CN210171207U - 一种脱硫制酸系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脱硫制酸系统，包括急冷烟道、脱硫喷头、逆喷循环泵、吸收塔、折流板除雾器、液体分布器、填料、酸液储罐、酸液泵、双氧水储罐和双氧水计量泵；高温含硫酸性废气进入急冷烟道与大量循环浆液接触急冷、降温达到水饱和状态，经脱硫喷头喷淋吸收的二氧化硫溶解后与加入的双氧水溶液不断反应，形成硫酸溶液后流入吸收塔内，在吸收塔底部形成循环浆液池，硫酸溶液浓度达到一定程度后被排出再利用，吸收塔内的废气经过填料和折流板除雾器被再处理，达到排放标准被排放；本实用新型提供的脱硫制酸系统，能够现实高效脱硫、工艺流程简单，不会产生废液，且能够将废液变为可利用资源，实现了变废为宝。

Description

一种脱硫制酸系统

技术领域

本实用新型涉及工业湿烟气脱硫处理技术领域，特别是涉及一种脱硫制酸系统。

背景技术

随着国家和地方对于工业废气的污染物排放指标控制日趋严格，国内石油石化行业、金属冶炼行业等的高盐废水污染物的处理问题越来越突出，化工厂、冶炼厂等生产过程中会产生含有二氧化硫等污染物的高温烟气。目前国内已经有了大量的烟气脱硫技术方法，且应用的比较广泛，但各种方法的脱硫设施或多或少都显示出投资巨大、占地、维护等应用上的限制因素，如干法脱硫(如循环流化床、旋转喷雾法等)存在着处理效率低、能耗高、药剂利用率低等问题，而半干法(如石灰石膏法等)存在制浆复杂、处理效率低等问题。目前在国内化工厂尤其是炼化企业内已经安装的处理装置中有超过70％采用了湿法处理方法，氨法脱硫存在氨逃逸的风险、同时在烟气中易形成难以捕集的硫酸氢铵等铵盐粒子，这些颗粒物比较黏着，会粘附到装置和管线的各个部分，造成堵塞；如果随着烟气排出装置，又会导致严重的二次污染。钠碱湿法脱硫效率高，但通常排烟易引起白色烟雨或有色烟雨，这些雾滴溶解了部分无机盐，飘落到装置或农田附近，为生产和生活造成困扰和危害，另外湿法脱硫会带来外排废液的问题，即便配置排液处理单元，其中设置澄清器或沉淀池系统、氧化罐或曝气池专门处理TSS和COD等，还有高浓度无机盐废水难以直接排放，也增加了污水处理厂的处理负担。因此亟需一种高效脱硫、工艺流程简化、不产生废液且回报大的脱硫技术。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种脱硫制酸系统，以解决上述现有技术存在的问题，能够现实高效脱硫、工艺流程简单，不会产生废液，且能够将废液变为可利用资源，实现了变废为宝。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种脱硫制酸系统，包括急冷烟道、脱硫喷头、逆喷循环泵、吸收塔、折流板除雾器、液体分布器、填料、酸液储罐、酸液泵、双氧水储罐和双氧水计量泵；

所述急冷烟道和所述吸收塔竖向排列设置，所述急冷烟道的顶部为含硫酸性废气入口，所述急冷烟道底部通过弯头与所述吸收塔连接，所述脱硫喷头设置于所述急冷烟道内，所述脱硫喷头朝向所述急冷烟道顶部喷液；所述吸收塔的顶部为净化废气出口，所述折流板除雾器设置于所述吸收塔内部顶端，所述填料设置于所述吸收塔内部，且位于所述折流板除雾器的底部，所述液体分布器设置于所述填料与所述折流板除雾器之间，且喷淋口朝向所述填料设置；

所述吸收塔的塔底为循环浆液池，所述逆喷循环泵一端通过主循环管路与所述循环浆液池连通，另一端通过三通分别与酸液排出管路和循环管路连通，所述酸液排出管路与所述酸液储罐连通，所述酸液储罐通过所述酸液泵排出酸液，所述循环管路还通过所述双氧水计量泵与所述双氧水储罐连通，所述逆喷循环泵输送的循环浆液与所述双氧水计量泵输送的双氧水在所述循环管路内汇聚后分别输送给所述脱硫喷头和所述液体分布器。

