專利名稱：集吸收、氧化、結晶、除霧和降溫一體化的噴淋脫硫塔的制作方法
技術領域：
本實用新型發明涉及一種噴淋脫硫塔，主要針對火電廠、工業鍋爐及其他含二氧 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、結晶、除霧和降溫一體化的濕法 煙氣脫硫塔。
背景技術：
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機煙氣。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，即爐內脫 硫；③燃燒后煙氣脫硫。目前，煙氣脫硫是世界上唯一大規模商業化應用的脫硫技術。煙氣 脫硫技術繁多，根據采用的吸收劑不同，煙氣濕法脫硫包括①以CaO/CaC03為基礎的鈣法； ②以MgO為基礎的鎂法；③以Na2C03為基礎的鈉法； 以NH3為基礎的氨法；⑤以有機堿為 基礎的有機堿法等。 濕法煙氣脫硫技術主要優點是(1)脫硫效率高；(2)吸收劑利用率高，石灰石利 用率一般達到95%以上；(3)設備運轉率高，一般達到95%。 但是濕法煙氣脫硫技術投資高，運行費用高，其中在投資方面主要是脫硫塔的造 價成本高。目前國內外一般的濕法煙氣脫硫均是將脫硫吸收，氧化，結晶，降溫，除霧等工段 部分分開成幾個反應塔，這樣造成一次性投資高，占地寬，運行費用高。
發明內容本實用新型的目的是為了解決現有技術問題，設計一種集吸收、氧化、結晶、除霧 和降溫于一體的多功能脫硫塔，以克服現有的濕法煙氣脫硫塔將吸收，氧化，結晶，降溫，除 霧等工段部分分開成幾個反應塔，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 淋霧化構件； 在S02吸收段和煙氣降溫耦合段上設置除霧段，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有氧化和結晶耦合段； 在脫硫塔的頂部除霧段的上部設有煙氣出口，產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晶耦合段之間設有煙氣入口 ； 在氧化和結晶耦合段中一側的由直板和折板構成的分隔板，所說的折板與脫硫塔
3殼體內壁密封連接，直板插入氧化及結晶耦合段中，直板與脫硫塔殼體內壁之間為清液區， 直板下部為稠液區；清液區和稠液區起著結晶體的篩分作用，使大顆粒集中在稠液區，細顆 粒集中在清液區； 在直板下部稠液區、脫硫塔殼體上設置硫酸鈣或硫酸銨漿料出口 ； 在清液區、脫硫塔殼體上設置循環吸收液出口 ； 在氧化和結晶耦合段、折板上部設有吸收劑漿液入口 ； 在氧化和結晶耦合段中部設有鼓壓縮空氣的壓縮空氣入口。 所說的吸收液噴淋霧化構件為螺旋噴嘴。 吸收液噴淋霧化構件的內徑為10-100mm。 氧化和結晶段的上部設有開孔的篩板或柵板。 在氧化和結晶耦合段中部設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。 在氧化和結晶耦合段下部設有攪拌裝置。 本實用新型的獨特之處在于熱煙氣的增濕降溫與S02的吸收兩個功能區在一個 區域內，提高了脫硫塔的利用率，可以節省投資；另外將氧化和結晶兩個功能耦合在脫硫塔 下部一個區域內完成，氧化和結晶同時進行，充分利用氧化反應器需要的停留時間，也為結 晶提供足夠的停留時間，不僅節省投資，節約占地面積，也節約能耗。 由于上述功能的有機結合，最終形成了一個集吸收、氧化、結晶、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)結晶，除塵，除霧等功能，并具有脫
硫效率高，吸收劑利用率高，節能，占地小，無二次污染，具有較大工業化前景。
圖1為集吸收、氧化、結晶、除霧和降溫于一體的噴淋脫硫塔結構示意圖
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型的集吸收、氧化、結晶、除霧和降溫于一體的噴淋脫
硫塔的具體實施方式
