專利名稱：集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫一體化的噴淋脫硫塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型發(fā)明涉及一種噴淋脫硫塔，主要針對火電廠、工業(yè)鍋爐及其他含二氧 化硫的煙道氣的二氧化硫脫出(Flue Gas Desulfurizaiton， FGD)，尤其是采用石灰石、石 灰和氨(包括液氨或氨水)或電石渣為原料集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫一體化的濕法 煙氣脫硫塔。
背景技術(shù)：
含硫礦物及燃料燃燒時，排放的煙氣中含有S02。典型例子是以煤和石油(一般是 重油)為燃料的鍋爐煙氣以及有色和黑色金屬冶煉的燒結(jié)機(jī)煙氣。煙氣脫硫目前歸納起來 有三大類①燃燒前脫硫，比如洗選脫硫、焦化脫硫和生物脫硫；②燃燒中脫硫，即爐內(nèi)脫 硫；③燃燒后煙氣脫硫。目前，煙氣脫硫是世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫技術(shù)。煙氣 脫硫技術(shù)繁多，根據(jù)采用的吸收劑不同，煙氣濕法脫硫包括①以CaO/CaC03為基礎(chǔ)的鈣法； ②以MgO為基礎(chǔ)的鎂法；③以Na2C03為基礎(chǔ)的鈉法； 以NH3為基礎(chǔ)的氨法；⑤以有機(jī)堿為 基礎(chǔ)的有機(jī)堿法等。 濕法煙氣脫硫技術(shù)主要優(yōu)點是(1)脫硫效率高；(2)吸收劑利用率高，石灰石利 用率一般達(dá)到95%以上；(3)設(shè)備運轉(zhuǎn)率高，一般達(dá)到95%。 但是濕法煙氣脫硫技術(shù)投資高，運行費用高，其中在投資方面主要是脫硫塔的造 價成本高。目前國內(nèi)外一般的濕法煙氣脫硫均是將脫硫吸收，氧化，結(jié)晶，降溫，除霧等工段 部分分開成幾個反應(yīng)塔，這樣造成一次性投資高，占地寬，運行費用高。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，設(shè)計一種集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧 和降溫于一體的多功能脫硫塔，以克服現(xiàn)有的濕法煙氣脫硫塔將吸收，氧化，結(jié)晶，降溫，除 霧等工段部分分開成幾個反應(yīng)塔，這樣造成一次性投資高，占地寬，運行費用高的缺點和不 足，提供一種能耗低，運行可靠，多功能的新型濕法煙氣脫硫裝置。 —種集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫一體化的噴淋脫硫塔，以石灰石、石灰、液氨、 氨水或電石渣為原料，包括 上部設(shè)有S02吸收段和煙氣降溫耦合段； 在所述的S02吸收段和煙氣降溫耦合段包括與脫硫塔殼體入口相連通的吸收液噴 淋霧化構(gòu)件； 在S02吸收段和煙氣降溫耦合段上設(shè)置除霧段，除霧段采用二級波紋板高效除霧
器，并帶自動清洗噴淋裝置，工藝水通過泵將水通過入口送入噴淋裝置； 在S02吸收段和煙氣降溫耦合段的下方設(shè)有氧化和結(jié)晶耦合段； 在脫硫塔的頂部除霧段的上部設(shè)有煙氣出口，產(chǎn)生的凈煙氣從煙氣出口排出； 在S02吸收段和煙氣降溫耦合段和氧化和結(jié)晶耦合段之間設(shè)有煙氣入口 ； 在氧化和結(jié)晶耦合段中一側(cè)的由直板和折板構(gòu)成的分隔板，所說的折板與脫硫塔
3殼體內(nèi)壁密封連接，直板插入氧化及結(jié)晶耦合段中，直板與脫硫塔殼體內(nèi)壁之間為清液區(qū)， 直板下部為稠液區(qū)；清液區(qū)和稠液區(qū)起著結(jié)晶體的篩分作用，使大顆粒集中在稠液區(qū)，細(xì)顆 粒集中在清液區(qū)； 在直板下部稠液區(qū)、脫硫塔殼體上設(shè)置硫酸鈣或硫酸銨漿料出口 ； 在清液區(qū)、脫硫塔殼體上設(shè)置循環(huán)吸收液出口 ； 在氧化和結(jié)晶耦合段、折板上部設(shè)有吸收劑漿液入口 ； 在氧化和結(jié)晶耦合段中部設(shè)有鼓壓縮空氣的壓縮空氣入口。 所說的吸收液噴淋霧化構(gòu)件為螺旋噴嘴。 吸收液噴淋霧化構(gòu)件的內(nèi)徑為10-100mm。 氧化和結(jié)晶段的上部設(shè)有開孔的篩板或柵板。 