优选地，所述急冷烟道为一级烟道或多级烟道，一级烟道包括一个所述急冷烟道；多级烟道由多个所述急冷烟道竖向串联总成，其中每个所述急冷烟道的底部均设置有一所述脱硫喷头，且位于底部的所述急冷烟道通过所述弯头与所述吸收塔连接。

优选地，所述吸收塔的塔体的材质为316不锈钢材质或玻璃钢材质。

优选地，所述脱硫喷头由多个无堵塞喷头构成，多个无堵塞喷头的总喷液范围覆盖所述急冷烟道内部通道的横截面。

优选地，所述脱硫喷头为碳化硅材质或氮化硅材质或316不锈钢材质。

优选地，所述吸收塔的外部还通过管路连接有一纤维除雾器，所述纤维除雾器顶部为净化废气出口，所述纤维除雾器底部通过管路与所述酸液储罐，所述纤维除雾器由单个或多个竖向设置的滤芯组成，每个所述滤芯由内网筒、外网筒和均匀填充于所述内网筒和所述外网筒之间的纤维构成；所述内网筒和所述外网筒为不锈钢材质，所述纤维为玻璃纤维或树脂纤维或碳纤维，所述纤维之间通过缠绕式或折叠式相连接。

优选地，所述填料为鲍尔环散堆填料。

优选地，所述主循环管路上引出有一测试管路，所述测试管路上安装有硫酸浓度分析仪来测量液相密度，所述硫酸浓度分析仪的硫酸浓度的信号送至调节阀，通过调节阀控制所述逆喷循环泵的酸液排放。

优选地，所述折流板除雾器与所述填料之间还设置有清洗喷淋喷嘴组，所述清洗喷淋喷嘴组的喷嘴朝向所述折流板除雾器设置；

优选地，所述循环浆液池还与一补水管路连通，所述补水管路上设置有控制阀门，所述控制阀门与所述吸收塔内部设置有液位变送器电连接。

本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本实用新型提供的脱硫制酸系统，工艺路线和设备结构非常简单，工艺简单、灵活，简单调整即可同时去除多种污染物，可一塔同时处理废气和制备硫酸，脱硫制酸效率高，控制精确，降低了装置的占地面积；烟气经过系统的压降小，抗波动能力强，不易结垢，操作维护简单，可长周期稳定运行，无需后处理；无废液产生，排液即酸液。产品酸产生的效益可在数年内覆盖该装置建设投资，最大程度地实现了零投资、高回报。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中脱硫制酸系统的结构示意图，其中急冷烟道为一级烟道；

图2为本实用新型中脱硫制酸系统的结构示意图，其中急冷烟道为二级烟道；

图中：1-急冷烟道、2-脱硫喷头、3-逆喷循环泵、4-吸收塔、5-折流板除雾器、6-液体分布器、7-填料、8-酸液储罐、9-酸液泵、10-双氧水储罐、11- 双氧水计量泵、12-循环浆液池、13-主循环管路、14-酸液排出管路、15-循环管路、16-清洗喷淋喷嘴组、17-补水管路、18-纤维除雾器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种脱硫制酸系统，以解决现有技术存在的问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实施例提供一种脱硫制酸系统，如图1、图2所示，包括急冷烟道1、脱硫喷头2、逆喷循环泵3、吸收塔4、折流板除雾器5、液体分布器6、填料 7、酸液储罐8、酸液泵9、双氧水储罐10和双氧水计量泵11；

急冷烟道1和吸收塔4竖向排列设置，急冷烟道1的顶部为含硫酸性废气入口，急冷烟道1底部通过弯头与吸收塔4连接，脱硫喷头2设置于急冷烟道 1内，脱硫喷头2朝向急冷烟道1顶部喷液；高温含硫酸性废气进入急冷烟道 1与大量循环浆液接触急冷、降温达到水饱和状态并实现脱硫。

