CN108295647A - 一种炭素厂烟气的脱硫装置及其脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炭素厂烟气的脱硫装置及其脱硫方法，主要包括除焦油装置、吸收装置和循环泵,所述除焦油装置设置在吸收装置的入口处，所述吸收装置内部从上至下依次设有除雾区、吸收区、氧化区，所述除雾区内设有除雾器，所述吸收区为喷淋吸收层，所述循环泵的进液管道接入到氧化区内，所述循环泵的出液管道接入到吸收区内与喷淋吸收层相接，所述吸收装置顶端设有排烟口。本发明适用于焦油含量高的烟气的除油，焦油含量能能降到10mg/Nm3以下，其利用密度不同形成的离心力差异分离焦油与气体，效率达到97.5％，且不额外耗费能耗，不耗费动力，运行成本低，对于高焦油含量的烟气特别有效。
Description
技术领域
本发明属于烟气脱硫技术领域，具体涉及一种炭素厂烟气的脱硫装置及其脱硫方法。
背景技术
随着环保行业的发展，环保要求的提高，继电力行业及工业自备电厂锅炉脱硫后，其它工业废气都要求净化，且随着目前大气排放标准的提高，近零排放的提出，大气的治理要求也越来越高，目前对炭素厂的含煤焦油烟气，因为焦油含量高，常规脱硫达不到要求。直接脱硫往往会堵塞吸收装置的喷头，导致脱硫装置不能正常运行，且严重影响脱硫效率，造成排放不达标。且大量焦油进入脱硫吸收装置，进而进入脱硫石膏，造成脱硫石膏含有焦油，石膏纯度低，不能资源化利用，有二次污染产生。
来自炭素厂焙烧炉出来的烟气脱硫工艺传统方法：一般是先经过洗涤除尘，然后再用电捕焦除去一部分焦油，最后进入脱硫吸收装置，但实际运行中往往因为焦油的粘性大，焦油会附着在电捕焦的电极管上，难以冲洗，运行一段时间阻力增大，电捕焦的作用受到限制，除焦油效率下降，净化能力降低，会粘附在后段设备的壁及管道，喷头上，严重堵塞设备，所以煤焦油必须在进入烟气吸收装置前进行脱除。电捕焦的投资大，运行、维修成本均高。
发明内容
本发明的目的正是为了解决上述问题，而提出了一种炭素厂烟气的脱硫装置，该装置适用于焦油含量高的烟气的除油，可以除去烟气中97.5％的焦油，焦油含量能能降到10mg/Nm3以下，其利用密度不同形成的离心力差异分离焦油与气体(焦油：1200kg/m3，气体：1.3kg/m3)，效率达到97.5％，且不额外耗费能耗，不耗费动力，运行成本低，对于高焦油含量的烟气特别有效。
本发明提供了一种炭素厂烟气的脱硫装置，主要包括除焦油装置、吸收装置和循环泵,所述除焦油装置设置在吸收装置的入口处，所述吸收装置内部从上至下依次设有除雾区、吸收区、氧化区，所述除雾区内设有除雾器，所述吸收区为喷淋吸收层，所述循环泵的进液管道接入到氧化区内，所述循环泵的出液管道接入到吸收区内与喷淋吸收层相接，所述吸收装置顶端设有排烟口。
作为优选手段，所述除焦油装置包括进气管、筒体、油收集器和出气管，所述筒体包括外筒和内筒，所述进气管与外筒相切接入到筒内，所述油收集器可拆卸的安装在外筒底端，所述内筒设置在外筒内顶端中间位置，所述出气管底端接通到内筒内。
作为进一步地优选手段，所述内筒下半部为锥状。
作为进一步地优选手段，所述油收集器上设置一个自动卸油阀。
作为进一步地优选手段，所述内筒直径为外筒的1/4-1/3。
作为进一步地优选手段，所述喷淋吸收层设有若干层喷淋管，所述喷淋管上设有向下喷出的喷淋口。
作为进一步地优选手段，所述除雾器为平板式除雾器或屋脊式除雾器。
作为进一步地优选手段，所述循环泵上面的出液管道上设有石灰石浆液加入口。
作为进一步地优选手段，所述氧化区内设有布气管道，布气管道上设有布气喷头。
一种炭素厂烟气的脱硫方法，具体方法步骤如下：
