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CN105983307A - 一种碱—水法脱硫除尘工艺技术 - Google Patents

一种碱—水法脱硫除尘工艺技术 Download PDF

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Abstract

一种碱—水法脱硫除尘工艺技术，涉及含硫烟尘的湿法环保处理技术。该发明以含碱溶液为第一脱硫剂，进行一级脱硫除尘，以水为第二脱硫剂进行二级脱硫除尘，一级脱硫除尘在管式反应设备内进行，二级脱硫除尘在塔式设备内进行；脱硫除尘后的含亚硫酸盐混合液再进入单独设置管式氧化反应器进行氧化反应得硫酸盐混合液。该发明克服了传统湿法脱硫技术中脱硫塔内壁及内件结垢、喷嘴堵塞的技术缺陷，可保证装置长周期运行；设备投资少，运行费用低，操作弹性大、吸收、中和与氧化进行彻底，脱硫效率高。

Description

一种碱—水法脱硫除尘工艺技术
技术领域
本发明涉及一种烟气脱硫除尘工艺技术，特别是涉及一种有碱参与的湿法烟气脱硫除尘工艺技术。
背景技术
湿法烟气脱硫是目前国内外使用最多的脱硫技术，其工艺过程一般包括烟气的预处理、吸收、中和、氧化、氧化液处理、除雾、净化气体再加热、副产品浓缩与处理等。湿法脱硫的最主要设备是脱硫装置，目前国内外使用最多的是塔式设备。运行结果表明，脱硫塔塔壁及内件结垢、喷嘴堵塞、设备磨损一直未能很好解决，致使随着运行时间的增加，脱硫效果逐渐降低，运行费用增加，严重时导致设备不能正常运行。开发新的脱硫除尘工艺，改变烟气与脱硫剂的接触方式和接触状态，提高脱硫效果、降低运行费用、克服已有技术的缺点与不足，保证装置长周期正常运行，是人们普遍关心和追求的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碱—水法脱硫除尘工艺技术。该发明包括烟气脱硫除尘新装置和烟气脱硫除尘新工艺。该发明以含碱溶液或浆液为脱硫剂与含硫烟气先在管式脱硫反应器内进行接触完成第一次脱除二氧化硫、三氧化硫及灰尘，然后使管式脱硫反应器内的气液混合物进入气液分离及脱硫塔进行一次脱硫液与烟气的分离；烟气在气液分离及脱硫塔内向上运动，与气液分离及脱硫塔内喷洒的水进行接触，完成第二次脱除二氧化硫、三氧化硫和灰尘，净烟气与原烟气换热后由烟囱排出；气液分离及脱硫塔塔釜的二次脱硫液去设置在气液分离及脱硫塔外的管式氧化反应器进行氧化操作，使塔釜内的亚硫酸盐氧化成硫酸盐。
本发明的目的是通过以下装置和工艺实现的：
所述的脱硫除尘工艺技术包括以下装置：气气换热器、管式脱硫反应器、气液分离及脱硫塔、管式氧化反应器、氧化气液分离器、烟囱、设备间连接管线和中间罐、气体输送装置、液体输送装置、控制及显示仪器仪表及附件。管式脱硫反应器与管式氧化反应器为空管或管内设置动、静态混合元件；气液分离及脱硫塔为空塔或塔内分离段设置强化气液分离的构件、脱硫段设置强化气液接触混合传质的构件。
