一種分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置及脫硫方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置和脫硫方法，包括托盤(又稱“除霧器”)，噴嘴，脫硫反應區(qū)域單元，進氣口，水斗，煙囪。所述脫硫反應裝置由多個脫硫反應區(qū)域單元組合而成，相鄰的兩個脫硫反應區(qū)域單元之間設有除霧器。脫硫反應區(qū)域單元經除霧器與煙囪相連。本發(fā)明大幅度地節(jié)省了北方沿海地區(qū)缺乏淡水、而海水資源豐富地區(qū)的火力發(fā)電、燃煤鍋爐、鋼鐵行業(yè)燒結廠或其他行業(yè)煙氣脫硫的淡水消耗問題，用海水替代淡水節(jié)約淡水資源，為企業(yè)降低脫硫成本，增加經濟效益。
【專利說明】一種分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置及脫硫方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煙氣脫硫領域，主要是對煙氣中的有害氣體進行吸收，具體為一種分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置及脫硫方法。
【背景技術】
[0002]火電、燃煤鍋爐、冶金行業(yè)大量產生120°C—180°C的中低溫煙氣，這些煙氣中含有超過國家標準的SO2，如果不進行處理，將對空氣造成嚴重的污染，威脅人民群眾的身心健康。因此，國家強制要求上述行業(yè)的必須投運煙氣脫硫。
[0003]現(xiàn)在焦化企業(yè)對煙氣凈化的工藝要求是，具有高效、節(jié)能、低成本、高效益短流程等優(yōu)點，在煙氣脫硫中，濕法脫硫占有85%以上的市場份額，與干法脫硫相比，濕法脫硫需要消耗大量的水資源；而在我國的北方沿海地區(qū)，如隴海線以北的廣大地區(qū)缺乏淡水資源；且在濕法脫硫中的氨法脫硫中，目前的脫硫塔往往不能解決氨逃逸問題，主要原因是沒有技術手段反過來吸收氨氣逃逸，因為氨與SO2吸收特點完全相反，若另設一個氨吸收塔又需要額外投資，增加企業(yè)負擔。
[0004]為了解決上述技術問題，本領域的技術人員也在不斷的改進和創(chuàng)新，例如專利號為CN200920256734.0的實用新型專利公開了一種與煤氣洗氨相結合的燒結煙氣脫硫裝置，通過洗氨塔和脫硫塔內部管路相互循環(huán)回流對煙氣進行脫硫除氨工作，該裝置使用的雙塔循環(huán)工藝，裝置占地面積大，循環(huán)管道多，架設和安裝都很繁瑣，較難達到低成本，短流程的特點。專利號為CN201120022278.0的發(fā)明專利公開了一種焦爐煤氣脫硫脫氨聯(lián)合的凈化方法的專用裝置，通過洗萘預冷塔、脫硫塔、水洗氨塔和蒸氨塔和所述的各種反應塔上的冷卻裝置對焦爐煤氣進行聯(lián)合脫硫脫氨，該方法冷卻和脫硫脫氨效果好，但是需求的裝置較多，各類冷卻塔與反應塔配合連接關系復雜，在設備出現(xiàn)故障時維修困難，在一件裝置損壞的情況下整個系統(tǒng)會無法使用的情況，不符合實際生產的需求。因此，迫切的需要一種新的設備和方法來解決上述技術問題。

【發(fā)明內容】

[0005]針對上述存在的問題，本發(fā)明目的在于提供一種結構簡單、操作方便、成本較低，并且有害氣體吸收效率高的多區(qū)域的脫硫吸收塔，在一座脫硫塔內完成煙氣的冷卻、脫硫化學反應、氨氣吸收化學反應等功能。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的采用的技術方案:一種分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置，包括進氣口、反應塔和脫硫反應區(qū)，脫硫反應區(qū)頂端經除霧器與反應塔相連，反應塔上部設有煙囪結構，反應塔設置為臥式反應塔，所述脫硫反應區(qū)由多個單元反應區(qū)組合而成，單元反應區(qū)的數量可以根據實際情況進行設置，相鄰的兩個單元反應區(qū)之間設有除霧器，所述脫硫裝置整體設計成臥式結構，裝置結構設置為煙囪和反應塔一體式結構即煙塔合一結構或者煙囪和反應塔分離式結構。
[0007]作為本發(fā)明的一種改進，所述脫硫反應區(qū)整體為開口且內部貫通的殼體結構，脫硫反應區(qū)的一側與進氣口相連，另一側與煙囪相通，所述脫硫反應區(qū)上還設置有流體的輸入孔和排出孔。
[0008]作為本發(fā)明的一種改進，所述每個單元反應區(qū)的上方設有多個噴嘴結構，下方連接有水斗，所述水斗設置為漏斗形，通過在噴嘴中通入不同的反應液，可以改變各個反應區(qū)的功能。
