本实用新型专利技术公开了一种新型烟气脱硫消雾霾系统工艺装置，用于硫磺回收尾气焚烧炉的烟气脱硫消雾霾系统包括脱硫塔，脱硫塔的下部设有进气口、顶部设有烟窗，脱硫塔包括从下到上依次设置减温增湿段、脱硫段、水洗段，所述减温增湿段包括增湿液喷嘴，所述脱硫段包括自上而下设置的脱硫液分布器、脱硫填料层和脱硫液收集器，所述水洗段包括自上而下设置的除沫器、水洗液分布器、水洗填料层和水洗液收集器，所述脱硫塔外设有分别与减温增湿段、脱硫段、水洗段连接的增湿液循环回路、脱硫液循环回路、水洗液循环回路，增湿液循环回路上设有增湿液循环泵和减温增湿循环液冷却器，脱硫液循环回路上设有脱硫液缓冲罐、脱硫液循环泵和脱硫液冷却器。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种新型烟气脱硫消雾霾系统工艺装置，属于石油炼制工业中酸性气回收装置排放气的二氧化硫脱除
技术介绍
随着我国工业化的发展，工业生产中的烟气排放量越来越大，对生态环境的破坏也越来越严重，已经影响到人民的正常生活。而对于石油炼制工业来说，硫磺回收装置尾气焚烧炉的烟气是全厂二氧化硫的集中排放源之一，必须要有行之有效的脱硫方法控制二氧化硫的排放。使用氨法脱硫相对于钠法和钙法脱硫，没有废液和废固产生，所需的氨可就近来自硫磺回收装置酸性水气提塔，脱硫后产生的硫酸铵溶液可用于浓缩结晶，生产硫氨化肥，因而具有明显的优势，但氨法脱硫存在着氨逃逸可能。目前硫磺回收装置均按照《大气污染物综合污染物排放标准》(GB16297-1996)而设计。上游来的酸性气先经过Clause硫磺回收单元和尾气处理单元处理，硫元素回收率不小于99.8%，排放的尾气经焚烧炉处理后，烟气中SO2含量为520-560mg/Nm3（干基）；当尾气处理单元离线时，烟气中SO2含量将高达29000mg/Nm3（干基），甚至更高，不能满足新颁布的《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)大气污染物排放限值，因而需要改造升级。从原理上说，氨法脱硫是以(NH4)2SO3-NH4HSO3混合溶液为基础，在吸收塔中与烟气中的SO2进行反应的过程，并以适宜的方式持续补充适量的氨或氨水，以维持吸收循环液中(NH4)2SO3-NH4HSO3之间的最佳比例。烟气的主要成份有N2、CO2、H2O、O2，另外还有待脱除的SO2和少量SO3（约占SO2体积比1.7%左右）。在(NH4)2SO3-NH4HSO3溶液中，主要成分有(NH4)2SO3、NH4HSO3、SO2和NH3。(NH4)2SO3和NH4HSO3以离子形态存在，由于离子不挥发，以稳定态存在：(NH4)2SO3（水溶液）→2NH4++SO32-（1）NH4H（水溶液）→NH4++HSO3-（2）HSO3-（水溶液）↔H++SO32-（3）而SO2和NH3在溶液中以分子形态存在，分子由于受到溶液的温度及电离平衡的影响，以及气相（烟气）中分压的影响，有可能挥发，所以呈游离态或自由态：NH3+H2O↔NH4++OH-（（4）SO2+H2O↔HSO3-+H+（5）H2O↔H++OH-（6）（1）和（2）电离方程式是不可逆的，（3）~（6）电离方程式是可逆的。氨法脱硫就是NH3-SO2-H2O的三元物系的气液相平衡问题，包括液相内部的电离平衡和气液相平衡。准确理解氨法脱硫，并进行热量平衡、物料平衡（水和硫元素）、烟气与循环液之间SO2-NH3-H2O的相平衡计算，进而合理确定操作参数是保证脱硫效果和控制氨逃逸的关键。硫磺回收装置尾气焚烧炉的烟气，不同于燃煤锅炉烟气，其温度较高，一般在200-300℃；硫含量变化范围大，可在500-29000mg/NM3之间；而且水分含量高（13%-10%）、不含有烟尘。在氨法脱硫工程中，热平衡和水平衡互相制约，当脱硫塔顶排烟温度设定过高时，脱硫效果和氨逃逸不能达到要求；当脱硫塔顶排烟温度设定过低时，脱硫塔内水会逐渐累积，不能维持脱硫稳定操作，所以，必须从热量平衡、物料平衡（水和硫元素）、烟气与循环液之间相平衡综合考虑。