所述的脱硫除尘工艺技术包括以下工艺过程：a. 原烟气经气气换热器降温后与含碱溶液或浆液汇合进入管式脱硫反应器边流动、边混合、边吸收原烟气中的二氧化硫、三氧化硫并脱除原烟气夹带的灰尘；b. 出管式脱硫反应器的气液混合物进气液分离及脱硫塔进行烟气与一级脱硫液的分离；c. 气液分离及脱硫塔分离出的净烟气向上流动与进入气液分离及脱硫塔的水进行接触，进一步脱除二氧化硫、三氧化硫和灰尘，二次脱硫除尘后的净烟气去气气换热器升温后由烟囱排出；d. 气液分离及脱硫塔塔釜吸收了二氧化硫、三氧化硫和灰尘的脱硫液一部分循环去管式脱硫反应器，再次参与脱硫反应，一部分与氧气或空气汇合去管式氧化反应器边流动、边混合、边进行氧化反应；e. 出管式氧化反应器的气液混合物进氧化气液分离器进行氧化废气与氧化液的分离；f. 氧化气液分离器分离出的氧化废气与出气液分离及脱硫塔的净烟气汇合或直接排入大气；g. 氧化气液分离器分离出的氧化液一部分去进行硫酸盐分离及脱盐废液处理操作，一部分循环去管式氧化反应器再次参与氧化反应。
所述的一种碱—水法脱硫除尘工艺技术，一台管式脱硫反应器与一台气液分离及脱硫塔配合使用或多台管式脱硫反应器与一台气液分离及脱硫塔配合使用，或一台管式脱硫反应器与多台气液分离及脱硫塔配合使用。
所述的一种碱—水法脱硫除尘工艺技术，原烟气进入管式脱硫反应器的方式为增压风机送入、喷射器吸入或增压风机、气体压缩机与喷射器联合送入；氧气或空气进入管式氧化反应器的方式为增压风机送入、喷射器吸入或增压风机、气体压缩机与喷射器联合送入。
所述的一种碱—水法脱硫除尘工艺技术，气液分离及脱硫塔塔釜吸收了二氧化硫、三氧化硫和灰尘的脱硫液或全部去管式氧化反应器进行氧化反应；氧化气液分离器分离出的氧化液或全部去进行硫酸盐分离及脱盐废液处理操作。
所述的一种碱—水法脱硫除尘工艺技术，出管式脱硫反应器的气液混合物或经单独设置的气液分离器进行气液分离，再经单独设置的烟气脱硫除尘装置进行二次脱除二氧化硫、三氧化硫和灰尘。
所述的一种碱—水法脱硫除尘工艺技术，出管式脱硫反应器的气液混合物经气液分离装置分离出的气相或不经二次脱硫除尘操作直接去气气换热器升温后由烟囱排出。
所述的一种碱—水法脱硫除尘工艺技术，管式氧化反应器内进行的氧化反应过程加或不加助氧化剂。
本发明的优点和效果是：
1. 采用二级脱硫除尘操作。第一级脱硫除尘在内设混合元件的管式脱硫除尘反应器内进行，脱硫剂为含碱溶液或浆液，气液接触充分，气液接触界面更新快，二氧化硫、三氧化硫及灰尘进入液相的速度快，效率高；第二级脱硫除尘在塔式设备内进行，脱硫剂为水，气液传质推动力大。二级脱硫除尘同传统的一级脱硫除尘相比较，脱硫除尘效率高，效果好。
2. 二级脱硫除尘工艺可保证装置长周期运行。一级脱硫除尘在管式脱硫除尘反应器内进行，气液的接触状态为液相为连续相，气相为分散相，反应器内壁和内件不易结垢和堵塞。二级脱硫除尘在塔式设备内进行，所用的脱硫剂为水，气液的接触状态为气相为连续相，液相为分散相，与传统的脱硫剂为含碱溶液或浆液直接进入脱硫塔上部的工艺技术相比，具有反应器内壁和构件不易结垢、特别是喷嘴无堵塞的优点。
3. 氧化反应在管式反应器内进行，氧化反应过程气液接触时间长，混合传质充分，氧化进行彻底。
4. 氧化反应独立进行，氧化废气不与原烟气在脱硫塔内汇合，对新设计的脱硫除尘装置，当采用相同的塔内烟气流速时，则脱硫塔可减小直径，明显降低设备投资；当采用本发明对已有脱硫除尘装置进行改造时，则可降低烟气在脱硫塔内的流速，延长烟气在脱硫塔内的停留时间，使脱硫除尘进行的更加彻底，更好保证脱硫效果。