在氧化和結(jié)晶耦合段中部設(shè)有與空氣入口相連接的空氣分布器，以均勻輸送氧化 空氣，提高氧化率，并將氧化空氣的壓力提高到0. 09-0. 15MPa。 在氧化和結(jié)晶耦合段下部設(shè)有攪拌裝置。 本實用新型的獨特之處在于熱煙氣的增濕降溫與S02的吸收兩個功能區(qū)在一個 區(qū)域內(nèi)，提高了脫硫塔的利用率，可以節(jié)省投資；另外將氧化和結(jié)晶兩個功能耦合在脫硫塔 下部一個區(qū)域內(nèi)完成，氧化和結(jié)晶同時進(jìn)行，充分利用氧化反應(yīng)器需要的停留時間，也為結(jié) 晶提供足夠的停留時間，不僅節(jié)省投資，節(jié)約占地面積，也節(jié)約能耗。 由于上述功能的有機(jī)結(jié)合，最終形成了一個集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫于一
體的多功能脫硫塔。 本實用新型的效果 采用本實用新型的集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫于一體的多功能脫硫塔處理， 煙氣中主要污染物的凈化率可以達(dá)到:S02 :90-99. 5% ;S03 : 60-80% ;HC1 :90-100% ;HF : 95-100% ;N0X :10-30% ;塵70-85%。因此本實用新型的脫硫塔具有煙氣降溫，煙氣凈化， S02吸收，亞硫酸鈣(亞硫酸銨)氧化，硫酸鈣(硫酸銨)結(jié)晶，除塵，除霧等功能，并具有脫
硫效率高，吸收劑利用率高，節(jié)能，占地小，無二次污染，具有較大工業(yè)化前景。
圖1為集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫于一體的噴淋脫硫塔結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型的集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫于一體的噴淋脫
硫塔的具體實施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。 參見圖1，圖1為集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫于一體的噴淋脫硫塔結(jié)構(gòu)示意 圖。 脫硫塔1按逆流式噴淋設(shè)計。在脫硫塔1內(nèi)的上部設(shè)有S02吸收段和煙氣降溫耦 合段2 ;在所述的S02吸收段和煙氣降溫耦合段2包括與脫硫塔殼體入口 3相連通的吸收 液噴淋霧化構(gòu)件，所說的吸收液噴淋霧化構(gòu)件優(yōu)選噴嘴4，所說的噴嘴4優(yōu)選螺旋噴嘴，即 在噴嘴4內(nèi)設(shè)有螺紋，噴嘴4內(nèi)徑為10-100mm，噴嘴4的數(shù)量可根據(jù)需要處理的吸收液量 決定，每個噴嘴液體噴淋量10-100mVh，噴嘴材質(zhì)為耐磨耐腐蝕材料，包括SiC，陶瓷，聚氨酯，聚四氟和超高分子量聚乙烯等，其中優(yōu)選SiC，陶瓷，聚氨酯。噴嘴的數(shù)量按每個噴嘴液 體噴淋量10-100mVh，噴嘴內(nèi)徑10-100mm確定。吸收液的噴淋密度在10-200m3/m7h，優(yōu)選 20-80m3/m7h之間； 在S02吸收段和煙氣降溫耦合段2上設(shè)置除霧段5，除霧段5采用二級波紋板高效 除霧器，并帶自動清洗噴淋裝置51，工藝水通過泵(未圖示)將水通過入口 52送入噴淋裝 置51，提供除霧器的沖洗水和煙氣洗滌水。在脫硫塔1未進(jìn)入煙氣之前，該噴淋裝置51將 脫硫塔1氧化和結(jié)晶耦合段6內(nèi)注滿水，待需脫硫的煙氣進(jìn)入脫硫塔1后稱為吸收循環(huán)液； 在脫硫塔1的頂部(即除霧段5的上部)設(shè)有煙氣出口 ll，產(chǎn)生的凈煙氣從煙氣 出口 11排出； 在S02吸收段和煙氣降溫耦合段2的下方設(shè)有氧化和結(jié)晶耦合段6 ; 在S02吸收段和煙氣降溫耦合段2和氧化和結(jié)晶耦合段6之間設(shè)有煙氣入口 12， 供需脫硫的煙氣進(jìn)入脫硫塔l內(nèi)，待脫硫的煙氣經(jīng)擋板門(未圖示)調(diào)節(jié)，增壓風(fēng)機(jī)(未圖 示)增壓后送入脫硫塔1內(nèi)； 在氧化和結(jié)晶耦合段6中一側(cè)的由直板61和折板62構(gòu)成的分隔板，所說的折板 62與脫硫塔1殼體內(nèi)壁密封連接，直板61插入氧化及結(jié)晶耦合段6中，直板61與脫硫塔1 殼體內(nèi)壁之間為清液區(qū)63，直板61下部為稠液區(qū)64 ;清液區(qū)63和稠液區(qū)64起著結(jié)晶體的 篩分作用，使大顆粒集中在稠液區(qū)64，細(xì)顆粒集中在清液區(qū)63 ; 在直板61下部稠液區(qū)64、脫硫塔1殼體上設(shè)置硫酸鈣或硫酸銨漿料出口 13，并與 排漿泵相連，排漿泵將硫酸鈣或硫酸銨漿料送入后續(xù)處理工序(蒸發(fā)，干燥工序)。 