專(zhuān)利名稱(chēng)：組合式氨法脫硫塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種組合式氨法脫硫塔，具體涉及一種吸收、氧化、濃縮和硫銨氣溶膠洗滌功能的組合式氨法脫硫塔。
背景技術(shù)：
我國(guó)燃煤電廠眾多，特別是供熱、大型石化、化工、冶金等企業(yè)建有的中小機(jī)組 (100MW機(jī)組以下)更是星羅棋布。燃煤產(chǎn)生的SO2給大氣造成嚴(yán)重污染，為減少SO2危害， 國(guó)家要求新建燃煤電廠鍋爐必須同時(shí)建設(shè)煙氣脫硫裝置，在役電廠也要限期治理。目前主導(dǎo)的石灰石-石膏法脫硫工藝，由于脫硫裝置投資較大，中小熱電廠難于承受，且運(yùn)行成本較高，脫硫副產(chǎn)物石膏受品質(zhì)、產(chǎn)量及成本的限制，用途有限，造成額外的處理成本。氨法脫硫工藝可大大降低煙氣脫硫成本。國(guó)內(nèi)一些小鍋爐采用一種簡(jiǎn)易的氨法噴淋塔脫硫裝置，在塔的上部用氨水直接噴淋，但由于噴淋量少，煙氣溫度高( 100°C )， 加之氨水極易揮發(fā)，使排放的煙氣夾帶大量的游離氨，脫硫效率極低，很難回收硫銨產(chǎn)品， 造成脫硫劑大量流失，運(yùn)行成本高，而且還形成了氨的二次污染。目前國(guó)內(nèi)外一些公司所采用的氨法脫硫裝置，為了滿(mǎn)足較高的傳質(zhì)、傳熱要求，脫硫塔的液氣比很大，接近石灰石-石膏法脫硫工藝，使得吸收循環(huán)液的流量很大，能耗較大，同時(shí)由于液膜夾帶嚴(yán)重，脫硫后煙氣硫銨氣溶膠的夾帶占硫銨總產(chǎn)量的 20 %，造成嚴(yán)重的硫銨二次污染，只好采用了電除霧加以治理，同時(shí)也造成吸收劑氨水的大量浪費(fèi)，加之整個(gè)裝置防腐要求高，使得氨法脫硫的工程造價(jià)比同等的石灰石-石膏法脫硫工藝還要高 20%，嚴(yán)重制約了氨法脫硫技術(shù)的推廣。中國(guó)專(zhuān)利授權(quán)公告號(hào)CN2014M395U(申請(qǐng)?zhí)?00920075870. X)公開(kāi)了一種新型吸收、氧化和濃縮組合式氨法脫硫塔，采用逆流式噴淋塔設(shè)計(jì)，脫硫塔的中部設(shè)有煙氣進(jìn)口，頂部設(shè)有煙氣出口，內(nèi)部自上而下依次設(shè)有除霧段，采用兩級(jí)波紋板高效除霧器且配有自動(dòng)清洗噴淋裝置；吸收段，設(shè)有水噴淋洗滌層和循環(huán)吸收噴淋層降溫段，對(duì)應(yīng)煙氣進(jìn)口的位置；和氧化池，氧化池內(nèi)部設(shè)有氧化空氣分布排管和泵攪拌裝置，外側(cè)設(shè)有壓縮空氣入口、氨水入口、以及一循環(huán)泵，底部設(shè)有硫銨排漿泵。本實(shí)用新型的組合式氨法脫硫塔能高效、節(jié)能地完成煙氣脫硫過(guò)程，具有較大的工業(yè)化前景。但是該脫硫塔的吸收段，設(shè)有水噴淋洗滌層和循環(huán)吸收噴淋層，雖然“水噴淋洗滌層”起到一點(diǎn)除氣溶膠的功能，但由于噴淋洗滌水都進(jìn)入了脫硫塔下部的氧化池，其加入水量受到煙氣脫硫過(guò)程的水平衡的制約(煙氣脫硫過(guò)程是煙氣增濕降溫至飽和的過(guò)程)，一般加水量大約在幾噸 幾十噸(隨煙氣量的大小而變化)，這樣的流量達(dá)不到洗滌煙氣中夾帶硫銨氣溶膠的效果，根據(jù)申請(qǐng)人的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，噴淋洗滌層的噴水量越大，硫銨氣溶膠的處理效果越好。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種組合式氨法脫硫塔，該組合式氨法脫硫塔具有吸收、氧化、濃縮和硫銨氣溶膠洗滌功能。