本發(fā)明申請(qǐng)要求名稱為“一種高效硫化氫氣體吸收裝置”，申請(qǐng)日是2016年9月21日，申請(qǐng)?zhí)柺?01610494578.6的發(fā)明，作為本發(fā)明中旋流噴射吸附器結(jié)構(gòu)的優(yōu)先權(quán)。

本發(fā)明屬于石油化工與環(huán)保領(lǐng)域，涉及一種焚燒尾氣除塵及硫回收系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術(shù)：

我國大氣污染物排放量巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國so2年排放量超過2000萬噸，煙塵排放量超過1200萬噸，居世界首位。so2是酸雨的前體物之一，人體吸入后對(duì)眼及呼吸道粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用，煙塵的直接排空使霧霾天氣日益嚴(yán)重。

研究發(fā)現(xiàn)，氨液對(duì)二氧化硫有較好的吸收效果，同時(shí)吸收產(chǎn)生的副產(chǎn)物為硫酸銨可作為化肥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，不但可以給電廠帶來經(jīng)濟(jì)效益，彌補(bǔ)煙氣污染控制費(fèi)用支出，還能實(shí)現(xiàn)二氧化硫的土壤和生物固定。

目前常用的除塵脫硫方法，是將脫硫與除塵兩種工藝分開進(jìn)行的。使得工藝流程較為復(fù)雜，設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，操作難度較大，占地空間大，前期投資高，轉(zhuǎn)化速度慢，副產(chǎn)物多，不適用于小規(guī)模的氣體處理裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的焚燒尾氣的脫硫與除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占地面積大、成本高的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小的脫硫與除塵同時(shí)進(jìn)行的焚燒尾氣除塵及硫回收系統(tǒng)。

本發(fā)明的焚燒尾氣除塵及硫回收系統(tǒng)包括：

吸附單元，所述吸附單元包括旋流噴射吸附器、氣液分離器、堿液緩沖罐和吸附液泵，所述旋流噴射吸附器上部為旋流圓筒體，所述旋流圓筒體頂部設(shè)有切向接入的煙氣入口；所述旋流圓筒體內(nèi)部沿著中心軸線設(shè)有一排氣套管，所述排氣套管頂端作為含液煙氣出口伸出所述旋流噴射吸附器，所述含液煙氣出口與所述氣液分離器的入口接通；所述旋流圓筒體側(cè)壁外設(shè)有圓柱形外夾套，所述圓柱形外夾套與所述旋流筒體外壁連接構(gòu)成水力噴射霧化室，所述旋流圓筒體側(cè)壁上均勻開有小孔，所述圓柱形外夾套上端設(shè)有一個(gè)堿液入口，所述堿液入口與所述堿液緩沖罐出口接通；所述旋流噴射吸附器底部設(shè)有含硫含塵液出口；所述吸附液泵安裝在所述堿液入口和所述堿液緩沖罐出口之間；所述氣液分離器的氣體出口排空，所述氣液分離器的液體出口與所述堿液緩沖罐入口接通；

脫附-再生單元，所述脫附-再生單元包括過濾器、含硫液貯存罐、含硫液泵、脫附反應(yīng)器和催化劑再生器，所述過濾器、所述含硫液貯存罐、所述含硫液泵和所述脫附反應(yīng)器依次連接在所述含硫含塵液出口的下游，所述脫附反應(yīng)器側(cè)壁設(shè)有含硫液入口和催化劑入口，所述脫附反應(yīng)器頂部設(shè)有硫磺出口，所述脫附反應(yīng)器底部設(shè)有脫附反應(yīng)物出口，所述催化劑再生器側(cè)壁設(shè)有脫附反應(yīng)物入口、空氣入口和催化劑出口，所述催化劑再生器底部設(shè)有廢液出口，所述脫附反應(yīng)物出口與所述脫附反應(yīng)物入口接通，所述催化劑出口與所述催化劑入口接通。

較佳的，所述吸附液泵下游、所述含硫液泵下游和所述含液煙氣出口下游分別設(shè)有調(diào)節(jié)閥，分別用于調(diào)節(jié)堿液進(jìn)入所述旋流噴射吸附器的流量、含硫吸附液進(jìn)入脫附反應(yīng)器的流量以及含液煙氣進(jìn)入所述氣液分離器的流量，以此保證吸附液的用量適中能夠?qū)煔膺M(jìn)行充分的除塵和脫硫同時(shí)避免用量過大而浪費(fèi)，調(diào)整所述氣壓分離器和所述脫附反應(yīng)器的工作負(fù)荷。

