CN107321146A - 一种高尘烟气脱硫双塔双循环工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高尘烟气脱硫双塔工艺及装置,高尘烟气依次经过预洗塔14的预洗段和除雾段、吸收塔10内相互隔断的亚铵吸收段、硫铵吸收段后,经脱水、除雾成净烟气后排出;预洗段内洗涤液为水;亚铵吸收段内吸收液为亚铵溶液,排出液与氨吸收剂混合再生为亚铵溶液后,在亚铵吸收段内循环吸收;硫铵吸收段内吸收液为硫铵溶液,排出液与氧化空气混合氧化为硫铵溶液后,在硫铵吸收段内循环吸收。本发明结合预洗塔14的洗尘效果和吸收烟气中的HCL、HF等腐蚀性强的气体,协同脱除烟气中的细颗粒物,并提高副产品硫酸铵的品质,减少硫酸铵处理***的腐蚀,使烟气净化装置更长周期、稳定、高效的运行,改善了烟气净化装置对周边环境的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟气控制工艺,具体涉及一种高尘烟气脱硫双塔双循环工艺及装置。
背景技术
锅炉燃煤烟气中的二氧化硫和粉尘是大气污染的主要根源,传统石灰石石膏脱硫法产生大量无法利用的石膏,难以处理利用;而氨法脱硫产生的硫铵产品可以直接作为肥料使用,同时氨法工艺无废水产生。针对粉尘浓度为40~200mg/Nm3高尘烟气,常规的单塔氨法脱硫工艺难以实现高尘烟气的洗尘效果,导致吸收塔10出口颗粒物排放超标,难以实现颗粒物浓度小于5mg/Nm3超低排放的要求当烟气中含有HCL、HF等腐蚀性气体的浓度较高时,常规的单塔工艺存在***腐蚀严重,难以长期稳定运行等问题。常规的氨法脱硫工艺尚存在氧化不完全充分、氨逃逸、气溶胶大的难题。
随着环境质量要求的提高,人们对细微颗粒物的排放控制日益重视。氨法脱硫的入口烟气粉尘浓度高于40mg/Nm3时,通过采用2-3层除雾器的形式进行协同除尘,效果不能满足当前的超低排放要求。而在氨法脱硫后增设湿式电除尘技术,不仅提高了装备的投资,而且增加***运行的能耗,增加了运行成本,是很多企业难以承受的。
因此迫切需要开发氨法脱硫高尘烟气双塔双循环工艺及装置,解决高尘烟气的脱硫除尘难题和脱硫***腐蚀的难题,并减少氨的逃逸和气溶胶的生成。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种高尘烟气脱硫双塔双循环工艺及装置,用于净化烟气中的高尘以及二氧化硫。
为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:
一种高尘烟气脱硫双塔双循环工艺,高尘烟气依次经过预洗塔14的预洗段和除雾段、吸收塔10内相互隔断的亚铵吸收段、硫铵吸收段后,经脱水、除雾成净烟气后排出;
所述预洗段内洗涤液为水;
所述亚铵吸收段内吸收液为亚铵溶液,排出液与氨吸收剂混合再生为亚铵溶液后,在亚铵吸收段内循环吸收;
所述硫铵吸收段内吸收液为硫铵溶液,排出液与氧化空气混合氧化为硫铵溶液后,在硫铵吸收段内循环吸收。
上述预洗段内的洗涤液为循环水。
上述亚铵溶液分流一部分,与硫铵吸收段的排出液融汇。
上述硫铵溶液分流一部分,去硫铵处理***。
适用于上述的一种高尘烟气脱硫双塔双循环工艺的装置,高尘烟气依次经过预洗塔14的预洗段、预洗除雾器16,和吸收塔10的亚铵吸收段、硫铵吸收段后,经水洗段、脱水除雾段后成净烟气排出;
