CN201988324U - 一种多段组合脱硫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多段组合脱硫装置，包括脱硫塔、亚硫铵循环泵、气液混合器和换热器，所述脱硫塔包括A、B、C、D四段，脱硫塔A段位于最底部，脱硫塔B段位于脱硫塔A段上部，脱硫塔C段位于脱硫塔B段上部，脱硫塔D段位于最上端；脱硫塔A段与脱硫塔B段通过升气帽连接，脱硫塔B段与脱硫塔C段通过升气帽连接，脱硫塔C段与脱硫塔D段直接连，接脱硫塔B段底部与脱硫塔C段底部分别设置有液位稳定装置；在脱硫塔的A、B、C、D四段内部设有不同形式的内件；脱硫塔A段底部一侧设置有气液混合器，脱硫塔A段底部亚硫铵溶液出口设置有换热器。本实用新型装置占地面积小、脱硫效率高、不易堵塞。

Description

一种多段组合脱硫装置

技术领域

本实用新型涉及燃煤锅炉烟气脱硫及合成氨、甲醇合成的气体净化过程中溶剂再生酸性气体的脱硫设备领域，具体涉及一种多段组合脱硫装置。

背景技术

煤炭是中国的主要国产燃料，并广泛用于发电、工业用和民用，近年来随着我国经济的发展，能源消耗在急剧增加，由燃煤引起的二氧化硫的排放量一直居高不下。锅炉烟气脱硫已成为众多环保专家研究的主要议题。在我国，氨法脱硫技术具有很好的发展土壤，因为氨法脱硫的产品是高附加值的硫酸铵化肥，具有很好的应用价值。

合成氨和甲醇合成工艺中所采用的原料煤的硫含量较高，排放到空气中的硫如果不加以回收，就会污染空气。尤其是低温甲醇洗过程中产生的硫化氢尾气。硫化氢是一种无色气体，有特殊的臭鸡蛋气味，溶于水、酒精、***等液体。它既是一种刺激性气体，也是一种窒息性气体。硫化氢的危害非常大。现有技术中将硫化氢全部或部分氧化成二氧化硫后回收，由于低温甲醇洗等过程产生的尾气中硫化氢含量很高，因此被氧化成二氧化硫后，二氧化硫含量高。

对于二氧化硫含量高的气体脱硫，如采用现有技术的普通空塔喷淋则需脱硫塔多个串联工作并且设置预脱硫段才能满足脱硫效率使尾气能达标排放，这样就增加占地面积并且增加投资；若采用吸收效率高的填料塔与泡罩塔，在含硫量很高情况下易堵塞。

因此，寻求一种更为经济有效、占地面积小、脱硫效率高、不易堵塞的脱硫塔装置成为一种迫切的需求。

发明内容

为了克服上述缺点，本实用新型提供一种脱硫效率高、占地面积小、不易堵塞的多段组合脱硫装置。

本实用新型的目的是这样实现的：一种多段组合脱硫装置，包括脱硫塔、亚硫铵循环泵、气液混合器、换热器，其特征在于：所述脱硫塔包括A、B、C、D四段，脱硫塔A段位于最底部，脱硫塔B段位于脱硫塔A段上部，脱硫塔C段位于脱硫塔B段上部，脱硫塔D段位于最上端；所述脱硫塔A段为喷淋空塔，包括烟气入口、吸收剂入口、亚硫铵溶液入口、亚硫铵溶液出口；所述脱硫塔B段为散堆填料塔，包括亚硫铵溶液入口、亚硫铵溶液出口；所述脱硫塔C段为规整填料塔，包括亚硫铵溶液入口、亚硫铵溶液出口；所述脱硫塔D段为泡罩塔，包括工艺水入口、放空口；所述气液混合器位于脱硫塔A段底部一侧，包括气氨入口、亚硫铵溶液入口、吸收剂出口；所述换热器位于与所述脱硫塔A段亚硫铵溶液出口相连的亚硫铵循环泵出口；换热器入口与所述亚硫铵循环泵出口通过管道连接。

