CN209173690U - 一种脱硫脱硝一体化吸收塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种脱硫脱硝一体化吸收塔，包括吸引塔本体，以及布置在吸引塔本体内的一级脱硝氧化段、结晶段、二级脱硝氧化段、脱硫脱硝吸收段、填料水洗段，烟气经烟道入口进入吸收塔本体，在一级脱硝氧化段内经臭氧氧化后，经过一级脱硝氧化段氧化后的烟气进入结晶段，经结晶段降温后进入到二级脱硝氧化段，进一步氧化在一级脱硝氧化段中未氧化的NO气体；经过二级脱硝氧化段氧化后的烟气进入脱硫脱硝吸收段，通过喷淋浆液将烟气中彻底氧化后的酸性气体洗涤吸收，实现脱硫脱硝。通过该吸收塔采用臭氧氧化脱硝结合氨法脱硫工艺，将脱硫和脱硝功能合二为一，达到相同脱硫效率的同时，能减少设备的占用场地面积，节约电能。

Description

一种脱硫脱硝一体化吸收塔

技术领域

本实用新型涉及电力行业燃煤锅炉烟气，石化行业燃煤锅炉烟气，烧结机烟气，水泥厂锅炉烟气和玻璃厂锅炉烟气脱硫脱硝装置。

背景技术

由于国内外环保标准的日益严格，增加了对脱硝的要求，传统脱硫脱硝的吸收设备产用土地较大，且烟气阻力较大，增加了场地的占用面积和增压风机的电能消耗，为了响应节能减排的政策，必须运用新的脱硫脱硝吸收设备来减少占用场地和烟气阻力带来的能耗。

目前，国内外传统的吸收设备中，脱硝吸收设备采用SCR脱硝反应器，利用还原剂将烟气中NO还原成N₂的原理脱除NO_X气体，脱硝效率≤85％，烟气压力为1000Pa；脱硫吸收设备采用仅具有脱硫功能的喷淋吸收塔，烟气阻力约为1200Pa。由此可见，传统脱硫和脱硝吸收设备总阻力大于2200Pa,阻力大，能耗大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一套将脱硫和脱硝功能合二为一的吸收设备，采用臭氧氧化脱硝结合氨法脱硫工艺，使原来的占地场地较大的两个设备浓缩为一个吸收效率高、阻力小的优质节能设备，达到相同脱硫效率的同时，能减少设备的占用场地面积，节约风机消耗电能。

一种脱硫脱硝一体化吸收塔，包括吸引塔本体，以及布置在吸引塔本体内的一级脱硝氧化段、结晶段、二级脱硝氧化段、脱硫脱硝吸收段、填料水洗段，其中：一级脱硝氧化段位于吸引塔本体下部侧壁的烟道入口内紧挨吸收塔塔体处；结晶段位于吸收塔本体的底部，二级脱硝氧化段、脱硫脱硝吸收段和填料水洗段位于结晶段上方且自下而上依次布置；脱硫脱硝吸收段布置有循环喷淋管和位于循环喷淋管下方的第一集液盘，所述第一集液盘通过管道与外部浆液收集装置连接，所述循环喷淋管通过管道和循环泵与所述浆液收集装置连接；填料水洗段内配置有填料层和位于填料层上方的水洗喷淋层；一级脱硝氧化段和二级脱硝氧化段均布设有臭氧均布装置。

作为一种优选方案，臭氧均布装置包括一主管和多支管，支管均匀分在主管上，并连接有螺旋桨形状的臭氧均布金属片。

作为一种优选方案，所述金属片的材质为抗氧化的316L。

作为一种优选方案，结晶段内设置有用于循环喷淋硫酸铵和硝酸铵未饱和混合溶液的结晶喷淋管，位于结晶喷淋管上方用于对结晶段段进行冲洗的结晶冲洗管，以及和位于吸引塔本体底部用于收集浓缩后的硫酸铵和硝酸铵未饱和混合溶液的结晶槽。

作为一种优选方案，结晶段的结晶槽、结晶喷淋管和结晶冲洗管均采用耐磨耐高温材质。

作为一种优选方案，脱硫脱硝吸收段布置有至少两层循环喷淋管。

作为一种优选方案，还包括布置于吸收塔顶部的除雾段，除雾段内设置有用于去除烟气中的水滴的除雾器和除雾器冲洗层。

作为一种优选方案，所述除雾器为屋脊式除雾器。

作为一种优选方案，在填料水洗段下方还布置有第二集液盘，所述第二集液盘通过管道与外部浆液收集装置连接，所述循环喷淋管通过管道和循环泵与所述浆液收集装置连接。

作为一种优选方案，吸引塔本体采用为碳钢衬玻璃鳞片材质，吸引塔内部件均采用防腐材料。

基于上述脱硫脱硝一体化吸收塔，烟气经烟道入口进入吸收塔本体，在一级脱硝氧化段内经臭氧氧化后，其中的NO气体被氧化成NO₂；经过一级脱硝氧化段氧化后的烟气进入结晶段，经结晶段降温后进入到二级脱硝氧化段，进一步氧化在一级脱硝氧化段中未氧化的NO气体；经过二级脱硝氧化段氧化后的烟气进入脱硫脱硝吸收段，在脱硫脱硝吸收段中，通过喷淋浆液将烟气中彻底氧化后的酸性气体洗涤吸收，实现脱硫脱硝；烟气中的挥发和分解的物质由填料水洗段内配置的填料层和水洗喷淋层进行洗涤，并将其浆返回吸收塔循环利用，最后通过除雾段Ⅵ去除烟气中绝大部分雾滴后，达标排放。