本實(shí)用新型提供的一種組合式氨法脫硫塔，按逆流式噴淋塔設(shè)計(jì)，所述脫硫塔的中部設(shè)有煙氣進(jìn)口，頂部設(shè)有煙氣出口，脫硫塔的內(nèi)部自上而下依次設(shè)有除霧段、吸收段、 降溫段和氧化池，所述除霧段設(shè)置在煙氣出口的下方；所述降溫段設(shè)置在吸收段的下方，對(duì)應(yīng)煙氣進(jìn)口的位置；其特征在于，所述吸收段設(shè)有循環(huán)吸收噴淋層；所述吸收段的上方設(shè)置氣溶膠洗滌段；所述吸收段與氣溶膠洗滌段用集液槽分隔；所述氣溶膠洗滌段設(shè)置在除霧段的下方，設(shè)有水噴淋洗滌層。本實(shí)用新型的組合式氨法脫硫塔，所述氧化池，設(shè)置在脫硫塔的底部，內(nèi)裝循環(huán)吸收混合液；該氧化池的內(nèi)部設(shè)有氧化空氣分布排管和泵攪拌裝置，氧化池的外側(cè)設(shè)有連接氧化空氣分布排管的壓縮空氣入口、向脫硫塔中加入氨水的氨水入口、以及吸收循環(huán)泵入口，用于將吸收混合液循環(huán)輸送至吸收段的循環(huán)吸收噴淋層；氧化池的底部還設(shè)有硫銨排漿泵，用于將生成的硫銨送入后處理工序。本實(shí)用新型的組合式氨法脫硫塔，所述除霧段采用兩級(jí)波紋板高效除霧器，且配有自動(dòng)清洗噴淋裝置。本實(shí)用新型的組合式氨法脫硫塔，所述水噴淋洗滌層連接一氣溶膠洗滌循環(huán)水箱，所述氣溶膠洗滌循環(huán)水箱與集液槽連接，噴淋洗滌覆蓋率超過(guò)100 %。所述循環(huán)吸收噴淋層的數(shù)量為三層，保證噴淋吸收覆蓋率超過(guò)200%。所述氧化空氣分布排管上均勻分布有開(kāi)孔，以向氧化池中均勻輸送氧化空氣。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型吸收、氧化、濃縮和硫銨氣溶膠洗滌功能的組合式氨法脫硫塔，實(shí)現(xiàn)了脫硫過(guò)程所需的六個(gè)功能吸收、煙氣除塵、亞硫銨氧化、脫硫凈煙氣水洗和除水(霧)、 硫銨濃縮。脫硫塔的液汽比較石灰-石膏法煙氣脫硫裝置降低6 10倍，大大降低所需吸收循環(huán)泵的功率。本實(shí)用新型氣溶膠洗滌段設(shè)有水噴淋洗滌層；氣溶膠洗滌段的下方設(shè)置有吸收段，吸收段設(shè)有循環(huán)吸收噴淋層；氣溶膠洗滌段與吸收段用集液槽分隔。集液槽讓煙氣通過(guò)，噴淋洗滌水收集后通過(guò)管子流入到氣溶膠洗滌循環(huán)水箱而不是直接流向脫硫塔下部的氧化池，通過(guò)氣溶膠洗滌循環(huán)泵將氣溶膠洗滌循環(huán)水箱的水再輸送至循環(huán)吸收噴淋層進(jìn)行循環(huán)噴淋洗滌，部分水再打入脫硫塔內(nèi)氧化池給脫硫塔內(nèi)補(bǔ)水，保持脫硫的水平衡，新鮮水則補(bǔ)充到氣溶膠洗滌循環(huán)水箱。本申請(qǐng)將水噴淋層洗滌量加大到液氣比約為1，噴淋洗滌覆蓋率超過(guò)100%，這樣噴水量能達(dá)到上百?lài)?，保證了處理硫銨氣溶膠的效果。氧化空氣分布排管上均勻分布有開(kāi)孔，以向氧化池中均勻輸送氧化空氣。脫硫塔內(nèi)利用煙氣的熱量濃縮銨鹽，可將吸收循環(huán)液的硫銨濃縮到 35%，再送往后處理工序進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶、旋流提濃、離心分離、干燥，得硫銨產(chǎn)品；也可將吸收循環(huán)液的硫銨濃縮到含硫銨晶體 8%的晶漿液，再送往后處理工序進(jìn)行、旋流提濃、離心分離、干燥，得硫銨產(chǎn)品，此工序通過(guò)設(shè)置的氣溶膠洗滌段，設(shè)有水噴淋洗滌層進(jìn)行大流量的噴淋洗滌，可大大降低硫銨的逃逸，解決目前傳統(tǒng)氨法脫硫工藝中所面臨的硫銨逃逸問(wèn)題。大大減少后續(xù)處理硫銨的能耗，為防止高濃度的吸收循環(huán)液造成的煙氣中硫銨氣溶膠的夾帶，水噴淋洗滌層除了減少煙氣中銨鹽的夾帶，還可為脫硫塔補(bǔ)水，維持煙氣脫硫過(guò)程的水平衡。通過(guò)組合式氨法脫硫塔的應(yīng)用，能高效、節(jié)能地完成的煙氣脫硫過(guò)程，具有較大的工業(yè)化前景。