所述脱硫塔B段底部一侧设置有液位稳定装置，控制脱硫塔B段底部液位，脱硫塔B段与所述脱硫塔A段通过升气帽连接；所述脱硫塔C段底部一侧设置有液位稳定装置，控制脱硫塔C段底部液位，脱硫塔C段与所述脱硫塔B段通过升气帽连接；所述脱硫塔D段与所述脱硫塔C段直接连接；所述脱硫塔A段、脱硫塔B段和脱硫塔C段的亚硫铵溶液出口分别至少设置一台亚硫铵循环泵。

所述气液混合器吸收剂出口与所述脱硫塔A段吸收剂入口通过管道连接，气液混合器亚硫铵溶液入口与所述换热器亚硫铵溶液出口通过管道连接；所述气液混合器混合来自换热器的亚硫铵溶液与来自界区外的气氨，混合后的溶液进入脱硫塔A段底部，通过控制加入气氨的量来调节脱硫塔A段底部PH值，通过控制PH值调节烟气量突然增加或减少时的吸收反应平衡；所述换热器用于移出脱硫塔A段因吸收反应产生的大量的热量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型一种多段组合脱硫装置示意图。

在图1中，1、脱硫塔，2、脱硫塔A段，3、脱硫塔B段，4、脱硫塔C段，5、脱硫塔D段，6、烟气入口，7、亚硫铵溶液出口F，8、吸收剂入口，9、亚硫铵溶液入口E，10、亚硫铵溶液出口H，11、亚硫铵溶液入口G，12、亚硫铵溶液出口J，13、亚硫铵溶液入口I，14、工艺水入口，15、放空口，16、升气帽K，17、升气帽L，18、液位稳定装置M，19、液位稳定装置N，20、亚硫铵循环泵O，21、亚硫铵循环泵P，22、亚硫铵循环泵Q、23、气液混合器，24、换热器，25、气氨入口，26、吸收剂出口，27、亚硫铵溶液入口R。

具体实施方式

一种多段组合脱硫装置，包括脱硫塔1、亚硫铵循环泵O 20、亚硫铵循环泵P 21、亚硫铵循环泵Q 22、气液混合器23、换热器24，其特征在于：所述脱硫塔包括A、B、C、D四段，脱硫塔A段2位于 最底部，脱硫塔B段3位于脱硫塔A段2上部，脱硫塔C段4位于脱硫塔B段3上部，脱硫塔D段5位于最上端；所述脱硫塔A段2为喷淋空塔，包括烟气入口6、吸收剂入口8、亚硫铵溶液入口E 9、亚硫铵溶液出口F7，所述脱硫塔A段2的亚硫铵溶液出口F7与亚硫铵溶液入口E 9通过亚硫铵循环泵O 20连接；所述脱硫塔B段3为散堆填料塔，包括亚硫铵溶液入口G11、亚硫铵溶液出口H10，所述脱硫塔B段3的亚硫铵溶液出口H 10与亚硫铵溶液入口G11通过亚硫铵循环泵P21连接；所述脱硫塔C段4为规整填料塔，包括亚硫铵溶液入口I13、亚硫铵溶液出口J12，所述脱硫塔C段4的亚硫铵溶液出口J12与亚硫铵溶液入口I 13通过亚硫铵循环泵Q 22连接；所述脱硫塔D段5为泡罩塔，包括工艺水入口14、放空口15；所述气液混合器23位于脱硫塔A段2底部一侧，包括气氨入口25、亚硫铵溶液入口R 27、吸收剂出口26；所述换热器24位于所述亚硫铵循环泵O 20出口；换热器24入口与所述亚硫铵循环泵O 20出口通过管道连接。

