CN202725003U

CN202725003U - 复合式多功能氨法脱硫装置

Info

Publication number: CN202725003U
Application number: CN 201220306291
Authority: CN
Inventors: 王开力; 石振河; 张羽; 赵晓辉; 董玉洁; 李延庆
Original assignee: BEIJING ZHONGKE INNOVATION PARK ENVIRONMENT TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: Beijing Zhongke Innovation Park Technology Co ltd
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2022-06-28

Abstract

本实用新型公开了一种复合式多功能氨法脱硫装置，为一个立式的单塔脱硫塔体，由下至上依次包括亚硫酸铵氧化段，硫酸铵浓缩段，SO₂吸收段，水洗段，除雾段和净化烟气直排湿烟囱段，所述SO₂吸收段中装有的气液接触元件，为一层或数层角钢筛孔板；采用的这种结构设计的复合式多功能氨法脱硫装置，完全达到集亚铵盐氧化与SO₂脱除于一体的发明目的，具有技术方法构思科学合理，在化工领域中的脱硫塔中，一定具有强大的生命力。

Description

复合式多功能氨法脱硫装置

技术领域

本实用新型涉及化工领域中的脱硫塔，特别是一种气液分离设备，用于脱除烟气中的SO₂，具体地是一种复合式多功能氨法脱硫装置。

背景技术

中国是燃煤和钢铁生产大国，排放的烟气量十分巨大，烟气中的SO2等污染物导致的酸雨对人类的生活、环境、生产活动产生的影响日趋严重。为了改善环境质量，控制SO₂的排放量，近年来各种脱硫工艺技术与装备发展迅速。其中，湿式氨法脱硫工艺是目前较为成熟的脱硫工艺之一，其烟气脱硫的原理是：采用碱性脱硫剂与酸性SO₂气体进行中和反应，该反应是在分离设备中进行的，具体地说，是在一种脱硫塔中完成的。因此，设计、制造出传质效率高的脱硫塔，是烟气脱硫的关键，而目前现有技术的脱硫塔功能单一，仅具有分离功能。因此，当需要对吸收的烟气中SO₂进行综合利用时，还需要配置其他装置和设备，不仅投资费用高，占地面积大，而且工艺繁琐，操作复杂，能耗也较大。如何用单一的脱硫塔，完成上述任务，是行业努力的目标之一，而实现这一目标现有的脱硫塔必须要解决一系列结构问题。另外，行业中在脱硫塔的SO₂吸收段采用的气液接触元件为填料式或筛板式的装置，这类气液接触元件运行阻力大，易堵塞结垢，影响脱硫塔运行的平稳性和脱硫塔传质效率，寻找适合的气液接触元件是目前行业努力解决的另一目标，解决、实现这两大目标，已势在必行，迫切需要，意义重大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种复合式多功能氨法脱硫装置，解决、实现本行业这两大目标。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：复合式多功能氨法脱硫装置，为一个立式的单塔脱硫塔体，由下至上依次包括亚硫酸铵氧化段，硫酸铵浓缩段，SO₂吸收段，水洗段，除雾段和净化烟气直排湿烟囱段，有一烟气进口设置在脱硫塔体的下部，有一净化气出口设置在净化烟气直排湿烟囱段的直排湿烟囱的顶部，有一用于氧化的空气入口设置在氧化段的下侧部，有一工艺水用入口设置在水洗段的上部，本实用新型的一个创新点在于：所述SO₂吸收段中装有的气液接触元件，为一层或数层角钢筛孔板，SO₂吸收段中装有一层或数层循环喷淋装置，并带有水洗管网。

进一步的，所述氧化段设有一级氧化空气分布管网装置，氧化空气进气主管为渐缩型，支管分布均匀，管网离塔底高度1～3m。

进一步的，所述氧化段，在靠近顶部处设有二级氧化空气出气管，在硫酸铵浓缩段的底部设有二级氧化空气分布管网，二级氧化空气分布管网主进气管比浓缩段持液高度略高，一般在1～4m。

进一步的，所述硫酸铵浓缩降温段与氧化段之间设有隔塔板，有一稀硫酸铵溶液入口设置在浓缩段的上部，有一硫酸铵溶液的出口设置在浓缩段的下部，通向循环槽，有一氨水入口，设置在氧化段下侧部，有一浓缩降温喷淋层设置在浓缩降温段的顶部位置。

进一步的，所述SO₂吸收段与硫酸铵浓缩段之间设有气体分布器的隔塔板，及均匀分布的风帽，风帽的形状可以是圆形，矩形，或其他形状，SO₂吸收段中装有气液接触元件，为一层或数层角钢筛孔板，SO₂吸收段中装有一层或数层循环喷淋装置，可以为折板式或者屋脊式，并带有水洗管网。

