CN101579600A - 利用高位势能的氨法脱硫工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环保设备领域，涉及一种利用高位势能的氨法脱硫工艺和装置。其装置包括有一个脱硫塔和位于塔外的浓缩结晶池、氧化连通器、低位循环泵、高位循环泵、晶浆泵以及离心干燥系统；脱硫塔分成上层段和下层段，上层段与下层段之间有仅供烟气通过的气帽；脱硫塔下层段和氧化连通器都设有氧化气分布器和氧化气导流板；喷头为2－4层设置。本发明在保证正常脱硫效率的前提下，既节省了投资又降低了运行成本。
Description
所属技术领域
本发明属于环保设备领域，涉及利用高位势能的氨法脱硫工艺，尤其适用于热电厂脱硫或原有石灰石法改为氨法的脱硫。
背景技术
目前，公知的氨法脱硫装置有脱硫塔、一级循环泵、二级循环泵、循环槽和后处理设施等组成，吸收液为氨水溶液。氨法脱硫可以做到无废渣及废液排放，生成的产物硫酸铵能够利用。为了节能，通常把脱硫塔分成上、中、下三个层段，上层段主要是对二氧化硫进行吸收和净化，中层段的目的是对二氧化硫初步吸收，同时对吸收液进行浓缩和二次氧化，下层段则是单纯的对吸收液的一次氧化；上层段和中层段都有各自的吸收液在塔内循环，上层段的吸收液从高位流入到循环槽或流入到脱硫塔的下层段氧化，再经过循环泵被输送到上层段循环使用。但是这样的工艺还存在着如下缺陷：
(1)塔体的中部有高位液体池，这需要增加塔体的壁厚和支撑，投资大。
(2)高位液体的能量没有被利用，而且对下层段造成冲击破坏作用。
(3)中层段吸收液与氧化气的接触时间短，氧化效果差。
发明内容
为了克服现有技术之不足，有效地利用高位吸收液的能量，同时解决现有设备投资偏大、电耗高、氧化效果较差问题，本发明提供利用高位势能的氨法脱硫工艺及装置，降低电耗和设备成本，提高吸收液的氧化效果。
本发明的利用高位势能的氨法脱硫装置，它包括有一个脱硫塔和位于塔外的浓缩结晶池、氧化连通器、低位循环泵、高位循环泵、晶浆泵以及离心干燥系统；所述脱硫塔内分为上层段和下层段，上层段与下层段之间有仅供烟气通过的气帽；脱硫塔上层段设置有排气口、喷头；脱硫塔下层段设置有喷头、进烟口、氧化气分布器和氧化气导流板，氧化气导流板位于进烟口和氧化气分布器之间；喷头为2-4层设置，分别通过管道与高位循环泵或低位循环泵连接，补水管与脱硫塔上层段最下层的喷头连接；所述氧化连通器设置有氧化气导流板、氧化气分布器；所述氧化气导流板有若干层板组成，各层板的间距根据脱硫塔和氧化连通器大小确定，一般在200mm-1200mm之间，导流板与面的夹角为0度-5度之间；所述浓缩结晶池，其顶部与脱硫塔下层段连接，其底部与离心干燥系统连接。
本发明的利用高位势能的氨法脱硫工艺流程如下：
a.吸收液从脱硫塔上层段的喷头喷出，然后再从上层段的底部流经氧化连通器，通过高位循环泵把吸收液分别输送到上层段与下层段的喷头被循环利用，其中被输送到下层段的吸收液流入浓缩结晶池，进行冷却结晶和沉淀，晶浆部分被晶浆崩送入离心干燥系统，吸收液部分被低位循环泵输送到下层段循环使用。
b.被处理的烟道气首先进入脱硫塔的下层段，与通过喷头喷淋的吸收液接触，烟道气中的二氧化硫与吸收液中的氨水发生化学反应，生成的亚硫酸铵溶解在吸收液中，这样烟道气被初步净化；然后烟道气继续向上运行，通过气帽到达上层段，剩余的二氧化硫与被喷出的吸收液中的氨水继续发生化学反应，这样烟道气被精脱硫后经排气口排放；