所述脱硫塔B段3底部一侧设置有液位稳定装置M 18，控制脱硫塔B段3底部液位，脱硫塔B段3与所述脱硫塔A段2通过升气帽K 16连接；所述脱硫塔C段4底部一侧设置有液位稳定装置N 19，控制脱硫塔C段4底部液位，脱硫塔C段4与所述脱硫塔B段3通过升气帽L17连接；所述脱硫塔D段5与所述脱硫塔C段4直接连接；所述脱硫塔A段2、脱硫塔B段3和脱硫塔C段4的亚硫铵溶液出口分别至少设置一台亚硫铵循环泵，保证各塔段亚硫铵溶液的循环量；所述气液混合器23吸收剂出口26与所述脱硫塔A段2吸收剂入口8通过管道连接，气液混合器23亚硫铵溶液入口R 27与所述换热器24 出口通过管道连接；所述气液混合器23混合来自换热器24的亚硫铵溶液与来自界区外的气氨，混合后的溶液作为吸收剂经过吸收剂入口8进入脱硫塔A段2底部，通过控制加入气氨的量来调节脱硫塔A段2底部PH值，通过调节PH值控制烟气量突然增加或减少时的吸收反应平衡；所述换热器24用于移出脱硫塔A段2因吸收反应产生的大量的热量。

本实施例的工作过程如下：烟气经烟气入口6进入脱硫塔A段2(喷淋空塔)底部(二氧化硫含量约为500～800g/Nm³)，向上与亚硫铵循环泵O 20循环喷淋下来的亚硫铵溶液逆流接触，气体中的二氧化硫与亚硫铵溶液反应生成亚硫酸氢铵溶液落入脱硫塔A段2底部。脱硫塔A段2综合脱硫率可达99％以上，此时二氧化硫含量降至15～30g/Nm³，烟气经喷淋吸收后的烟气经过升气帽K 16进入脱硫塔B段2。来自界区外的气氨进入气液混合器23与来自换热器24的亚硫铵溶液混合，混合后的溶液通过吸收剂入口8进入脱硫塔A段2底部，调节脱硫塔A段2底部PH值，通过调节PH值控制烟气量突然增加或减少时的吸收反应平衡。在脱硫塔A段2内吸收所生成的热量由亚硫铵循环泵O20出口的换热器24移出。一部分亚硫铵溶液由亚硫铵循环泵O20加压进入气液混合器23，高速喷射的亚硫铵溶液将气氨抽吸入气液混合器23。脱硫塔A段2底部亚硫铵浓度控制在30～40％。

通过升气帽K16进入脱硫塔B段3(散堆填料塔)的烟气与亚硫铵循环泵21循环喷淋下来的亚硫铵溶液逆流接触，烟气中的二氧化硫气体和亚硫铵溶液反应生成亚硫酸氢铵溶液落入脱硫塔B段3底部。脱硫塔B段3底部液位由液位稳定装置M 18控制。脱硫塔B段3 脱硫效率可达98％以上，烟气中的二氧化硫量降至450～700mg/Nm³，经过散堆填料塔吸收后的烟气经过升气帽L 17进入脱硫塔C段4。脱硫塔B段3底部亚硫铵溶液浓度控制在15～20％。

通过升气帽L 17继续进入脱硫塔C段4(规整填料塔)的烟气与亚硫铵循环泵22循环喷淋下来的亚硫铵溶液逆流接触进一步脱除烟气中的二氧化硫，反应生成的亚硫酸氢铵溶液进入脱硫塔C段4底部。脱硫塔C段4的脱硫效率可达97％以上，此时二氧化硫量降至20～40mg/Nm³，经规整填料塔脱硫后的烟气直接进入脱硫塔D段4，脱硫塔C段底部亚硫铵溶液的浓度控制在8～15％。