进一步的，净化后的烟气经设置在直排湿烟囱段顶部的出气口排向大气。

采用的这种结构设计的复合式多功能氨法脱硫装置，集烟气中SO₂吸收、亚硫酸铵氧化、硫酸铵溶液浓缩、水洗、除雾和净化烟气直排多种功能于一体，解决了常规单塔和多塔组合设计不足，利用高温烟气对副产物硫酸铵进行浓缩，同时将原烟气温度降低到有利于吸收的温度。脱硫塔的双循环设计，使循环吸收液不直接与高温烟气接触，可以将吸收循环液控制在相对较低的浓度，有利于避免脱硫净烟气形成气溶胶，且使送入氧化槽的溶液接近最佳氧化浓度，完全达到集亚铵盐氧化与SO₂脱除于一体的发明目的；同时在SO₂吸收段中安装的气液接触元件角钢筛孔板，它克服了现有技术中的气液接触元件存在的氧化率低，氨逃逸严重，填料层阻力大，易堵塞，清洗困难等问题，具有如下的优点：①角钢筛孔板，它由相互平行的角钢组成，气流穿过缝隙和筛孔时，在一定液气比下形成均匀的鼓泡层完成传质过程；②角钢筛孔板结构简单，加工、制造、安装、维修方便，它克服了大直径穿流板（栅板式或筛孔板）由于加工和安装困难，以及由此产生的误差而引起的气液接触不均匀，塔板效率下降的现象，同时，由于角钢直边上的筛孔与水平面成45°角，因而增强了板上的湍流程度，雾沫夹带更小，效率也更高；③角钢筛孔板刚性好，压降低；④角钢筛孔板常用聚丙烯为材料制成，这种筛孔板具有质量轻，表面光滑，不易结垢等优点，所用支撑结构也大大简化。⑤安装时，相邻两筛孔板角钢方向应相互垂直，同一板上相邻两角钢开孔为错流型，以使液相、气相在塔内的分布更趋均匀。

综上所述，解决、实现行业两大目标的发明目的得以实现。本实用新型具有技术方法构思科学合理、在化工领域中的脱硫塔中，一定具有强大的生命力。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图，

图2 氧化空气分布管网装置示意图，

图3 空气分布器装置示意图，

图4 角钢筛孔板结构示意图，

附图中标明的，其中：1、脱硫塔，2、脱硫塔氧化段，3、脱硫塔浓缩降温段，4、脱硫塔吸收段，5、脱硫塔水洗段，6、脱硫塔除雾段，7、脱硫塔直排湿烟囱段，8、脱硫塔烟气进口，9、脱硫塔净化烟气出口，10、氧化空气入口，11、工艺用水入口，12、一级氧化空气分布管网，13、二级氧化空气分布管网，14、氧化段与浓缩段之间的隔塔板，15、稀硫酸铵溶液入口，16、硫酸铵溶液出口，17、浓缩段与吸收段之间的空气分布器隔塔板，18、空气分布器隔塔板上的风帽，19、吸收液入口，20、亚硫酸铵吸收液出口，21、角钢筛孔板，22、循环槽，23、一级循环泵，24、二级循环泵，25、吸收段循环喷淋层，26、浓缩降温段喷淋层，27、脱硫剂氨水入口。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：

如图1所示，根据本实用新型的技术构思，所述及的脱硫塔1为复合式的单塔器，由下至上依次包括亚硫酸铵氧化段2，硫酸铵浓缩段3，SO₂吸收段4，水洗段5，除雾段6，直排湿烟囱段7，烟气进口8设置在脱硫塔体1的下部，净化气出口9设置在直排湿烟囱的顶部，用于氧化的空气入口10设置在氧化段2的下侧部，工艺水用入口11设置在水洗段5的上部。

为了更深入的理解本实用新型的技术方案，下面结合图2、图3、图4具体进一步阐述本技术方案。

图2 所示的氧化空气分布管网装置示意图和A-A方向的剖面图，所述及的氧化段2设有一级氧化空气分布管网装置12，氧化空气进气主管内径尺寸取决于氧化空气量和管网内空气流速的大小。主管为渐缩型，支管分布均匀，管网离塔底高度1～3m。

所述及的氧化段2，在靠近顶部处设有二级氧化空气出气管，在硫酸铵浓缩段3的底部设有二级氧化空气分布管网13，二级氧化空气分布管网主进气管比浓缩段持液高度略高，一般在1～4m。

所述及的硫酸铵浓缩降温段3与氧化段2之间设有隔塔板14。稀硫酸铵溶液入口15设置在浓缩段3的上部，硫酸铵溶液的出口设置在浓缩段3的下部，流向循环槽22。用于作脱硫剂的氨水（液氨）入口27，设置在氧化段2下侧部，浓缩降温喷淋层26设置在浓缩降温段3的顶部位置。

图3 所示的空气分布器装置示意图和A-A方向的剖面图，SO₂吸收段4与硫酸铵浓缩段3之间设有气体分布器的隔塔板17，及均匀分布的风帽18，风帽的形状可以是圆形，矩形，或其他形状。

