CN101940870B - 一种脱除烟气中二氧化硫的装置 - Google Patents
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Abstract
一种脱除烟气中二氧化硫的装置，包括有脱硫塔(1)、设置于脱硫塔(1)内腔下部亚硫酸铵的氧化装置(6)、除雾机构，净化气体排空的出口(13)、脱硫装置，其特征在于：所述脱硫塔(1)内腔通过隔板(8)竖向分隔为前腔(14)和后腔(15)两部分，在前腔(14)设置有浓缩装置的浓缩区(A)、脱硫区(B)，在脱硫塔(1)的烟气进气口(12)内设置有吸收液雾化装置(5)，与现有技术相比，本发明的优点在于简化工艺流程，降低设备投资，在烟气进气口设置有吸收液雾化装置，能首先脱除一部分SO2，并且能利二氧化硫的烟气热量来浓缩硫酸盐溶液，又能消除二氧化硫烟气中的高温所引发的副反应造成对设备的损坏。本设计的装置废气中的有害气体成分脱除率分别可以达到：SO2≥95％，SO3≥99％，NOx＝10～30％，HF≥99％，除尘率≥90％。
Description
技术领域
本发明涉及一种脱除烟气中二氧化硫并副产硫酸铵的装置技术领域。
背景技术
通常在炼矿工业、硫酸工业或者燃煤、燃油锅炉等排放尾气中均含有SO2气体。即使是微量的SO2含量，由于排放量巨大，也会对环境和生态造成严重破坏。据报道，我国已经成为继美洲、欧洲之后受酸雨危害最为严重的地区，大片的森林、土地被毁。我国已明确要求，新上电厂必须配套废气脱硫装置，并要求现有排放超标的电厂在2010年底前必须安装脱硫设施，其中投产20年以上或装机容量10万千瓦以下的，限期改造或者关停。与此同时，规定每排放1公斤SO2收费0.63元，此项收费直接纳入环境保护专项资金管理，用于治理环境污染。为了鼓励企业减排，2006年6月出台电价政策表示，新建和现有脱硫机组上网电价每千瓦时均提高0.015元人民币。从国家宏观调控政策来看，相关企业配套废气脱硫设施已势在必行。
传统技术是在脱硫塔前设置除尘装置，将废气中的烟尘除尘后的废气进入脱硫塔脱除SO2。也有一些技术将亚硫酸铵经过后工段处理作为副产品，有的在塔内或塔外设置氧化段，将亚硫酸铵氧化为硫酸铵，硫酸铵作为副产品，这种设计缺点是工艺较复杂，设备投资大、安装工程多，而且不能很好地利用二氧化硫烟气中的热量来提高能源的利用率，所以其结构还有待改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种脱除烟气中二氧化硫的装置，本装置不仅设计巧妙，而且能利用二氧化硫的烟气热量来浓缩硫酸盐溶液，同时又能消除二氧化硫烟气中的高温所引发的副反应，而造成对设备的损坏，提高了设备使用寿命。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：本脱除烟气中二氧化硫的装置，包括有脱硫塔、设置于脱硫塔内腔下部亚硫酸铵的氧化装置，在位于脱硫塔内腔上部设置有除雾机构，净化气体排空的出口，脱硫装置，其特征在于：所述脱硫塔内腔通过隔板竖向分隔为前腔和后腔两部分，在前腔设置有浓缩装置的浓缩区、脱硫区，在脱硫塔的烟气进气口内设置有吸收液雾化装置，所述烟气进气口与浓缩区内腔相连通，所述氧化装置位于浓缩区内腔的底部，在浓缩区的顶部设置有出气管，该出气管与脱硫区内腔相连通，所述脱硫装置设置于脱硫区上部，而所述除雾机构位于脱硫装置的上方，在除雾机构的顶部设置有与后腔相连通通道，后腔的底部为吸收液区，所述净化气体排空的出口位于后腔中部或下部的侧部位置，吸收液区的底部与脱硫区内腔底部相连通。
作为改进，所述浓缩区可包括循环泵和喷淋装置，喷淋装置设置于浓缩区内腔的上部，且喷淋装置一路通过管道经循环泵与浓缩区内腔底部的硫酸盐溶液相连通，另一路直接与吸收液相连通。
再改进，所述脱硫装置包括有若个吸收液喷淋装置该吸收液喷淋装置通过管道经吸收液循环泵与吸收液区中的吸收液相连通。
再改进，所述吸收液喷淋装置的正下方设置有液体再分布器，液体再分布器以横向设置于前腔和隔板的内侧壁上。
