專利名稱：海水白泥乳脫硫塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種脫硫塔，特別是一種以廢治廢利用氨堿法純堿生產(chǎn)的 廢渣對(duì)發(fā)電廠鍋爐和工業(yè)鍋爐及窯爐的煙氣進(jìn)行脫硫的海水白泥乳脫硫塔。
(二)
背景技術(shù)：
我國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤炭為主要能源的國(guó)家之一，煤炭在我國(guó)一次能
源和消耗比例中一直在70%以上，煤炭及其它各種燃料產(chǎn)生的二氧化硫排放形 成巨大的污染，從根本上治理二氧化硫排放污染已勢(shì)在必行。在沿海地區(qū)有些 熱電站采用了海水法脫硫，即利用海水吸收煙氣中二氧化硫，并與海水中的堿 度中和后充入空氣曝氣，使所生成的還原物氧化后煙氣和排水達(dá)標(biāo)排放，該工 藝缺點(diǎn)是耗用海水量大，脫除lkg二氧化硫耗用海水W8m3，提升海水和曝氣的 電耗等費(fèi)用高，而且只能適用于燃用低硫煤的熱電站脫硫。近年來(lái)沿海地區(qū)有 在海水中加入氧化鎂、石灰粉等脫硫劑的煙氣脫硫工業(yè)應(yīng)用，但原料成本高。 氨堿法純堿生產(chǎn)的廢渣(俗稱"白泥")量大，在全世界范圍內(nèi)至今普遍做法仍 是排海或筑壩堆存，造成公害，其處理是世界各國(guó)共同面臨的難題。中國(guó)專利 申請(qǐng)?zhí)枮?7121098.5所公開(kāi)的"一種純堿廠白泥與煙氣中有害氣體的雙向治理 方法"，利用含有純堿生產(chǎn)廢渣(白泥)制作的海水白泥乳脫除鍋爐煙氣中的 二氧化硫，以廢治廢，實(shí)現(xiàn)白泥和二氧化硫的雙向治理的目的。但一直無(wú)工業(yè) 化應(yīng)用，尚需開(kāi)發(fā)生產(chǎn)裝置實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。由于海水白泥乳中有效脫硫成份是 一種在水中溶解度非常小的碳酸鈣等懸浮物，脫硫過(guò)程中需要足夠的停留時(shí)間， 使懸浮物溶解，進(jìn)行脫硫反應(yīng)，并使生成的亞硫酸鹽被氧化生成穩(wěn)定的硫酸鹽， 還要分離脫硫過(guò)程中捕集的煙氣中的粉煤灰，最終使煙氣和排液達(dá)標(biāo)排放，傳統(tǒng)脫硫塔所具備的功能少，有的脫硫裝置設(shè)備多、流程復(fù)雜、動(dòng)力消耗高、占 地面積大，均不適合海水白泥乳脫硫需要。至今尚無(wú)國(guó)內(nèi)外使用海水白泥乳進(jìn) 行煙氣脫硫的一體化生產(chǎn)裝置的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題而提供一種海水白泥乳脫硫塔， 該塔具有多種功能，既是吸收裝置又是反應(yīng)器，還是曝氣和澄清設(shè)備，能使出
塔煙氣中二氧化硫煙塵達(dá)標(biāo)，同時(shí)使出塔排液不需要后處理而pH值與懸浮物達(dá) 標(biāo)直接排放的生產(chǎn)裝置。
本實(shí)用新型的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)該海水白泥乳脫硫塔包括塔體及 塔體內(nèi)由上往下依次設(shè)有除霧段、海水吸收段、海水白泥乳吸收段、氧化段和 澄清段的五個(gè)功能段。位于海水白泥乳吸收段和氧化段之間的塔體側(cè)部設(shè)有煙 氣入口，塔體頂部設(shè)有煙氣出口，塔體底部設(shè)有沉淀物出口，位于澄清段上部 的塔體側(cè)部設(shè)有澄清液出口。