圖1為本實(shí)用新型組合式氨法脫硫塔的結(jié)構(gòu)示意圖。

脫硫塔1、煙氣進(jìn)口 2、降溫段3、吸收段4、氣溶膠洗滌段5、除霧段6、煙氣出口 7、 氧化空氣分布排管8、氧化池9、泵攪拌裝置10、硫銨排漿泵11、吸收循環(huán)泵12、氣溶膠洗滌循環(huán)泵13、氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14、噴淋層15、集液槽16、自動(dòng)清洗噴淋裝置17、壓縮空氣入口 18、氨水入口 19。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，以下實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而非用于限定本實(shí)用新型的范圍。參見(jiàn)圖1，對(duì)本實(shí)用新型組合式氨法脫硫塔結(jié)構(gòu)組成作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型組合式氨法脫硫塔，按逆流式噴淋塔設(shè)計(jì)，煙氣從脫硫塔 1中部的煙氣進(jìn)口 2進(jìn)入脫硫塔1，經(jīng)脫硫的凈化煙氣從脫硫塔1頂部的煙氣出口 7排出。 優(yōu)選的，本實(shí)用新型的組合式氨法脫硫塔1可以采用碳鋼制作，其內(nèi)部自上而下依次設(shè)有除霧段6，設(shè)置在脫硫塔1內(nèi)煙氣出口 7的下方，該除霧段6采用兩級(jí)波紋板高效除霧器，且所述除霧器配有自動(dòng)清洗噴淋裝置17。氣溶膠洗滌段5，設(shè)有水噴淋洗滌層進(jìn)行大流量的噴淋洗滌，水噴淋洗滌層連接一氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14，水噴淋洗滌層與氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14之間設(shè)置一氣溶膠洗滌循環(huán)泵13。氣溶膠洗滌段5可大大降低硫銨的逃逸，解決目前傳統(tǒng)氨法脫硫工藝中所面臨的硫銨逃逸問(wèn)題。循環(huán)洗滌的水通過(guò)氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14再送入脫硫塔1，給其補(bǔ)水，氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14同時(shí)還與集液槽16連接，接收水噴淋洗滌層噴灑下來(lái)的水，維持煙氣脫硫過(guò)程的水平衡，噴淋管、噴嘴采用PP (聚丙烯)制作。吸收段4，設(shè)置在所述氣溶膠洗滌段5的下方，并用集液槽16分隔，吸收段4設(shè)有三層循環(huán)吸收噴淋層15 ；可以根據(jù)煙氣負(fù)荷和所含的量計(jì)算確定噴淋層的開(kāi)啟數(shù)量，噴淋的循環(huán)吸收液(氨水、銨鹽溶液和水) 用來(lái)吸收煙氣中的；噴淋管采用FRP(玻璃鋼)、噴嘴采用耐腐蝕、耐磨損的碳化硅材料制作。集液槽16讓煙氣通過(guò)，噴淋洗滌水經(jīng)過(guò)集液槽16收集后通過(guò)管子流入到氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14而不是直接流向脫硫塔下部的氧化池9，通過(guò)氣溶膠洗滌循環(huán)泵13將進(jìn)入氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14的水再輸送至循環(huán)吸收噴淋層進(jìn)行循環(huán)噴淋洗滌，部分水再打入脫硫塔內(nèi)氧化池9給脫硫塔內(nèi)補(bǔ)水，保持脫硫的水平衡，新鮮水則補(bǔ)充到氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14。