c.消耗掉的水和氨水通过补水管经上层段最下层的喷头喷淋补充。
d.氧化气可以是普通的压缩空气，也可以是高含氧气体，高含氧气体的氧气含量在25％-100％之间，氧化气分别进入脱硫塔的下层段和氧化连通器，先沿着氧化气导流板运行一段距离，再从导流板之间的缝隙中向上穿过，最后进入脱硫塔的上层段，经排气口排放。
由于本发明设计采用了上述技术方案，有效地解决了现有设备投资偏大、电耗高、吸收液的氧化效果较差问题。经过数次试验试用结果表明，它与现有技术相比，具有如下有益效果：
i、脱硫塔的结构只有上层段和下层段，降低了脱硫塔的高度、简化塔体构造，减轻了脱硫塔中部的重量，从而降低成本，尤其是大幅度降低用昂贵的用双相合金材料制成循环泵的成本；
ii、势能以压力的形式被循环泵利用，大幅度降低循环泵的扬程，节约运行成本；
iii、设置氧化气导流板，延长氧化时间，提高吸收液的氧化效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的装置结构及工艺流程示意图。
图中：1-进烟口，2-氧化气分布器，3-脱硫塔，4-喷头，5-气帽，7-排气口，8-氧化连通器，9-氧化气导流板，10-循环泵，11-补水管，12-浓缩结晶池，13-循环泵，14-晶浆泵，15-离心干燥系统。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的工艺和装置作进一步的详细描述：
如图1所示，包括有一个脱硫塔(3)和位于塔外的浓缩结晶池(12)、氧化连通器(8)、低位循环泵(10)、高位循环泵(13)、晶浆泵(14)以及离心干燥系统(15)；脱硫塔(3)内分为上层段和下层段，上层段与下层段之间有仅供烟气通过的气帽(5)，由于只有两层设计，所以大大缩短了脱硫塔(3)的高度，从而降低了成本；脱硫塔(3)上层段设置有排气口(7)、喷头(4)；脱硫塔(3)下层段设置有喷头(4)、进烟口(1)、氧化气分布器(2)和氧化气导流板(9)，氧化气导流板(9)位于进烟口(1)和氧化气分布器(2)之间；喷头(4)为多层设置，喷淋更均匀，净化效果更好，脱硫塔(3)上层段喷头一般为3层设置，分别通过管道与高位循环泵(13)连接，补水管(11)与脱硫塔(3)上层段第3层的喷头(4)连接；氧化连通器(8)设置有氧化气导流板(9)、氧化气分布器(2)；氧化气导流板(9)有若干层板组成，各层板的间距根据脱硫塔(3)和氧化连通器(8)大小确定，一般在200mm-1200mm之间，各层板与面的夹角为0度-5度之间；浓缩结晶池(12)，其顶部与脱硫塔(3)下层段连接，其底部与离心干燥系统(15)连接。
工艺流程如下：
a.吸收液从脱硫塔(3)上层段的喷头(4)喷出，与烟道气中的二氧化硫反应，生成亚硫酸铵溶液，然后再从上层段的底部流经氧化连通器(8)，亚硫酸铵被氧化成为硫酸铵，通过高位循环泵(13)把吸收液分别输送到上层段与下层段的喷头(4)被循环利用，由于循环泵有效地利用了吸收液的高位势能，所以降低了扬程要求，从而降低了高位循环泵(13)的成本；被输送到下层段的吸收液再次被氧化，硫酸铵溶液浓度进一步增加，流入浓缩结晶池(12)进行冷却结晶和沉淀，晶浆部分被晶浆泵(14)送入离心干燥系统(15)，吸收液部分被低位循环泵(10)输送到下层段循环使用。