其中，海水白泥乳吸收段包括海水白泥乳進(jìn)液管、 布水槽、噴淋槽、填料和支承板，海水白泥乳進(jìn)液管、布水槽和噴淋槽位于填 料的上方，支承板在填料的下面，該段是本塔主要功能區(qū)，它要進(jìn)行換熱、二 氧化硫的吸收、白泥的溶解以及產(chǎn)生亞硫酸鹽等的化學(xué)反應(yīng)。海水吸收段包括 海水進(jìn)液管、布水槽、噴淋槽、填料和支承板，海水進(jìn)液管、布水槽和噴淋槽 位于填料的上方，支承板在填料的下面，該段主要的作用是吸收煙氣中殘留二 氧化硫。除霧段包括除霧器和清洗管，清洗管在除霧器的下方，煙氣經(jīng)該段達(dá) 標(biāo)排放。氧化段包括白泥乳進(jìn)液管、氣體分布板和壓縮空氣分布器，氣體分布 板的上方為白泥乳進(jìn)液管，其下方為壓縮空氣分布器，該段主要作用為將亞硫 酸鹽全部氧化為硫酸鹽。澄清段包括中心筒、環(huán)行頂蓋和蜂窩斜管型填料，中 心筒的上端與環(huán)行頂蓋固定連接，蜂窩斜管型填料設(shè)置在中心筒外中下部，該段結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，清除該段上方流下的液體中的水不溶物，使之達(dá)標(biāo)排放，澄清效 率很高。
根據(jù)塔內(nèi)液氧化需要，氣體分布板可設(shè)置零層或一層或多層，板上均布多 個(gè)小孔。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是
1) 該塔功能多，集吸收、氧化、澄清、除霧多種功能于一體，使脫硫工藝 流程簡(jiǎn)化，節(jié)省了曝氣池、澄清池及其液體輸送泵，具有設(shè)備投資小、占地面 積省、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
2) 該塔連續(xù)運(yùn)行、平穩(wěn)、可靠，脫硫吸收效率高達(dá)95%，不僅煙氣達(dá)標(biāo)排
放，澄清液也達(dá)標(biāo)直接排放。
3) 該塔使脫硫運(yùn)行費(fèi)用大大降低。脫除lkg二氧化硫僅耗海水0.5m3，與 海水法脫硫(需海水〉18m3)相比，節(jié)約海水提升及曝氣氧化的電力X).75kwh， 與海水石灰法相比，能節(jié)約石灰粉l.lkg，具有很大節(jié)能降耗優(yōu)勢(shì)。
該塔實(shí)現(xiàn)了純堿生產(chǎn)廢渣"白泥"與煙氣中的二氧化硫雙向治理的目的。不 僅減少了二氧化硫的排放，而且消除了白泥對(duì)環(huán)境的污染，白泥資源化全部可 以得到有效的綜合利用，特別適用于有氨堿法純堿工廠濱海地區(qū)的大、中、小 型火力發(fā)電廠鍋爐及工礦企業(yè)工業(yè)鍋爐和窯爐的煙氣脫硫。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1B向局部放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖2C-C剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖1A向局部放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖1D向局部放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖5 E-E剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中l(wèi)-澄清段；l.l-環(huán)形頂蓋；1.2-中心筒；1.3-蜂窩斜管型填料；1.4-澄 