫硫原料匯合后循環(huán)進(jìn)入凈化塔1，小部分進(jìn)入脫水裝置3，從脫水裝置出來的液體回流至凈化塔的氧化結(jié)晶器繼續(xù)生長為較大的顆粒，固體作為脫硫副產(chǎn)品。
為了得到品質(zhì)較高的，可以直接銷售的脫硫副產(chǎn)品，脫水裝置一般還包括水力旋流器，分離器，(具體可采用離心分離機(jī)、真空過濾機(jī)或壓榨過濾機(jī))，甚至還可包括干燥機(jī)或造粒干燥機(jī)。
所說的脫硫原料為任意一種在水溶液中呈現(xiàn)堿性的物質(zhì)，典型的這類物質(zhì)有石灰石，或稱碳酸鈣，及其衍生物，比如氧化鈣；氨，其形態(tài)可以是液化的氨，碳酸氫銨，或氨/水混合物，以及氣態(tài)氨；氧化鎂或碳酸鎂；或者碳酸鈉/氫氧化鈉。
脫硫原料可以直接補(bǔ)加在凈化塔1的吸收液儲(chǔ)存段，也可以加在循環(huán)管路上，可以在循環(huán)泵4的進(jìn)口管路上，也可以在循環(huán)泵4的出口管路上。脫硫原料的流量大小一般根據(jù)吸收液的pH值進(jìn)行調(diào)整。
煙氣降溫增濕以及脫硫反應(yīng)需要的水，稱為工藝水，主要從除沫器8的洗滌口進(jìn)入，其流量大小一般根據(jù)凈化塔的液位進(jìn)行調(diào)整。
實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置包括凈化塔，該凈化塔包括橫截面為圓形或矩形的塔體；設(shè)置在塔體頂部的煙氣進(jìn)口；設(shè)置在塔體內(nèi)上部的洗滌吸收段；設(shè)置在洗滌吸收段的吸收液分布器；設(shè)置在塔體內(nèi)底部的吸收液儲(chǔ)存段；設(shè)置在吸收液儲(chǔ)存段內(nèi)的氧化空氣分布器，作為亞硫酸鹽的氧化功能元件；設(shè)置在吸收液儲(chǔ)存段內(nèi)的攪拌器，既作為氧化增強(qiáng)元件，也作為硫酸鹽結(jié)晶增強(qiáng)元件，還作為固體懸浮避免沉積結(jié)塊的元件；設(shè)置在塔體上，洗滌吸收段和吸收液儲(chǔ)存段之間的煙氣出口；尤其是，塔體的材質(zhì)為玻璃纖維增強(qiáng)塑料，或玻璃鋼，防腐蝕性能優(yōu)良，施工周期短。
該凈化塔的特點(diǎn)是煙氣和吸收液都從塔的上部進(jìn)入，整體的流動(dòng)為并流向下流動(dòng)，傳質(zhì)效率高，煙氣處理能力大。
而且，吸收液儲(chǔ)存段的直徑是洗滌吸收段的直徑的1.0-2.0倍，洗滌吸收段的高度是洗滌吸收段的直徑的0.75-2.0倍，吸收液儲(chǔ)存段的高度是吸收液儲(chǔ)存段的直徑的0.75-2.0倍。
采用上述結(jié)構(gòu)的凈化塔用于煙氣凈化，污染物質(zhì)的脫出效率可以達(dá)到95～99％。本發(fā)明的凈化塔，結(jié)構(gòu)簡單，處理能力大，吸收液流量小，吸收液和煙氣同向并流接觸，更有利于提高煙氣速度，增強(qiáng)傳質(zhì)速度，減小塔徑，減低投資。
此外，在煙氣SO2吸收的同時(shí)，還伴隨著其他污染物質(zhì)的同時(shí)洗滌和脫除，比如SO3，NO2，HF和HCl，汞的化合物，和煤灰塵，因此，本發(fā)明的凈化塔具有多污染物種同時(shí)脫除的效果。
值得重申的是，凈化塔的下部分被劃分為吸收液儲(chǔ)存段(105)，其功能是收集從洗滌吸收段(103)下來的液體，也可作為吸收液循環(huán)的循環(huán)槽。洗滌吸收液的儲(chǔ)存段(105)具有亞硫酸鹽的水溶液鼓空氣氧化的功能，以及硫酸鹽過飽和后的結(jié)晶功能，并且在儲(chǔ)存段(105)內(nèi)設(shè)置有攪拌器(106)和空氣分布器(107)作為氧化、結(jié)晶和固體懸浮的增強(qiáng)元件。