在清液區(qū)63、脫硫塔1殼體上設(shè)置循環(huán)吸收液出口 14 ; 在氧化和結(jié)晶耦合段6、折板上部設(shè)有吸收劑漿液(石灰石，石灰或氨)入口 16 ; 在氧化和結(jié)晶耦合段6中部設(shè)有鼓壓縮空氣的壓縮空氣入口 15 ;在壓縮空氣入 口 15設(shè)有與空氣入口相連接的空氣分布器，對進(jìn)入脫硫塔的空氣進(jìn)行分布；優(yōu)選的，在氧 化和結(jié)晶耦合段6的上部設(shè)有開孔的篩板或柵板，篩板或柵板的數(shù)量為3-5塊，將氧化和結(jié) 晶耦合段6分為3-5級，含亞硫酸鈣或亞硫酸銨的液體從上往下，空氣從下往上，形成逆流， 形成多級鼓泡氧化反應(yīng)器，在達(dá)到同樣的90%氧化率的情況下，氧化反應(yīng)器體積可以減小 50-80% ; 在氧化和結(jié)晶耦合段6中部設(shè)有吸收劑漿液(石灰石，石灰或氨)入口 16 ;吸收劑 漿液(石灰石，石灰或氨)由漿液池經(jīng)泵，并通過分析吸收循環(huán)液的pH值(控制在pH值 5. 0-6. 0)來調(diào)節(jié)進(jìn)入氧化和結(jié)晶耦合段6中吸收液的流量； 在氧化和結(jié)晶耦合段6中發(fā)生氧化的同時也發(fā)生結(jié)晶。結(jié)晶本身也相當(dāng)于一個化 學(xué)反應(yīng)。因此，多級鼓泡反應(yīng)器結(jié)構(gòu)也有利于結(jié)晶反應(yīng)。增加反應(yīng)速度，提高結(jié)晶體粒度的 均勻性，同時在脫硫反應(yīng)器的最底部，為了防止晶體沉積結(jié)塊，在在氧化和結(jié)晶耦合段6下 部設(shè)有攪拌裝置8 ; 下面簡單描述脫硫塔1對煙氣吸收、吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫的過程。 將濃度為1000-10000mg/Nm 溫度為100-150°C的鍋爐煙氣，從脫硫塔1的煙氣入 口 12進(jìn)入煙氣降溫區(qū)及S02吸收耦合段2，與通過所說的吸收液噴霧化構(gòu)件噴淋而下的含 吸收漿液的吸收液接觸，煙氣降溫，同時其中的S(^被吸收；煙氣離開降溫區(qū)及S(^吸收耦合 段2后，經(jīng)除霧段5從煙氣出口 ll排向煙囪。
5[0044] 吸收液離開降溫區(qū)及S02吸收耦合段2后，進(jìn)入氧化和結(jié)晶耦合段6中，與從鼓壓 縮空氣的壓縮空氣入口 15鼓入的空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，生成的亞硫酸鈣或亞硫酸銨被鼓入 的空氣氧化為硫酸鈣或硫酸銨，隨著時間的進(jìn)行，硫酸鈣或硫酸銨濃度不斷增加，達(dá)到并超 過其飽和度。由于吸收液中含有粉煤灰，可以作為硫酸鈣或硫酸銨結(jié)晶的晶核，使硫酸鈣或 硫酸銨能夠結(jié)晶析出。當(dāng)硫酸鈣或硫酸銨在吸收液中的濃度超過一定程度后，硫酸鈣或硫 酸銨晶體可以穩(wěn)定增長。 循環(huán)吸收液從清液區(qū)63的循環(huán)吸收液出口 14取出，經(jīng)循環(huán)泵輸送與新加入的吸 收劑漿液混合后進(jìn)入噴嘴4噴淋與煙氣接觸，吸收煙氣中的S02，得到新的亞硫酸鈣或亞硫 酸銨，有進(jìn)入氧化和結(jié)晶耦合段6中，有被氧化結(jié)晶析出，如此不斷循環(huán)； 硫酸鈣或硫酸銨料漿從漿料出口 13取出，輸送到蒸發(fā)、干燥裝置，采用常規(guī)方法， 分離收集其中的固體顆粒，分離后分母液氧化和結(jié)晶耦合段6中的吸收劑漿液(石灰石，石 灰或氨)入口 16送回氧化和結(jié)晶耦合段6中。