技术实现思路
本技术针对硫磺回收装置尾气焚烧炉烟气的特点，提供一种基于热量平衡、物料平衡（水和硫元素）、烟气与循环液（SO2-NH3-H2O）之间相平衡以及循环液内部的弱酸弱碱的电离计算方法的新型烟气脱硫消雾霾系统工艺装置，以解决现有技术脱硫不稳定和烟囱冒白烟的问题。本技术采用如下技术方案：新型烟气脱硫消雾霾系统工艺装置，包括脱硫塔，脱硫塔的下部设有进气口、顶部设有烟窗，所述脱硫塔包括从下到上依次设置减温增湿段、脱硫段、水洗段，所述减温增湿段包括增湿液喷嘴，所述脱硫段包括自上而下设置的脱硫液分布器、脱硫填料层和脱硫液收集器，所述水洗段包括自上而下设置的除沫器、水洗液分布器、水洗填料层和水洗液收集器，所述脱硫塔外设有分别与减温增湿段、脱硫段、水洗段连接的增湿液循环回路、脱硫液循环回路、水洗液循环回路，所述增湿液循环回路上设有增湿液循环泵和减温增湿循环液冷却器，所述脱硫液循环回路上设有脱硫液缓冲罐、脱硫液循环泵和脱硫液冷却器，所述水洗液循环回路上有水洗液缓冲罐和水洗液循环泵。所述脱硫液循环回路上连接有通入到所述减温增湿段中的硫胺液补充管路，该硫胺液补充管路上设有氧化缓冲罐和硫胺液补充泵。所述水洗液循环管路上连接有通入到所述脱硫液缓冲罐中的水洗液交换管路。所述脱硫塔上位于所述烟窗和水洗段之间的位置设有烟气再热器。所述脱硫塔外设有与所述进气口连接的烟气余热回收器，所述烟气再热器与所述烟气余热回收器通过循环管道连接组成一个闭合的系统。所述脱硫塔外设有与所述烟气再热器通过循环管路连接的蒸汽发生器，所述蒸汽发生器用于与外界工厂废气管道连接，所述蒸汽发生器通入到烟气再热器的管路上用于与外界低压余热蒸汽连接。所述脱硫填料层中的填料采用比表面积为125-350m2/m3的塑料规整填料，脱硫填料层的填料高度为6米。所述水洗填料层中的填料采用比表面积为125-350m2/m3的塑料规整填料，水洗填料层的填料高度为2米，所述增湿液喷嘴包括2~3层上下设置的喷嘴。本技术中热量平衡、物料平衡及相平衡包括整个脱硫系统的平衡和各功能区的平衡，以此为基础确定各功能区的操作参数。基于上述的平衡计算，确定了脱硫系统构成，包括脱硫塔、烟气余热回收器、烟气再热器、废气余热蒸汽发生器、增湿液循环泵、减温增湿循环液冷却器、脱硫缓冲罐、脱硫液循环泵、脱硫循环液冷却器、水洗缓冲罐、水洗液循环泵、氧化缓冲罐、硫铵液补充泵等。基于上述平衡计算，设定脱硫塔包含减温增湿段、预脱硫段、脱硫段、水洗段，上述各段的烟气出口温度要略高于原始烟气中的水的露点，且幅度逐渐递减，以水与硫元素的持续动态平衡，且满足在水洗段适量补水，脱硫塔塔釜适量的以合理的浓度抽出副产物硫酸铵水溶液。基于上述平衡计算，确定减温增湿段烟气出口温度由烟气余热回收器和减温增湿循环液冷却器两者共同控制，或者单独由后者来控制。另外，设定了减温增湿循环液的浓度范围和循环量范围，以维持整个系统的稳定操作。基于上述平衡计算，确定脱硫段烟气出口温度由脱硫循环液冷却器控制，并设定了脱硫循环液的浓度范围和循环量范围，确定了传质结构和传质单元高度。