較佳的，所述排氣套管側(cè)壁外設(shè)有圓柱形內(nèi)夾套，所述圓柱形內(nèi)夾套與所述排氣套管側(cè)壁連接也構(gòu)成水力噴射霧化室，所述圓柱形內(nèi)夾套外層均勻開有小孔；所述圓柱形內(nèi)夾套上端也設(shè)有一個(gè)堿液入口。

較佳的，所述小孔孔徑為0.5～5mm。

較佳的，所述的旋流噴射吸附器為單級(jí)，或者為多級(jí)串連和/或并聯(lián)。

較佳的，所述氣液分離器為氣液聚結(jié)分離器。

本發(fā)明的另一目的在于提供所述的焚燒尾氣除塵及硫回收系統(tǒng)的焚燒尾氣處理方法，其包括：

(a)焚燒尾氣中粉塵、二氧化硫的吸附分離：含塵含硫的焚燒煙氣降溫后進(jìn)入所述旋流噴射吸附器，同時(shí)所述堿液貯存罐中的堿液作為吸附液經(jīng)所述吸附液泵送入所述旋流噴射吸附器，含塵含硫的煙氣從所述旋流噴射吸附器入口高速切向進(jìn)入，堿液從所述旋流圓筒體上的小孔徑向噴入，徑向噴入的流線型吸附液被切向高速旋轉(zhuǎn)的煙氣持續(xù)切割，形成無數(shù)吸附液霧滴；吸附液霧滴吸附聚并煙氣中的粉塵顆粒，同時(shí)與煙氣中的二氧化硫快速反應(yīng)將二氧化硫從煙氣中分離出來，含塵含硫的吸附液在離心力的作用下沿著所述旋流噴射吸附器的邊壁流下自所述含硫液出口流出再進(jìn)入所述過濾器；含少量吸附液的氣體從所述旋流噴射吸附器的頂部流出進(jìn)入所述氣液分離器，聚結(jié)回收的吸附液流回堿液貯存罐，凈化后的氣體排入大氣；

(b)產(chǎn)物脫附：含塵含硫的吸附液經(jīng)所述過濾器過濾后粉塵被去除，含硫的吸附液經(jīng)所述含硫液泵送至所述脫附反應(yīng)器中，所述脫附反應(yīng)器中利用金屬離子催化劑脫附出產(chǎn)物硫，金屬離子催化劑被還原，產(chǎn)物硫從所述脫附反應(yīng)器頂部離開，送入后續(xù)設(shè)備，分離回收單質(zhì)硫，脫附反應(yīng)流出物從所述脫附反應(yīng)器底部流出；

(c)催化劑再生：脫附反應(yīng)流出物同空氣一起進(jìn)入所述催化劑再生器，所述催化劑再生器中的多酚物質(zhì)與空氣中的氧氣結(jié)合生成醌，醌將金屬離子催化劑氧化復(fù)活，恢復(fù)氧化脫硫能力，由所述催化劑再生器頂部催化劑出口離開，進(jìn)入所述脫附反應(yīng)器，完成工藝的脫硫—再生循環(huán)。

較佳的，所述的堿液為液氨、氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或碳酸鈉溶液。

較佳的，所述金屬離子催化劑為離子型表面活性物質(zhì)，可為市售產(chǎn)品。

較佳的，通入的焚燒煙氣的流量為50000～200000nm³/h，優(yōu)選100000～130000nm³/h；初始溫度為60～160℃，優(yōu)選70～80℃；壓力為3000～7000pa，優(yōu)選5000pa。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明的焚燒尾氣除塵及硫回收系統(tǒng)中，所述旋流噴射吸附器中利用了超重力場(chǎng)強(qiáng)化傳質(zhì)的原理，即含塵含硫的焚燒尾氣進(jìn)入所述旋流噴射吸附器后切向高速旋轉(zhuǎn)形成超重力場(chǎng)，可持續(xù)切割徑向噴入的流線型吸附液，煙氣和吸附液之間的傳質(zhì)得到強(qiáng)化，吸附液對(duì)粉塵和二氧化硫的吸附和反應(yīng)效率大大提高。而且所述旋流噴射吸附器同時(shí)進(jìn)行除塵和脫硫，相比于傳統(tǒng)的除塵和脫硫分開的組合設(shè)備，結(jié)構(gòu)更加簡單、占地面積大大減小、成本低且易于裝配維修。