清液出口； 1.5-沉淀物出口； 2-氧化段；2.1-白泥乳進(jìn)液管;2.2-氣體分布板；2.3-壓縮空氣分布器；3-海水白泥乳吸收段；3.1-煙氣入口； 3.2-支承板；3.3-填料; 3.4-海水白泥乳進(jìn)液管；3.5-布水槽；3.6-噴淋槽；3.7-缺口； 3.8-齒形缺口； 4-海水吸收段；4.1-支承板；4.2-填料；4.3-海水進(jìn)液管；4.4-布水槽；4.5-噴淋槽； 5-除霧段；5.1-清洗管；5.2-除霧器；5.3-煙氣出口； 6-塔體。
具體實(shí)施方式圖1顯示該塔體6內(nèi)從上往下有除霧段5、海水吸收段4、海水白泥乳吸收 段3、氧化段2和澄清段1五個(gè)功能段。除霧段5中的除霧器5.2可以是絲網(wǎng)波 紋填料，也可以是波形板除霧器，本實(shí)施例采用絲網(wǎng)波紋填料。除霧器5.2下方 有清洗管5.1，清洗管5.1在塔內(nèi)兩側(cè)有多個(gè)支管，管的上方有多個(gè)噴嘴，能將 整個(gè)除霧器5.2清洗干凈。海水白泥乳吸收段3是該塔的主要功能段，布水槽 3.5是通用溢流槽式液體分配裝置，如"王"字型、"H"型等條狀水槽皆可，本 實(shí)施例采用王"字"型條狀水槽，布水槽3.5兩側(cè)上方均勻分布多個(gè)缺口 3.7。 噴淋槽3.6是兩側(cè)上方為齒型的條狀，其數(shù)量與布水槽的溢水缺口3.7相同，噴 淋槽3.6排列布滿塔的整個(gè)截面。圖2、圖3顯示，海水白泥乳進(jìn)液管3.4下口 與布水槽3.5中心重合。海水白泥乳從進(jìn)液管3.4進(jìn)入布水槽3.5 ，從布水槽3.5 各缺口 3.7溢流進(jìn)入下方噴淋槽3.6，再?gòu)恼麠l噴淋槽兩側(cè)上方齒形缺口 3.8溢 流出，使海水白泥乳能均布進(jìn)入下方的填料3.3。填料3.3可采用板波紋等規(guī)整 填料，也可采用其它如鮑爾環(huán)等散堆填料，本實(shí)施例采用板波紋規(guī)整填料。填 料3.3下面有支撐板3.2支撐填料3.3，圖5、圖6顯示，支撐板3.2為梁形氣體 噴射式結(jié)構(gòu)，支承板3.2為連續(xù)波形板，在波形板上開(kāi)多個(gè)圓孔，開(kāi)孔總面積和 塔截面積接近，其作用均布煙氣。海水吸收段4中的海水進(jìn)液管4.3、布水槽4.4、噴淋槽4.5、填料4.2和支撐板4.1，其結(jié)構(gòu)與海水白泥乳吸收段3結(jié)構(gòu)相同。氧 化段2中的壓縮空氣分布器2.3，其主管在塔內(nèi)兩側(cè)有多個(gè)支管，管的上方開(kāi)有 多個(gè)小孔，可向上均布?xì)怏w。白泥乳進(jìn)液管2.1，其主管在塔內(nèi)兩側(cè)有多個(gè)支管， 管的下方開(kāi)有多個(gè)小孔，可向下均布白泥乳。圖4顯示氣體分布板2.2板上均布 多個(gè)小孔。設(shè)置一層或多層的氣體分布板可使氣液更加均勻地逆流接觸，不設(shè) 置氣體分布板可降低塔內(nèi)運(yùn)行的阻力。本實(shí)施例氣體分布板2.2設(shè)置二層，每層 板上均布多個(gè)小孔，使氣液均勻接觸。澄清段1中的中心筒1.2是上下開(kāi)口的圓 筒，其上端固定連接在環(huán)形頂蓋1.1上，中心筒L2外中下部為蜂窩斜管型填料 1.3。
結(jié)合附圖敘述該塔內(nèi)氣液流程