吸收塔4的顶部为净化废气出口，折流板除雾器5设置于吸收塔4内部顶端，填料7设置于吸收塔4内部，且位于折流板除雾器5的底部，液体分布器 6设置于填料7与折流板除雾器5之间，且喷淋口朝向填料7设置；

吸收塔4的塔底为循环浆液池12，逆喷循环泵3一端通过主循环管路13 与循环浆液池12连通，另一端通过三通分别与酸液排出管路14和循环管路 15连通，酸液排出管路14与酸液储罐8连通，酸液储罐8通过酸液泵9排出酸液，循环管路15还通过双氧水计量泵11与双氧水储罐10连通，逆喷循环泵3输送的循环浆液与双氧水计量泵11输送的双氧水在循环管道内汇聚后分别输送给脱硫喷头2和液体分布器6。

本实施例中，急冷烟道1为一级烟道或多级烟道，图1所示为设置有一级烟道的脱硫制酸系统，一级烟道包括一个极冷烟道1；多级烟道由多个急冷烟道1竖向串联总成，其中每个急冷烟道1的底部均设置有一脱硫喷头2，且位于底部的急冷烟道1通过弯头与吸收塔4连接；图2所示为设置有二级烟道的脱硫制酸系统，其中急冷烟道1竖向串联设置有两个，每个急冷烟道1底部均设置有一脱硫喷头2，且位于底部的急冷烟道1通过弯头与吸收塔4连接；在实际脱硫质酸工序中，烟气中二氧化硫浓度较低(如200mg/Nm³)时选用一级烟道，安装一层脱硫喷头2；如果烟气中的二氧化硫浓度较高(如30000 mg/Nm³)时设置二级烟道，安装两层脱硫喷头2，以应对上游装置波动时的高硫工况。

本实施例中，吸收塔4的塔体的材质为316不锈钢材质或玻璃钢材质。

本实施例中，脱硫喷头2为碳化硅材质或氮化硅材质或316不锈钢材质；脱硫喷头2由多个大孔径流道的无堵塞喷头构成，流道与水平线的倾斜度为 5°-15°范围内，使多个无堵塞喷头的总喷液范围覆盖急冷烟道1内部通道的横截面，与高温烟气充分接触，保证高的脱硫效率。

本实施例中，折流板除雾器5用于脱除急冷烟道1脱硫喷淋过程中烟气中携带的液滴及酸雾，被截留的酸雾汇聚成液滴在重力作用下汇集到吸收塔4 底部间歇排出。

为提高酸雾脱除效果，本实施例中，在吸收塔4的外部还通过管路连接有一纤维除雾器18，纤维除雾器18顶部为净化废气出口，纤维除雾器18底部通过管路与酸液储罐8连接，纤维除雾器18由单个或多个竖向设置的滤芯组成，每个滤芯由内网筒、外网筒和均匀填充于内网筒和外网筒之间的纤维构成；含雾气体由一侧通过，雾粒阻留在纤维上，当液滴增大后，能顺沿着过滤面受重力作用向下流，由管路排至酸液储罐8内，从而达到气液分离的目的。在一定气速下，当纤维的持液量积累到一定值时，所捕集的雾量和排出的液量达到平衡，纤维除雾器就稳定在这一条件下连续工作。内网筒和外网筒为不锈钢材质，纤维为玻璃纤维或树脂纤维或碳纤维，纤维之间通过缠绕式或折叠式相连接；具体的，滤芯的直径根据要去除的液滴、酸雾滴和粉尘颗粒的粒径及烟气流速决定，通常气速低，在0.08～0.2m/s之间，用以捕集平均小于1μm的雾滴，捕集效率在95～99.7％之间，这种形式的纤维除雾器18床层厚而紧密，纤维较细，阻力在490～1960Pa之间。高气速的用于捕集1～3μm的雾滴，捕集效率在 97％左右，阻力1470～2450Pa。

