烟气脱硫再生一体塔及可再生湿法烟气脱硫方法技术

本发明专利技术公开了烟气脱硫再生一体塔及可再生湿法烟气脱硫方法。烟气脱硫再生一体塔，由上至下依次为烟气排放区、除雾区、二级喷淋区、持液槽区、一级喷淋区和吸收液再生区；吸收液再生区通过竖直隔板I、隔板II及隔板III从左到右依次分隔为预热区、汽提区及集液区，预热区与一级喷淋区连通，隔板I底部开口使预热区与汽提区连通，隔板II的高度低于隔板I的高度，汽提区与集液区通过隔板II上部的空间连通，汽提区和集液区顶部通过隔板III将汽提区和集液区与喷淋区完全隔开；预热区设置换热管组，烟气由换热管组进入塔内；烟气排放区的烟囱顶部设置外套筒。本发明专利技术实现了烟气中SO2回收利用及深度除雾，工艺流程短、设备少、操作费用低，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
烟气脱硫再生一体塔及可再生湿法烟气脱硫方法
本专利技术属于工业废气净化领域，涉及一种烟气脱硫再生一体塔及可再生湿法烟气脱硫方法。
技术介绍
众所周知，二氧化硫是空气的主要污染物之一，更是造成酸雨的“罪魁祸首”。根据我国环境保护部公布的《2015年环境公报》，我国480个城市（区、县）降水监测结果表明：酸雨频率平均为14.0%，出现酸雨的城市比例为40.4%，酸雨频率在25%以上的城市比例为20.8%，酸雨频率在50%以上的城市比例为12.7%，酸雨频率在75%以上的城市比例为5.0%；降水中的阴离子为硫酸根，占离子总量的24.7%，酸雨类型总体类型仍为硫酸型。环境污染日益严重，雾霾事件频发，国家对环保的重视程度也越来越高，近年来出台了一系列环境保护的法律法规、国家标准及管理办法。GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》规定：新建的燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉排放烟气SO2浓度限值分别为300、200、50mg/Nm3，重点地区的燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉排放烟气SO2浓度限值分别为200、100、50mg/Nm3。GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》规定：新建燃煤锅炉烟气的SO2≯100mg/Nm3，重点地区燃煤锅炉SO2≯50mg/Nm3。《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》（环发[2015]164号）中规定燃煤电厂烟气超低排放指标为：SO2≯35mg/Nm3。GB31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》规定：催化裂化催化剂再生烟气，SO2≯100mg/Nm3，重点地区SO2≯50mg/Nm3。烟气二氧化硫的净化技术分为干法、半干法和湿法三种。湿法脱硫具有脱硫率高、装置运行可靠、操作简单等优点，因而世界各国现有的烟气脱硫技术主要以湿法脱硫为主。传统的湿法脱硫技术主要有石灰石-石膏法、氨法脱硫、钠碱法脱硫等。石灰石-石膏法运行可靠性高，应用较广，但基建投资大，容易结垢堵塞管道，运行成本高，副产物为低品位的石膏，回收和利用的价值低；氨法脱硫可用于生产高附加值的农业化肥，但吸收剂氨价格昂贵，运行成本高，且存在氨逃逸造成二次污染；钠碱法脱硫国内应用最多的是贝尔格的EDV技术及中石化的湍冲文丘里湿法除尘钠法脱硫技术，但该脱硫方法存在的主要问题是碱液消耗量大、排放的高浓度含盐污水难以处理，直排会对水体生态环境造成影响，若结晶回收高纯度亚硫酸钠则需大量消耗蒸汽，造成能耗和处理成本大幅攀升。可再生烟气脱硫技术具有回收烟气中SO2、吸收剂再生循环利用等优点，从清洁生产和循环经济的角度出发，可再生烟气脱硫技术将会成为未来发展的趋势。该技术的原理是利用吸收剂吸收烟气中的SO2，形成富含SO2的富吸收液，然后将富吸收液加热进行再生，释放出高浓度的SO2用于生产硫磺等高附加值的产品，再生后的吸收剂循环使用。可再生烟气脱硫技术所使用的吸收剂分为有机溶剂和无机溶剂两大类。加拿大Cansolv工艺采用有机胺溶剂作为烟气脱硫吸收剂；美国Bleco公司的Labsorb工艺采用磷酸盐作为烟气脱硫吸收剂；CN200910237877.1公开了一种离子液体作为烟气脱硫吸收剂；CN201210449283.9公开了一种二胺类化合物作为主体的可再生烟气脱硫吸收剂；CN201410134925.5公开了一种有机胺盐水溶液作为烟气脱硫吸收剂；CN201510654174.4公开了一种脱硫工艺，采用柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液、有机胺缓冲液中的一种或多种作为烟气脱硫溶剂；CN2008102097345公开了一种使用亚硫酸钠作为可再生烟气脱硫吸收剂的方法。