本申請(qǐng)將水噴淋層洗滌量加大到液氣比約為1，噴淋洗滌覆蓋率超過(guò)100%，這樣噴水量能達(dá)到上百?lài)?，保證了處理硫銨氣溶膠的效果。降溫段3，設(shè)置在所述吸收段4的下方，對(duì)應(yīng)煙氣進(jìn)口 2的位置，用于降低煙氣的溫度。氧化池9，設(shè)置在脫硫塔1的底部，內(nèi)裝循環(huán)吸收混合液；該氧化池9的內(nèi)部設(shè)有氧化空氣分布排管8和泵攪拌裝置10，該氧化空氣分布排管8上均勻分布有開(kāi)孔，以向氧化池9中均勻輸送氧化空氣；氧化池9的外側(cè)設(shè)有連接氧化空氣分布排管的壓縮空氣入口 18、向脫硫塔中加入氨水的氨水入口 19、以及吸收循環(huán)泵12，用于將吸收混合液循環(huán)輸送至吸收段4的噴淋層15 ；氧化池9的底部還設(shè)有硫銨排漿泵11，用于將生成的硫銨送入后
處理工序。本實(shí)用新型的組合式氨法脫硫塔的工作原理如下煙氣首先由煙氣進(jìn)口 2進(jìn)入脫硫塔的降溫段3，溫度由120 160°C降至75 900C，然后進(jìn)入所述吸收段4，煙氣中被循環(huán)混合吸收液吸收，然后，煙氣進(jìn)入所述氣溶膠洗滌段5，設(shè)有水噴淋洗滌層進(jìn)行大流量的噴淋洗滌，除去煙氣中夾帶的硫銨氣溶膠，最后煙氣進(jìn)入所述除霧段6除霧，經(jīng)凈化的煙氣從煙氣出口 7排出脫硫塔1。由壓縮空氣供應(yīng)裝置羅茨鼓風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)鼓入的壓縮空氣通過(guò)所述氧化空氣分布管8進(jìn)入氧化池9，氧化空氣的壓力可提到0. 06 0. 15Mpa,將吸收段4生成的亞硫銨溶液氧化成硫銨溶液，借助煙氣的熱量，硫銨溶液可濃縮到濃度約為35% (重量比)或直接濃縮到含硫銨晶體 8%的晶漿液，通過(guò)所述硫銨排漿泵11將生成的硫銨溶液送入后處理工序，如 35%硫銨溶液去蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥工序；或含硫銨晶體 8%的漿液去旋流、離心、 干燥工序，加工出硫銨產(chǎn)品。為保證漿液混合均勻并充分氧化，通過(guò)所述泵攪拌裝置10從脫硫塔1抽出漿液， 再通過(guò)所述分布管打入氧化池9，結(jié)果表明混合溶液在高濃度硫銨存在下，所含的亞硫銨的氧化率仍能達(dá)到98%以上。使用本實(shí)用新型的組合式氨法脫硫塔，吸收段4涉及的化學(xué)反應(yīng)如下
(1) SO2+H2O ^ H2SO3
(2) H2S03+(NH4)2S04 ^ NH4HSO4+NH4HSO3
(3) H2S03+(NH4)2S03 ^ 2NH4HSO3與所加入的氨水相關(guān)的反應(yīng)如下
(4) H2S03+NH3 ^ NH4HSO4
(5)NH4HSO3+NH3 ^ (NH4)2SO3
(6)NH4HSO4+NH3 ^ (NH4)2SO4氧化池5內(nèi)氧化反應(yīng)如下(7) (NH4) 2S03+l/202 — (NH4)2SO4本實(shí)用新型組合式氨法脫硫塔實(shí)現(xiàn)了脫硫過(guò)程所需的六個(gè)功能S02吸收、煙氣除塵、亞硫銨氧化、脫硫凈煙氣水洗和除水(霧)、硫銨濃縮。可達(dá)到如下技術(shù)指標(biāo)SO2吸收(或脫出)效率90 99. 5%，除塵效果45 75%，凈化煙氣的含水沫(霧)量彡75mg/Nm3，[0048]凈化煙氣中氨含量彡10mg/Nm3煙氣中其它污染物的凈化率可達(dá)到S03 30 50% ；HCl 90 100% ；HF 95 100% ；N0X:10 30%。脫硫塔的液汽比較石灰-石膏法煙氣脫硫裝置降低6 10倍，大大降低所需吸收循環(huán)泵的功率。脫硫塔內(nèi)利用煙氣的熱量濃縮銨鹽，大大減少后續(xù)處理硫銨的能耗。通過(guò)新型組合式氨法脫硫塔的應(yīng)用，能高效、節(jié)能地完成的煙氣脫硫過(guò)程，具有較大的工業(yè)化前景。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。