進行詳細說明。 參見圖1，圖1為集吸收、氧化、結晶、除霧和降溫于一體的噴淋脫硫塔結構示意 圖。 脫硫塔1按逆流式噴淋設計。在脫硫塔1內的上部設有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 液噴淋霧化構件，所說的吸收液噴淋霧化構件優選噴嘴4，所說的噴嘴4優選螺旋噴嘴，即 在噴嘴4內設有螺紋，噴嘴4內徑為10-100mm，噴嘴4的數量可根據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，其中優選SiC，陶瓷，聚氨酯。噴嘴的數量按每個噴嘴液 體噴淋量10-100mVh，噴嘴內徑10-100mm確定。吸收液的噴淋密度在10-200m3/m7h，優選 20-80m3/m7h之間； 在S02吸收段和煙氣降溫耦合段2上設置除霧段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未進入煙氣之前，該噴淋裝置51將 脫硫塔1氧化和結晶耦合段6內注滿水，待需脫硫的煙氣進入脫硫塔1后稱為吸收循環液； 在脫硫塔1的頂部(即除霧段5的上部)設有煙氣出口 ll，產生的凈煙氣從煙氣 出口 11排出； 在S02吸收段和煙氣降溫耦合段2的下方設有氧化和結晶耦合段6 ; 在S02吸收段和煙氣降溫耦合段2和氧化和結晶耦合段6之間設有煙氣入口 12， 供需脫硫的煙氣進入脫硫塔l內，待脫硫的煙氣經擋板門(未圖示)調節，增壓風機(未圖 示)增壓后送入脫硫塔1內； 在氧化和結晶耦合段6中一側的由直板61和折板62構成的分隔板，所說的折板 62與脫硫塔1殼體內壁密封連接，直板61插入氧化及結晶耦合段6中，直板61與脫硫塔1 殼體內壁之間為清液區63，直板61下部為稠液區64 ;清液區63和稠液區64起著結晶體的 篩分作用，使大顆粒集中在稠液區64，細顆粒集中在清液區63 ; 在直板61下部稠液區64、脫硫塔1殼體上設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處理工序(蒸發，干燥工序)。 在清液區63、脫硫塔1殼體上設置循環吸收液出口 14 ; 在氧化和結晶耦合段6、折板上部設有吸收劑漿液(石灰石，石灰或氨)入口 16 ; 在氧化和結晶耦合段6中部設有鼓壓縮空氣的壓縮空氣入口 15 ;在壓縮空氣入 口 15設有與空氣入口相連接的空氣分布器，對進入脫硫塔的空氣進行分布；優選的，在氧 化和結晶耦合段6的上部設有開孔的篩板或柵板，篩板或柵板的數量為3-5塊，將氧化和結 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器，在達到同樣的90%氧化率的情況下，氧化反應器體積可以減小 50-80% ; 在氧化和結晶耦合段6中部設有吸收劑漿液(石灰石，石灰或氨)入口 16 ;吸收劑 漿液(石灰石，石灰或氨)由漿液池經泵，并通過分析吸收循環液的pH值(控制在pH值 5. 0-6. 0)來調節進入氧化和結晶耦合段6中吸收液的流量； 在氧化和結晶耦合段6中發生氧化的同時也發生結晶。結晶本身也相當于一個化 學反應。因此，多級鼓泡反應器結構也有利于結晶反應。增加反應速度，提高結晶體粒度的 均勻性，同時在脫硫反應器的最底部，為了防止晶體沉積結塊，在在氧化和結晶耦合段6下 部設有攪拌裝置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進入煙氣降溫區及S02吸收耦合段2，與通過所說的吸收液噴霧化構件噴淋而下的含 吸收漿液的吸收液接觸，煙氣降溫，同時其中的S(^被吸收；煙氣離開降溫區及S(^吸收耦合 段2后，經除霧段5從煙氣出口 ll排向煙囪。