在减温增湿段，上游的尾气焚烧炉均采用燃料气燃烧，所产生的烟气的主要成份为CH4、H2、少量N2和CO2等惰性气体，因而烟气中的水含量明显高于燃煤锅炉烟气，其水露点一般在47.5℃-50.5℃之间。在减温增湿段若单纯的依靠硫酸氨溶液进行喷淋，借助水蒸发来降低烟气温度，则平衡温度在60℃-65℃，这个温度下的烟气进入脱硫段，则无论脱硫效果还是烟气中的逃逸量均满足不了新的排放标准；迫不得以，则需在水洗段大量补充水，进而往脱硫段溢流，强行压低脱硫段的烟气温度，带来的后果是脱硫塔釜的硫酸铵溶液变得很稀，失去其利用价值。故有很有必要在烟气入口增加烟气余热回收器，将烟气温度降至150℃左右，并发生120~130℃蒸汽，此蒸汽可以复热净烟气，可以用于下游的硫铵结晶，也可以并入上游的硫磺回本文档来自技高网...
【技术保护点】
新型烟气脱硫消雾霾系统工艺装置，包括脱硫塔，脱硫塔的下部设有进气口、顶部设有烟窗（601），其特征在于：所述脱硫塔包括从下到上依次设置减温增湿段、脱硫段、水洗段，所述减温增湿段包括增湿液喷嘴（201），所述脱硫段包括自上而下设置的脱硫液分布器（301）、脱硫填料层（302）和脱硫液收集器（303），所述水洗段包括自上而下设置的除沫器（401）、水洗液分布器（402）、水洗填料层（403）和水洗液收集器（404），所述脱硫塔外设有分别与减温增湿段、脱硫段、水洗段连接的增湿液循环回路、脱硫液循环回路、水洗液循环回路，所述增湿液循环回路上设有增湿液循环泵（202）和减温增湿循环液冷却器（203），所述脱硫液循环回路上设有脱硫液缓冲罐（304）、脱硫液循环泵（305）和脱硫液冷却器（306），所述水洗液循环回路上有水洗液缓冲罐（405）和水洗液循环泵（406）。
【技术特征摘要】
1.新型烟气脱硫消雾霾系统工艺装置，包括脱硫塔，脱硫塔的下部设有进气口、顶部设有烟窗（601），其特征在于：所述脱硫塔包括从下到上依次设置减温增湿段、脱硫段、水洗段，所述减温增湿段包括增湿液喷嘴（201），所述脱硫段包括自上而下设置的脱硫液分布器（301）、脱硫填料层（302）和脱硫液收集器（303），所述水洗段包括自上而下设置的除沫器（401）、水洗液分布器（402）、水洗填料层（403）和水洗液收集器（404），所述脱硫塔外设有分别与减温增湿段、脱硫段、水洗段连接的增湿液循环回路、脱硫液循环回路、水洗液循环回路，所述增湿液循环回路上设有增湿液循环泵（202）和减温增湿循环液冷却器（203），所述脱硫液循环回路上设有脱硫液缓冲罐（304）、脱硫液循环泵（305）和脱硫液冷却器（306），所述水洗液循环回路上有水洗液缓冲罐（405）和水洗液循环泵（406）。2.根据权利要求1所述的新型烟气脱硫消雾霾系统工艺装置，其特征在于：所述脱硫液循环回路上连接有通入到所述减温增湿段中的硫胺液补充管路，该硫胺液补充管路上设有氧化缓冲罐（501）和硫胺液补充泵（602）。3.根据权利要求1所述的新型烟气脱硫消雾霾系统工艺装置，其特征在于：所述水洗液循环管路上连接有通入到所述脱硫液缓冲罐（304）中的水洗液交换管路...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭宏新，贾兆年，刘丰，李奇，袁自伟，徐威，
申请(专利权)人：江苏中圣高科技产业有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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