顶进式烟气处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种新型的顶进式烟气处理装置及方法，烟气从装置顶部进入，实现含氨碱性吸收液吸收烟气中酸性气体，并进而氧化和结晶的多功能一体化过程。本发明专利技术创新的实质在于，设置的烟气均布器和向上安装的雾化喷嘴可以使得气液两相撞击射流接触，尤其在吸收液喷淋器上方形成烟气与吸收液的同时逆流和顺流接触，完成主要处理任务，取消其他技术中设置的冷激水喷淋构件；在下方烟气与吸收液顺流接触，进一步提高处理效率，同时有效控制氨的逃逸损失；采用水平流除沫器，效率高，设备紧凑，可望在烟气净化领域获得广泛应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烟气处理装置及方法，尤其是一种以氨为原料回收烟气中硫氧化物生产 高附加值有用产品的脱硫装置和方法，属于电力、冶金、环保和化工

技术介绍
经济的不断发达使得工业生产装置的环保要求越来越高。烟气，或称烟道气和烟气脱硫 (FGD， Flue Gas Desulfurization)，或烟气洗涤净化(Scrubbing)是当今燃或石油火力发电 厂，和钢铁厂必须配置的废气治理环保设施。在中国，关于烟气脱硫的环保法律法规已经制 定多年且有多部，并己经严格执行，对于违法排放二氧化硫行为的处罚已经相当严格。烟气脱硫技术的分类根据所采用的原料不同，可以分为(1)钙法，以石灰石，即碳酸 钙为原料；(2)钠法，以碳酸钠即纯碱，或氢氧化钠即烧碱为原料；(3)镁法，以碳酸镁或 氧化镁为原料；(4)氨法，即以氨为原料。对应地，脱硫所得的产品为相应的硫酸盐，比如 硫酸钙(或称石膏)，可作为建筑材料，包括石膏板和水泥添加剂，或者硫酸铵，作为化肥。 以上四种方法由于原料易得，具有工业化价值。尤其钙法，由于地球上丰富的石灰石资源， 尤其西方发达国家，其市场占有率超过90%。众所周知，硫是植物生长的必要元素，也正因为如此，才导致由亿万年前的森林衍变的 化石燃料含硫，进而导致其燃烧过程排放二氧化硫，成为酸雨污染的来源。因此，回收烟气 中排放的二氧化硫，将其转化为硫铵化肥是符合自然规律的。中国每年燃用煤炭超过20亿吨， 据此排放的二氧化硫达3000万吨/年，致使其酸雨国土面积接近40%。但是，中国的土壤还 存在另外一个问题，就是严重缺硫，迫切要求使用含硫元素的肥料。因而，氨法脱硫技术在 中国具有明显的应用价值。但是，氨法脱硫技术由于使用的脱硫原料是易挥发弱碱性的氨，与现在普遍使用的钙法 使用的碳酸钙相比，更容易出现挥发损失，要么招致浪费，要么招致二次污染问题，因而该 类技术至今还不够成熟，难以在实践中获得推广应用。美国专利USP6221325 (2001)和USP6187278 (2001)认为氨的逃逸损失主要是由于脱 硫过程生成的中间体，即亚硫酸铵和亚硫酸氢铵氧化不完全造成的，因而提出了充分氧化并 使得吸收液几乎全部为硫酸铵溶液，从而使得循环吸收液也几乎全部为硫酸铵溶液的解决办 法，脱硫塔为气液逆流，或称烟气上行或顶出的脱硫塔。但是，实践过程中，这种方案的吸 收液循环量十分巨大，气液比，即烟气标态流量/循环吸收液总流量，过小， 一般小于60,甚 至还低于以石灰石为原料的钙法脱硫技术的循环量，导致能耗和投资过大，而且，由于过大 的循环量，使得硫铵结晶过细，后续分离也成为困难，与钙法的竞争优势被明显削弱。中国专利CN1178735C (2002)也公开了一种采用逆流塔的氨法脱硫方法和装置，尤其 脱硫塔分为氧化段，浓縮段，吸收段，水洗段和除雾段，但吸收液循环量过小，即气液比过 高，为2000-5000，氨的逃逸问题并没有解决。并且，实际应用中，此类脱硫塔结构过于复杂存在设备易堵塞。中国专利CN2790569Y和CN1648049A (2005)提出了带有氨回收段的脱 硫塔，试图解决氨的损失问题，且气液比降低到200-2000，但实际应用中也仍然由于设备内 部构件过多，设备结构过于复杂，具有设备容易堵塞的缺点，因而难以进一步推广应用。由于氨的易挥发性，根据其在水溶液中的溶解平衡关系，如果水溶液中氨含量为1%，其 在气相中会形成一个平衡分压为20000ppmv ，即体积分率2%，反之，如果要达到20ppmv， 即15mg/Nm3以下的气相含量，则液相中的氨含量应小于10ppm。