一种废气二氧化硫吸收净化塔制造技术

本实用新型专利技术涉及一种锅炉废气的二氧化硫吸收净化塔，主要分三个功能区：脱氨区、脱硫区和氧化结晶区。它在脱硫塔塔顶中心位置设置净化废气出口；在塔体内上部设置了包括冲洗水分布器的气、液分离构件；在气、液分离构件下方设置与脱氨循环吸收液进口相连接的脱氨循环吸收液分布器；在脱氨循环吸收液分布器下方设置脱氨区；在脱氨区下方设置与脱硫循环吸收液进口相连接的脱硫循环吸收液分布器；在脱硫循环吸收液分布器下方设置脱硫区；在塔体上设置吸收液溢流出口；在溢流出口下方设置氧化结晶区。该设备的特点是投资低，能耗小，且废气处理能力大，效率高，适合大规模工业化应用。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

该技术属于清洁能源技术和洁净煤
，主要应用于火力发电站、工业燃煤或燃油锅炉，以及冶金矿物烧结机废气的SO2废气回收净化，也可属于化工和环保领域。
技术介绍
以煤或石油为燃料的锅炉或火力发电厂排放大量废气。这些废气含有SOx、NOx、HCl和HF等有害物质，其中SOx是形成酸雨的主要物质。随燃烧煤种的不同，SO2含量通常在300～5000ppmv(1000～15000mg/Nm3)之间。但是，废气量十分巨大，以燃煤锅炉而论，蒸汽规模从35T/h到2500T/h，发电机组容量6MW到1000MW，废气量由5万Nm3/h到250万Nm3，SO2排放量1000吨/年到100,000吨/年。由于SO2是酸性气体，采用碱性水溶液脱吸废气中的SOx，即废气脱硫(Flue Gas Desulfurization，FGD)是有效的方法，具有广泛的应用价值。然而，现有的废气脱硫技术中，广泛采用的仍然还是以石灰石为原料的石灰石～石膏法(也称为钙法)，其脱硫副产品是石膏。由于石膏的用途很有限，脱硫副产的石膏以抛弃为主。因此，这类方法称为抛弃法。抛弃法具有明显的缺点：消耗新的自然资源；废气变废渣，带来新的污染；同时排放CO2，为温室气体，而且投资大，能耗高。合成氨是碱性物质，作为脱硫剂，其脱硫产物是硫酸铵，可以作为高肥效的农业化肥。这种方法称为氨法脱硫技术。这种方法回收废气中的二氧化硫，生产附加值较高的化肥。中国是一个人口、粮食和化肥大国，化肥的产量折合为合成氨，相当于3500万吨/年。以FGD技术可以解决2000万吨SO2/年计算，需要提供合成氨1000万吨/年，占全国合成氨总需求量不到30％，同时可生产4000万吨硫酸铵，产值近300亿元。另外，碳铵或尿素仅含氮营养，而硫铵中同时含氮和硫营养。因此，硫铵是比碳铵和尿素更好的化肥，在中国具有巨大的市场前景。但是，我国，乃至世界范围内，硫酸铵的产量都很低，基本上都是副产品，几乎没有专门生产硫酸铵化肥的工厂。因此，发展以废气脱硫为基础的硫铵化肥产业，对于促进我国农业的发展具有重要意义。氨法脱硫技术对应的三个步骤如下：(1)SO2吸收，表现为水溶液中的酸碱反应，首先生成亚硫酸铵，反应如下：SO2+H2O+2NH3＝(NH4)2SO3(亚硫酸铵)(2)亚硫酸铵氧化为硫酸铵，化学反应也在水溶液中发生，反应如下：(NH4)2SO3+1/2O2＝(NH4)2SO4(硫酸铵)(3)硫酸铵结晶，水溶液中的硫酸铵浓度超过溶解度后，会结晶析出固体硫酸铵颗粒。结晶通常也被看作为一个化学反应，即：(NH4)2SO4(L，液体硫酸铵)＝(NH4)2SO4(S，固体硫酸铵)。但是，与其他碱性物质不同的是，氨易挥发。传统的逆流接触式吸收塔，不论是喷淋塔、填料塔还是板式塔，在位于塔顶部的接触点，吸收液中氨浓度最高，而气体相中SO2浓度最低。因此，氨在气相中的浓度将最高。这意味着氨随尾气溢出脱硫塔的量将很大。这既会造成氨的浪费损失，又会造成新的污染。这个难题正是导致氨法脱硫技术在过去长期未能很好发展的一个重要原因。-->