b.被处理的烟道气首先进入脱硫塔(3)的下层段，与通过喷头(4)喷淋的吸收液接触，烟道气中的二氧化硫与吸收液中的氨水发生化学反应，生成的亚硫酸铵溶解在吸收液中，这样烟道气被初步净化；然后烟道气继续向上运行，通过气帽(5)到达上层段，剩余的二氧化硫与被喷出的吸收液中的氨水继续发生化学反应，这样烟道气被精脱硫后经排气口(7)排放。
c.消耗掉的水和氨水通过补水管(11)经上层段第3层的喷头(4)喷淋补充。
d.氧化气可以是普通的压缩空气，也可以是高含氧气体，高含氧气体的氧气含量在25％-100％之间，氧化气分别进入脱硫塔(3)的下层段和氧化连通器(8)，先沿着氧化气导流板(9)运行一段距离，再从导流板之间的缝隙中向上穿过，最后进入脱硫塔(3)的上层段，经排气口(7)排放，使得吸收液氧化更加充分。
Claims (6)
1.一种利用高位势能的氨法脱硫装置，其特征是：它包括有一个脱硫塔和位于塔外的浓缩结晶池、氧化连通器、低位循环泵、高位循环泵、晶浆泵以及离心干燥系统。
2.根据权利要求1所述的利用高位势能的氨法脱硫装置，其特征是：所述脱硫塔内分为上层段和下层段，上层段与下层段之间有仅供烟气通过的气帽；脱硫塔上层段设置有排气口、喷头；脱硫塔下层段设置有喷头、进烟口、氧化气分布器和氧化气导流板，氧化气导流板位于进烟口和氧化气分布器之间；喷头为2-4层设置，分别通过管道与高位循环泵或低位循环泵连接，补水管与脱硫塔上层段最下层的喷头连接。
3.根据权利要求1所述的利用高位势能的氨法脱硫装置，其特征是：所述氧化连通器设置有氧化气导流板、氧化气分布器。
4.根据权利要求2或3所述的利用高位势能的氨法脱硫装置，其特征是：所述氧化气导流板有若干层板组成，各层板的间距根据脱硫塔和氧化连通器大小确定，一般在200mm-1200mm之间，各层板与水平面的夹角为0度-5度之间。
5.根据权利要求1所述的利用高位势能的氨法脱硫装置，其特征是：所述浓缩结晶池，其顶部与脱硫塔下层段连接，其底部与离心干燥系统连接。
6.一种在权利要求1中所述的脱硫装置中进行的利用高位势能的氨法脱硫工艺，其特征是：
a.吸收液从脱硫塔上层段的喷头喷出，然后再从上层段的底部流经氧化连通器，通过高位循环泵把吸收液分别输送到上层段与下层段的喷头被循环利用，其中被输送到下层段的吸收液流入浓缩结晶池，进行冷却结晶和沉淀，晶浆部分被晶浆泵送入离心干燥系统，吸收液部分被低位循环泵输送到下层段循环使用。
b.被处理的烟道气首先进入脱硫塔的下层段，与通过喷头喷淋的吸收液接触，烟道气中的二氧化硫与吸收液中的氨水发生化学反应，生成的亚硫酸铵溶解在吸收液中，这样烟道气被初步净化；然后烟道气继续向上运行，通过气帽到达上层段，剩余的二氧化硫与被喷出的吸收液中的氨水继续发生化学反应，这样烟道气被精脱硫后经排气口排放；
c.消耗掉的水和氨水通过补水管经上层段最下层的喷头喷淋补充。
d.氧化气可以是普通的压缩空气，也可以是高含氧气体，高含氧气体的氧气含量在25％-100％之间，氧化气分别进入脱硫塔的下层段和氧化连通器，先沿着氧化气导流板运行一段距离，再从导流板之间的缝隙中向上穿过，最后进入脱硫塔的上层段，经排气口排放。
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