圖1為煙氣凈化塔結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為流程圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1，本發(fā)明的方法包括如下步驟含SO2的煙道氣，溫度為100～200℃，首先被送到凈化塔的頂部煙氣進(jìn)口，進(jìn)入洗滌凈化塔的洗滌吸收段，與從吸收液分布器噴淋出來的細(xì)小液滴密切接觸，同時(shí)發(fā)生三個(gè)過程(1)氣液傳質(zhì)過程，煙氣中的酸性污染物質(zhì)，包括SO2、SO3、NO2、HCl、HF等都被吸收進(jìn)入吸收液，與吸收液中的堿性物質(zhì)反應(yīng)，變?yōu)閷?yīng)的鹽；(2)灰塵洗滌過程，煙氣中的固體物質(zhì)，比如煤灰煙塵，具體包括氧化鋁，二氧化硅，氧化鐵等也被洗滌到吸收液中；(3)煙氣的降溫增濕過程，相當(dāng)于熱質(zhì)同傳過程，吸收液中的水汽向煙氣傳遞，同時(shí)煙氣的熱量向吸收液傳遞，導(dǎo)致煙氣溫度降低和水汽含量增加，以及吸收液水含量的減少，即被濃縮。經(jīng)過洗滌吸收段后，煙氣中的氣相污染物的脫出效率達(dá)到95-99％，灰塵洗滌效率在70-90％，溫度降低到50-55℃。接著，煙氣從中部的煙氣出口離開洗滌凈化塔1，一般會(huì)再進(jìn)入除沫器8除去煙氣中夾帶的液沫，再進(jìn)入煙囪排放。
吸收液從凈化塔上部進(jìn)入，從上而下，吸收煙氣中的污染物，尤其二氧化硫后進(jìn)入凈化塔底部的吸收液儲(chǔ)存段。在吸收液儲(chǔ)存段，從洗滌吸收段得到的亞硫酸鹽被鼓入的空氣氧化為硫酸鹽，硫酸鹽的濃度不斷累積增加，超過溶解度后，會(huì)結(jié)晶析出固體，因此，在氧化結(jié)晶段還設(shè)置有空氣分布器和攪拌機(jī)，既增加空氣中的氧的傳質(zhì)，又促進(jìn)結(jié)晶增長，和防止固體沉積在底板上。
參見圖1，所說的凈化塔1包括橫截面為圓形或矩形的塔體(101)；設(shè)置在塔體頂部的煙氣進(jìn)口(102)；設(shè)置在塔體內(nèi)上部的洗滌吸收段(103)；設(shè)置在洗滌吸收段的吸收液分布器(104)；設(shè)置在塔體內(nèi)底部的吸收液儲(chǔ)存段(105)；設(shè)置在吸收液儲(chǔ)存段內(nèi)的攪拌器(106)，既作為氧化增強(qiáng)元件，也作為硫酸鹽結(jié)晶增強(qiáng)元件，還作為固體懸浮避免沉積結(jié)塊的元件；設(shè)置在吸收液儲(chǔ)存段的氧化空氣分布器(107)，作為亞硫酸鹽的氧化功能元件；設(shè)置在塔體上，洗滌吸收段和吸收液儲(chǔ)存段之間的煙氣出口(108)；尤其是，塔體的材質(zhì)為玻璃纖維增強(qiáng)塑料，或玻璃鋼，防腐蝕性能優(yōu)良，施工周期短。
另外，為了降低塔體高度，節(jié)省材料和投資，煙氣出口(108)為矩形或者近似矩形。
而且，吸收液儲(chǔ)存段(105)的直徑是洗滌吸收段(103)的直徑的1.0-2.0倍，洗滌吸收段(103)的高度是洗滌吸收段(103)的直徑的0.75-2.0倍，吸收液儲(chǔ)存段(105)的高度是吸收液儲(chǔ)存段(105)的直徑的0.75-2.0倍。
實(shí)施例1一臺(tái)440T/h的流化床鍋爐，燃用含硫量1.5％的煤，煙道氣流量為50萬Nm3/hr，SO2含量為3200mg/Nm3，煙氣中其他污染物的含量為塵＝80mg/Nm3，SO3＝55mg/Nm3，HCl＝35mg/Nm3，HF＝20mg/Nm3，NOx＝100mg/Nm3，煙氣溫度為120℃。