權(quán)利要求一種集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫一體化的噴淋脫硫塔，以石灰石、石灰、液氨、氨水或電石渣為原料，其特征在于包括上部設(shè)有SO2吸收段和煙氣降溫耦合段(2)；在所述的SO2吸收段和煙氣降溫耦合段(2)包括與脫硫塔殼體入口(3)相連通的吸收液噴淋霧化構(gòu)件；在SO2吸收段和煙氣降溫耦合段(2)上設(shè)置除霧段(5)，除霧段(5)采用二級波紋板高效除霧器，并帶自動清洗噴淋裝置(51)，工藝水通過泵將水通過入口(52)送入噴淋裝置(51)在SO2吸收段和煙氣降溫耦合段(2)的下方設(shè)有氧化和結(jié)晶耦合段(6)；在脫硫塔的頂部除霧段(5)的上部設(shè)有煙氣出口(11)，產(chǎn)生的凈煙氣從煙氣出口排出；在SO2吸收段和煙氣降溫耦合段(2)和氧化和結(jié)晶耦合段(6)之間設(shè)有煙氣入口(12)；在氧化和結(jié)晶耦合段(6)中一側(cè)的由直板(61)和折板(62)構(gòu)成的分隔板，所說的折板(62)與脫硫塔(1)殼體內(nèi)壁密封連接，直板(61)插入氧化及結(jié)晶耦合段(6)中，直板(61)與脫硫塔(1)殼體內(nèi)壁之間為清液區(qū)(63)，直板(61)下部為稠液區(qū)(64)；清液區(qū)(63)和稠液區(qū)(64)起著結(jié)晶體的篩分作用，使大顆粒集中在稠液區(qū)(64)，細(xì)顆粒集中在清液區(qū)(63)；在直板(61)下部稠液區(qū)(64)、脫硫塔(1)殼體上設(shè)置硫酸鈣或硫酸銨漿料出口(13)；在清液區(qū)(63)、脫硫塔(1)殼體上設(shè)置循環(huán)吸收液出口(14)；在氧化和結(jié)晶耦合段(6)、折板上部設(shè)有吸收劑漿液入口(16)；在氧化和結(jié)晶耦合段(6)中部設(shè)有鼓壓縮空氣的壓縮空氣入口(15)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫一體化的噴淋脫硫塔，其特 征在于，所說的吸收液噴淋霧化構(gòu)件為螺旋噴嘴。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫一體化的噴淋脫硫塔，其特 征在于，吸收液噴淋霧化構(gòu)件的內(nèi)徑為10-100mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫一體化的噴淋脫硫塔，其特 征在于，氧化和結(jié)晶段的上部設(shè)有開孔的篩板或柵板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫一體化的噴淋脫硫塔，其特 征在于，在氧化和結(jié)晶耦合段(6)中部設(shè)有與空氣入口相連接的空氣分布器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫一體化的噴淋脫硫塔，其特 征在于，在氧化和結(jié)晶耦合段(6)下部設(shè)有攪拌裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種噴淋脫硫塔。公開了一種采用石灰石、石灰、氨(包括液氨或氨水)或電石渣為原料集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫一體化的濕法煙氣脫硫塔。包括在脫硫塔1內(nèi)的上部設(shè)有SO2吸收段和煙氣降溫耦合段2；在SO2吸收段和煙氣降溫耦合段2上設(shè)置除霧段5；在SO2吸收段和煙氣降溫耦合段2的下方設(shè)有氧化和結(jié)晶耦合段6；在氧化和結(jié)晶耦合段6中設(shè)置清液區(qū)63和稠液區(qū)64。本實用新型的獨特之處在于熱煙氣的增濕降溫與SO2的吸收兩個功能區(qū)在一個區(qū)域內(nèi)，提高了脫硫塔的利用率，可以節(jié)省投資；另外將氧化和結(jié)晶兩個功能耦合在脫硫塔下部一個區(qū)域內(nèi)完成，氧化和結(jié)晶同時進(jìn)行，最終形成了一個集吸收、氧化、結(jié)晶、除霧和降溫于一體的多功能脫硫塔，不僅節(jié)省投資，節(jié)約占地面積，也節(jié)約能耗。
文檔編號B01D47/06GK201454396SQ200920079250
公開日2010年5月12日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者劉盛余 申請人:成都信息工程學(xué)院