CN101927129B - 单塔式去除净烟气中气溶胶的氨法脱硫回收方法 - Google Patents

Abstract

一种单塔式去除烟气中气溶胶的氨法脱硫回收方法，其特征是烟气的脱硫过程在具有多种功能的组合脱硫塔中进行，高温烟气从脱硫塔的侧面进入，脱硫塔下部为氧化段、中部为主吸收段、上部为除雾段。为了去除脱硫过程中可能存在的SO₂气溶胶难、减少净烟气中硫酸铵溶液的夹带（所谓硫酸铵溶液的夹带是指脱硫以后的净化湿烟气中含有10-35%(m/m)浓度的硫酸铵溶液的量），在脱硫塔后增设了一个尾气洗涤塔，在尾气洗涤塔内设计大流量的喷嘴，利用清水对离开脱硫塔的净烟气进行洗涤，降低净烟气中硫酸铵溶液的夹带、吸收及溶解（亚）硫酸氢铵气溶胶，提高了硫酸铵产品的回收率。

Description

单塔式去除净烟气中气溶胶的氨法脱硫回收方法

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硫工艺，尤其是一种去除氨法脱硫净烟气中二氧化硫气溶胶、提高硫酸铵回收率的方法，具体地说是一种单塔式去除净烟气中气溶胶的氨法脱硫回收方法。

背景技术

目前，烟气尤其是燃煤锅炉烟气是大气污染最主要的根源之一，已成为环境治理的重要对象。2005年,我国SO₂年排放量2549万吨，大大超出了环境自净能力，排放总量超过了美国和欧洲跃居世界首位。SO₂本应是一项具有巨大价值的硫资源，却成为环境危害巨大的污染源。在现有的烟气脱硫净化技术中，氨法脱硫可在脱硫的同时副产硫酸、二氧化硫、硫酸铵、亚硫酸铵等产品，实现了硫资源的回收利用，不产生二次污染，属于绿色清洁的脱硫技术。然而，现有的氨法脱硫技术暴露了硫酸铵产品的回收率低、（亚）硫酸氢铵气溶胶难以消除等问题。这些技术瓶颈使氨法脱硫技术的推广遇到较大障碍。

发明内容

本发明的目的是针对现有的烟气脱硫法存在的硫酸铵回收率低，所排放的烟气中存在气溶胶的问题，发明一种能提高硫酸铵回收率，去除排放气体中气溶胶的单塔式去除烟气中气溶胶的氨法脱硫回收方法。

本发明的技术方案是：

一种单塔式去除烟气中气溶胶的氨法脱硫回收方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，使高温烟气从脱硫塔侧面的烟气进口进入脱烟塔内，并在脱硫塔内、烟气进口的上部至少设置一层喷淋层，按照1-3：1的喷淋液与烟气比（喷淋液的流量单位每小时升L/h，烟气的流量单位为每小时立方米m³/h，下同）向进入脱烟塔内的高温烟气进行喷淋，喷淋液采用浓度为5-20%(m/m，质量百分比，下同)的硫酸铵或亚硫酸铵溶液；

其次，在脱硫塔内、进烟口的下方设置浆池，使吸收了烟气中二氧化硫并产生亚硫酸铵的喷淋液落入浆池中，与浆池中的氧化空气反应生成硫酸铵；控制硫酸铵的浓度在10-35%(m/m)之间；

第三，在脱硫塔内、喷淋层的上部至少设置两级除雾器，使经过喷淋处理后的烟气经两级除雾器除雾后去除烟气中的雾滴，控制烟气中雾滴的含量不超过75mg/Nm3（即每标准立方米气体中的雾滴含量为75毫克），得到净烟气； 

 第四，将经过两级除雾器除雾后的净烟气从脱硫塔的顶部引出，通过输送管道送入尾气洗涤塔中，在尾气洗涤塔中至少设置一层清水喷淋层，清水流量按照5-10：1的喷清水与烟气比，在喷淋层的上部设置除雾器，进入尾气洗涤塔中的净烟气通过大流量（即5-10/升/秒）清水喷淋层的冲洗后进一步去除所述净烟气中的硫酸铵，吸收并溶解净烟气中可能产生的硫酸氢铵或亚硫酸氢铵气溶胶，提高硫酸铵产品的回收率；

