一種高塵煙氣脫硫雙塔雙循環工藝及裝置的製作方法

2023-10-27 16:41:27 3

本發明涉及一種煙氣控制工藝，具體涉及一種高塵煙氣脫硫雙塔雙循環工藝及裝置。

背景技術：

鍋爐燃煤煙氣中的二氧化硫和粉塵是大氣汙染的主要根源，傳統石灰石石膏脫硫法產生大量無法利用的石膏，難以處理利用；而氨法脫硫產生的硫銨產品可以直接作為肥料使用，同時氨法工藝無廢水產生。針對粉塵濃度為40~200mg/nm3高塵煙氣，常規的單塔氨法脫硫工藝難以實現高塵煙氣的洗塵效果，導致吸收塔10出口顆粒物排放超標，難以實現顆粒物濃度小於5mg/nm3超低排放的要求當煙氣中含有hcl、hf等腐蝕性氣體的濃度較高時，常規的單塔工藝存在系統腐蝕嚴重，難以長期穩定運行等問題。常規的氨法脫硫工藝尚存在氧化不完全充分、氨逃逸、氣溶膠大的難題。

隨著環境質量要求的提高，人們對細微顆粒物的排放控制日益重視。氨法脫硫的入口煙氣粉塵濃度高於40mg/nm3時，通過採用2-3層除霧器的形式進行協同除塵，效果不能滿足當前的超低排放要求。而在氨法脫硫後增設溼式電除塵技術，不僅提高了裝備的投資，而且增加系統運行的能耗，增加了運行成本，是很多企業難以承受的。

因此迫切需要開發氨法脫硫高塵煙氣雙塔雙循環工藝及裝置，解決高塵煙氣的脫硫除塵難題和脫硫系統腐蝕的難題，並減少氨的逃逸和氣溶膠的生成。

技術實現要素：

為解決現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種高塵煙氣脫硫雙塔雙循環工藝及裝置，用於淨化煙氣中的高塵以及二氧化硫。

為了實現上述目標，本發明採用如下的技術方案：

一種高塵煙氣脫硫雙塔雙循環工藝，高塵煙氣依次經過預洗塔14的預洗段和除霧段、吸收塔10內相互隔斷的亞銨吸收段、硫銨吸收段後，經脫水、除霧成淨煙氣後排出；

所述預洗段內洗滌液為水；

所述亞銨吸收段內吸收液為亞銨溶液，排出液與氨吸收劑混合再生為亞銨溶液後，在亞銨吸收段內循環吸收；

所述硫銨吸收段內吸收液為硫銨溶液，排出液與氧化空氣混合氧化為硫銨溶液後，在硫銨吸收段內循環吸收。

上述預洗段內的洗滌液為循環水。

上述亞銨溶液分流一部分，與硫銨吸收段的排出液融匯。

上述硫銨溶液分流一部分，去硫銨處理系統。

適用於上述的一種高塵煙氣脫硫雙塔雙循環工藝的裝置，高塵煙氣依次經過預洗塔14的預洗段、預洗除霧器16，和吸收塔10的亞銨吸收段、硫銨吸收段後，經水洗段、脫水除霧段後成淨煙氣排出；