技术实现思路
为克服现有技术存在的上述缺陷和不足，本技术从降低氨的挥发损失的角度，提出了一种新的废气二氧化硫回收方法和装置，分别如附图1和2所示。附图1为该技术的的二氧化硫吸收净化塔，附图2为整套工艺装置。本技术的使用的新方法为一种逆流氨法废气净化设备的脱硫方法，该方法包括三个步骤，原废气的一阶氨法脱硫净化；半净化废气的二阶脱氨脱硫净化；对所述一阶、二阶净化产生的亚硫酸铵溶液实施氧化结晶。实现该方法的装置可以是一种圆柱形或方形的塔式设备，简称为二氧化硫吸收塔1；二氧化硫吸收塔1主要分为三个功能区：脱氨区106、脱硫区108和氧化结晶区1010。(1)脱氨区主要完成氨回收的任务，从脱硫区上来的已经脱出大部分二氧化硫的废气含有的氨气在这个区域被吸收，同时在脱硫区剩余的二氧化硫在这个区域进一步被吸收。该区域的高度为H1，直径为D1。脱氨区位于脱氨吸收液分布器和脱硫吸收液分布器之间。(2)脱硫区主要完成脱硫任务，废气中的二氧化硫主要是在脱硫区被吸收液吸收变为亚硫酸铵。该区域位于的高度为H2，直径为D2，位于脱硫吸收液分布器和溢流出口之间。(3)从脱硫区和脱氨区下来的含有亚硫酸铵的吸收液体直接落入氧化结晶区。在这个区域，亚硫酸铵被鼓入的空气氧化为硫酸铵，并使吸收液中的硫酸铵浓度增加，超过硫酸铵的饱和溶解度，结晶析出固体硫酸铵。该区域的高度为H3，直径为D3，位于溢流出口和塔底板之间。如图1所示，所说的二氧化硫吸收塔(1)具体包括：设置在塔顶的净化废气出口(102)，该出口可以是圆形，也可以是其它形状。设置在塔体(101)内上部的气、液分离构件(103)；设置在气、液分离构件(103)中的与水进口相连接的冲洗水分布器(104)；设置在冲洗水分布器(104)下方的与脱氨循环吸收液进口相连接的脱氨循环吸收液分布器(105)；设置在脱氨循环吸收液分布器(105)下方的脱氨区(106)；设置在脱氨区(106)下方的与脱硫循环吸收液进口相连接的脱硫循环吸收液分布器(107)：设置在脱硫循环吸收液分布器(107)下方的脱硫区(108)；设置在脱硫区(108)的废气入口(1013)；设置在废气入口(1013)下方的氧化结晶区(1010)；设置在氧化结晶区(1010)的与空气入口相连接的空气分布器(1011)；设置在氧化结晶区(1010)的空气分布器(1011)上部或下部的搅拌器(1012)；设置在氧化结晶区(1010)塔体(101)上的母液回流入口；设置在氧化结晶区(1010)空气分布器(1011)下方塔体(101)上的循环吸收液出口；设置在氧化结晶区(1010)空气分布器(1011)下方塔体(101)上的硫铵料浆出口；如图2所示，该技术的二氧化硫回收新装置包括，但不限于以下设备：二氧化硫吸收塔(1)；设置在二氧化硫吸收塔(1)上游的废气增压风机(2)；设置在二氧化硫吸收塔(1)上游的氧化空气鼓风机(3)；-->设置在二氧化硫吸收塔(1)附近的脱氨吸收液循环泵(4)；设置在二氧化硫吸收塔(1)附近的脱硫吸收液循环泵(5)；设置在与脱硫吸收液循环泵(5)相连的吸收液循环管路上的进氨混合器(6)；设置在二氧化硫吸收塔(1)下游的硫铵提取设备(7)；设置在二氧化硫吸收塔(1)上游的气、液分离器冲洗水蓄水器(8)。