對該實(shí)施例采用氨法脫硫和凈化，脫硫原料為氨重量濃度為18％的氨水混合物，脫硫副產(chǎn)品為硫酸銨。
該洗滌凈化裝置主要包括以下設(shè)備一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)2、一臺(tái)凈化塔1、一臺(tái)循環(huán)泵4(也可以備用一臺(tái))、一套硫銨脫水裝置3(由水力旋流器、離心機(jī)和干燥機(jī)組成)、一臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)5(也可以備用一臺(tái))，和布置在出口煙道內(nèi)的除沫器8。
凈化塔1的塔體101直徑為8m，且上下直徑，即洗滌吸收段和吸收液儲(chǔ)存段直徑相同；頂部煙氣進(jìn)口102直徑為4.3m，位于頂部中心位置；洗滌吸收段103內(nèi)的吸收液分布器104為帶有總管、支管和螺旋噴嘴的分布噴淋器；吸收液儲(chǔ)存段105內(nèi)設(shè)有亞硫酸銨氧化的空氣分布器107和3臺(tái)對稱布置的側(cè)進(jìn)軸攪拌機(jī)106，煙氣出口108為高2.5m，寬6.0m的矩形接口；塔體總高為23m，吸收液儲(chǔ)存段高度為12m，洗滌吸收段高度為11m。
凈化塔1塔體101采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料，即玻璃鋼材料制造。
脫硫原料在循環(huán)泵的進(jìn)口管路上補(bǔ)加，通過泵的葉輪后與循環(huán)吸收液混合均勻。
凈化塔1底部吸收液儲(chǔ)存段105的液位通過體從除沫器沖洗水管路補(bǔ)加工藝水來調(diào)節(jié)，液位控制在10.5m。吸收液的pH通過調(diào)節(jié)脫硫原料的流量來控制，控制在5.0-5.5之間。
氧化風(fēng)機(jī)5為羅茨風(fēng)機(jī)。氧化空氣的流量恒定，確保從吸收洗滌段來的亞硫酸銨得到充分氧化，變?yōu)榱蛩徜@。
經(jīng)過凈化塔后，各污染物的凈化效率如下SO2＝97.8％，SO3＝100％，HCl＝100％。HF＝100％，NOx＝22.5％，塵＝89％。
凈化塔1的底部吸收液儲(chǔ)存段，即氧化結(jié)晶段排除的漿狀溶液中，固體含量為14.8％，經(jīng)過硫銨脫水裝置3后，得到滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的硫銨化肥產(chǎn)品，含氮量為20.9，含水量為0.4％，生產(chǎn)能力為3.36噸/小時(shí)。
凈化后的煙氣離開凈化塔1，進(jìn)入置于出口煙道中的除沫器8，除去夾帶的液沫后進(jìn)入煙囪排放，其溫度為50.5℃。
實(shí)施例2對實(shí)施例1采用鈣法脫硫和凈化，脫硫原料為經(jīng)過粉碎和研磨的石灰石，粒度小于325目的大于90％，配制成石灰石含固量為15％的石灰石漿液。
脫硫副產(chǎn)品為二水石膏，CaSO4.2H2O。
主要設(shè)備配置如下一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)2、一臺(tái)凈化塔1、一臺(tái)循環(huán)泵4(也可以備用一臺(tái))、一套硫銨脫水裝置3(由水力旋流器和真空過濾機(jī)構(gòu)成)、一臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)5(也可以備用一臺(tái))，和布置在出口煙道內(nèi)的除沫器8。
凈化塔1的尺寸與實(shí)施例1相同。
凈化塔1塔體101采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料，即玻璃鋼材料制造。