5[0044] 吸收液離開降溫區及S02吸收耦合段2后，進入氧化和結晶耦合段6中，與從鼓壓 縮空氣的壓縮空氣入口 15鼓入的空氣進行氧化反應，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，隨著時間的進行，硫酸鈣或硫酸銨濃度不斷增加，達到并超 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晶的晶核，使硫酸鈣或 硫酸銨能夠結晶析出。當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 酸銨晶體可以穩定增長。 循環吸收液從清液區63的循環吸收液出口 14取出，經循環泵輸送與新加入的吸 收劑漿液混合后進入噴嘴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，有進入氧化和結晶耦合段6中，有被氧化結晶析出，如此不斷循環； 硫酸鈣或硫酸銨料漿從漿料出口 13取出，輸送到蒸發、干燥裝置，采用常規方法， 分離收集其中的固體顆粒，分離后分母液氧化和結晶耦合段6中的吸收劑漿液(石灰石，石 灰或氨)入口 16送回氧化和結晶耦合段6中。
權利要求一種集吸收、氧化、結晶、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件；在SO2吸收段和煙氣降溫耦合段(2)上設置除霧段(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)的下方設有氧化和結晶耦合段(6)；在脫硫塔的頂部除霧段(5)的上部設有煙氣出口(11)，產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)和氧化和結晶耦合段(6)之間設有煙氣入口(12)；在氧化和結晶耦合段(6)中一側的由直板(61)和折板(62)構成的分隔板，所說的折板(62)與脫硫塔(1)殼體內壁密封連接，直板(61)插入氧化及結晶耦合段(6)中，直板(61)與脫硫塔(1)殼體內壁之間為清液區(63)，直板(61)下部為稠液區(64)；清液區(63)和稠液區(64)起著結晶體的篩分作用，使大顆粒集中在稠液區(64)，細顆粒集中在清液區(63)；在直板(61)下部稠液區(64)、脫硫塔(1)殼體上設置硫酸鈣或硫酸銨漿料出口(13)；在清液區(63)、脫硫塔(1)殼體上設置循環吸收液出口(14)；在氧化和結晶耦合段(6)、折板上部設有吸收劑漿液入口(16)；在氧化和結晶耦合段(6)中部設有鼓壓縮空氣的壓縮空氣入口(15)。
2. 根據權利要求1所述的集吸收、氧化、結晶、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件為螺旋噴嘴。
3. 根據權利要求1所述的集吸收、氧化、結晶、除霧和降溫一體化的噴淋脫硫塔，其特 征在于，吸收液噴淋霧化構件的內徑為10-100mm。
4. 根據權利要求1所述的集吸收、氧化、結晶、除霧和降溫一體化的噴淋脫硫塔，其特 征在于，氧化和結晶段的上部設有開孔的篩板或柵板。
5. 根據權利要求1所述的集吸收、氧化、結晶、除霧和降溫一體化的噴淋脫硫塔，其特 征在于，在氧化和結晶耦合段(6)中部設有與空氣入口相連接的空氣分布器。
6. 根據權利要求1所述的集吸收、氧化、結晶、除霧和降溫一體化的噴淋脫硫塔，其特 征在于，在氧化和結晶耦合段(6)下部設有攪拌裝置。
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內的上部設有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上設置除霧段5；在SO2吸收段和煙氣降溫耦合段2的下方設有氧化和結晶耦合段6；在氧化和結晶耦合段6中設置清液區63和稠液區64。本實用新型的獨特之處在于熱煙氣的增濕降溫與SO2的吸收兩個功能區在一個區域內，提高了脫硫塔的利用率，可以節省投資；另外將氧化和結晶兩個功能耦合在脫硫塔下部一個區域內完成，氧化和結晶同時進行，最終形成了一個集吸收、氧化、結晶、除霧和降溫于一體的多功能脫硫塔，不僅節省投資，節約占地面積，也節約能耗。
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 優先權日2009年2月26日
發明者劉盛余 申請人:成都信息工程學院