5. 烟气出气液分离及脱硫塔时雾沫夹带少。
6. 该装置可使用各种碱溶液或浆液做为第一脱硫剂，适用性强。
7. 全套装置占地面积小，设备投资少，装置可以长周期运行，且运行费用低。
8. 采用气液分离及脱硫塔（3）塔釜液循环抽吸原烟气进入管式脱硫反应器，烟气阻力对锅炉的影响小。
9. 该工艺技术可用于新建脱硫除尘装置或对已有脱硫除尘装置进行改造。
附图说明
图1是碱—水法烟气脱硫除尘工艺技术流程简图。
具体实施方式
实施例1
实施例1所用的脱硫除尘装置包括：气气换热器（1）、管式脱硫反应器（2）、气液分离及脱硫塔（3）、管式氧化反应器（4）、氧化气液分离器（5）、烟囱（6）、设备间连接管线和中间罐、气体输送装置、液体输送装置、控制及显示仪器仪表及附件。其中管式脱硫反应器（2）和管式氧化反应器（4）由直管和曲管构成，直管部分为市售静态混合器，曲管为空管；气液分离及脱硫塔（3），上、中部装有除雾器和使第二脱硫剂雾化的多层喷嘴，下部为气液分离空间；一台管式脱硫反应器（2）与一台气液分离及脱硫塔（3）配合使用。烟气由增压风机与喷射器联合送入管式脱硫反应器（2），空气由增压风机与喷射器联合送入管式氧化反应器（4），第二脱硫剂经多层喷嘴雾化与上升烟气接触。
该实施例脱硫除尘工艺技术包括以下工艺过程：a. 原烟气经气气换热器（1）降温后与第一脱硫剂氢氧化钙浆液汇合进入管式脱硫反应器（2）边流动、边混合、边吸收原烟气中的二氧化硫、三氧化硫并脱除原烟气夹带的灰尘；b. 出管式脱硫反应器（2）的气液混合物进气液分离及脱硫塔（3）进行烟气与一级脱硫液的分离；c. 气液分离及脱硫塔（3）分离出的净烟气向上流动与进入气液分离及脱硫塔（3）的第二脱硫剂水进行接触，进一步脱除二氧化硫、三氧化硫和灰尘，二次脱硫除尘后的净烟气去气气换热器（1）升温由烟囱排出；d. 气液分离及脱硫塔（3）塔釜吸收了二氧化硫、三氧化硫和灰尘的脱硫液一部分循环去管式脱硫器（2），再次参与脱硫反应，一部分与空气汇合去管式氧化反应器（4）边流动、边混合、边进行氧化反应；e. 出管式氧化反应器（4）的气液混合物进氧化气液分离器（5）进行氧化废气与氧化液的分离；f. 氧化气液分离器（5）分离出的氧化废气与出气液分离及脱硫塔（3）的净烟气汇合由烟囱排入大气；g. 氧化气液分离器（4）分离出的氧化液一部分循环去管式氧化反应器（5）再次参与氧化反应，一部分去进行硫酸盐分离及脱盐废液处理操作。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于该实施例所用的第一脱硫剂为氢氧化镁浆液。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，不同之处在于管式脱硫反应器内装有化工填料。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于采用三台管式脱硫反应器（2）与一台气液分离及脱硫塔（3）配合使用。
实施例5
实施例5与实施例1基本相同，不同之处在于该实施例无氧化液循环进入管式氧化反应器（4）的操作。
实施例6
实施例6与实施例1基本相同，不同之处在于该实施例无脱硫液循环进入管式脱硫反应器（2）的操作。