所述预洗段、亚铵吸收段、硫铵吸收段、水洗段内分别设有若干喷淋器15,
预洗段和水洗段的喷淋液为水,
亚铵吸收段的喷淋液为亚铵溶液,
硫铵吸收段的喷淋液为亚硫酸铵溶液和硫酸铵溶液;
所述亚铵吸收段的下部设有透气隔板11;截留预洗后烟气中残余的液滴,并吸收塔10内底部的排出口排至吸收区地坑。
所述硫铵吸收段的两端分别通过透气隔板11与亚铵吸收段、水洗段隔断。
进一步的,上述预洗段内设有2~5层由喷淋器15构成的预洗喷淋层,喷淋液由预洗塔14底的预洗池13经预洗泵12循环提供。
再进一步的,上述预洗池13设有接废水处理***的排液口,将废水排放至后续的废水处理***,废水经处理后排放。
进一步的,上述亚铵吸收段的排出液汇流至亚铵再生槽8经再生后,经亚铵泵9一部分在亚铵吸收段内循环喷淋,另一部分排至氧化槽4。
再进一步的,上述亚氨再生槽底部的0.3~2m高处设有氨吸收剂均布器7,氨吸收剂为氨水、液氨、氨气中的任一种。
进一步的,上述硫铵吸收段的排出液汇流至氧化槽4内,经氧化空气氧化后,经硫铵泵3一部分在硫铵吸收段循环喷淋,另一部分经硫铵排出泵6输送至硫铵处理***。
上述氧化槽4底部设有带氧化空气均布器5,氧化空气均布器5与外置的氧化空气***相连,氧化空气均布器5上设有若干个喷嘴。
进一步的,上述硫铵吸收段内设有吸收液除雾器17。
进一步的,上述水洗段的排出液汇流至水洗槽2,经水洗泵1在水洗段内循环喷淋。
烟气自原烟气入口进入预洗塔14内向上流动,由于烟气的转向和流速的变化,部分粉尘大颗粒在重力和惯性力的作用下,落入预洗池13内。烟气中的粉尘经沉降后经过预洗喷淋层,烟气中的大部分颗粒物和HCL、HF等腐蚀性气体被喷淋吸收液洗涤除去,夹带部分微细颗粒和小液滴的烟气流经预洗除雾器16,除去大部分的液滴及部分微细颗粒物,然后经净烟气经过预洗塔14的净烟气出口和联通烟道流到吸收塔10的入口。
亚铵吸收段的排出液汇集至亚铵再生槽8,由底部的均布器提供的氨吸收剂,将亚硫酸氢氨再生为亚硫酸氨,方程式如下:
(NH4)2SO3+SO2 +H2O= 2NH4HSO3 (1)
NH4HSO3+ NH3 = (NH4)2SO3 (2)
氨法脱硫中主要起吸收作用的为亚硫酸铵-亚硫酸氢铵溶液。亚硫酸铵(简称亚铵)与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸氢铵,酸式盐亚硫酸氢铵对二氧化硫不具有吸收能力,随吸收过程的进行,吸收液中的亚硫酸氢铵含量增加,吸收液吸收能力下降,此时需向吸收液中补氨,发生(2)反应使部分亚硫酸氢铵转变为亚硫酸铵,完成亚铵再生的过程,以保持吸收液的吸收能力。在亚氨再生槽内添加氨吸收剂调节其PH值,再生后的吸收液经亚铵泵9一部分在亚铵吸收段内循环喷淋。另一部分排至氧化槽4,调节氧化槽4的PH值,提高硫氨吸液对SO2的吸收效率。
亚铵吸收段与硫铵吸收段之间设置的透气隔板11,将硫氧化物的吸收分隔为两个独立的吸收循环***,一个为亚铵吸收循环,一个为硫铵吸循环,控制不同的PH值,形成吸收区双循环工艺。
硫铵吸收段的排出液汇流至氧化槽4内,经氧化空气氧化后,将亚硫酸铵强制氧化为硫酸铵,经硫铵泵3一部分在硫铵吸收段循环喷淋,吸收部分SO2和逃逸的氨。
氧化槽4底部设有硫氨排出泵,将硫氨送至后续的蒸发结晶***去处理,变成硫氨副产品。
氧化槽4顶部设有排气口,通过管道将多余的废气排放至吸收塔10。