由于大部分燃煤锅炉及催化裂化装置按照以前的旧标准进行建设，在建设时未考虑到烟气需进一步深度脱硫，因而在建设时没有给烟气脱硫改造留出足够的建设用地，均需在现有有限的区域内新建烟气脱硫装置或对旧装置进行改造。上述可再生烟气脱硫技术均需单独设置解析塔/再生塔/分解塔，以使富吸收剂再生，流程较长，设备较多，占地面积较大，严重制约着除尘脱硫装置的建设和升级改造，部分装置和燃煤锅炉因为缺乏足够的空间无法升级改造，导致烟气排放指标无法满足现行国家标准被迫停工或拆毁重建。因而，亟待开发流程短、设备少、占地面积少的可再生烟气脱硫技术。湿式烟气脱硫装置投产后，烟囱排放的烟气形成长达数百米甚至几公里的“白烟长龙”，给人带来强烈的视觉冲击，尤其是冬季“白烟长龙”现象尤为明显。另外，大量水汽从烟囱直接排放于大气中，造成水资源的浪费。因而，亟待开发一种具有深度除雾功能的脱硫装置和方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种烟气脱硫再生一体塔及可再生湿法烟气脱硫方法，本专利技术的烟气脱硫再生一体塔集烟气脱硫及吸收液再生于一体，实现了烟气中SO2回收利用及烟气的深度除雾，大幅减少烟气排放后的“白烟现象”，本专利技术方法流程短、设备少、操作费用低，具有广阔的应用前景。本专利技术的烟气脱硫再生一体塔，由上至下依次为烟气排放区、除雾区、二级喷淋区、持液槽区、一级喷淋区和吸收液再生区；所述的吸收液再生区通过竖直的隔板I、隔板II及隔板III由左到右依次为预热区、汽提区及集液区，预热区顶部与一级喷淋区连通，隔板I底部开口使预热区与汽提区连通，隔板II的高度低于隔板I的高度，汽提区与集液区通过隔板II上部的空间连通，汽提区和集液区顶部通过隔板III将汽提区和集液区与喷淋区完全隔开。所述的隔板III两端分别与隔板I及汽提区集液区塔壁连接，隔板I与隔板III连接处的夹角一般为45~165°，优选为120~150°。所述的隔板I、隔板II及隔板III与塔壁之间密封，避免隔板两侧的气、液短路。所述的隔板I底部设置开口区域，开口面积为隔板I面积的2%~30%，吸收液可通过开口区域从预热区进入汽提区；所述的隔板II高度为隔板I高度的30%~80%，吸收液可通过隔板II上部区域从汽提区进入集液区。所述的烟气排放区与除雾区优选通过锥体形变径相连，除雾区与烟气排放区的塔径比为1.5~5；所述的除雾区与二级喷淋区优选通过倒锥体形变径相连，除雾区与二级喷淋区的塔径比为1.2~3；所述的一级喷淋区与吸收液再生区优选通过锥体形变径相连，吸收液再生区与一级喷淋区的塔径比为1~3。所述的烟气排放区一般为常规的烟气湿法脱硫方法中的烟囱结构，所述的烟囱底部与除雾区塔体相连，优选通过锥体形变径与除雾区塔体相连，烟囱顶部设置烟气出口；优选在烟囱顶部设置外套筒，所述的外套筒为上下开口的筒状结构，可以为圆筒状或锥筒状，外套筒上沿高出烟囱顶部一定距离，一般为0.2～10m，优选为0.5～5m，外套筒的下沿低于烟囱的上沿，优选低于烟囱上沿0.5~5m；所述的外套筒与烟囱之间为环形空间，优选底部开口直径为烟囱顶部开口直径的1.01～1.2倍。所述的烟气从烟囱顶部进入外套筒，从外套筒顶部排出，烟气的气速较高，在流经外套筒时会在烟囱与外套筒之间产生负压，空气在负压的吸力作用下流经烟囱与外套筒之间的环形空间进入外套筒上部，空气在外套筒内与烟气混合后一起从外套筒顶部排放，烟气在离开外套筒顶部排放之前就已与空气充分混合，大幅降低了“白烟”生成量。所述的除雾区设置除雾器，用于除去烟气携带的液滴，所述的除雾器可以为旋流除雾器、湿式静电除雾器、丝网除雾器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气脱硫再生一体塔，其特征在于：由上至下依次为烟气排放区、除雾区、二级喷淋区、持液槽区、一级喷淋区和吸收液再生区；所述的吸收液再生区通过竖直的隔板I、隔板II及隔板III由左到右依次分隔为预热区、汽提区及集液区，预热区顶部与一级喷淋区连通，隔板I底部开口使预热区与汽提区连通，隔板II的高度低于隔板I的高度，汽提区与集液区通过隔板II上部的空间连通，汽提区和集液区顶部通过隔板III将汽提区和集液区与喷淋区完全隔开；所述的预热区设置换热管组，换热管组的下端固定于预热区的塔底与烟气管线连通，换热管组的上部出口端引至预热区液面上方；所述的换热管组上部出口端的上方设置伞帽形挡板；所述的烟气排放区为常规的烟囱结构，所述的烟囱底部与除雾区塔体相连；在烟囱顶部设置外套筒，所述的外套筒为上下开口的筒状结构，外套筒上沿高出烟囱顶部一定距离，外套筒的下沿低于烟囱的上沿，所述的外套筒与烟囱之间为环形空间。