1)烟气除油：炭素厂原烟气经过除焦油装置除油，原烟气沿着外筒筒壁切线方向进入筒内，原烟气沿着外筒和内筒之间的间隙螺旋下降，螺旋下降的烟气下落到内筒底端开口处进入到内筒内，烟气在内筒内螺旋上升，上升到出气管的管口处，然后经过管道排入到吸收装置内，完成除油；
2)二氧化硫的吸收：除油后的烟气从吸收装置的中下部进入，烟气向上流动经过吸收区，脱硫剂从出液管道上的石灰石浆液加入口加入，循环泵将脱硫剂泵入到喷淋吸收层，通过喷淋吸收层内的喷淋管向下喷洒，向下喷洒的脱硫剂与上升的烟气接触反应生成亚硫酸钠，吸收二氧化硫的脱硫剂流入到氧化区内，脱硫后的烟气在吸收装置内继续上升经过除雾区除雾后通过排烟口排入到空气中；
3)亚硫酸钠强氧化：向氧化区内通入氧化空气，氧化空气内的氧气氧化亚硫酸钠生成硫酸钠，硫酸钠浓度达到5-6％时排出吸收装置。
本发明有益效果：1、本脱硫装置中除焦油装置适用于焦油含量高的烟气的除油，可以除去烟气中97.5％的焦油，焦油含量能降到10mg/Nm3以下，防止运行中吸收装置堵塞，确保吸收装置在脱硫过程中运行正常，同时也能确保烟气经过吸收装置后达标排放。
2、油收集器底部上设置一个自动卸油阀可以定期排放收集焦油，排出的焦油可以做为一种化工原料或能源资源化使用，没有二次污染。
3、本除焦油装置为静态设备，利用密度不同形成的离心力差异分离焦油与气体(焦油：1200kg/m3，气体：1.30kg/m3)，效率达到97.5％，且不额外耗费能耗，不耗费动力，运行成本低，对于高焦油含量的烟气特别有效。
4、原烟气在除焦油装置内先在外筒内螺旋下降，提高了原烟气与外筒内壁和内筒外壁的接触时间，极大提高焦油凝结在壁上的量，原烟气螺旋下降到内筒底端，然后再在内筒底端从内筒内螺旋上升，内螺旋上升的烟气与内筒内壁接触使得未凝结的烟气再次凝结在内壁上，经过螺旋下降和螺旋上升的烟气，除焦油效率达到97.5％，而油收集器以及自动卸油阀的排油和卸油效果好，减少焦油积累现象发生。
附图说明
图1为本发明提出的一种炭素厂烟气的脱硫装置。
图2为图1中的除焦油装置的剖面示意图。
图中：1、除焦油装置；2、油收集器；3、自动卸油阀；4、外筒；5、内筒；6、进气管；7、出气管；8、吸收装置；9、循环泵；10、氧化区；11、吸收区；12、除雾区；13、排烟口；21、原烟气；22、排出的焦油；23、除油后烟气，24、氧化空气；25、石灰石浆液；26、脱硫后烟气。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
如图1-2所示，本发明提供了一种炭素厂烟气的脱硫装置，主要包括除焦油装置1、吸收装置8和循环泵9,所述除焦油装置1设置在吸收装置8的入口处，所述吸收装置8内部从上至下依次设有除雾区12、吸收区11、氧化区10，所述除雾区12内设有除雾器，所述吸收区11为喷淋吸收层，所述循环泵9的进液管道接入到氧化区10内，所述循环泵9的出液管道接入到吸收区11内与喷淋吸收层相接，所述吸收装置8顶端设有排烟口13。
所述除焦油装置1包括进气管6、筒体、油收集器2和出气管7，所述筒体包括外筒4和内筒5，所述进气管6与外筒4相切接入到筒内，所述油收集器2可拆卸的安装在外筒4底端，所述内筒5设置在外筒4内顶端中间位置，所述出气管7底端接通到内筒5内。所述内筒5下半部为锥状。所述油收集器2上设置一个自动卸油阀3。所述内筒5直径为外筒4的1/4(根据实际情况范围在1/4-1/3内变化)。油收集器2可从外筒4底端拆卸下来进行定期清洗，自动卸油阀3会定期自动卸油，当油卸完后，自动卸油阀3自动关闭。油收集器2为一个圆桶，自动卸油阀3为一个电动阀门，自动卸油阀3设置在油收集器2底端，自动定时开启自动卸油阀3，卸完油后，定时关上自动卸油阀3。