再改进，所述除雾机构包括除雾器和清洗液喷淋装置，所述除雾器位于吸收液喷淋装置上方前腔和隔板的内侧壁上，所述清洗液喷淋装置安装于除雾器的上方，清洗液喷淋装置通过管道与清洗液相连通。
再改进，所述氧化装置包括空气鼓风机和空气喷头，该空气鼓风机出气口与设置于浓缩区内腔底部的空气喷头相连通，而空气鼓风机的进气口与外界大气相连通。
再改进，所述浓缩液区内腔设置有可与脱硫区内腔相连通的连通管。
与现有技术相比，本发明采用脱硫塔内腔通过隔板竖向分隔为前腔和后腔两部分，在前腔设置有浓缩装置的浓缩区、脱硫区，在脱硫塔的烟气进气口内设置有吸收液雾化装置。这种结构的优点在于不仅能简化工艺流程，降低设备投资，而且在烟气进气口设置有吸收液雾化装置，能首先脱除一部分SO2，并且能利用二氧化硫的烟气热量来浓缩硫酸盐溶液，又能消除二氧化硫烟气中的高温所引发的副反应造成对设备的损坏，提高设备的使用寿命。本设计的装置废气中的有害气体成分脱除率分别可以达到：SO2≥95％，SO3≥99％，NOx＝10～30％，HF≥99％，除尘率≥90％。所以是一种非常实用的装置，值得推广应用。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例的脱除烟气中二氧化硫的装置，包括有脱硫塔1、设置于脱硫塔1内腔下部亚硫酸铵的氧化装置6，在位于脱硫塔1内腔上部设置有除雾机构，净化气体排空的出口13，脱硫装置。脱硫塔1内腔通过隔板8竖向分隔为前腔14和后腔15两部分，在前腔14设置有浓缩装置的浓缩区A、脱硫区B，在脱硫塔1的烟气进气口12内设置有吸收液雾化装置5。烟气进气口12与浓缩区A内腔相连通，所述氧化装置6位于浓缩区A内腔的底部，在浓缩区A的顶部设置有出气管7，该出气管7与脱硫区B内腔相连通。脱硫装置设置于脱硫区上部，该脱硫装置包括有若个吸收液喷淋装置3该吸收液喷淋装置3通过管道经吸收液循环泵30与吸收液区D中的吸收液相连通。而所述除雾机构位于脱硫装置的上方，在除雾机构的顶部设置有与后腔相连通通道11，后腔15的底部为吸收液区D，所述净化气体排空的出口13位于后腔15中部或下部的侧部位置，吸收液区D的底部与脱硫区B内腔底部相连通。上述浓缩区A包括循环泵43和喷淋装置4，喷淋装置4设置于浓缩区A内腔的上部，且喷淋装置4一路42通过管道经循环泵43与浓缩区A内腔底部的硫酸盐溶液相连通，另一路41直接与吸收液相连通。上述吸收液喷淋装置3的正下方设置有液体再分布器31，液体再分布器31以横向设置于前腔14和隔板8的内侧壁上。上述除雾机构包括除雾器2和清洗液喷淋装置21，所述除雾器2位于吸收液喷淋装置3上方前腔14和隔板8的内侧壁上，所述清洗液喷淋装置21安装于除雾器2的上方，清洗液喷淋装置21通过管道与清洗液相连通。上述氧化装置包括空气鼓风机61和空气喷头62，该空气鼓风机61出气口与设置于浓缩区A内腔底部的空气喷头62相连通，而空气鼓风机61的进气口与外界大气相连通。上述浓缩液区A内腔设置有可与脱硫区B内腔相连通的连通管9。上述除雾器2是用于脱硫设备中常用脱硫设备。上述的吸收液为氨水或稀硫酸盐或亚硫酸盐溶液。
以下结合对本发明作进一步详细说明。
1、含SO2的工业烟气在脱硫塔烟气进口处设氨水(吸收液)雾化装置，用氨水与脱除烟气中的二氧化硫反应，生产亚硫酸铵。
2、烟气进入脱硫塔浓缩段，在此处烟气与浓缩液逆流接触，使烟气温度降低，同时浓缩循环液被蒸发提浓。浓缩循环液与烟气接触后进入脱硫塔下部浓缩液区，再经浓缩泵增压后，部分去脱硫塔浓缩段与烟气接触，部分在浓缩液达到一定浓度时，送硫酸铵旋流器(含稠厚器)，液体提浓后再送过滤机，滤液返回浓缩系统，滤渣为含水量小于10％的硫酸铵(可作复合肥的原料)，再经过干燥设备生产出符合国标的硫酸铵。
3、出浓缩区后的烟气经过升气管进入脱硫区，与经吸收液喷淋装置喷淋而下的吸收液逆流接触，SO2气体被吸收。在脱硫区设置若干层液体再分布器，起均匀分布吸收液，提高吸收效果的作用。吸收二氧化硫后液体经下降管进入脱硫塔下部的吸收液区，液体再经脱硫循环泵增压后进入吸收液喷淋装置。
4、出脱硫区的烟气通过隔板上方联通区域折返向下进入分离区，完成气液分离后的净化气在分离区下部出塔去烟囱排放。