烟气出脱硫塔C段4向上进入到脱硫塔D段5(泡罩塔)内，与工艺水入口14喷淋下来的工艺水接触，洗涤尾气中夹带的少量氨和二氧化硫，并可溶解经过各塔段产生的气溶胶。

经过逐级脱硫与洗涤，综合脱硫效率可达99.999％以上，脱硫塔放空口15二氧化硫含量≤20mg/Nm³，氨含量≤7mg/Nm³。

气体与吸收剂溶液接触过程中，二氧化硫被氨水吸收，并发生如下总反应：

SO₂+2NH₃+H₂O＝(NH₄)₂SO₃

SO₂+(NH₄)₂SO₃+H₂O＝2NH₄HSO₃

NH₃+NH₄HSO₃＝(NH₄)₂SO₃

2(NH₄)₂SO₃+O₂＝2(NH₄)₂SO₄

为预防尾气中氨含量超标与气溶胶污染，脱硫塔D段5设置为泡罩塔可以对尾气中夹带的氨与气溶胶再次吸收，降低尾气中的氨含量、溶解气溶胶，使尾气达标排放。

本实施例具有以下优点：

(1)本实用新型装置为上下设置，占地面积小，脱硫效率高，能处理二氧化硫含量35％以上的气体。

(2)本实用新型脱硫率99.999％以上。

(3)本实用新型尾气出口二氧化硫含量≤20mg/Nm³，氨含量≤7mg/Nm³。

(4)本实用新型脱硫塔D段顶部设置工艺水喷淋，控制塔内水平衡，而且脱硫塔D段为泡罩塔，能更好地吸收尾气中的少量二氧化硫、气氨与气溶胶，无废渣废气排放，避免二次污染。

Claims (4)

1.一种多段组合脱硫装置，包括脱硫塔(1)、亚硫铵循环泵O(20)、亚硫铵循环泵P(21)、亚硫铵循环泵Q(22)、气液混合器(23)、换热器(24)，其特征在于：所述脱硫塔包括A、B、C、D四段，脱硫塔A段(2)位于最底部，脱硫塔B段(3)位于脱硫塔A段(2)上部，脱硫塔C段(4)位于脱硫塔B段(3)上部，脱硫塔D段(5)位于最上端；所述脱硫塔A段(2)为喷淋空塔，包括烟气入口(6)、吸收剂入口(8)、亚硫铵溶液入口E(9)、亚硫铵溶液出口F(7)，所述脱硫塔A段(2)的亚硫铵溶液出口F(7)与亚硫铵溶液入口E(9)通过亚硫铵循环泵O(20)连接；所述脱硫塔B段(3)为散堆填料塔，包括亚硫铵溶液入口G(11)、亚硫铵溶液出口H(10)，所述脱硫塔B段(3)的亚硫铵溶液出口H(10)与亚硫铵溶液入口G(11)通过亚硫铵循环泵P(21)连接；所述脱硫塔C段(4)为规整填料塔，包括亚硫铵溶液入口I(13)、亚硫铵溶液出口J(12)，所述脱硫塔C段(4)的亚硫铵溶液出口J(12)与亚硫铵溶液入口I(13)通过亚硫铵循环泵Q(22)连接；所述脱硫塔D段(5)为泡罩塔，包括工艺水入口(14)、放空口(15)；所述气液混合器(23)位于脱硫塔A段(2)底部一侧，包括气氨入口(25)、亚硫铵溶液入口R(27)、吸收剂出口(26)；所述换热器(24)位于所述亚硫铵循环泵O(20)出口；换热器(24)入口与所述亚硫铵循环泵O(20)出口通过管道连接。

2.根据权利要求1所述一种多段组合脱硫装置，其特征在于：所述脱硫塔B段(3)底部一侧设置有液位稳定装置M(18)，脱硫塔B段(3) 与所述脱硫塔A段(2)通过升气帽K(16)连接；所述脱硫塔C段(4)底部一侧设置有液位稳定装置N(19)，脱硫塔C段(4)与所述脱硫塔B段(3)通过升气帽L(17)连接；所述脱硫塔D段(5)与所述脱硫塔C段(4)直接连接。

3.根据权利要求1所述一种多段组合脱硫装置，其特征在于：所述脱硫塔A段(2)、脱硫塔B段(3)和脱硫塔C段(4)的亚硫铵溶液出口分别至少设置一台亚硫铵循环泵。

4.根据权利要求1所述一种多段组合脱硫装置，其特征在于：所述气液混合器(23)吸收剂出口(26)与所述脱硫塔A段(2)吸收剂入口(8)通过管道连接，气液混合器(23)亚硫铵溶液入口R(27)与所述换热器(24)出口通过管道连接。 

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