原烟气21进入除焦油装置1的管道与外筒4相切，烟气进入外筒4内后，由于外筒4内壁与内筒5外壁之间有间隙，烟气在间隙内流动，而烟气密度大于空气密度，烟气会因为自身重力下降，这样烟气在进入外筒4内后就会螺旋下降，烟气螺旋下降到内筒5底端后，由于内筒5底端是开口的，比重轻的烟气就会从内筒5底端向上螺旋上升，螺旋上升的烟气上升到排气口7，除油后烟气23进入吸收装置8，然后排入到吸收装置8内，在内筒5及外筒4内螺旋上升的烟气中的焦油分别与内筒5和外筒4的内壁接触后凝结在壁上，然后随着内壁下滑落入到油收集器2内。
内筒5与外筒4之间形成两个螺旋循环除油，烟气从进气口沿切线方向进入除油的外筒4与内筒5的内向之间的空间，形成一个外螺旋沿着图1示螺旋的方向运动，向下进入内筒5的底端，然后从底端反弹，然后形成一个小螺旋向上运行，一直到出气口离开除焦油装置1。在这个装置内气流的运行轨迹是两个相连接的螺旋，一个外螺旋一个内螺旋。气流在运行的过程中形成一种离心力，离心力和物质的密度有关，利用气体与液体密度的不同，焦油的密度与不含焦油的烟气的密度相差1000倍的数量级(焦油：1200kg/m3，气体：1.30kg/m3)，这样利用物质不同的密度形成的离心力不同，气体和液体就分开了，焦油的离心力大，外螺旋时焦油会被甩到外筒4的内壁上，而内螺旋时焦油会被甩到内筒5的内壁上，然后沿内外筒的内壁流到除油器底部，而不含焦油的烟气23则从顶部离开除焦油装置1，从而把两者分开。
所述喷淋吸收层设有2层喷淋管，所述喷淋管上设有向下喷出的喷淋口。
所述除雾器为平板式除雾器(或者选择屋脊式除雾器)。
所述循环泵9上面的出液管道上设有石灰石浆液25加入口。脱硫剂为石灰石溶液(碳酸钙含量10％)。所述氧化区10内设有布气管道，布气管道上设有布气喷头。所述布气管道设置有向上向下两个方向的布气喷头。
吸收装置8为空塔结构，自上而下分为三个部分：由除雾区12、吸收喷淋区11、氧化区10组成，原烟气经过除焦油装置1除油后从吸收装置8中下部进入，烟气向上升，经过吸收区11，吸收区11内的喷淋吸收层的2-3层喷淋管向下喷出含有脱硫剂的溶液，脱硫剂与烟气接触反应，对烟气进行脱硫，脱硫后的烟气内含有脱硫剂内的水，形成水雾，含有水雾的烟气经过除雾区12进行除雾，除雾后的烟气经过脱硫后烟气排出口13排出，除去雾滴后成为脱硫后烟气26达标排放。
循环泵9将氧化区10内的液体泵入到吸收区11内，通过喷淋管向下喷出，脱硫剂在循环泵9上方的出液管道上设有的石灰石浆液25加入口加入。
空气通入到布气管道内，通过布气喷头喷入到氧化区内对溶液进行氧化。
表1原烟气经除焦油装置的除油率
从表1可以看出四组实验数据，除油率达到96％以上，平均值达到97.5％，表明本申请中的除焦油装置除油效率高。
实施例
炭素厂烟气(烟气量250000m3/h，温度：150～200℃，含尘：100mg/Nm3，二氧化硫1200mg/Nm3，焦油550mg/Nm3)用此装置进行脱硫，脱硫剂为石灰石(10％)，高温烟气21沿切线方向进入除焦油装置1，进入外筒4与内筒5的空间沿螺旋方向向下到达内筒5下部反弹然后再进入内筒5螺旋上升至内筒5上部，从出气管7离开除焦油装置1，焦油与烟气在此分离，焦油汇集于油收集器2底部，定期由安装在集油器2底部的自动卸油阀3排出***。