 最后，使经过清水喷淋后的净烟气再经过除雾器除雾后从洗涤塔的顶部排出，，尾气洗涤塔的顶部高度满足当地环保部门的排放要求（通常在80－90米之间）。

在所述的脱硫塔入口段烟道上设有事故降温喷淋层，防止高温烟气对塔內件造成损坏。

所述的浆池中设有氧化空气分布器、脉冲悬浮***或氧化空气喷枪、侧进式搅拌器，氧化空气通过氧化空气分布器或氧化空气喷枪与脱硫塔内腔连通。

所述的两级除雾器中靠近喷淋层的一级除雾器的上下均设有对其进行冲洗清洁的冲洗水，靠近脱硫塔顶部的两级除雾器的下部设有对其进行冲洗清洁的冲洗水。

所述的尾气洗涤塔底部设有收集清水喷淋层落下的喷淋液的浆池，浆池中的喷淋液通过输送泵和管道与脱硫塔中的浆池相连，从而可将洗涤后的清水喷淋液作为脱硫塔的补充工艺水使用。

所述的尾气洗涤塔的外部配有钢支架，钢支架与尾气洗涤塔之间采用弹性连接。

本发明的有益效果：

本发明的方法操作简便，虽然投资有所增加，可以从根本上解决氨法脱硫过程中由于气溶胶及硫酸铵溶液逃逸引起的硫酸铵回收率不高的问题。

采用本发明的方法硫酸铵的回收率可达到98%(m/m)以上，所排放的烟气中的气溶胶的含量在8mg/Nm³以下。

附图说明

图1是本发明的脱硫***示意图。

图1中：T101、T102、T103为脱硫塔、尾气洗涤塔及钢支架；V101、V102为脱硫塔及尾气洗涤塔的循环浆池； X101为除雾器冲洗喷淋层； X102为除雾器；X103为喷淋层；P101为尾气洗涤循环泵；P102为尾气洗涤液输送泵；P103为脱硫循环泵；P104为脱硫输送泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示。

一种单塔式去除烟气中气溶胶的氨法脱硫回收方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，使高温烟气从脱硫塔T101侧面的进烟口进入脱烟塔内，并在脱硫塔内、进烟口的上部至少设置一层喷淋层（具体实施时可采用图1中所示的三层结构，图1中三层喷淋层从下至上次次为X-103A、X-103B、X-103C），按照1-3：1的喷淋液与烟气比向进入脱烟塔内的高温烟气进行喷淋（喷淋液以流量为单位计，升/秒，烟气以体积计，立方米），喷淋液采用浓度(m/m)为5-20%(m/m)的硫酸铵/亚硫酸铵溶液；为了防止高温烟气对塔內件造成损坏，在脱硫塔入口段烟道上设有事故降温喷淋层X-103D，烟气进口段的烟道最好采用耐酸钢或碳钢防腐材料进行制作；喷淋后的烟气温度从进口处的110－160℃降至50-75℃；

其次，在脱硫塔内、进烟口的下方设置浆池V-101，使吸收了烟气中二氧化硫并产生亚硫酸铵的喷淋液落入浆池中，与浆池中的氧化空气反应生成硫酸铵；控制硫酸铵的浓度在10-35%(m/m)之间，如果深度超过设定的范围可采用脱硫输送泵P104及时抽出送入后续处理设备进行处理；为了产生足够的氧化空气，可在所述的将池中设有氧化空气分布器、脉冲悬浮***或氧化空气喷枪、侧进式搅拌器，氧化空气通过氧化空气分布器或氧化空气喷枪与脱硫塔内腔连通。脉冲悬浮***和侧进式搅拌器用于使浆池中的喷淋液流动，加快氧化空气的流动；所述的氧化空气分布器、脉冲悬浮***、氧化空气喷枪和侧进式搅拌器均为常用的化工处理设备，可直接从市场定购；

第三，在脱硫塔内、喷淋层的上部至少设置两级除雾器X-102B、X-102C，使经过喷淋处理后的烟气经两级除雾器X-102B、X-102C除雾后去除烟气中的雾滴，控制烟气中雾滴的含量不超过75mg/Nm3（即每标准立方米气体中的雾滴含量为75毫克），得到净烟气；为了使除雾器始终处于最佳工作状态，可在所述的两级除雾器中靠近喷淋层的一级除雾器的上下均设有对其进行冲洗清洁的冲洗水，靠近脱硫塔顶部的两级除雾器的下部设有对其进行冲洗清洁的冲洗水； 除雾器为常规设备，可直接从市场定购；