(1) 煙氣從塔體側(cè)部煙氣入口 3.1進(jìn)入并上升通過(guò)海水白泥乳吸收段3的支承 板3.2被均勻分布進(jìn)入板波紋填料3.3內(nèi)，煙氣中二氧化硫被海水白泥乳吸收生 成的亞硫酸鹽留在該段內(nèi)，煙氣攜帶剩余二氧化硫和捕集夾帶海水白泥乳中的 水不溶物上升通過(guò)海水吸收段4的支承板4.1進(jìn)入板波紋填料4.2內(nèi)，二氧化硫 和水不溶物被海水吸收，使煙氣中二氧化硫和煙塵的含量極少，煙氣繼續(xù)上升 進(jìn)入除霧段5的絲網(wǎng)波紋填料5.2,捕集煙氣中微小水滴和夾帶的極少量煙塵及 白泥，煙氣達(dá)標(biāo)從塔頂煙氣出口 5.3排入煙道。
(2) 壓縮空氣通過(guò)壓縮空氣分布器2.3均布進(jìn)入氧化段2內(nèi)，壓縮空氣內(nèi)氧氣 大都被塔內(nèi)液消耗，氣體攜帶剩余氧氣通過(guò)二層氣體分布板2 .2的孔上升至海 水白泥乳吸收段3內(nèi)，剩余氧氣被繼續(xù)消耗，氣體隨煙氣經(jīng)海水吸收段4、除霧 段5從塔頂煙氣出口 5.3排出。
(3) 海水白泥乳通過(guò)海水白泥乳進(jìn)液管3.4、分配槽3.5和噴淋槽3.6溢流均 布進(jìn)入填料3.3與煙氣進(jìn)行換熱和氣、液、固三相各種物理、化學(xué)變化，煙氣中二氧化硫被水吸收生成亞硫酸，海水白泥乳中水不溶物碳酸鈣與氫氧化鎂溶解 并與亞硫酸反應(yīng)生成亞硫酸鈣和亞硫酸鎂，并有一部分被氧化段上升的氣體中 剩余氧氣氧化為硫酸鈣及硫酸鎂。海水白泥乳經(jīng)反應(yīng)變成塔內(nèi)液往下流入氧化
段2，塔內(nèi)液中亞硫酸鹽不穩(wěn)定，易分解逸出二氧化硫，通過(guò)白泥乳進(jìn)液管2.1 補(bǔ)充適量白泥乳，與塔內(nèi)液中剩余二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鹽，該氧化段也是 塔內(nèi)液儲(chǔ)槽，有足夠停留時(shí)間使來(lái)自海水白泥乳吸收段殘余的水不溶物碳酸鈣 與氫氧化鎂全部溶解與亞硫酸反應(yīng)生成亞硫酸鈣和亞硫酸鎂，壓縮空氣分布器 2.3及氣體分布板2.2都能使下降的塔內(nèi)液和上升的壓縮空氣均勻地逆流接觸發(fā) 生化學(xué)反應(yīng)，亞硫酸鹽全部被壓縮空氣內(nèi)氧氣氧化生成化學(xué)性能穩(wěn)定的硫酸鹽， 且使塔內(nèi)液PH值達(dá)到6-9。塔內(nèi)液繼續(xù)往下流入澄清段l，塔內(nèi)液經(jīng)中心筒1.2 進(jìn)入蜂窩斜管型填料1.3內(nèi)，經(jīng)過(guò)蜂窩斜管型填料1.3加速澄清，使澄清液中水 不溶物降低，符合排放標(biāo)準(zhǔn)從清液出口管1.4排放，而在塔內(nèi)液中的粉煤灰等沉 降形成數(shù)量較小的沉淀物從塔底沉淀物出口 1.5排出待處理。
(4) 海水通過(guò)海水吸收段4的海水進(jìn)液管4.3、布水槽4.4和噴淋槽4.5溢流 均布進(jìn)入填料4.2，海水吸收煙氣中剩余二氧化硫和捕集夾帶的白泥不溶物后， 往下流入海水白泥乳吸收段3，隨該段塔內(nèi)液經(jīng)氧化段2、澄清段1排放和排出。
(5) 為防止除霧段5內(nèi)的除霧器5.2被雜物堵塞，定期用海水通過(guò)清洗管5.1 向上的噴嘴噴射絲網(wǎng)波紋填料，清洗干凈。
設(shè)計(jì)二臺(tái)海水白泥乳脫硫塔分別在130t/h和220t/h煤粉鍋爐系統(tǒng)中試用， 入脫硫塔前煙氣含二氧化硫2000-4000mg/Nm3，煙塵200mg/Nm3，經(jīng)該塔處理 后，排煙中二氧化硫〈00mg/Nm3，煙塵〈50mg/Nm3，脫硫效率高達(dá)90-95%，脫 硫后排水中懸浮物〈100mg/1， pH6-9，排煙及排水均達(dá)國(guó)家頒發(fā)的2010年1 