除油后的烟气从吸收装置8中部进入，在塔内经过含有石灰石浆液的吸收剂的循环吸收，根据二氧化硫的浓度在塔内布置2层喷淋吸收层，烟气从下往上走，与吸收液从上往下形成逆流接触，吸收了二氧化硫及极少量剩余的焦油后，再经过塔上层的除雾层12，除去雾滴后，变成净烟气从吸收装置上部排烟口13达标排放；而石灰石浆液从上部由循环泵9打入，经过喷淋层吸收了二氧化硫后成为亚硫酸钙(CaSO3)，进入塔底部的氧化区10，通入氧化空气24进行强制深度氧化，氧化后成为硫酸钙(CaSO4·2H20)，硫酸钙(CaSO4·2H20)不溶于水，浓度控制在10％排出***。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种炭素厂烟气的脱硫装置，其特征在于：主要包括除焦油装置(1)、吸收装置(8)和循环泵(9),所述除焦油装置(1)设置在吸收装置(8)的入口处，所述吸收装置(8)内部从上至下依次设有除雾区(12)、吸收区(11)、氧化区(10)，所述除雾区(12)内设有除雾器，所述吸收区(11)为喷淋吸收层，所述循环泵(9)的进液管道接入到氧化区(10)内，所述循环泵(9)的出液管道接入到吸收区(11)内与喷淋吸收层相接，所述吸收装置(8)顶端设有排烟口(13)。
2.根据权利要求1所述的一种炭素厂烟气的脱硫装置，其特征在于：所述除焦油装置(1)包括进气管(6)、筒体、油收集器(2)和出气管(7)，所述筒体包括外筒(4)和内筒(5)，所述进气管(6)与外筒(4)相切接入到筒内，所述油收集器(2)可拆卸的安装在外筒(4)底端，所述内筒(5)设置在外筒内顶端中间位置，所述出气管(7)底端接通到内筒(5)内。
3.根据权利要求2所述的一种炭素厂烟气的脱硫装置，其特征在于：所述内筒(5)下半部为锥状。
4.根据权利要求2所述的一种炭素厂烟气的脱硫装置，其特征在于：所述油收集器(2)上设置一个自动卸油阀(3)。
5.根据权利要求2所述的一种炭素厂烟气的脱硫装置，其特征在于：所述内筒(5)直径为外筒(4)的1/4-1/3。
6.根据权利要求1或2所述的一种炭素厂烟气的脱硫装置，其特征在于：所述喷淋吸收层设有若干层喷淋管，所述喷淋管上设有向下喷出的喷淋口。
7.根据权利要求1所述的一种炭素厂烟气的脱硫装置，其特征在于：所述除雾器为平板式除雾器或屋脊式除雾器。
8.根据权利要求1所述的一种炭素厂烟气的脱硫装置，其特征在于：所述循环泵(9)上面的出液管道上设有石灰石浆液(25)加入口。
9.根据权利要求1所述的一种炭素厂烟气的脱硫装置，其特征在于：所述氧化区(10)内设有布气管道，布气管道上设有布气喷头。
10.一种炭素厂烟气的脱硫方法，其特征在于：具体方法步骤如下：
1)烟气除油：炭素厂原烟气经过除焦油装置(1)除油，原烟气沿着外筒(4)筒壁切线方向进入筒内，原烟气沿着外筒(4)和内筒(5)之间的间隙螺旋下降，螺旋下降的烟气下落到内筒(5)底端开口处进入到内筒(5)内，烟气在内筒(5)内螺旋上升，上升到出气管(7)的管口处，然后经过管道排入到吸收装置(8)内，完成除油；
2)二氧化硫的吸收：除油后的烟气从吸收装置(8)的中下部进入，烟气向上流动经过吸收区(11)，脱硫剂从出液管道上的石灰石浆液(25)加入口加入，循环泵9将脱硫剂泵入到喷淋吸收层，通过喷淋吸收层内的喷淋管向下喷洒，向下喷洒的脱硫剂与上升的烟气接触反应生成亚硫酸钠，吸收二氧化硫的脱硫剂流入到氧化区内，脱硫后的烟气在吸收装置(8)内继续上升经过除雾区(12)除雾后通过排烟口(13)排入到空气中；
3)亚硫酸钠强氧化：向氧化区(10)内通入氧化空气(24)，氧化空气(24)内的氧气氧化亚硫酸钠生成硫酸钠，硫酸钠浓度达到5-6％时排出吸收装置(8)。
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