图4所示的角钢筛孔板结构示意图和A-A方向、B-B方向的剖面图，吸收段4中装有气液接触元件21，为一层或数层角钢筛孔板。

为了更深入的理解本实用新型的技术方案，下面结合具体数据进一步阐述本技术方案：所述及的氧化段2设有一级氧化空气分布管网装置12，氧化空气进气主管内径尺寸取决于氧化空气量和管网内空气流速的大小。主管为渐缩型，支管分布均匀，管网内空气流速控制在12～18m/s，布气孔孔径d₁₀为Φ4～Φ20mm，开孔数n₁=(d₁/d₁₀)²，主进管d₁水平高度比氧化段高度略低，一般在6～12m，管网离塔底高度1～3m。

所述及的氧化段2，在靠近顶部处设有二级氧化空气出气管d₂，在硫酸铵浓缩段3的底部设有二级氧化空气分布管网13，其空气进气主管直径d₂为0.8d₁，布气孔的孔径d₂₀为Φ4～Φ18mm，其孔径比一级氧化空气分布管网的开孔孔径略小，开孔数n₂=（d₂/d₂₀）²。二级氧化空气分布管网主进气管比浓缩段持液高度略高，一般在1～4m。

所述及的SO₂吸收段4与硫酸铵浓缩段3之间设有气体分布器的隔塔板17，及均匀分布的风帽18，要求气体穿过空气分布器的速度控制在10～20m/s之间。风帽的形状可以是圆形，矩形，或其他形状。吸收段4中装有气液接触元件21，为一层或数层角钢筛孔板。角钢之间的栅缝为3～25mm，孔径为Φ3～Φ25圆孔，开孔率15～25%。吸收段中装有一层或数层循环喷淋装置，除雾器可以为折板式或者屋脊式。并带有水洗管网。

下面是本实用新型的一个工程应用实例：

用于2×180m²烧结机烟气的氨法脱硫工程，该工程为两机一塔，脱硫塔处理烟气量为2280000m³/h，烟气中SO₂含量为1500～2300mg/Nm³，脱硫效率大于95%。脱硫塔塔径Φ14000mm，塔高38m，直排湿烟囱高度为57m，氧化空气需要量16800Nm³/h。

①一级氧化空气分布管网管内流速为16.5m/s，一级进气管管径Φ600mm，一级分布器开孔孔径为Φ14mm，开孔数1836个，二级氧化空气分布管网管内流速为16.9m/s，二级进气管管径Φ530mm，分布器开孔孔径为Φ12mm，开孔数为1950个。

②气体分布器筛孔速度为15m/s，筛孔内径Φ250mm，筛孔孔数为714个，筛孔管高200mm，筛孔风帽沿外径为Φ350mm，风帽沿与筛孔管之间间隙为d₀/4（d₀—筛孔内径），风帽顶夹角为120度。

③在吸收段中下部位置，设置一层或数层角钢筛孔板，角钢缝隙17mm，角钢上筛孔孔径Φ25mm，筛孔布置位置为错流型，筛孔间距a=65mm，筛孔孔数23348个，其材质可为316L不锈钢或聚丙烯，规格为40×40×3，角钢长度3.6～13m范围，共计140根，对称布置，筛孔速度为15m/s，在此条件下，可保证空塔速度为3m/s ，满足吸收段脱硫工艺要求。角钢筛孔板支撑梁截面为空心矩形梁，材质可用316L不锈钢或者碳钢+防腐制作。

以上所述，为本实用新型的较佳实施案例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种复合式多功能氨法脱硫装置，其特征在于：所述复合式多功能氨法脱硫装置为一个立式的单塔脱硫塔体，由下至上依次包括亚硫酸铵氧化段，硫酸铵浓缩段，SO₂吸收段，水洗段，除雾段和净化烟气直排湿烟囱段，有一烟气进口设置在脱硫塔体的下部，有一净化气出口设置在净化烟气直排湿烟囱段的直排湿烟囱的顶部，有一用于氧化的空气入口设置在氧化段的下侧部，有一工艺水用入口设置在水洗段的上部。

2.根据权利要求1所述的复合式多功能氨法脱硫装置，其特征在于：所述氧化段设有一级氧化空气分布管网装置，氧化空气进气主管为渐缩型，支管分布均匀，管网离塔底高度1～3m。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的复合式多功能氨法脱硫装置，其特征在于：所述氧化段，在靠近顶部处设有二级氧化空气出气管，在硫酸铵浓缩段的底部设有二级氧化空气分布管网，二级氧化空气分布管网主进气管比浓缩段持液高度略高，一般在1～4m。

4.根据权利要求1所述的复合式多功能氨法脱硫装置，其特征在于：所述SO₂吸收段与硫酸铵浓缩段之间设有气体分布器的隔塔板，及均匀分布的风帽，风帽的形状是圆形或矩形，SO₂吸收段中装有气液接触元件，为一层或数层角钢筛孔板，SO₂吸收段中装有一层或数层循环喷淋装置，可以为折板式或者屋脊式，并带有水洗管网。