脫硫原料在循環(huán)泵的進(jìn)口管路上補(bǔ)加，通過泵的葉輪后與循環(huán)吸收液混合均勻。
凈化塔1底部吸收液儲(chǔ)存段105的液位通過體從除沫器沖洗水管路補(bǔ)加工藝水來調(diào)節(jié)，液位控制在10.5m。吸收液的pH通過調(diào)節(jié)脫硫原料的流量來控制，控制在5.0-5.5之間。
氧化風(fēng)機(jī)5為羅茨風(fēng)機(jī)。氧化空氣的流量恒定，確保從吸收洗滌段來的亞硫酸鈣得到充分氧化，變?yōu)榱蛩徕}。
經(jīng)過凈化塔后，各污染物的凈化效率如下SO2＝96.5％，SO3＝99.5％，HCl＝100％，HF＝100％，NOx＝24.5％，塵＝93％。
凈化塔1的底部吸收液儲(chǔ)存段，即氧化結(jié)晶段排除的漿狀溶液中，固體含量為13.5％，經(jīng)過脫水裝置3后，得到石膏副產(chǎn)品，石膏中含水量為8.5％，生產(chǎn)能力為4.7噸/小時(shí)。
凈化后的煙氣離開凈化塔1，進(jìn)入置于出口煙道中的除沫器8，除去夾帶的液沫后進(jìn)入煙囪排放，其溫度為50.3℃。
實(shí)施例3對實(shí)施例1采用鎂法脫硫和凈化，脫硫原料為氧化鎂，粒度小于150目的大于90％，配制成含固量為15％的氧化鎂漿液。
脫硫副產(chǎn)品為七水硫酸鎂，MgSO4.7H2O。
主要設(shè)備配置如下一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)2、一臺(tái)凈化塔1、一臺(tái)循環(huán)泵4(也可以備用一臺(tái))、一套硫銨脫水裝置3(由水力旋流器和離心機(jī))、一臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)5(也可以備用一臺(tái))，和布置在出口煙道內(nèi)的除沫器8。
凈化塔1的尺寸與實(shí)施例1相同。
凈化塔1塔體101采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料，即玻璃鋼材料制造。
脫硫原料在循環(huán)泵的進(jìn)口管路上補(bǔ)加，通過泵的葉輪后與循環(huán)吸收液混合均勻。
凈化塔1底部吸收液儲(chǔ)存段105的液位通過體從除沫器沖洗水管路補(bǔ)加工藝水來調(diào)節(jié)，液位控制在10.5m。吸收液的pH通過調(diào)節(jié)脫硫原料的流量來控制，控制在5.0-5.5之間。
氧化風(fēng)機(jī)5為羅茨風(fēng)機(jī)。氧化空氣的流量恒定，確保從吸收洗滌段來的亞硫酸鎂得到充分氧化，變?yōu)榱蛩徭V。
經(jīng)過凈化塔后，各污染物的凈化效率如下SO2＝96.5％，SO3＝99.5％，HCl＝100％，HF＝100％，NOx＝24.5％，塵＝93％。
凈化塔1的底部吸收液儲(chǔ)存段，即氧化結(jié)晶段排除的漿狀溶液中，固體含量為16.5％，經(jīng)過脫水裝置3后，得到硫酸鎂副產(chǎn)品，含水量為4.5％，生產(chǎn)能力為6.47噸/小時(shí)。
凈化后的煙氣離開凈化塔1，進(jìn)入置于出口煙道中的除沫器8，除去夾帶的液沫后進(jìn)入煙囪排放，其溫度為50.5℃。
實(shí)施例4一臺(tái)300MW機(jī)組，燃用含硫量3.5％的煤，煙道氣流量為120萬Nm3/hr，SO2含量為9000mg/Nm3，煙氣中其他污染物的含量為塵＝220mg/Nm3，SO3＝105mg/Nm3，HCl＝35mg/Nm3，HF＝20mg/Nm3，NOx＝500mg/Nm3，煙氣溫度為135℃。
對該實(shí)施例采用氨法脫硫和凈化，脫硫原料為液化氨，脫硫副產(chǎn)品為硫酸銨。
