CN2568291Y - 多功能脱硫塔 - Google Patents
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Abstract
本实用新型设计了一种多功能脱硫塔。所述及的脱硫塔为一个立式的塔器，由下至上依次包括亚硫铵氧化段、硫酸铵浓缩段、SO2吸收段、水洗段和除雾沫段；所述及的氧化段设有纵分隔板和横分隔板。本实用新型的脱硫塔，集烟气中SO2吸收、亚硫酸铵氧化、硫酸铵溶液浓缩、水洗和除雾(沫)功能于一体，操作方便，投资费用与现有技术相比，在相同的处理量的条件下，可降低10～30％，而且能耗较低，高温烟气的余热获得了充分的利用，蒸汽消耗可降低90％。而且，脱硫效率很高，其中烟气中SO2的浓度可降至10～100ppm以下，而获得的硫酸铵的质量符合国家的化肥级标准，氮含量为20.5～21％，可作为农业用化肥。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽液分离设备，具体设计一种用于脱除烟气中SO2的脱硫塔。
背景技术
含硫矿物及燃料燃烧时，排放的烟气中含有SO2。烟气中SO2含量通常较低，在300-5000ppmv(1000-15000毫克/标准立方米)之间，但是，烟气量十分巨大。以燃煤锅炉而论，蒸汽规模从1T/h到2500T/h，发电机组容量6MW到900MW，烟气量由1万Nm3/h到250万Nm3/h，已产生了严重的酸雨和SO2污染。因此，烟气的脱硫已经得到了人们广泛的重视。
烟气脱硫的原理是碱性脱硫剂与酸性SO2气体的化学反应。该反应是在分离设备中进行的，具体地说，是在一种脱硫塔中完成的。因此，脱硫塔是烟气脱硫的关键设备。传统的脱硫塔功能较为单一，仅具有分离功能，因此当需要对吸收了烟气中SO2的进行综合利用时，还需要增添其他装置和设备，不仅投资费用大，而且操作复杂，能耗也较大。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是设计一种多功能脱硫塔，以克服现有技术存在的功能单一、投资费用大、操作复杂和能耗较大的缺陷。
本实用新型的技术方案：
所述及的脱硫塔为一个立式的塔器，由下至上依次包括亚硫铵氧化段、硫酸铵浓缩段、SO2吸收段、水洗段和除雾沫段；
所述及的氧化段设有纵分隔板和横分隔板。横向分隔板设有筛孔，纵向分隔板一端设有通道孔，从而使液体流道为蛇形，亚硫酸铵入口设置在氧化段的一侧，稀硫酸铵出口设置在另一侧，亚硫酸铵从一端进入氧化段，从其对面一端离开氧化段，使未氧化的亚硫酸铵溶液与氧化的硫铵溶液尽量分开，不发生返混。
所述及的硫酸铵浓缩段与氧化段之间设有第一分隔板；
所述及的SO2吸收段与硫酸铵浓缩段之间设有第二分隔板，吸收段中装填有汽液接触元件；
水洗段中装填有规整填料；
除雾沫段中装填有规整波纹填料。
采用上述的装置对低含硫量的烟气进行处理时，操作步骤如下：
(1)含硫烟气从脱硫塔底部入口进入脱硫塔，穿过第一分隔板进入浓缩段，与来稀硫酸铵溶液进行热、质交换，烟气被降温增湿，稀硫酸铵溶液被浓缩；然后烟气穿过第二分隔板进入吸收段，与吸收段顶部喷淋而下的吸收液逆流接触，烟气中的SO2被吸收，生成亚硫酸铵，净化后的烟气穿过水洗段和除雾沫段后，排出脱硫塔；
(2)被浓缩的硫酸铵溶液进入后续的结晶槽结晶，在干燥器中被干燥成为商品化肥。
(3)所述及的亚硫酸铵溶液通过连接管线进入氧化段，与进入氧化段的空气进行氧化反应，生成硫酸铵，由泵送入浓缩段，进行浓缩。
本发明的脱硫塔，集烟气中SO2吸收、亚硫酸铵氧化、硫酸铵溶液浓缩、水洗和除雾(沫)功能于一体，操作方便，投资费用与现有技术相比，在相同的处理量的条件下，可降低10～30％，而且能耗较低，高温烟气的余热获得了充分的利用，蒸汽消耗降低可90％。而且，脱硫效率很高，其中烟气中SO2的浓度可降至10～100ppm以下，而获得的硫酸铵的质量符合国家的化肥级标准，氮含量为20.5～21％，可作为农业用化肥。
附图说明
图1为脱硫塔结构示意图。
图2为纵分隔板和横分隔板示意图。
图3液体收集器结构示意图。
图4为上层收集管与下层收集管的配合图。
具体实施方式
由图1可见，所述及的脱硫塔为一个立式的塔器，由下至上依次包括亚硫铵氧化段1、硫酸铵浓缩段2、SO2吸收段3、水洗段4和除雾沫段5，烟气进口6设置在脱硫塔的下部，净化气出口7设置在脱硫塔的顶部，用于氧化的空气入口8设置在氧化段1的侧部，工艺用水入口9设置在水洗段4的上部；