 第四，将经过两级除雾器除雾后的净烟气从脱硫塔的顶部引出，通过输送管道送入尾气洗涤塔T-102中，在尾气洗涤塔中至少设置一层清水喷淋层，清水流量按照5-10：1的喷淋水与烟气比（喷淋液的流量单位L/h，烟气的流量单位为m³/h），图1中采了的是两层结构，即X-103A和X-103E，具体实施时的数量可根据烟气进行设定，在喷淋层的上部设置除雾器X-102A，进入尾气洗涤塔中的净烟气通过大流量清水喷淋层的冲洗后进一步去除所述净烟气中的硫酸铵，吸收并溶解净烟气中剩余的硫酸氢铵或亚硫酸氢铵气溶胶，使烟气中的硫酸氢铵或亚硫酸氢铵气溶胶低于排放标准值，提高硫酸铵产品的回收率；所述的尾气洗涤塔的底部设有收集清水喷淋层落下的喷淋液的浆池V-102，浆池中的喷淋液可通过输送泵P102和管道与脱硫塔T-101中的浆池V-101相连，从而可将洗涤后的清水喷淋液作为脱硫塔的补充工艺水使用。

 最后，使经过清水喷淋后的净烟气再经过除雾器除雾后从尾气洗涤塔T-102的顶部排出，出口烟气温度一般为40-55℃之间，洗涤塔的高度应满足环保排放要求，通常为80-90米高。为了保证尾气洗涤塔的强度，可在所述的尾气洗涤塔的外部配有钢支架T-103，钢支架与尾气洗涤塔之间采用弹性连接。

本发明的关键是：烟气的脱硫过程在具有多种功能的组合脱硫塔中进行，高温烟气从脱硫塔的侧面进入，脱硫塔下部为氧化段、中部为主吸收段、上部为除雾段。为了去除脱硫过程中可能存在的SO₂气溶胶、减少净烟气中硫酸铵溶液的夹带（所谓硫酸铵溶液的夹带是指脱硫以后的净化湿烟气中含有10-35%(m/m)浓度的硫酸铵溶液的量），在脱硫塔后增设了一个尾气洗涤塔，在尾气洗涤塔内设计大流量的喷嘴，利用清水对离开脱硫塔的净烟气进行洗涤，降低净烟气中硫酸铵溶液的夹带、吸收及溶解（亚）硫酸氢铵气溶胶，提高硫酸铵产品的回收率。

脱硫塔及尾气洗涤塔均设置有喷淋及除雾装置，其脱硫工艺流程及参数如下：

a. 主吸收段：高温烟气从脱硫塔的侧面进入脱硫塔，按照1：1～3：1的液气比（液体流量以L/h为单位，而气以m3/h为单位），用浓度为5－20%(m/m)的硫酸铵/亚硫酸铵缓冲溶液进行喷淋，根据原烟气中二氧化硫浓度的不同，喷淋层数量2－3层不等；为了防止高温烟气对塔內件造成损坏，在脱硫塔入口段烟道上设有事故降温喷淋层，该段烟道采用耐酸钢或碳钢防腐材料进行制作。

b. 氧化段：由喷淋层落下的吸收浆液进入脱硫塔下部浆池，浆池内设有氧化空气分布器、脉冲悬浮***或氧化空气喷枪、侧进式搅拌器，氧化空气通过氧化空气分布器或氧化空气喷枪与塔体内腔连通，确保吸收吸收过程中产生的亚硫酸铵氧化为硫酸铵，控制氧化池中的硫酸铵浓度（重量百分比）在10－35%(m/m) ，当浓度达到一定值时，通过脱硫输送泵将吸收液输送到硫酸铵后处理工段进行处理。

c. 除雾段：烟气由主吸收段进入顶部的二级除雾器，除雾后的烟气中雾滴含量低于75mg/Nm3,在一级除雾器的上下及二级除雾器的下部均设置冲洗水，对除雾器进行冲洗。

d. 尾气洗涤塔： 离开脱硫塔的净烟气从下部进入尾气洗涤塔，尾气洗涤塔配有大流量的尾气洗涤喷淋层及单级除雾器，通过大流量的清水对离开脱硫塔的净烟气进行洗涤来降低净烟气中硫酸铵溶液的夹带，利用（亚）硫酸氢铵的水溶性出去脱硫过程中可能产生的气溶胶，提高硫酸铵产品产品的回收率。尾气洗涤塔底部浆池中的洗涤水作为脱硫塔的补充工艺水使用。