2、煙氣中的粉塵和二氧化硫被吸附液洗滌、吸附、反應(yīng)后，含少量吸附液的氣體應(yīng)該所述氣液分離器聚結(jié)后凈化氣體排入大氣，聚結(jié)的堿液流回所述堿液貯存罐重新利用。而含塵含硫吸附液經(jīng)過所述過濾器后進(jìn)入所述脫附反應(yīng)器，在催化劑的作用下富集出單質(zhì)硫，與此同時(shí)，含有失活的催化劑的脫附反應(yīng)流出物(溶液)進(jìn)入所述催化劑再生器，在氧氣的作用下，催化劑復(fù)活后再次進(jìn)入所述脫附反應(yīng)器，如此循環(huán)，不僅可以高效的實(shí)現(xiàn)硫的回收，而且金屬離子催化劑可重復(fù)利用，有效降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的焚燒尾氣除塵及硫回收系統(tǒng)的示意圖；

圖2為本發(fā)明的旋流噴射吸附器的示意圖。

附圖標(biāo)記

氣液分離器1、風(fēng)機(jī)2、焚燒爐3、堿液緩沖罐4、吸附液泵5、噴射吸附器6、過濾器7、含硫液貯存罐8、含硫液泵9、脫附反應(yīng)器10、催化劑再生器11。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

圖1所示為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的焚燒尾氣除塵及硫回收系統(tǒng)，其包括連接在焚燒爐3和風(fēng)機(jī)2下游的吸附單元和脫附-再生單元。

吸附單元包括旋流噴射吸附器6、氣液分離器1、堿液緩沖罐4和吸附液泵5，本發(fā)明中旋流噴射吸附器結(jié)構(gòu)，可參見名稱為“一種高效硫化氫氣體吸收裝置”，申請(qǐng)日是2016年9月21日，申請(qǐng)?zhí)柺?01610494578.6的發(fā)明。如圖2所示，旋流噴射吸附器6上部為旋流圓筒體，旋流圓筒體頂部設(shè)有切向接入的煙氣入口，煙氣入口與風(fēng)機(jī)2的出口接通；旋流圓筒體內(nèi)部沿著中心軸線設(shè)有排氣套管，排氣套管頂端作為含液煙氣出口伸出旋流噴射吸附器，含液煙氣出口與氣液分離器1的入口接通；旋流圓筒體側(cè)壁外設(shè)有圓柱形外夾套，圓柱形外夾套與旋流筒體外壁連接構(gòu)成水力噴射霧化室，旋流圓筒體側(cè)壁上均勻開有小孔，圓柱形外夾套上端設(shè)有一個(gè)堿液入口，堿液入口與堿液緩沖罐出口接通；旋流噴射吸附器6底部設(shè)有含硫含塵液出口；吸附液泵5安裝在旋流噴射吸附器6的堿液入口和堿液緩沖罐4的出口之間；氣液分離器的1氣體出口與排空管道接通，氣液分離器1的液體出口與堿液緩沖罐4入口接通。

脫附-再生單元包括過濾器7、含硫液貯存罐8、含硫液泵9、脫附反應(yīng)器10和催化劑再生器11，過濾器7、含硫液貯存罐8、含硫液泵9和脫附反應(yīng)器10依次連接在旋流噴射吸附器6的含硫含塵液出口下游，脫附反應(yīng)器10側(cè)壁設(shè)有含硫液入口和催化劑入口，脫附反應(yīng)器10頂部設(shè)有硫磺出口，脫附反應(yīng)器10底部設(shè)有脫附反應(yīng)物出口，催化劑再生器11側(cè)壁設(shè)有脫附反應(yīng)物入口、空氣入口和催化劑出口，催化劑再生器11底部設(shè)有廢液出口，其中，脫附反應(yīng)物出口與脫附反應(yīng)物入口接通，催化劑出口與催化劑入口接通。