月后將執(zhí)行的新排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種海水白泥乳脫硫塔，其特征在于它包括塔體(6)及塔體(6)內(nèi)由上往下依次設(shè)有除霧段(5)、海水吸收段(4)、海水白泥乳吸收段(3)、氧化段(2)和澄清段(1)，位于海水白泥乳吸收段(3)和氧化段(2)之間的塔體(6)側(cè)部設(shè)有煙氣入口(3.1)，塔體(6)頂部設(shè)有煙氣出口(5.3)，塔體(6)底部設(shè)有沉淀物出口(1.5)，位于澄清段(1)上部的塔體(6)側(cè)部設(shè)有澄清液出口(1.4)，其中各段結(jié)構(gòu)為a.海水白泥乳吸收段(3)包括海水白泥乳進(jìn)液管(3.4)、布水槽(3.5)、噴淋槽(3.6)、填料(3.3)和支承板(3.2)，海水白泥乳進(jìn)液管(3.4)、布水槽(3.5)和噴淋槽(3.6)位于填料(3.3)的上方，支承板(3.2)在填料(3.3)的下面；b.海水吸收段(4)包括海水進(jìn)液管(4.3)、布水槽(4.4)、噴淋槽(4.5)、填料(4.2)和支承板(4.1)，海水進(jìn)液管(4.3)、布水槽(4.4)和噴淋槽(4.5)位于填料(4.2)的上方，支承板(4.1)在填料(4.2)的下面；c.除霧段(5)包括除霧器(5.2)和清洗管(5.1)，清洗管(5.1)在除霧器(5.2)的下方；d.氧化段(2)包括白泥乳進(jìn)液管(2.1)、氣體分布板(2.2)和壓縮空氣分布器(2.3)，氣體分布板(2.2)的上方為白泥乳進(jìn)液管(2.1)，其下方為壓縮空氣分布器(2.3)；e.澄清段(1)包括中心筒(1.2)、環(huán)行頂蓋(1.1)和蜂窩斜管型填料(1.3)，中心筒(1.2)的上端與環(huán)行頂蓋(1.1)固定連接，蜂窩斜管型填料(1.3)設(shè)置在中心筒(1.2)外中下部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水白泥乳脫硫塔，其特征在于氣體分布板(2.2) 可設(shè)置零層或一層或多層，板上均布多個(gè)小孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種海水白泥乳脫硫塔，其要點(diǎn)是該塔體內(nèi)由上往下依次設(shè)有除霧段、海水吸收段、海水白泥乳吸收段、氧化段和澄清段的五個(gè)功能段。位于海水白泥乳吸收段和氧化段之間的塔體側(cè)部設(shè)有煙氣入口，塔體頂部設(shè)有煙氣出口，塔體底部設(shè)有沉淀物出口，位于澄清段上部的塔體側(cè)部設(shè)有澄清液出口。其優(yōu)點(diǎn)是該塔功能多，集吸收、氧化、澄清、除霧多種功能，使脫硫工藝流程簡(jiǎn)化，設(shè)備投資小、占地面積省、操作方便，運(yùn)行費(fèi)用低，煙氣脫硫效率高達(dá)95％，排煙及排水均達(dá)國(guó)標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了純堿生產(chǎn)廢渣“白泥”與煙氣中的二氧化硫雙向治理的目的。適用于有氨堿法純堿工廠濱海地區(qū)的大、中、小型火力發(fā)電廠鍋爐及工礦企業(yè)工業(yè)鍋爐和窯爐的煙氣脫硫。
文檔編號(hào)B01D53/80GK201316599SQ200820224849
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者伊盛鑫, 劉成功, 劉鵬霄, 尹小春, 楊鵬飛, 羅書(shū)凱, 郭漢光, 馬國(guó)臣 申請(qǐng)人:青島堿業(yè)股份有限公司;青島海灣化工設(shè)計(jì)研究院有限公司