尾气洗涤塔采用整体玻璃钢材质制造，外部配有钢支架，洗涤塔与支架之间采用弹性连接方式。尾气洗涤塔的顶部高度满足当地环保部门的排放要求（通常在80－90米之间）。

增设尾气洗涤塔后，整个脱硫***的压降（从脱硫塔入口至尾气洗涤塔出口）的在1200－1500Pa之间。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种单塔式去除净烟气中气溶胶的氨法脱硫回收方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，使高温烟气从脱硫塔侧面的烟气进口进入脱烟塔内，并在脱硫塔内、烟气进口的上部至少设置一层喷淋层，按照1-3：1的喷淋液与烟气比向进入脱烟塔内的高温烟气进行喷淋，喷淋液采用质量浓度为5-20%的硫酸铵或亚硫酸铵溶液；其中液体流量以L/h为单位，气以m³/h为单位；

其次，在脱硫塔内、烟气进口的下方设置浆池，使吸收了烟气中二氧化硫并产生亚硫酸铵的喷淋液落入浆池中，与浆池中的氧化空气反应生成硫酸铵；控制硫酸铵的质量浓度在10-35%之间；

第三，在脱硫塔内、喷淋层的上部至少设置两级除雾器，使经过喷淋处理后的烟气经两级除雾器除雾后去除烟气中的雾滴，控制烟气中雾滴的含量不超过75mg/Nm³，得到净烟气； 

第四，将经过两级除雾器除雾后的净烟气从脱硫塔的顶部引出，通过输送管道送入尾气洗涤塔中，在尾气洗涤塔中至少设置一层清水喷淋层，清水流量按照5-10：1的喷清水与烟气比，在喷淋层的上部设置除雾器，进入尾气洗涤塔中的净烟气通过清水喷淋层的冲洗后进一步去除所述净烟气中的硫酸铵，吸收并溶解净烟气中可能产生的硫酸氢铵或亚硫酸氢铵气溶胶，提高硫酸铵产品的回收率；其中液体流量以L/h为单位，气以m³/h为单位；

最后，使经过清水喷淋后的净烟气再经过除雾器除雾后从尾气洗涤塔的顶部排出，尾气洗涤塔的顶部高度为80-90米以满足当地环保部门的排放要求。

2.根据权利要求1所述的单塔式去除净烟气中气溶胶的氨法脱硫回收方法，其特征是为了防止高温烟气对塔內件造成损坏，在脱硫塔入口段烟道上设有事故降温喷淋层。

3.根据权利要求1所述的单塔式去除净烟气中气溶胶的氨法脱硫回收方法，其特征是所述的脱硫塔下部浆池中设有氧化空气分布器、脉冲悬浮***或氧化空气喷枪、侧进式搅拌器，氧化空气通过氧化空气分布器或氧化空气喷枪与脱硫塔内腔连通。

4.根据权利要求1所述的单塔式去除净烟气中气溶胶的氨法脱硫回收方法，其特征是所述的两级除雾器中靠近喷淋层的一级除雾器的上下均设有对其进行冲洗清洁的冲洗水，靠近脱硫塔顶部的第二级除雾器的下部设有对其进行冲洗清洁的冲洗水。

5.根据权利要求1所述的单塔式去除净烟气中气溶胶的氨法脱硫回收方法，其特征是所述的尾气洗涤塔的底部设有收集清水喷淋层落下的喷淋液的浆池，浆池中的喷淋液通过输送泵和管道与脱硫塔中的浆池相连，从而可将洗涤后的清水喷淋液作为脱硫塔的补充工艺水使用。

6.根据权利要求1所述的单塔式去除净烟气中气溶胶的氨法脱硫回收方法，其特征是所述的尾气洗涤塔采用整体玻璃钢材质制造，外部配有钢支架，尾气洗涤塔与支架之间采用弹性连接方式。