較佳的，吸附液泵5下游、含硫液泵9下游以及旋流噴射吸附器6的含液煙氣出口下游分別設(shè)有調(diào)節(jié)閥。

較佳的，該系統(tǒng)中還可增設(shè)多個(gè)旋流噴射吸附器，可以是串聯(lián)、并聯(lián)，還可以是串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合，可根據(jù)煙氣中含硫氣體的含量選擇。

實(shí)施例1技術(shù)效果

某在石化公司的2#催化裝置焚燒co焚燒鍋爐煙氣的處理中，通過本發(fā)明的焚燒尾氣除塵及硫回收系統(tǒng)，對(duì)煙氣進(jìn)行中的催化劑粉塵、so2進(jìn)行去除回收，其具體運(yùn)作過程及效果描述如下：

在某石化公司的催化裝置焚燒co焚燒鍋爐煙氣的處理中，對(duì)煙氣進(jìn)行中的進(jìn)行除塵和硫回收處理，物料性質(zhì)及相關(guān)參數(shù)為：

1、物料性質(zhì)及相關(guān)參數(shù)

催化裂化co焚燒鍋爐煙氣的流量為128761nm³/h，初始溫度為160℃，壓力為5000pa，nox為350mg/nm³，so2為1500mg/nm³，粉塵顆粒物的濃度為200mg/nm³，h2o為10.1％。

2、處理過程

吸附(除塵和脫硫)：含塵含二氧化硫的焚燒尾氣降溫后進(jìn)入旋流噴射吸附器6，同時(shí)堿液貯存罐4中的堿液(液氨)作為吸附液經(jīng)吸附液泵5送入旋流噴射吸附器6。含二氧化硫煙氣從旋流噴射吸附器6頂部的煙氣入口高速切向進(jìn)入，堿液(液氨)從旋流圓筒體上的小孔徑向噴入；徑向噴入的流線型吸附液被切向高速旋轉(zhuǎn)的煙氣持續(xù)切割，形成無數(shù)吸附液霧滴；一方面，吸附液霧滴吸附聚并煙氣中的粉塵顆粒，在離心力的作用下，含塵液滴沿旋流噴射吸附器的邊壁流下至底部堿液出口，經(jīng)過濾器7后溶液中的粉塵被去除。另一方面，堿液霧滴與煙氣中的二氧化硫快速反應(yīng)，經(jīng)吸收后富含硫的吸附液從旋流噴射吸附器的底部流出，經(jīng)過濾器后流入含硫吸附液緩沖罐；含少量吸附液的氣體從旋流噴射吸附器6的頂部流出進(jìn)入氣液分離器1，聚結(jié)回收的吸附液流入堿液貯存罐4，凈化后的氣體排入大氣。

脫附：含硫液經(jīng)含硫液泵9抽送至脫附反應(yīng)器10中，脫附反應(yīng)器10中利用金屬離子催化劑脫附出產(chǎn)物硫，金屬離子催化劑被還原，產(chǎn)物硫從脫附反應(yīng)器10頂部離開，送入后續(xù)設(shè)備，分離回收單質(zhì)硫；脫附反應(yīng)流出物從脫附反應(yīng)器10底部流出。

催化劑再生：脫附反應(yīng)流出物同空氣一起進(jìn)入催化劑再生器11，催化劑再生器11中的多酚物質(zhì)與空氣中的氧氣結(jié)合生成醌，醌將金屬離子催化劑氧化復(fù)活，恢復(fù)氧化脫硫能力，由催化劑再生器11頂部溢流口離開，進(jìn)入脫附反應(yīng)器10，完成工藝的脫硫—再生循環(huán)。

3、處理結(jié)果分析

通過使用本法發(fā)明的焚燒尾氣除塵及硫回收系統(tǒng)處理，煙氣中的so2濃度由1500mg/nm³及以上降低至40mg/nm³以下，脫硫總體效率在97％以上，粉塵濃度由200mg/nm³及以上降低20mg/nm³以下，粉塵的去除效率在90％以上，大大提高了除塵脫硫的效果與處理量。采用可再生循環(huán)的金屬離子催化劑，使硫磺單質(zhì)回收率極大提高。和其他工藝及裝置相比，本發(fā)明的工藝及裝置簡化了系統(tǒng)，節(jié)省了成本，能產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益。

以上已對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)新的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。