本发明的有益之处在于:
本发明的一种高尘烟气脱硫双塔双循环工艺,采用双塔工艺及装置,利用预洗塔14的水喷淋洗涤,除去烟气中大部分的HCL、HF等腐蚀性气体,待预洗塔14内氯离子、氟离子的浓度定值时,外排部分水洗液到废水处理***。有效降低了氯离子、氟离子等强腐蚀性的离子在后续的吸收***和硫铵处理***的富集,解决了常规的单塔工艺***腐蚀问题,也减少硫酸铵处理***的腐蚀。预洗塔14可协同脱除烟气中的颗粒物,可处理颗粒物浓度高达200mg/Nm3的高尘烟气,常规的单塔氨法脱硫工艺难以实现高尘烟气的洗尘效果,导致吸收塔10出口颗粒物排放超标,难以实现颗粒物浓度小于5mg/Nm3超低排放的要求。预洗塔14采用水洗喷淋和高效除尘除雾技术,二次除尘效率达75%以上,除尘效率远远高于在烟道内前置预洗层。预洗塔14脱除了烟气中的大部分颗粒物,减少了后续吸收***和硫铵处理***中的粉尘浓度,大大提高了硫氨副产品的品质。实现氨法脱硫高尘烟气的脱硫除尘效果,使烟气净化装置更长周期、稳定、高效的运行,改善了烟气净化装置对周边环境的影响。在塔外设置独立的硫铵氧化槽4,与吸收塔10底部设置氧化槽4相比,延长了氧化时间,降低吸收塔10的高度,循环泵的运行电耗下降,提高***运行的经济性。
在塔外设置独立的亚铵再生槽8,与氨吸收剂加入循环泵入口或吸收塔10相比,延长了亚铵再生反应时间,是氨吸收剂充分反应转化为NH4+,提高了吸收效率,有效降低氨的逃逸,减少气溶胶的生成。
本发明的一种氨法脱硫双塔双循环工艺和装置,适应处理高含尘、含HCL、含HF等工况复杂的烟气。***简单、易操作,运行成本低,净化效率高,可实现硫氧化物和粉尘等多种污染物的超低排放,能够长期稳定运行,具有很强的实用性和广泛的适用性。
附图说明
图1为本发明的一种高尘烟气脱硫双塔工艺的结构示意图。
附图中标记的含义如下:1、水洗泵,2、水洗槽,3、硫铵泵,4、氧化槽,5、氧化空气均布器,6、硫铵排出泵,7、吸收剂均布器,8、亚铵再生槽,9、亚铵泵,10、吸收塔,11、透气隔板,12、预洗泵,13、预洗池,14、预洗塔,15、喷淋器,16、预洗除雾器,17、吸收液除雾器,18、水洗液除雾器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
粉尘浓度为40~200mg/Nm3的高尘烟气从预洗塔14进入,依次经过预洗水喷淋和预洗除雾器16,从预洗塔14排出后进入吸收塔10。
经过水喷淋后,烟气中粉尘浓度降低50%,温度降低至50-60℃形成饱和烟气,喷淋水洗液与烟气接触产生微小的雾沫,雾沫由凝结液滴和细颗粒组成。饱和烟气中的细颗粒物和大量的雾沫进一步经过预洗除雾器16,夹带的雾滴与烟尘相互撞击凝并,在离心力作用下,形成大颗粒,被除雾器捕集,实现雾滴与烟尘的脱除,确保出口粉尘浓度降低至20mg/Nm3进入吸收塔10。
预洗塔14预洗层的喷淋液吸收粉尘后汇集至底部的预洗池13内,经预洗泵12循环提供。
多次循环洗涤后的溶液,从预洗池13底部的排液口定期外排至废水处理***。
烟气从预洗塔14进入吸收塔10,首先依次经过亚铵吸收区和硫铵吸收区,烟气中的二氧化硫脱除至35 mg/Nm3以下,但是会产生大量的雾沫,雾沫由含有可溶性盐的液滴、粉尘组成;烟气经过吸收液除雾器17,除去雾滴和粉尘后进入水洗区,水洗净化除去逃逸的铵盐、细颗粒物和气溶胶,最后经过水洗除雾器,粉尘浓度低于5 mg/Nm3从净烟道排出。