該洗滌凈化裝置主要包括以下設(shè)備一臺(tái)凈化塔1、兩臺(tái)循環(huán)泵4(也可以備用一臺(tái))、一套硫銨脫水裝置3(由水力旋流器、離心機(jī)和干燥機(jī)組成)、兩臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)5(也可以備用一臺(tái))，和布置在出口煙道內(nèi)的除沫器8。
凈化塔1上部的洗滌吸收段103的塔體101直徑為13.25m，下部的吸收液儲(chǔ)存段105的塔體101直徑為17.5m；頂部煙氣進(jìn)口102設(shè)置在緊靠頂板的塔體101上，為矩形進(jìn)口，高為3.0，寬為塔體101的直徑，即13.25m；洗滌吸收段103內(nèi)的吸收液分布器104為帶有總管、支管和螺旋噴嘴的分布噴淋器；吸收液儲(chǔ)存段105內(nèi)設(shè)有亞硫酸銨氧化的空氣分布器107和4臺(tái)對稱布置的側(cè)進(jìn)軸攪拌機(jī)106，煙氣出口108為高3.0m，寬10.5m的矩形接口；塔體總高為28.5m，吸收液儲(chǔ)存段高度為16m，洗滌吸收段高度為12.5m。
凈化塔1塔體101采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料，即玻璃鋼材料制造。
脫硫原料在循環(huán)泵的進(jìn)口管路上補(bǔ)加，通過泵的葉輪后與循環(huán)吸收液混合均勻。
凈化塔1底部吸收液儲(chǔ)存段105的液位通過體從除沫器沖洗水管路補(bǔ)加工藝水來調(diào)節(jié)，液位控制在15.0m。吸收液的pH通過調(diào)節(jié)脫硫原料的流量來控制，控制在5.0-5.5之間。
氧化風(fēng)機(jī)5為羅茨風(fēng)機(jī)。氧化空氣的流量恒定，確保從吸收洗滌段來的亞硫酸銨得到充分氧化，變?yōu)榱蛩徜@。
經(jīng)過凈化塔后，各污染物的凈化效率如下SO2＝98.8％，SO3＝100％，HCl＝100％。HF＝100％，NOx＝28.5％，塵＝91％。
凈化塔1的底部吸收液儲(chǔ)存段，即氧化結(jié)晶段排除的漿狀溶液中，固體含量為15.8％，經(jīng)過硫銨脫水裝置3后，得到滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的硫銨化肥產(chǎn)品，含氮量為20.85，含水量為0.42％，生產(chǎn)能力為22.72噸/小時(shí)。
凈化后的煙氣離開凈化塔1，進(jìn)入置于出口煙道中的除沫器8，除去夾帶的液沫后進(jìn)入煙囪排放，其溫度為52.5℃。
實(shí)施例5對實(shí)施例4采用鈣法脫硫和凈化，脫硫原料為經(jīng)過粉碎和研磨的石灰石，粒度小于325目的大于90％，配制成石灰石含固量為15％的石灰石漿液。
脫硫副產(chǎn)品為二水石膏，CaSO4.2H2O。
主要設(shè)備配置如下一臺(tái)凈化塔1、三臺(tái)循環(huán)泵4(也可以備用一臺(tái))、一套硫銨脫水裝置3(由水力旋流器和真空過濾機(jī)構(gòu)成)、兩臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)5(也可以備用一臺(tái))，和布置在出口煙道內(nèi)的除沫器8。
凈化塔1的尺寸與實(shí)施例4相同。
凈化塔1塔體101采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料，即玻璃鋼材料制造。
脫硫原料在循環(huán)泵的進(jìn)口管路上補(bǔ)加，通過泵的葉輪后與循環(huán)吸收液混合均勻。