Claims (7)

1.一种碱—水法脱硫除尘工艺技术，其特征在于，所述的脱硫除尘工艺技术包括以下装置：气气换热器（1）、管式脱硫反应器（2）、气液分离及脱硫塔（3）、管式氧化反应器（4）、氧化气液分离器（5）、烟囱（6）、设备间连接管线和中间罐、气体输送装置、液体输送装置、控制及显示仪器仪表及附件；管式脱硫反应器（2）与管式氧化反应器（4）为空管或管内设置动、静态混合元件；气液分离及脱硫塔（3）为空塔或塔内分离段设置强化气液分离的构件、脱硫段设置强化气液接触混合传质的构件；
所述的脱硫除尘工艺技术包括以下工艺过程：a. 原烟气经气气换热器（1）降温后与含碱溶液或浆液汇合进入管式脱硫反应器（2）边流动、边混合、边吸收原烟气中的二氧化硫、三氧化硫并脱除原烟气夹带的灰尘；b. 出管式脱硫反应器（2）的气液混合物进气液分离及脱硫塔（3）进行烟气与一级脱硫液的分离；c. 气液分离及脱硫塔（3）分离出的净烟气向上流动与进入气液分离及脱硫塔（3）的水进行接触，进一步脱除二氧化硫、三氧化硫和灰尘，二次脱硫除尘后的净烟气去气气换热器（1）升温后由烟囱排出；d. 气液分离及脱硫塔（3）塔釜吸收了二氧化硫、三氧化硫和灰尘的脱硫液一部分循环去管式脱硫器（2），再次参与脱硫反应，一部分与氧气或空气汇合去管式氧化反应器（4）边流动、边混合、边进行氧化反应；e. 出管式氧化反应器（4）的气液混合物进氧化气液分离器（5）进行氧化废气与氧化液的分离；f. 氧化气液分离器（5）分离出的氧化废气与出气液分离及脱硫塔（3）的净烟气汇合或直接排入大气；g. 氧化气液分离器（5）分离出的氧化液一部分去进行硫酸盐分离及脱盐废液处理操作，一部分循环去管式氧化反应器（5）再次参与氧化反应。
2.根据权利要求1所述的一种碱—水法脱硫除尘工艺技术，其特征在于，一台管式脱硫反应器（2）与一台气液分离及脱硫塔（3）配合使用或多台管式脱硫反应器（2）与一台气液分离及脱硫塔（3）配合使用，或一台管式脱硫反应器（2）与多台气液分离及脱硫塔（3）配合使用。
3.根据权利要求1所述的一种碱—水法脱硫除尘工艺技术，其特征在于，原烟气进入管式脱硫反应器（2）为增压风机送入、喷射器吸入或增压风机、气体压缩机与喷射器联合送入；氧气或空气进入管式氧化反应器（4）为增压风机送入、喷射器吸入或增压风机、气体压缩机与喷射器联合送入。
4.根据权利要求1所述的一种碱—水法脱硫除尘工艺技术，其特征在于，气液分离及脱硫塔（3）塔釜吸收了二氧化硫、三氧化硫和灰尘的脱硫液或全部去管式氧化反应器（4）进行氧化反应；氧化气液分离器（5）分离出的氧化液或全部去进行硫酸盐分离及脱盐废液处理操作。
5.根据权利要求1所述的一种碱—水法脱硫除尘工艺技术，其特征在于，出管式脱硫反应器（2）的气液混合物或经单独设置的气液分离器进行气液分离，再经单独设置的烟气脱硫除尘装置进行二次脱除二氧化硫、三氧化硫和灰尘。
6.根据权利要求1所述的一种碱—水法脱硫除尘工艺技术，其特征在于，出管式脱硫反应器（2）的气液混合物经气液分离装置分离出的气相或不经二次脱硫除尘操作直接去气气换热器（1）升温后由烟囱排出。
7.根据权利要求1所述的一种碱—水法脱硫除尘工艺技术，其特征在于，管式氧化反应器（4）内进行的氧化反应过程加或不加助氧化剂。
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