本实施例中，纤维除雾器18具有操作方便、弹性大、压降低、管理简单、投资省，除雾效率高等优点，且可设计成悬挂式和立式纤维除雾器。

本实施例中，填料7为鲍尔环散堆填料，鲍尔环直径通常为φ40mm或φ50mm，填料7高度由脱硫气液接触的塔板数决定。

本实施例中，主循环管路13上引出有一测试管路，测试管路上安装有硫酸浓度分析仪来测量液相密度，硫酸浓度分析仪的硫酸浓度的信号送至调节阀，通过调节阀控制逆循环浆液泵的酸液排放量。

本实施例中，折流板除雾器5与填料7之间还设置有清洗喷淋喷嘴组16，清洗喷淋喷嘴组16的喷嘴朝向折流板除雾器5设置，定期启动，防止折流板除雾器5结垢堵塞。为了保护pH计探头、防止折流板除雾器5堵塞等，系统设置了自动冲洗，提高设备使用寿命。

本实施例中，由高温烟气急冷饱和带走的水和含盐排液携带的水份造成了系统水流失，为保证水平衡，通过补加工艺水来维持系统的水平衡，系统设置了自动控制系统，由塔底循环浆液池12的液位直接调整所需的工艺水量；具体的，循环浆液池12与一补水管路17连通，补水管路17上设置有控制阀门，控制阀门与吸收塔4内部设置有液位变送器电连接，用于控制吸收塔4 塔底液位，液位达到设计的最高位时，液位变送器将数值反馈给控制阀门，控制阀门将关闭同时降低泵的流量；当液位达到设计的最低位时，液位变送器将数值反馈给控制阀门，控制阀门开度将提高，同时提高泵的流量，维持液位以保证循环喷淋脱硫的稳定性。

本实用新型提供的脱硫制酸系统，具体脱硫过程为：

高温含硫酸性废气进入急冷烟道1与大量循环浆液接触急冷、降温达到水饱和状态，经脱硫喷头2喷淋吸收的二氧化硫溶解后与加入的双氧水溶液不断反应，形成硫酸溶液后流入吸收塔4内，在吸收塔4底部形成循环浆液池12；循环浆液池12内的酸性循环浆液可以再次被逆喷循环泵3提升至脱硫喷头2 用于急冷吸收二氧化硫；此外，在脱硫产生的硫酸溶液在循环浆液中不断累积，循环浆液中的密度或比重不断升高，达到一定浓度后排至硫酸储罐中；此过程中，通过硫酸浓度分析仪来测量液相密度，硫酸浓度的信号送至调节阀，通过调节阀控制酸液的排放量；通常硫酸浓度至少在45％，通过提浓达到95％或 98％的产品酸液。

脱硫过程中，双氧水和塔底的循环浆液汇聚后的一部分由液体分布器6 送入吸收塔4内，混合液与脱硫后的尾气在塔内填料7中逆流接触，完成对尾气的洗涤，尾气中携带的液滴及酸雾由折流板除雾器5和纤维除雾器18脱除，洁净气体由纤维除雾器18顶部的净化废气出口排出，经引风机升压后与热空气混合，经烟囱排入大气。

本实用新型中的脱硫制酸系统采用湿法脱硫，但完全不产生废液，所处理的二氧化硫污染物在过氧化氢溶液的氧化作用下转换为硫酸溶液，浓度经过提浓处理可达到产品级硫酸，真正地实现了变废为宝。脱硫制酸系统基于湿法湿法脱硫技术，喷头喷出的液体流量大、压力大，与高温含硫废气形成动量平衡，气液接触充分，形成强湍流驻波的泡沫区域，烟气持续冷却达到绝热饱和温度和水饱和，同时可将烟气中的二氧化硫捕捉到溶液中，被过氧化氢溶液氧化成酸。本实用新型的脱硫制酸工艺，既具有湿法脱硫技术强大的脱硫效果，在特殊应用场合如硫磺回收装置的尾气处理上游装置波动即二氧化硫可高达30000mg/Nm³时，可实现所有工况下二氧化硫处理达标的目的，湿法脱硫技术的另一个优点是可同时处理烟气中的粉尘、氯化氢、硫化氢、汞、炭黑等至达标排放；本实用新型可应对烟气波动工况范围大(0-130％)，脱硫效率高达 99％以上，烟气出口二氧化硫浓度最低可到5ppm以下(15mg/Nm3)，粉尘脱除效率高于95％，产品酸浓度通常高于42％wt，经过简单提浓处理后可达到95％wt或98％wt的发烟硫酸的要求。