權(quán)利要求1.一種組合式氨法脫硫塔，按逆流式噴淋塔設(shè)計(jì)，所述脫硫塔的中部設(shè)有煙氣進(jìn)口， 頂部設(shè)有煙氣出口，脫硫塔的內(nèi)部自上而下依次設(shè)有除霧段、吸收段、降溫段和氧化池，所述除霧段設(shè)置在煙氣出口的下方；所述降溫段設(shè)置在吸收段的下方，對(duì)應(yīng)煙氣進(jìn)口的位置； 其特征在于，所述吸收段設(shè)有循環(huán)吸收噴淋層；所述吸收段的上方設(shè)置氣溶膠洗滌段；所述吸收段與氣溶膠洗滌段用集液槽分隔；所述氣溶膠洗滌段設(shè)置在除霧段的下方，設(shè)有水噴淋洗滌層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式氨法脫硫塔，其特征在于，所述氧化池，設(shè)置在脫硫塔的底部，內(nèi)裝循環(huán)吸收混合液；該氧化池的內(nèi)部設(shè)有氧化空氣分布排管和泵攪拌裝置，氧化池的外側(cè)設(shè)有連接氧化空氣分布排管的壓縮空氣入口、向脫硫塔中加入氨水的氨水入口、 以及吸收循環(huán)泵入口，用于將吸收混合液循環(huán)輸送至吸收段的循環(huán)吸收噴淋層；氧化池的底部還設(shè)有硫銨排漿泵，用于將生成的硫銨送入后處理工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式氨法脫硫塔，其特征在于，所述除霧段采用兩級(jí)波紋板高效除霧器，且所述除霧器配有自動(dòng)清洗噴淋裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式氨法脫硫塔，其特征在于，所述水噴淋洗滌層連接一氣溶膠洗滌循環(huán)水箱，所述氣溶膠洗滌循環(huán)水箱與集液槽連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式氨法脫硫塔，其特征在于，所述循環(huán)吸收噴淋層的數(shù)量為三層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式氨法脫硫塔，其特征在于，所述氧化空氣分布排管上均勻分布有開(kāi)孔，以向氧化池中均勻輸送氧化空氣。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種組合式氨法脫硫塔，按逆流式噴淋塔設(shè)計(jì)，所述脫硫塔的中部設(shè)有煙氣進(jìn)口，頂部設(shè)有煙氣出口，脫硫塔的內(nèi)部自上而下依次設(shè)有除霧段、吸收段、降溫段和氧化池，所述除霧段設(shè)置在煙氣出口的下方；所述降溫段設(shè)置在吸收段的下方，對(duì)應(yīng)煙氣進(jìn)口的位置；其特征在于，所述吸收段設(shè)有循環(huán)吸收噴淋層；所述吸收段的上方設(shè)置氣溶膠洗滌段；所述吸收段與氣溶膠洗滌段用集液槽分隔；所述氣溶膠洗滌段設(shè)置在除霧段的下方，設(shè)有水噴淋洗滌層。本實(shí)用新型的組合式氨法脫硫塔能高效、節(jié)能地完成煙氣脫硫過(guò)程，具有較大的工業(yè)化前景。
文檔編號(hào)B01D53/50GK201959716SQ20112001796
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者李培生 申請(qǐng)人:上海弗卡斯環(huán)保工程有限公司