所述及的氧化段1设有纵分隔板101和横分隔板102，如图2所示。横向分隔板102为筛孔板，筛孔均匀分布，筛孔直径do＝5-15mm，开孔率为0.1～0.5％，纵向分隔板101的一端设有通道孔103，从而使液体流道为蛇形，氧化段1的一侧设有亚硫酸铵入口11，稀硫酸铵出口12设置在另一侧，亚硫酸铵从一端进入氧化段1，从其对面一端离开氧化段1，使未氧化的亚硫酸铵溶液与氧化的硫铵溶液尽量分开，不发生返混。烟气进口6设置在纵分隔板101和横分隔板102的上方，氧化空气入口8设置在横分隔板102的下方，吸收液出口21设置在氧化段1的下侧。
所述及的硫酸铵浓缩段2与氧化段1之间设有具有液体收集器20的第一分隔板10，稀硫酸铵溶液入口13设置在浓缩段2的上部，硫酸铵溶液的出口14设置在浓缩段2的下部，氨气入口15设置在浓缩段2的上方；
所述及的SO2吸收段3与硫酸铵浓缩段2之间设有具有液体收集器20的第二分隔板16，吸收段3中装填有汽液接触元件17，该汽液接触元件17可优选采用筛板式和填料式。比如，在中国专利99113403.6中，公布了一种大孔筛板，孔径为10-25mm，开孔率15-25％，或优选采用50-150m2/m3规格的规整填料，填料装填高度一般在2-5m，适宜高度3-4m。另外，采用大孔筛板，一般采用2-5块，适宜为3-4块，吸收液入口18设置在吸收段3上部，含有亚硫酸铵的吸收液出口19设置在吸收段3下部。
水洗段4中装填有聚丙烯材质的板波纹规整填料，型号可采用125或250m2/m3，装填高度为0.3-0.6m。
除雾沫段5中装填有250-500m2/m3的规整波纹填料，高度为0.3-0.6m。
由图3可见，液体收集器包括分两层搭建而成两个半圆管18。半圆管18的一端固定在中心收集总管19上，另一端固定在塔壁上，上层收集管的弧底正好在下层收集管的切口线上。图中，a代表半园管的直径，b为相邻两个半圆管之间的边沿距离。一般而言，脱硫塔的气体空塔速度在3m/s左右，为了确保较好的气体分布，和较低的分布器阻力，需要气体穿过分布器的速度在10-20m/s之间，因此，b/a值一般在2/3-5/6之间，常采用3/4。该气体分布及液体收集器的结构简单，气体穿流通道几乎不可能受到液体的干扰。
Claims (11)
1.一种多功能脱硫塔，其特征在于由下至上依次包括亚硫铵氧化段(1)、硫酸铵浓缩段(2)、SO2吸收段(3)、水洗段(4)和除雾沫段(5)，烟气进口(6)设置在脱硫塔的下部，净化气出口(7)设置在脱硫塔的顶部，用于氧化的空气入口(8)设置在氧化段(1)的侧部，工艺用水入口(9)设置在水洗段(4)的上部。
2.根据权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于所述及的氧化段(1)设有纵分隔板(101)和横分隔板(102)，横向分隔板(102)为筛孔板，纵向分隔板(101)的一端设有通道孔(103)，烟气进口(6)设置在纵分隔板(101)和横分隔板(102)的上方，氧化空气入口(8)设置在横分隔板(102)的下方，吸收液出口(21)设置在氧化段(1)的下侧。
3.根据权利要求2所述的脱硫塔，其特征在于筛孔均匀分布。
4.根据权利要求3所述的脱硫塔，其特征在于筛孔直径＝5-15mm，开孔率为0.1～0.5％。
5.根据权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于所述及的硫酸铵浓缩段(2)与氧化段(1)之间设有具有液体收集器(20)的第一分隔板(10)，稀硫酸铵溶液入口(13)设置在浓缩段(2)的上部，硫酸铵溶液的出口(14)设置在浓缩段(2)的下部，氨气入口(15)设置在浓缩段(2)的上方。
6.根据权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于所述及的SO2吸收段(3)与硫酸铵浓缩段(2)之间设有具有液体收集器(20)的第二分隔板(16)，吸收段(3)中装填有汽液接触元件(17)，吸收液入口(18)设置在吸收段(3)上部，含有亚硫酸铵的吸收液出口(19)设置在吸收段(3)下部。
7.根据权利要求6所述的脱硫塔，其特征在于该汽液接触元件(17)采用筛板式或填料式。
8.根据权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于水洗段(4)中装填有聚丙烯材质的板波纹规整填料。
9.根据权利要求1所述的脱硫塔，其特征在于除雾沫段(5)中装填有规整波纹填料。
10.根据权利要求5或6所述的脱硫塔，其特征在于液体收集器(20)包括分两层搭建而成两个半圆管(18)，半圆管(18)的一端固定在中心收集总管(19)上，另一端固定在塔壁上，上层收集管的弧底正好在下层收集管的切口线上。
11.根据权利要求10所述的脱硫塔，其特征在于图中，a代表半园管的直径，b为相邻两个半圆管之间的边沿距离，b与a之比为：b/a＝2/3-5/6。
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