本实用新型应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种脱硫制酸系统，其特征在于：包括急冷烟道、脱硫喷头、逆喷循环泵、吸收塔、折流板除雾器、液体分布器、填料、酸液储罐、酸液泵、双氧水储罐和双氧水计量泵；

所述急冷烟道和所述吸收塔竖向排列设置，所述急冷烟道的顶部为含硫酸性废气入口，所述急冷烟道底部通过弯头与所述吸收塔连接，所述脱硫喷头设置于所述急冷烟道内，所述脱硫喷头朝向所述急冷烟道顶部喷液；所述吸收塔的顶部为净化废气出口，所述折流板除雾器设置于所述吸收塔内部顶端，所述填料设置于所述吸收塔内部，且位于所述折流板除雾器的底部，所述液体分布器设置于所述填料与所述折流板除雾器之间，且喷淋口朝向所述填料设置；

所述吸收塔的塔底为循环浆液池，所述逆喷循环泵一端通过主循环管路与所述循环浆液池连通，另一端通过三通分别与酸液排出管路和循环管路连通，所述酸液排出管路与所述酸液储罐连通，所述酸液储罐通过所述酸液泵排出酸液，所述循环管路还通过所述双氧水计量泵与所述双氧水储罐连通，所述逆喷循环泵输送的循环浆液与所述双氧水计量泵输送的双氧水在所述循环管路内汇聚后分别输送给所述脱硫喷头和所述液体分布器。

2.根据权利要求1所述的脱硫制酸系统，其特征在于：所述急冷烟道为一级烟道或多级烟道，一级烟道包括一个所述急冷烟道；多级烟道由多个所述急冷烟道竖向串联总成，其中每个所述急冷烟道的底部均设置有一所述脱硫喷头，且位于底部的所述急冷烟道通过所述弯头与所述吸收塔连接。

3.根据权利要求1所述的脱硫制酸系统，其特征在于：所述吸收塔的塔体的材质为316不锈钢材质或玻璃钢材质。

4.根据权利要求1所述的脱硫制酸系统，其特征在于：所述脱硫喷头由多个无堵塞喷头构成，多个无堵塞喷头的总喷液范围覆盖所述急冷烟道内部通道的横截面。

5.根据权利要求4所述的脱硫制酸系统，其特征在于：所述脱硫喷头为碳化硅材质或氮化硅材质或316不锈钢材质。

6.根据权利要求1所述的脱硫制酸系统，其特征在于：所述吸收塔的外部还通过管路连接有一纤维除雾器，所述纤维除雾器顶部为净化废气出口，所述纤维除雾器底部通过管路与所述酸液储罐，所述纤维除雾器由单个或多个竖向设置的滤芯组成，每个所述滤芯由内网筒、外网筒和均匀填充于所述内网筒和所述外网筒之间的纤维构成；所述内网筒和所述外网筒为不锈钢材质，所述纤维为玻璃纤维或树脂纤维或碳纤维，所述纤维之间通过缠绕式或折叠式相连接。

7.根据权利要求1所述的脱硫制酸系统，其特征在于：所述填料为鲍尔环散堆填料。

8.根据权利要求1所述的脱硫制酸系统，其特征在于：所述主循环管路上引出有一测试管路，所述测试管路上安装有硫酸浓度分析仪来测量液相密度，所述硫酸浓度分析仪的硫酸浓度的信号送至调节阀，通过调节阀控制所述逆喷循环泵的酸液排放量。

9.根据权利要求1所述的脱硫制酸系统，其特征在于：所述折流板除雾器与所述填料之间还设置有清洗喷淋喷嘴组，所述清洗喷淋喷嘴组的喷嘴朝向所述折流板除雾器设置。

10.根据权利要求1所述的脱硫制酸系统，其特征在于：所述循环浆液池还与一补水管路连通，所述补水管路上设置有控制阀门，所述控制阀门与所述吸收塔内部设置有液位变送器电连接。

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