本实用新型所公开的脱硫脱硝一体化吸收塔具有以下有益效果：

(1)在一个吸收设备内可同时吸收脱除两类酸性污染气体，实现脱硫和脱硝，不再需要两个独立的设备来完成脱硫和脱硝的功能；缩短了烟气在吸收设备里的流经长度，减小了烟气在吸收设备内的阻力；并能降低风机的电能损耗，实现节能高效的目的。

(2)烟气脱硝不再使用传统的催化剂还原法，规避了原有的催化还原法脱硝对温度的严格要求，增加了脱硝的随意性；还能避免原有的催化还原法脱硝对使用寿命短的固体催化剂的依赖，减少了催化剂的损耗成本。

(3)改变了原有的催化还原法脱硝必须将SCR反应器布置在300-400℃高温烟气段的现状，将设备布置在烟气的最末端，减少脱硫脱硝后的腐蚀性湿烟气对其他设备的腐蚀几率。

(4)将多种污染气体在一个设备集中吸收处理，大大减少了脱硫和脱硝吸收设备的占用场地，降低了一次性投资成本和运行成本。

(5)该一体化吸收塔应用范围广，可用于脱除电力行业燃煤锅炉烟气、石化行业燃煤锅炉烟气、烧结机烟气、水泥厂锅炉烟气和玻璃厂锅炉烟气中的硫硝酸性污染气体。

附图说明

附图1是脱硫脱硝一体化吸收塔的结构示意图；

附图标记：I.一级脱硝氧化段、II.结晶段、III.二级脱硝氧化段、IV.脱硫脱硝吸收段、V.填料水洗段、VI.除雾段、1.臭氧均布装置、2.烟道入口、3.结晶槽、4.结晶喷淋管、5. 结晶冲洗管、6.臭氧均布装置、7.集液盘、8.循环喷淋管、9.集液盘、10.填料层、11.水洗喷淋层、12.除雾器、13.除雾器冲洗层。

具体实施方式

如图1所示，实施例中公开一种脱硫脱硝一体化吸收塔(简称吸收塔)，在吸收塔烟道入口2设置臭氧均布装置1，形成一级脱硝氧化段I，臭氧均布装置1是在一根主管上均匀分布很多支管，支管上连接螺旋桨形状的臭氧均布金属片，此金属片材质为抗氧化的316L制作而成，能防止被臭氧氧化。臭氧经过臭氧均布装置1后，均匀喷入一级脱硝氧化段I内，与烟道入口2进入的烟气充分混合，这样臭氧就能将烟气中的NO气体氧化成NO₂，NO₂气体溶于水，为将来进入脱硫脱硝吸收段IV脱除NO_X气体做准备工作。

经过一级脱硝氧化段I氧化后的烟气，进入到结晶段II，在结晶段II内，设置有结晶槽3、结晶喷淋管4和结晶冲洗管5。结晶喷淋管4用于循环喷淋的硫酸铵和硝酸铵未饱和混合溶液，结晶槽3用于暂时存储硫酸铵和硝酸铵未饱和混合溶液，结晶冲洗管 5用于对此段进行冲洗，避免结垢。经过结晶喷淋管4不断循环喷淋的硫酸铵和硝酸铵未饱和混合溶液不断吸收高温烟气中的热量，溶液中的水分不断被蒸发后，将浓度蒸发提高至含固量为15-20％，结晶槽3用来收集浓缩后的硫酸铵和硝酸铵未饱和混合溶液，结晶冲洗管5用于对管路及塔壁等进行冲洗，避免结垢。

结晶段降温后的烟气，进入到二级脱硝氧化段III，在二级脱硝氧化段III内，设有臭氧均布装置6，本氧化段既可作为一级脱硝氧化段I的补充，氧化烟气中未能在一级脱硝氧化段I氧化的NO气体，达到彻底氧化的目的。二级脱硝氧化段III还能在下列情况下作为整个系统的独立的脱硝氧化段：其一是在一级脱硝氧化段I出故障检修时，二是在烟气温度过高，臭氧在高温情况下容易分解，而烟气经过结晶段II降温后，臭氧分解几率减小，增加了NO气体的氧化率。