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱硫再生一体塔，其特征在于：由上至下依次为烟气排放区、除雾区、二级喷淋区、持液槽区、一级喷淋区和吸收液再生区；所述的吸收液再生区通过竖直的隔板I、隔板II及隔板III由左到右依次分隔为预热区、汽提区及集液区，预热区顶部与一级喷淋区连通，隔板I底部开口使预热区与汽提区连通，隔板II的高度低于隔板I的高度，汽提区与集液区通过隔板II上部的空间连通，汽提区和集液区顶部通过隔板III将汽提区和集液区与喷淋区完全隔开；所述的预热区设置换热管组，换热管组的下端固定于预热区的塔底与烟气管线连通，换热管组的上部出口端引至预热区液面上方；所述的换热管组上部出口端的上方设置伞帽形挡板；所述的烟气排放区为常规的烟囱结构，所述的烟囱底部与除雾区塔体相连；在烟囱顶部设置外套筒，所述的外套筒为上下开口的筒状结构，外套筒上沿高出烟囱顶部一定距离，外套筒的下沿低于烟囱的上沿，所述的外套筒与烟囱之间为环形空间。2.按照权利要求1所述的烟气脱硫再生一体塔，其特征在于：所述的外套筒外套筒上沿高出烟囱顶部0.2～10m，外套筒的下沿低于低于烟囱上沿0.5~5m；所述的外套筒的底部开口直径为烟囱顶部开口直径的1.01～1.2倍。3.按照权利要求1所述的烟气脱硫再生一体塔，其特征在于：所述的隔板III两端分别与隔板I及汽提区集液区塔壁连接，隔板I与隔板III连接处的夹角为45~165°；所述的隔板I、隔板II及隔板III与塔壁之间密封，避免隔板两侧的气、液短路。4.按照权利要求1所述的烟气脱硫再生一体塔，其特征在于：所述的隔板I底部开口面积为隔板I面积的2%~30%，吸收液通过底部开口从预热区进入汽提区；所述的隔板II高度为隔板I高度的30%~80%，吸收液通过隔板II上部空间从汽提区进入集液区。5.按照权利要求1所述的烟气脱硫再生一体塔，其特征在于：所述的烟气排放区与除雾区通过锥体形变径相连，除雾区与烟气排放区的塔径比为1.5~5；所述的除雾区与二级喷淋区通过倒锥体形变径相连，除雾区与二级喷淋区的塔径比为1.2~3；所述的一级喷淋区与吸收液再生区通过锥体形变径相连，吸收液再生区与一级喷淋区的塔径比为1~3。6.按照权利要求1所述的烟气脱硫再生一体塔，其特征在于：所述的除雾区设置除雾器（12），除雾器（12）包括升气管I（12-4）、升气管II（12-2）和直筒（12-9），升气管I（12-4）与升气管II（12-2）通过轴承（12-3）连接，直筒（12-9）设置在升气管I（12-4）和升气管II（12-2）的外侧，并与升气管I（12-4）、II（12-2）在同一轴线上；升气管II（12-2）固定于塔盘（12-1）上；升气管I（12-4）的顶部设置封盖板（12-7），在升气管I的圆周开有若干条缝（12-5），在靠近各条缝（12-5）的升气管I（12-4）圆周上设置有切向导流板（12-6），切向导流板上设置若干圆柱形凸起（10），直筒（12-9）的内壁上设置凸起（12-8）。7.按照权利要求6所述的烟气脱硫再生一体塔，其特征在于：凸起（12-8）为带有螺纹结构的圆柱形凸起，圆柱形凸起（12-8）在导流板上均匀分布，圆柱形凸起（12-8）所占面积为切向导流板12-6面积的10%~50%。8.按照权利要求1所述的烟气脱硫再生一体塔，其特征在于：所述的二级喷淋区设置一层或多层喷淋管线，设置多层喷淋管线时，喷淋管线之间的距离为0.5~5m；所述的喷淋管线连接碱液管线I，喷淋管线上设置有多个雾化喷嘴；所述的二级喷淋区用于将碱液雾化，雾化后的小液滴与烟气逆流接触，脱除烟气中携带的二氧化硫。9.按照权利要求1所述的烟气脱硫再生一体塔，其特征在于：所述的持液槽区设置若干升气筒，烟气从一级喷淋区通过升气筒进入二级喷淋区；所述的持液槽区设置一个或多个溢流管，溢流管高度低于升气筒高度，持液槽内的碱液通过溢流管进入一级喷淋区。10.按照权利要求1所述的烟气脱硫再生一体塔，其特征在于：所述的持液槽区塔壁一侧分别连接碱性溶液管线I、新鲜水管线；所述的碱性溶液管线I上设置流量调节阀，用于向持液槽内加注碱性溶液调节其pH值；所述的新鲜水管线上设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：何佳，李欣，李磊，王晶，王昊辰，韩天竹，金平，王海波，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11