与碳酸钙在水中溶解度为 50ppm左右形成一个鲜明的对比，就是很显然，氨法脱硫的吸收液循环量的确将是十分巨大 的，这也是氨法脱硫技术迄今很难被推广应用的一个重要原因，也不难理解，这也是国外诸 多从事烟气脱硫的技术商都不推荐氨法脱硫技术的一个在技术和经济难点方面的重要原因。但是，在中国，伴随着经济的迅速崛起，包括能源和化肥工业，尤其电力工业的飞速发 展，使得中国具有发展氨法烟气脱硫技术的非常急迫的社会需求和基础。近几年来，中国电力工业，尤其是以煤炭为原料的燃煤发电行业爆炸式增长，大量的以 引进国外的钙法(俗称湿法)，或称石灰石-石膏法的烟气脱硫装置已建成，出现一个十分严 重的问题，就是二次污染，石膏几乎很难找到用途。根据化学剂量学，l吨二氧化硫要产近3 吨石膏，消耗近1.8吨石灰石，还要副产近0.7吨二氧化碳，按目前己建成的钙法烟气脱硫装 置的规模情况，理论上，每年至少会产生近5000万吨石膏，消耗近3000万吨石灰石，副产 近1200万吨二氧化碳。另外，中国还有一个国情是，化肥大国， 一个表现是磷肥工业也属世 界第一，其也副产大量石膏，称磷石膏，每年磷石膏产量也接近5000万吨，而且，中国的天 然石膏资源也十分丰富。因此，发展氨法脱硫技术，取代钙法脱硫技术具有节约资源和减少 排放的优点，具有迫切的市场需求。专利CN1648048A和CN2768881Y公开了一种气液顺流的脱硫塔和方法，具有结构较为 简单且可控制氨挥发损失的潜在优点，且气液比也为200-2000。在这种脱硫塔中，烟气从塔 顶进入脱硫塔，并且氧化段耦合了结晶段，其中气液两相为顺流，传质效率相对削弱，要求 塔高要增高，且为了防止脱硫塔上段温度过高，设置了水冷激分布装置。实际上，由于烟气 脱硫过程中的水很宝贵，用水难度较高。此外，这种脱硫塔的硫酸铵浆液出口在空气入口上 方，会由于空气可能会进入循环泵而导致循环泵效率低下，甚至出现运行困难。因此，这种 脱硫塔构型的应用也受到了限制，从而也限制了氨法脱硫技术的推广应用。因此，如何设计一种更加有效地控制氨的挥发损耗，设备结构更加简单，更具有抗堵塞 性，而且传质效率更高的氨法脱硫装置和方法，是氨法烟气脱硫技术推广应用的重要保证， 具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是公开一种新型的烟气处理，即烟气脱硫装置，具体为一种 烟气脱硫塔，以及使用所述烟气装置的烟气处理即脱硫方法，具有更高的传质效率和控制氨 逃逸浪费的性能，且可优化水的利用，简化设备结构。为实现上述目的，本专利技术的顶进式烟气脱硫装置的技术方案如下本专利技术的顶进式烟气脱硫装置包括顶进式烟气脱硫塔，烟气从塔顶部进入，其创新的实5质在于提供了一种具有向上安装的雾化喷嘴的吸收液或脱硫液或脱硫吸收液的喷淋器，构成 一种既包括气液逆流也包括气液顺流的气液混合流的接触模式；尤其是，在气液接触之前， 烟气先经过均布器，强化气液接触的均匀性，在气液接触之后，烟气进入脱硫塔外置的水平 流除沫器，除沫效率更高。所述脱硫塔包括设置在其顶部或上部的烟气进口，设置在中部的烟气出口； 所述烟气进口至烟气出口之间为吸收器，所述烟气出口至塔底之间为氧化结晶器； 所述吸收器内设置有烟气分布器和吸收液喷淋器，并且所述烟气分布器在所述吸收液喷 淋器的上方；所述氧化结晶器内设置有空气鼓泡器和搅拌器，并且所述搅拌器的安装接口位于所述鼓 泡器安装接口的下方；尤其是，吸收液喷淋器由吸收液输送主管，与主管相连接的支管和连接在支管上的雾化 喷嘴组成，尤其是，雾化喷嘴向上安装，即雾化喷嘴的喷口向上。这样，在脱硫液经过喷淋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种顶进式烟气处理装置，包括脱硫塔，所述脱硫塔顶部或上部设置有烟气进口，所述脱硫塔中部设置有烟气出口；所述烟气进口至烟气出口之间为吸收器，所述烟气出口至塔底之间为氧化结晶器；所述吸收器内设置有烟气分布器和吸收液喷淋器，并且所述烟气分布器在所述吸收液喷淋器的上方；所述氧化结晶器内设置有空气鼓泡器和搅拌器，并且所述搅拌器的安装接口位于所述鼓泡器安装接口的下方；其特征在于：所述脱硫装置还包括在所述脱硫塔体外设置的除沫器，所述除沫器与所述烟气出口相连接，并且所述除沫器内设置有水喷淋器，所述水喷淋器的喷嘴数量是所述除沫器面积的０．５～１．５倍；所述吸收液喷淋器的喷嘴的喷口向上，并且所述喷嘴的数量为所述吸收器面积的０．５～１．５倍。

【技术特征摘要】

【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：发明
国别省市：31[中国|上海]