[0009]作為本發(fā)明的一種改進，所述單元反應區(qū)設置為3個，即第一單元反應區(qū)，第二單元反應區(qū)和第三單元反應區(qū)，可根據通入液體的類別將第一單元反應區(qū)設置為冷卻區(qū)、第二單元反應區(qū)設置為噴氨脫硫區(qū)、將第三單元反應區(qū)設置為噴硫酸氫銨反洗區(qū)。
[0010]作為本發(fā)明的一種改進，所述單元反應區(qū)設置為2個，即第一單元反應區(qū)，第二單元反應區(qū)，可根據通入液體的類別將第一單元反應區(qū)設置為冷卻區(qū)、第二單元反應區(qū)設置為反應區(qū)。
[0011]一種采用所述分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置的脫硫方法，所述方法包括以下步驟；I)冷卻，中低煙氣通過進氣口，進入脫硫反應區(qū)的第一個單元反應區(qū)即冷卻區(qū)，噴入液體，液體為為海水或者氨水或者淡水，所述液體與煙氣發(fā)生熱交換，煙氣得到冷卻；
2)脫硫反應區(qū)，中低煙氣通過進氣口，進入脫硫反應區(qū)的第二個單元反應區(qū)即噴氨脫硫區(qū)，該反應區(qū)內噴入氨水，與煙氣發(fā)生化學反應，將煙氣中的有害氣體進行吸收；
3)氨氣的吸收，中低煙氣通過進氣口，進入脫硫反應區(qū)的第三個單元反應區(qū)即噴硫酸氫銨反洗區(qū)，該反應區(qū)內噴入酸水，將煙氣中的氨氣吸收。
[0012]本技術方案中的另外一種分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置的脫硫方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟；I)冷卻，中低煙氣通過進氣口，進入脫硫反應區(qū)的第一個單元反應區(qū)即冷卻區(qū)，噴入海水，所述液體與煙氣發(fā)生熱交換，煙氣得到冷卻；
2)脫硫反應區(qū)，中低煙氣通過進氣口，進入脫硫反應區(qū)的第二個單元反應區(qū)即噴氨脫硫區(qū)，該反應區(qū)內噴入石灰或者石灰石或者氫氧化鎂漿液或者碳酸鈉或者氫氧化鈉溶液，與煙氣發(fā)生化學反應，將煙氣中的有害氣體進行吸收。
[0013]本技術方案中的另外一種分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置的脫硫方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟；I)冷卻與脫硫，中低煙氣通過進氣口，進入脫硫反應區(qū)的第一個單元反應區(qū)即冷卻區(qū)，噴入氨水，所述氨水與煙氣發(fā)生熱交換，煙氣得到冷卻，同時煙氣的有害氣體得到吸收；
2)氨氣的吸收:中低溫煙氣通過進氣口進入反應區(qū)的第二個單元反應區(qū)域，噴入相當數量的酸水，使煙氣中的氨氣得到吸收。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明通過多個相似的單元反應區(qū)組成的脫硫反應區(qū)，可根據實際需要的不同通入不同的反應液，使得一套設備能夠完成多組不同的脫硫、除氨的工藝需求，并且各個物理化學反應之間不會發(fā)生相互干擾的技術問題，整套裝備簡單，成本較低，并且高效節(jié)能，便于大規(guī)模的生產推廣使用。
[0015]本發(fā)明的技術方案利用了北方沿海地區(qū)缺乏淡水、而海水資源豐富的優(yōu)勢，用海水替代淡水，節(jié)約了淡水資源，為企業(yè)降低脫硫成本，增加經濟效益；解決了目前火力發(fā)電、燃煤鍋爐、鋼鐵行業(yè)燒結廠或其他行業(yè)的氨——硫酸銨法脫硫的氨氣逃逸問題，為清潔生產創(chuàng)造條件?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明三個單元反應區(qū)組合實施例結構示意圖；
圖2為圖1的A—A劑視圖；
圖3為本發(fā)明兩個單元反應區(qū)組合實施例結構示意圖；
圖4為圖2的A—A劑視圖；
其中，I除霧器，2噴嘴，3脫硫反應區(qū)，3-1第一單元反應區(qū)，3-2第二單元反應區(qū)，3-3第三單元反應區(qū)，4進氣口，5水斗，6煙囪。
【具體實施方式】
[0017]為了加深對本發(fā)明的理解和認識，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
[0018]實施例1:如圖1、2所示，，一種分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置，包括進氣口
4、反應塔和脫硫反應區(qū)3，脫硫反應區(qū)3頂端經除霧器4與反應塔相連，反應塔上部設有煙囪6結構，反應塔設置為臥式反應塔，所述脫硫反應區(qū)3由多個單元反應區(qū)組合而成，相鄰的兩個單元反應區(qū)之間設有除霧器4，單元反應區(qū)的數量可以根據實際情況選擇不同數量進行連接。