亚铵吸收段喷淋的亚铵溶液,经过透气隔板11收集后流入亚铵再生槽8,与氨吸收剂均布器7提供的氨吸收剂完成再生过程后,经亚铵泵9一部分在亚铵吸收段内循环喷淋,另一部分排至氧化槽4。
氨吸收剂均布装置可以根据实际需要,设置在距亚铵再生槽8底0.3~2m处。
硫铵吸收段喷淋的亚硫酸铵溶液和硫酸铵溶液流入氧化槽4,与氧化空气均布器5提供的氧化空气完成亚硫酸铵溶液的氧化过程后变为硫酸铵溶液,通过循环至吸收段循环吸收,另一部分经过硫铵排出泵6输送至硫铵处理***,进行蒸发结晶,形成硫铵副产品。
水洗段的排出液汇流至水洗槽2,经水洗泵1在水洗段内循环喷淋。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高尘烟气脱硫双塔双循环工艺,其特征在于,高尘烟气依次经过预洗塔14的预洗段和除雾段、吸收塔10内相互隔断的亚铵吸收段和硫铵吸收段后,经脱水、除雾成净烟气后排出;
所述预洗段内洗涤液为水;
所述亚铵吸收段内吸收液为亚铵溶液,排出液与氨吸收剂混合再生为亚铵溶液后,在亚铵吸收段内循环吸收;
所述硫铵吸收段内吸收液为硫铵溶液,排出液与氧化空气混合氧化为硫铵溶液后,在硫铵吸收段内循环吸收。
2.根据权利要求1所述的一种高尘烟气脱硫双塔双循环工艺,其特征在于,所述预洗段内的洗涤液为循环水。
3.根据权利要求1所述的一种高尘烟气脱硫双塔双循环工艺,其特征在于,所述亚铵溶液分流一部分,与硫铵吸收段的排出液融汇。
4.根据权利要求1所述的一种高尘烟气脱硫双塔双循环工艺,其特征在于,所述硫铵溶液分流一部分,去硫铵处理***。
5.适用于权利要求1-4任一所述的一种高尘烟气脱硫双塔双循环工艺的装置,其特征在于,高尘烟气依次经过预洗塔14的预洗段、预洗除雾器16,和吸收塔10的亚铵吸收段、硫铵吸收段后,经水洗段、脱水除雾段后成净烟气排出;
所述预洗段、亚铵吸收段、硫铵吸收段、水洗段内分别设有若干喷淋器15,
预洗段和水洗段的喷淋液为水,
亚铵吸收段的喷淋液为亚铵溶液,
硫铵吸收段的喷淋液为亚硫酸铵溶液和硫酸铵溶液;
所述亚铵吸收段的下部设有透气隔板11;
所述硫铵吸收段的两端分别通过透气隔板11与亚铵吸收段、水洗段隔断。
6.根据权利要求5所述的高尘烟气脱硫双塔双循环工艺,其特征在于,所述预洗段内设有2~5层由喷淋器15构成的预洗喷淋层,喷淋液由预洗塔14底的预洗池13经预洗泵12循环提供。
7.根据权利要求5所述的高尘烟气脱硫双塔双循环工艺,其特征在于,所述亚铵吸收段的排出液汇流至亚铵再生槽8经再生后,经亚铵泵9一部分在亚铵吸收段内循环喷淋,另一部分排至氧化槽4。
8.根据权利要求7所述的高尘烟气脱硫双塔双循环工艺,其特征在于,所述亚氨再生槽底部的0.3~2m高处设有氨吸收剂均布器7。
9.根据权利要求5所述的高尘烟气脱硫双塔双循环工艺,其特征在于,所述硫铵吸收段的排出液汇流至氧化槽4内,经氧化空气氧化后,经硫铵泵3一部分在硫铵吸收段循环喷淋,另一部分经硫铵排出泵6输送至硫铵处理***。
10.根据权利要求5所述的高尘烟气脱硫双塔双循环工艺,其特征在于,所述水洗段的排出液汇流至水洗槽2,经水洗泵1在水洗段内循环喷淋。
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