所述預洗段、亞銨吸收段、硫銨吸收段、水洗段內分別設有若干噴淋器15，

預洗段和水洗段的噴淋液為水，

亞銨吸收段的噴淋液為亞銨溶液，

硫銨吸收段的噴淋液為亞硫酸銨溶液和硫酸銨溶液；

所述亞銨吸收段的下部設有透氣隔板11；截留預洗後煙氣中殘餘的液滴，並吸收塔10內底部的排出口排至吸收區地坑。

所述硫銨吸收段的兩端分別通過透氣隔板11與亞銨吸收段、水洗段隔斷。

進一步的，上述預洗段內設有2~5層由噴淋器15構成的預洗噴淋層，噴淋液由預洗塔14底的預洗池13經預洗泵12循環提供。

再進一步的，上述預洗池13設有接廢水處理系統的排液口，將廢水排放至後續的廢水處理系統，廢水經處理後排放。

進一步的，上述亞銨吸收段的排出液匯流至亞銨再生槽8經再生後，經亞銨泵9一部分在亞銨吸收段內循環噴淋，另一部分排至氧化槽4。

再進一步的，上述亞氨再生槽底部的0.3~2m高處設有氨吸收劑均布器7，氨吸收劑為氨水、液氨、氨氣中的任一種。

進一步的，上述硫銨吸收段的排出液匯流至氧化槽4內，經氧化空氣氧化後，經硫銨泵3一部分在硫銨吸收段循環噴淋，另一部分經硫銨排出泵6輸送至硫銨處理系統。

上述氧化槽4底部設有帶氧化空氣均布器5，氧化空氣均布器5與外置的氧化空氣系統相連，氧化空氣均布器5上設有若干個噴嘴。

進一步的，上述硫銨吸收段內設有吸收液除霧器17。

進一步的，上述水洗段的排出液匯流至水洗槽2，經水洗泵1在水洗段內循環噴淋。

煙氣自原煙氣入口進入預洗塔14內向上流動，由於煙氣的轉向和流速的變化，部分粉塵大顆粒在重力和慣性力的作用下，落入預洗池13內。煙氣中的粉塵經沉降後經過預洗噴淋層，煙氣中的大部分顆粒物和hcl、hf等腐蝕性氣體被噴淋吸收液洗滌除去，夾帶部分微細顆粒和小液滴的煙氣流經預洗除霧器16，除去大部分的液滴及部分微細顆粒物，然後經淨煙氣經過預洗塔14的淨煙氣出口和聯通煙道流到吸收塔10的入口。

亞銨吸收段的排出液匯集至亞銨再生槽8，由底部的均布器提供的氨吸收劑，將亞硫酸氫氨再生為亞硫酸氨，方程式如下:

(nh4)2so3+so2+h2o=2nh4hso3(1)

nh4hso3+nh3=(nh4)2so3(2)

氨法脫硫中主要起吸收作用的為亞硫酸銨-亞硫酸氫銨溶液。亞硫酸銨（簡稱亞銨）與煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸氫銨，酸式鹽亞硫酸氫銨對二氧化硫不具有吸收能力，隨吸收過程的進行，吸收液中的亞硫酸氫銨含量增加，吸收液吸收能力下降，此時需向吸收液中補氨，發生(2)反應使部分亞硫酸氫銨轉變為亞硫酸銨，完成亞銨再生的過程，以保持吸收液的吸收能力。在亞氨再生槽內添加氨吸收劑調節其ph值，再生後的吸收液經亞銨泵9一部分在亞銨吸收段內循環噴淋。另一部分排至氧化槽4，調節氧化槽4的ph值，提高硫氨吸液對so2的吸收效率。

亞銨吸收段與硫銨吸收段之間設置的透氣隔板11，將硫氧化物的吸收分隔為兩個獨立的吸收循環系統,一個為亞銨吸收循環，一個為硫銨吸循環，控制不同的ph值，形成吸收區雙循環工藝。

硫銨吸收段的排出液匯流至氧化槽4內，經氧化空氣氧化後，將亞硫酸銨強制氧化為硫酸銨，經硫銨泵3一部分在硫銨吸收段循環噴淋，吸收部分so2和逃逸的氨。

氧化槽4底部設有硫氨排出泵，將硫氨送至後續的蒸髮結晶系統去處理，變成硫氨副產品。

氧化槽4頂部設有排氣口，通過管道將多餘的廢氣排放至吸收塔10。

本發明的有益之處在於：

本發明的一種高塵煙氣脫硫雙塔雙循環工藝，採用雙塔工藝及裝置，利用預洗塔14的水噴淋洗滌，除去煙氣中大部分的hcl、hf等腐蝕性氣體，待預洗塔14內氯離子、氟離子的濃度定值時，外排部分水洗液到廢水處理系統。有效降低了氯離子、氟離子等強腐蝕性的離子在後續的吸收系統和硫銨處理系統的富集，解決了常規的單塔工藝系統腐蝕問題，也減少硫酸銨處理系統的腐蝕。預洗塔14可協同脫除煙氣中的顆粒物，可處理顆粒物濃度高達200mg/nm3的高塵煙氣，常規的單塔氨法脫硫工藝難以實現高塵煙氣的洗塵效果，導致吸收塔10出口顆粒物排放超標，難以實現顆粒物濃度小於5mg/nm3超低排放的要求。預洗塔14採用水洗噴淋和高效除塵除霧技術，二次除塵效率達75%以上，除塵效率遠遠高於在煙道內前置預洗層。預洗塔14脫除了煙氣中的大部分顆粒物，減少了後續吸收系統和硫銨處理系統中的粉塵濃度，大大提高了硫氨副產品的品質。實現氨法脫硫高塵煙氣的脫硫除塵效果，使煙氣淨化裝置更長周期、穩定、高效的運行，改善了煙氣淨化裝置對周邊環境的影響。在塔外設置獨立的硫銨氧化槽4，與吸收塔10底部設置氧化槽4相比，延長了氧化時間，降低吸收塔10的高度，循環泵的運行電耗下降，提高系統運行的經濟性。