5、在脱硫塔顶设置除雾器，回收净化气中夹带的液滴，除沫后的气体直接排放或去后工段。在除雾器下方分别设置水冲洗喷头、吸收液喷淋装置、液体分布器，用于冲洗丝网、吸收废气中的气氨及吸收液的再分布，防止气液偏流。
6、在脱硫塔浓缩液区鼓入空气将亚硫酸铵氧化成为硫酸铵，没有反应完全的氧气进入脱硫塔继续与烟气和氨气反应生成硫酸铵。
7、脱硫塔下部的浓缩液区和吸收液区是分开的，并在一定的高度设有连通管，以保证两区域溶液的上部清洗液合理流动，起到由吸收液区向浓缩液区补液和防止浓缩液区液位超高的作用。
8、烟气的脱硫塔分为五个区：浓缩区、脱硫区、净化后气体下降分离区、浓缩液区(液相氧化区)和吸收液区，在烟气温度低于一定的温度(指根据烟气成分计算露点温度，一定温度等于露点温度加10℃)时，可以不设浓缩区和浓缩液区。
9、在脱硫塔区设置隔板，使烟气在塔内作先向上，再向下的运动。即进入脱硫塔烟气由浓缩区的中下部进入，向上再经升气管，再经脱硫区喷淋装置和除雾器装置，再在塔内的顶部折返向下进入分离区(进一步分离雾滴)，净化气在分离区中下部出塔去烟囱排放，不需另外设置排放气管道支架。
10、在由浓缩区进入脱硫区的升气管中设立氨水喷雾装置，起进一步脱硫作用。
11、烟气进入浓缩区，利用烟气热量来浓缩硫酸铵吸收液。
12、在脱硫塔脱硫区设置液体再分布器，优化气液接触条件，改善吸收，降低系统阻力，提高了吸收效率。
13、脱硫塔顶部设置除雾器捕捉气体中夹带的液滴，回收吸收液，减少对后工段的腐蚀。在除雾器的下方有吸收液喷淋装置，吸收脱硫后烟气中的氨气，降低氨损耗。
14、上述烟气指所有燃煤、燃油和各种工业窑炉(如烧结机、陶瓷炉)产生的气体。
Claims (4)
1.一种脱除烟气中二氧化硫的装置，包括有脱硫塔(1)、设置于脱硫塔(1)内腔下部亚硫酸铵的氧化装置(6)，在位于脱硫塔(1)内腔上部设置有除雾机构，净化气体排空的出口(13)，脱硫装置，其特征在于：所述脱硫塔(1)内腔通过隔板(8)竖向分隔为前腔(14)和后腔(15)两部分，在前腔(14)设置有浓缩装置的浓缩区(A)、脱硫区(B)，在脱硫塔(1)的烟气进气口(12)内设置有吸收液雾化装置(5)，所述烟气进气口(12)与浓缩区(A)内腔相连通，所述氧化装置(6)位于浓缩区(A)内腔的底部，在浓缩区(A)的顶部设置有出气管(7)，该出气管(7)与脱硫区(B)内腔相连通，所述脱硫装置设置于脱硫区上部，而所述除雾机构位于脱硫装置的上方，在除雾机构的顶部设置有与后腔相连通通道(11)，后腔(15)的底部为吸收液区(D)，所述净化气体排空的出口(13)位于后腔(15)中部或下部的侧部位置，吸收液区(D)的底部与脱硫区(B)内腔底部相连通，所述浓缩区(A)包括循环泵(43)和喷淋装置(4)，喷淋装置(4)设置于浓缩区(A)内腔的上部，且喷淋装置(4)一路(42)通过管道经循环泵(43)与浓缩区(A)内腔底部的硫酸盐溶液相连通，另一路(41)直接与吸收液相连通，所述脱硫装置包括有若干个吸收液喷淋装置(3)该吸收液喷淋装置(3)通过管道经吸收液循环泵(30)与吸收液区(D)中的吸收液相连通。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述吸收液喷淋装置(3)的正下方设置有液体再分布器(31)，液体再分布器(31)以横向设置于前腔(14)和隔板(8)的内侧壁上。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述除雾机构包括除雾器(2)和清洗液喷淋装置(21)，所述除雾器(2)位于吸收液喷淋装置(3)上方前腔(14)和隔板(8)的内侧壁上，所述清洗液喷淋装置(21)安装于除雾器(2)的上方，清洗液喷淋装置(21)通过管道与清洗液相连通。
4.根据权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于：所述氧化装置包括空气鼓风机(61)和空气喷头(62)，该空气鼓风机(61)出气口与设置于浓缩区(A)内腔底部的空气喷头(62)相连通，而空气鼓风机(61)的进气口与外界大气相连通。
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