凈化塔1底部吸收液儲(chǔ)存段105的液位通過體從除沫器沖洗水管路補(bǔ)加工藝水來調(diào)節(jié)，液位控制在10.5m。吸收液的pH通過調(diào)節(jié)脫硫原料的流量來控制，控制在5.0-5.5之間。
氧化風(fēng)機(jī)5為羅茨風(fēng)機(jī)。氧化空氣的流量恒定，確保從吸收洗滌段來的亞硫酸鈣得到充分氧化，變?yōu)榱蛩徕}。
經(jīng)過凈化塔后，各污染物的凈化效率如下SO2＝97.8％，SO3＝99.7％，HCl＝100％，HF＝100％，NOx＝32.5％，塵＝94％。
凈化塔1的底部吸收液儲(chǔ)存段，即氧化結(jié)晶段排除的漿狀溶液中，固體含量為14.5％，經(jīng)過脫水裝置3后，得到石膏副產(chǎn)品，石膏中含水量為8.8％，產(chǎn)量為31.83噸/小時(shí)。
凈化后的煙氣離開凈化塔1，進(jìn)入置于出口煙道中的除沫器8，除去夾帶的液沫后進(jìn)入煙囪排放，其溫度為52.3℃。
實(shí)施例6對實(shí)施例4采用鎂法脫硫和凈化，脫硫原料為氧化鎂，粒度小于150目的大于90％，配制成含固量為15％的氧化鎂漿液。
脫硫副產(chǎn)品為七水硫酸鎂，MgSO4.7H2O。
主要設(shè)備配置如下一臺(tái)凈化塔1、兩臺(tái)循環(huán)泵4(也可以備用一臺(tái))、一套硫銨脫水裝置3(由水力旋流器和離心機(jī))、兩臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)5(也可以備用一臺(tái))，和布置在出口煙道內(nèi)的除沫器8。
凈化塔1的尺寸與實(shí)施例1相同。
凈化塔1塔體101采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料，即玻璃鋼材料制造。
脫硫原料在循環(huán)泵的進(jìn)口管路上補(bǔ)加，通過泵的葉輪后與循環(huán)吸收液混合均勻。
凈化塔1底部吸收液儲(chǔ)存段105的液位通過體從除沫器沖洗水管路補(bǔ)加工藝水來調(diào)節(jié)，液位控制在10.5m。吸收液的pH通過調(diào)節(jié)脫硫原料的流量來控制，控制在5.0-5.5之間。
氧化風(fēng)機(jī)5為羅茨風(fēng)機(jī)。氧化空氣的流量恒定，確保從吸收洗滌段來的亞硫酸鎂得到充分氧化，變?yōu)榱蛩徭V。
經(jīng)過凈化塔后，各污染物的凈化效率如下SO2＝98.8％，SO3＝99.6％，HCl＝100％，HF＝100％，NOx＝24.5％，塵＝92％。
凈化塔1的底部吸收液儲(chǔ)存段，即氧化結(jié)晶段排除的漿狀溶液中，固體含量為16.5％，經(jīng)過脫水裝置3后，得到硫酸鎂副產(chǎn)品，含水量為4.5％，生產(chǎn)能力為43.46噸/小時(shí)。
凈化后的煙氣離開凈化塔1，進(jìn)入置于出口煙道中的除沫器8，除去夾帶的液沫后進(jìn)入煙囪排放，其溫度為51.8℃。
權(quán)利要求
1.一種煙氣凈化塔，其特征在于，所說的煙氣凈化塔包括塔體(101)，設(shè)置在塔體(101)頂部或上部的煙氣進(jìn)(102)，和設(shè)置在塔體(101)上部的洗滌吸收段(103)，煙氣從煙氣進(jìn)(102)進(jìn)入塔體(101)后，與洗滌吸收段(103)釋放的溫度為20-65℃的洗滌吸收液進(jìn)行接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣凈化塔，其特征在于，所說的洗滌吸收段(103)的洗滌吸收液為吸收煙氣中的灰塵及其他固體狀態(tài)污染物，并吸收煙氣中的硫氧化物、氮氧化物、鹵素元素化合物等酸性氣態(tài)污染物的溶液，所述