[0019]實施例2:如圖1、2所示，所述脫硫反應區(qū)整體為開口且內部貫通的殼體結構，脫硫反應區(qū)3的一側與進氣口 4相連，另一側與煙囪6相通，所述脫硫反應區(qū)上還設置有流體的輸入孔和排出孔。其余結構和優(yōu)點與實施例1完全相同。
[0020]實施例3:如圖1、2所示，所述每個反應區(qū)的上方設有多個噴嘴2，下方連接有水斗5，所述水斗5設置為漏斗形，通過在噴嘴中通入不同的反應液，可以改變各個反應區(qū)的功能。其余結構和優(yōu)點與實施例1完全相同。
[0021]實施例4:如圖1、2所示，所述單元反應區(qū)設置為3個，即第一單元反應區(qū)，第二單元反應區(qū)和第三單元反應區(qū)，可根據通入液體的類別將第一單元反應區(qū)3-1設置為冷卻區(qū)、第二單元反應區(qū)3-2設置為噴氨脫硫區(qū)、將第三單元反應區(qū)3-3設置為噴硫酸氫銨反洗區(qū)。
[0022]實施例5:如圖3、4所示，作為本發(fā)明的一種改進，所述單元反應區(qū)設置為2個，SP第一單元反應區(qū)，第二單元反應區(qū)，可根據通入液體的類別將第一單元反應區(qū)3-1設置為冷卻區(qū)、第二單元反應區(qū)3-2設置為反應區(qū)。
[0023]實施例6:如圖1、2所示，對于缺乏淡水資源的我國北方沿海地區(qū)，本實施例使用氨一硫酸銨法工藝，該工藝的操作步驟如下:冷卻步驟，煙氣通過進氣口 4進入第一單元反應區(qū)3-1，第一單元反應區(qū)為冷卻區(qū)，通過噴嘴2噴入海水，海水與煙氣發(fā)生熱交換，煙氣得到冷卻；脫硫化學反應步驟，煙氣通過除霧器I進入第二單元反應區(qū)3-2，反應區(qū)3-2為噴氨反應區(qū)，通過噴嘴2噴入相當數量的氨水，使煙氣的有害成分S02、HF、HC1、SO3等物質得到吸收；氨氣的吸收步驟，煙氣通過除霧器I進入第三單元反應區(qū)3-3，第三單元反應區(qū)3-3為反洗區(qū)，通過噴嘴2噴入相當數量的碳酸氫銨溶液，使煙氣的有害成分NH3等物質得到吸收，對于100 X IO4Hi3 /h煙氣流量的鋼鐵行業(yè)燒結廠或火電行業(yè)，使用氨一硫酸銨法工藝，用本脫硫塔脫硫，可以節(jié)約淡水資源60萬t/a，價值240萬元/a。
[0024]實施例7:如圖3、4所示，對于缺乏淡水資源的我國北方沿海地區(qū)，本實施例使用石灰石一石膏法工藝，該工藝的操作步驟如下:冷卻步驟，煙氣通過進氣口 4進入第一單元反應區(qū)3-1，通過噴嘴2噴入海水，海水與煙氣發(fā)生熱交換，煙氣得到冷卻，脫硫化學反應步驟，煙氣通過除霧器I進入第二單元反應區(qū)3-2，通過噴嘴2噴入相當數量的石灰/石灰石/氫氧化鎂漿液或碳酸鈉/氫氧化鈉溶液，使煙氣的有害成分S02、HF、HC1、SO3等物質得到吸收。對于100X 104m3/h煙氣流量的鋼鐵行業(yè)燒結廠或火電行業(yè)，使用石灰石一石膏法工藝，用本脫硫塔脫硫，可以節(jié)約淡水資源60萬t/a，價值240萬元/a。
[0025]實施例8:如圖3、4所示，對于淡水資源不缺乏的地區(qū)，本實施例使用氨一硫酸銨法工藝，該工藝的操作步驟如下:冷卻與脫硫步驟，煙氣通過進氣口 4進入第一單元反應區(qū)3-1，通過噴嘴2噴入相當數量的氨水，氨水與煙氣發(fā)生熱交換，煙氣得到冷卻，同時煙氣的有害成分S02、HF、HC1、SO3等物質得到吸收:氨氣的吸收步驟，煙氣通過除霧器I進入第二單元反應區(qū)3-2，通過噴嘴2噴入相當數量的酸水，使煙氣的有害成分NH3等物質得到吸收。100 X IO4Hi3 /h煙氣流量的火電行業(yè)，使用氨——硫酸銨法工藝，用本脫硫塔脫硫，可以徹底解決氨氣逃逸問題。
[0026]本發(fā)明還可以將實施例2、3、4或者2、3、5所述技術特征中的至少一個與實施例1組合，形成新的實施方式。
[0027]需要說明的是，上述實施例僅僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定保護范圍，在上述方案的基礎上所作出的等同變換或者替代均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置，包括進氣口、反應塔和脫硫反應區(qū)，脫硫反應區(qū)頂端經除霧器與反應塔相連，反應塔上部設有煙囪結構，其特征在于，所述脫硫反應區(qū)由多個單元反應區(qū)組合而成，相鄰的兩個單元反應區(qū)之間設有除霧器，所述脫硫裝置整體設計成臥式結構，裝置結構設置為煙囪和反應塔一體式結構即煙塔合一結構或者煙囪和反應塔分離式結構。