本技术的一个特征是，脱硫剂氨的加入接口设置在脱硫循环管线上，不设置在塔体上，也不设置在脱氨循环管路上，目的是让将脱氨循环吸收液中的游离氨含量降低到最低程度，使脱氨区成为以氨的吸收和二氧化硫的吸收同时存在的区域，甚至以氨吸收为主的区域，最大限度减少尾气中的氨挥发损失。本技术的第二个特征是，脱氨区高度H1为1～10m，更好地在2～6m之间，废气通过脱氨区的空塔速度在1～5m/s之间，最好在2.0～3.5m/s之间，据此确定脱氨区的直径。脱硫区的高度为5～20m，更好在8～15m之间，其直径与脱氨区相同。氧化结晶区的高度在5～20m之间，最好在8～15m之间，其直径是脱氨区直径的1～2倍。本技术的第三个特征是，脱氨以及脱硫吸收液分布器包括一根总管，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废气二氧化硫吸收净化塔，包括三个组件：脱氨区（１０６）组件、脱硫区（１０８）组件和氧化结晶区（１０１０）组件，其特征在于，所述脱氨区（１０６）组件位于所述脱硫区（１０８）组件的上方，所述脱硫区（１０８）组件位于所述氧化结晶区（１０１０）组件的上方。

【技术特征摘要】
1. 一种废气二氧化硫吸收净化塔，包括三个组件：脱氨区(106)组件、脱硫区(108)组件和氧化结晶区(1010)组件，其特征在于，所述脱氨区(106)组件位于所述脱硫区(108)组件的上方，所述脱硫区(108)组件位于所述氧化结晶区(1010)组件的上方。2. 根据权利要求1所述的二氧化硫吸收净化塔，其特征在于，脱氨区位于脱氨吸收液分布器和脱硫吸收液分布器之间；脱硫区位于脱硫吸收液分布器和溢流出口之间；氧化结晶区位于溢流出口和塔底板之间。3. 根据权利要求2所述的废气二氧化硫吸收净化塔，其特征在于，所述二氧化硫吸收塔还包括：设置在塔顶的净化废气出口(102)；设置在冲洗水分布器(104)下方的与脱氨循环吸收液进口相连接的脱氨循环吸收液分布器(105)；设置在脱氨区(106)下方的与脱硫循环吸收液进口相连接的脱硫循环吸收液分布器(107)；设置在废气入口(1013)下方的氧化结晶区(1010)；设置在氧化结晶区(1010)空气分布器(1011)下方塔体(101)上的硫铵料浆出口。4. 根据权利要求3所述的废气二氧化硫吸收净化塔，其特征在于，所述二氧化硫吸收塔还包括：设置在塔体(101)内上部的气、液分离构件(103)；设置在气、液分离构件(103)中的与水进口相连接的冲洗水分布器(104)；设置在氧化结晶区(1010)塔体(101)上的母液回流入口；设置在氧化结晶区(1010)空气分布器(1011)下方塔体(101)上的循环吸收液出口。5. 根据权利要求4所述的废气二氧化硫吸收净化塔，其特征在于，所述二氧化硫吸收塔还包括：设置在脱硫区(108)的矩形或近似矩形的废气入口(1013)；设置在氧化结晶区(1010)的与空气入口相连接的...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄爱娟，
申请(专利权)人：娄爱娟，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]