洗滌吸收液的pH值通過堿性原料進(jìn)入洗滌吸收液的流量控制裝置來調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣凈化塔，其特征在于，所說的煙氣從煙氣進(jìn)氣(102)進(jìn)入塔體(101)后，相對于洗滌吸收段(103)的吸收液的整體流動(dòng)實(shí)施并流或者順流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣凈化塔，其特征在于，所說的洗滌吸收段(103)設(shè)置有洗滌吸收液的分布裝置(104)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣凈化塔，其特征在于，所說的煙氣凈化塔的下部設(shè)置有負(fù)責(zé)收集洗滌吸收段(103)下來的液體，或者作為吸收液循環(huán)槽的吸收液儲(chǔ)存段(105)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣凈化塔，其特征在于，所說的吸收液儲(chǔ)存段(105)設(shè)置有攪拌器(106)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣凈化塔，其特征在于，所說的洗滌吸收液的儲(chǔ)存段(105)設(shè)置有空氣分布器(107)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣凈化塔，其特征在于，所說的洗滌吸收液的儲(chǔ)存段(105)一并設(shè)置攪拌器(106)和空氣分布器(107)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣凈化塔，其特征在于，在所說的洗滌吸收段(103)和洗滌吸收液儲(chǔ)存段(105)之間設(shè)置有矩形或者近似矩形的煙氣出(108)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9的任一項(xiàng)所述的煙氣凈化塔，其特征在于，吸收液儲(chǔ)存段(105)的直徑是洗滌吸收段(103)的直徑的1.0-2.0倍，洗滌吸收段(103)的高度是洗滌吸收段(103)的直徑的0.75-2.0倍，吸收液儲(chǔ)存段(105)的高度是吸收液儲(chǔ)存段(105)的直徑的0.75-2.0倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及鍋爐煙氣的凈化裝置，公開了一種新的塔器設(shè)備，它包括頂部設(shè)置的煙氣進(jìn)口，進(jìn)口下方設(shè)置的洗滌吸收段，和下部設(shè)置的具有氧化和結(jié)晶功能的吸收液儲(chǔ)存段。采用該塔器設(shè)備，煙氣和洗滌液在塔內(nèi)并流向下流動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，塔高較低，尤其是整體塔體部分基本上在低溫下操作，可以采用塑料材質(zhì)，或者纖維增強(qiáng)的塑料材質(zhì)制造，防腐蝕性能優(yōu)良，且施工周期短。該設(shè)備的特點(diǎn)是投資低，能耗小，且煙氣處理能力大，效率高，適合大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
文檔編號B01D53/54GK101085413SQ200710130219
公開日2007年12月12日 申請日期2007年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月16日
發(fā)明者婁愛娟 申請人:婁愛娟