2.根據權利要求1所述的一種分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置，其特征在于，所述脫硫反應區(qū)整體為開口且內部貫通的殼體結構，脫硫反應區(qū)的一側與進氣口相連，另一側與煙?相通，所述脫硫反應區(qū)上還設置有流體的輸入孔和排出孔。
3.根據權利要求1所述的一種分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置，其特征在于，所述每個單元反應區(qū)的上方設有多個噴嘴結構，下方連接有水斗，所述水斗設置為漏斗形。
4.根據權利要求1所述的一種分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置，其特征在于，所述反應塔設置為臥式反應塔。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的一種分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置，其特征在于，所述單元反應區(qū)設置為3個，即第一單元反應區(qū)，第二單元反應區(qū)和第三單元反應區(qū)，可根據通入液體的類別將第一單元反應區(qū)設置為冷卻區(qū)、第二單元反應區(qū)設置為噴氨脫硫區(qū)、將第三單元反應區(qū)設置為噴硫酸氫銨反洗區(qū)。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的一種分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置，其特征在于，所述單元反應區(qū)設置為2個，即第一單元反應區(qū)，第二單元反應區(qū)，可根據通入液體的類別將第一單元反應區(qū)設置為冷卻區(qū)、第二單元反應區(qū)設置為反應區(qū)。
7.一種采用如權利要求1一5任一項權利要求所述的分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置的脫硫方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:I)冷卻，中低煙氣通過進氣口，進入脫硫反應區(qū)的第一個單元反應區(qū)即冷卻區(qū)，噴入液體，所述液體與煙氣發(fā)生熱交換，煙氣得到冷卻； 2)脫硫反應區(qū)，中低煙氣通過進氣口，進入脫硫反應區(qū)的第二個單元反應區(qū)即噴氨脫硫區(qū)，該反應區(qū)內噴入氨水，與煙氣發(fā)生化學反應，將煙氣中的有害氣體進行吸收； 3)氨氣的吸收，中低煙氣通過進氣口，進入脫硫反應區(qū)的第三個單元反應區(qū)即噴硫酸氫銨反洗區(qū)，該反應區(qū)內噴入酸水，將煙氣中的氨氣吸收。
8.根據權利要求7所述的脫硫方法，其特征在于，所述步驟I中采用的液體為為海水或者氨水或者淡水。
9.一種采用如權利要求1一4或6任一項權利要求所述分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置的脫硫方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:I)冷卻，中低煙氣通過進氣口，進入脫硫反應區(qū)的第一個單元反應區(qū)即冷卻區(qū)，噴入海水，所述液體與煙氣發(fā)生熱交換，煙氣得到冷卻； 2)脫硫反應區(qū)，中低煙氣通過進氣口，進入脫硫反應區(qū)的第二個單元反應區(qū)即噴氨脫硫區(qū)，該反應區(qū)內噴入石灰或者石灰石或者氫氧化鎂漿液或者碳酸鈉或者氫氧化鈉溶液，與煙氣發(fā)生化學反應，將煙氣中的有害氣體進行吸收。
10.一種采用如權利要求1一4或6任一項權利要求所述的分區(qū)式氣液熱交換及煙氣脫硫裝置的脫硫方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:1)冷卻與脫硫，中低煙氣通過進氣口，進入脫硫反應區(qū)的第一個單元反應區(qū)即冷卻區(qū)，噴入氨水，所述氨水與煙氣發(fā)生熱交換，煙氣得到冷卻，同時煙氣的有害氣體得到吸收； 2)氨氣的吸 收:中低溫煙氣通過進氣口進入反應區(qū)的第二個單元反應區(qū)域，噴入相當數量的酸水，使煙氣中的氨氣得到吸收。
【文檔編號】B01D53/18GK103446863SQ201310008293
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年1月10日 優(yōu)先權日:2013年1月10日
【發(fā)明者】吳龍忠, 陳昌, 王永勝, 梁曉軍, 戴艷珊, 李國 , 白永剛 申請人:番禺珠江鋼管（連云港）有限公司