脱硫脱硝吸收段IV是吸收设备的核心段，吸收塔因为有本段的洗涤吸收功能而得名，本段通常布置有三层循环喷淋管8、集液盘7，循环喷淋管8的层数可根据烟气中的SO2气体浓度调整，集液盘7通过管道与吸收塔附近的浆池连接，该浆池又通过管道和循环泵与循环喷淋管8连通。循环喷淋管8不断循环喷淋的浆液将烟气中彻底氧化后的酸性气体洗涤吸收，达到脱硫脱硝的目的，吸收酸性气体后的浆液通过集液盘7收集到塔边浆池内，再用循环泵打至循环喷淋管8重复循环。

填料水洗段V位于脱硫脱硝吸收段IV的上方，其包括填料层10和水洗喷淋层11。在脱硫的过程中，循环浆液中易挥发的物质，如氨水、烟硫酸铵、亚硝酸铵等不稳定的物质会由于高温的热烟气而挥发或分解，这些物质不能随意排放，不但会带来物料损耗增大，还会污染空气，造成二次污染，填料水洗段V的功能就是利用规整的填料和水洗喷淋设备对烟气中的挥发和分解的物质进行洗涤。

经过前面四个阶段的过饱和烟气中，还夹带有大量的水滴，可通过除雾段VI配置的除雾器12处理后的烟气方可排入大气，通常采用屋脊式除雾器去除雾滴，为了保证除雾器12的正常使用，降低系统阻力，定期开启除雾器冲洗层13对其进行冲洗。

为实现对填料水洗段V和除雾段VI的冲洗水的重复利用，可在填料水洗段V和除雾段VI布置集液盘9，集液盘9和集液盘7设置原理相近，将填料水洗层、除雾器层的冲洗水收集后重复利用，并最终作为吸收塔浆液的补充水回收利用。

整个吸收塔的塔壁板均为碳钢衬玻璃鳞片的材质制作，塔内的部件采用防腐材料，结晶段的材料还需使用耐磨耐高温的材质。

尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。

Claims (10)

1.一种脱硫脱硝一体化吸收塔，其特征在于，包括吸引塔本体，以及布置在吸引塔本体内的一级脱硝氧化段、结晶段、二级脱硝氧化段、脱硫脱硝吸收段、填料水洗段，其中：所述一级脱硝氧化段位于吸引塔本体下部侧壁的烟道入口内紧挨吸收塔塔体处，所述结晶段位于吸收塔本体的底部，所述二级脱硝氧化段、脱硫脱硝吸收段和填料水洗段位于结晶段上方且自下而上依次布置；所述脱硫脱硝吸收段布置有循环喷淋管和位于循环喷淋管下方的第一集液盘，所述第一集液盘通过管道与外部浆液收集装置连接，所述循环喷淋管通过管道和循环泵与所述浆液收集装置连接；所述填料水洗段内配置有填料层和位于填料层上方的水洗喷淋层；所述一级脱硝氧化段和二级脱硝氧化段均布设有臭氧均布装置。

2.如权利要求1所述的一种脱硫脱硝一体化吸收塔，其特征在于，所述臭氧均布装置包括一主管和多支管，支管均匀分在主管上，并连接有螺旋桨形状的臭氧均布金属片。

3.如权利要求2所述的一种脱硫脱硝一体化吸收塔，其特征在于，所述金属片的材质为抗氧化的316L。

4.如权利要求1所述的一种脱硫脱硝一体化吸收塔，其特征在于，所述结晶段内设置有用于循环喷淋硫酸铵和硝酸铵未饱和混合溶液的结晶喷淋管，位于结晶喷淋管上方用于对结晶段段进行冲洗的结晶冲洗管，以及和位于吸引塔本体底部用于收集浓缩后的硫酸铵和硝酸铵未饱和混合溶液的结晶槽。

5.如权利要求4所述的一种脱硫脱硝一体化吸收塔，其特征在于，所述结晶段的结晶槽、结晶喷淋管和结晶冲洗管均采用耐磨耐高温材质。

6.如权利要求1所述的一种脱硫脱硝一体化吸收塔，其特征在于，所述脱硫脱硝吸收段布置有至少两层循环喷淋管。

7.如权利要求1所述的一种脱硫脱硝一体化吸收塔，其特征在于，还包括布置于吸收塔顶部的除雾段，除雾段内设置有用于去除烟气中的水滴的除雾器和除雾器冲洗层。

8.如权利要求7所述的一种脱硫脱硝一体化吸收塔，其特征在于，所述除雾器为屋脊式除雾器。

9.如权利要求1所述的一种脱硫脱硝一体化吸收塔，其特征在于，在填料水洗段下方还布置有第二集液盘，所述第二集液盘通过管道与外部浆液收集装置连接，所述循环喷淋管通过管道和循环泵与所述浆液收集装置连接。

10.如权利要求1至9任意一项所述的一种脱硫脱硝一体化吸收塔，其特征在于，所述吸引塔本体采用为碳钢衬玻璃鳞片材质，吸引塔内部件均采用防腐材料。