在塔外設置獨立的亞銨再生槽8，與氨吸收劑加入循環泵入口或吸收塔10相比，延長了亞銨再生反應時間，是氨吸收劑充分反應轉化為nh4+，提高了吸收效率，有效降低氨的逃逸，減少氣溶膠的生成。

本發明的一種氨法脫硫雙塔雙循環工藝和裝置，適應處理高含塵、含hcl、含hf等工況複雜的煙氣。系統簡單、易操作，運行成本低，淨化效率高，可實現硫氧化物和粉塵等多種汙染物的超低排放，能夠長期穩定運行，具有很強的實用性和廣泛的適用性。

附圖說明

圖1為本發明的一種高塵煙氣脫硫雙塔工藝的結構示意圖。

附圖中標記的含義如下：1、水洗泵，2、水洗槽，3、硫銨泵，4、氧化槽，5、氧化空氣均布器，6、硫銨排出泵，7、吸收劑均布器，8、亞銨再生槽，9、亞銨泵，10、吸收塔，11、透氣隔板，12、預洗泵，13、預洗池，14、預洗塔，15、噴淋器，16、預洗除霧器，17、吸收液除霧器，18、水洗液除霧器。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明作具體的介紹。

粉塵濃度為40~200mg/nm3的高塵煙氣從預洗塔14進入，依次經過預洗水噴淋和預洗除霧器16，從預洗塔14排出後進入吸收塔10。

經過水噴淋後，煙氣中粉塵濃度降低50%，溫度降低至50-60℃形成飽和煙氣，噴淋水洗液與煙氣接觸產生微小的霧沫，霧沫由凝結液滴和細顆粒組成。飽和煙氣中的細顆粒物和大量的霧沫進一步經過預洗除霧器16，夾帶的霧滴與煙塵相互撞擊凝並，在離心力作用下，形成大顆粒，被除霧器捕集，實現霧滴與煙塵的脫除，確保出口粉塵濃度降低至20mg/nm3進入吸收塔10。

預洗塔14預洗層的噴淋液吸收粉塵後匯集至底部的預洗池13內，經預洗泵12循環提供。

多次循環洗滌後的溶液，從預洗池13底部的排液口定期外排至廢水處理系統。

煙氣從預洗塔14進入吸收塔10，首先依次經過亞銨吸收區和硫銨吸收區，煙氣中的二氧化硫脫除至35mg/nm3以下，但是會產生大量的霧沫，霧沫由含有可溶性鹽的液滴、粉塵組成；煙氣經過吸收液除霧器17，除去霧滴和粉塵後進入水洗區，水洗淨化除去逃逸的銨鹽、細顆粒物和氣溶膠，最後經過水洗除霧器，粉塵濃度低於5mg/nm3從淨煙道排出。

亞銨吸收段噴淋的亞銨溶液，經過透氣隔板11收集後流入亞銨再生槽8，與氨吸收劑均布器7提供的氨吸收劑完成再生過程後，經亞銨泵9一部分在亞銨吸收段內循環噴淋，另一部分排至氧化槽4。

氨吸收劑均布裝置可以根據實際需要，設置在距亞銨再生槽8底0.3~2m處。

硫銨吸收段噴淋的亞硫酸銨溶液和硫酸銨溶液流入氧化槽4，與氧化空氣均布器5提供的氧化空氣完成亞硫酸銨溶液的氧化過程後變為硫酸銨溶液，通過循環至吸收段循環吸收，另一部分經過硫銨排出泵6輸送至硫銨處理系統，進行蒸髮結晶，形成硫銨副產品。

水洗段的排出液匯流至水洗槽2，經水洗泵1在水洗段內循環噴淋。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和優點。本行業的技術人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本發明，凡採用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍內。