燃煤鍋爐煙氣脫硫裝置
專利號：ZL200820077614.X（實用新型）
主要發(fā)明人： 栗中勝 李思民
1技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及煙氣脫硫領(lǐng)域，具體是一種適合中、小型合成氨廠使用的燃煤鍋爐煙氣脫硫裝置。
2背景技術(shù)
燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙氣中，含有一定濃度的二氧化硫成份，是國家嚴(yán)格限制排放的大氣污染物，因此，鍋爐煙氣在排入大氣前，必須進(jìn)行有效的脫硫，使二氧化硫濃度達(dá)到排放要求。合成氨廠在生產(chǎn)過程中一般都會形成一定量濃度較低的廢稀氨水，如直接排放掉，會導(dǎo)致環(huán)境污染，因此，可以利用稀氨水進(jìn)行煙氣脫硫，但目前的氨水脫硫裝置存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、脫硫效果欠佳等問題。
3發(fā)明內(nèi)容
本實用新型為了解決現(xiàn)有氨水脫硫裝置存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、脫硫效果欠佳等問題，充分脫除鍋爐煙氣中的二氧化硫成分，提供了一種適合中、小型合成氨廠使用的燃煤鍋爐煙氣脫硫裝置。
本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：燃煤鍋爐煙氣脫硫裝置，包括蒸發(fā)結(jié)晶塔、二氧化硫吸收塔、離心機(jī)，所述二氧化硫吸收塔包含頂部設(shè)有煙氣出口的塔體，塔體內(nèi)沿塔壁由上至下設(shè)有若干層葉輪狀塔盤，相鄰兩層塔盤之間設(shè)有液體導(dǎo)流管，液體導(dǎo)流管傾斜設(shè)置，其頂端與上一塔盤外緣處設(shè)置的通孔連通固定，底端正對下一塔盤的中心，塔體的末層塔盤下方設(shè)有煙氣入口，頂層塔盤上方設(shè)有出口正對塔盤中央的入料管，塔體底部設(shè)有復(fù)用口和循環(huán)液出口，復(fù)用口經(jīng)吸收循環(huán)泵與入料管連通；蒸發(fā)結(jié)晶塔包括頂部設(shè)有煙氣入口的塔體，塔體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流篩板，煙氣入口處設(shè)有循環(huán)液噴淋管，塔體上導(dǎo)流篩板上方設(shè)有煙氣出口，導(dǎo)流篩板下方設(shè)有與羅茨風(fēng)機(jī)相連的鼓風(fēng)管，蒸發(fā)結(jié)晶塔的煙氣出口經(jīng)管路、引風(fēng)機(jī)與二氧化硫吸收塔的煙氣入口連通，塔體底部設(shè)有循環(huán)液入口、循環(huán)液出口、以及晶液出口，循環(huán)液入口經(jīng)管路與二氧化硫吸收塔的循環(huán)液出口連通，循環(huán)液出口經(jīng)管路、蒸發(fā)循環(huán)泵與循環(huán)液噴淋管連通，晶液出口經(jīng)管路、離心給料泵與離心機(jī)的進(jìn)料口連通，離心機(jī)的液體出口經(jīng)管路與循環(huán)液出口連通。
本裝置的工作過程如下：
1、吸收：燃煤鍋爐煙氣除塵后的經(jīng)由蒸發(fā)結(jié)晶塔的煙氣入口進(jìn)入塔內(nèi)，然后經(jīng)由煙氣出口、引風(fēng)機(jī)、二氧化硫吸收塔的煙氣入口將煙氣引入二氧化硫吸收塔塔內(nèi)，煙氣經(jīng)過葉輪狀塔盤由煙氣出口排空，煙氣經(jīng)過葉輪狀塔盤時，形成煙氣旋轉(zhuǎn)氣流；同時，合成工段輸送來的稀氨水經(jīng)入料管輸至頂層塔盤中央，被下部升起的煙氣旋轉(zhuǎn)氣流帶動形成旋流，使煙氣和稀氨水得以充分接觸，氨與二氧化硫在這一區(qū)域迅速反應(yīng)，生成亞硫酸銨，亞硫酸銨與氨水的混合液，混合液沿塔壁下流，經(jīng)由塔盤外緣處的通孔和液體導(dǎo)流管流至下一層塔盤的中央繼續(xù)重復(fù)上述反應(yīng)過程；最后，亞硫酸銨與氨水的混合液經(jīng)復(fù)用口由吸收循環(huán)泵泵入入料管與稀氨水混合，使氨水充分與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，即對煙氣中的二氧化硫進(jìn)行充分吸收；同時，利用二氧化硫吸收塔、蒸發(fā)結(jié)晶塔兩塔之間的壓差使亞硫酸銨與氨水的混合液經(jīng)循環(huán)液出口、管路、蒸發(fā)結(jié)晶塔的循環(huán)液入口流入蒸發(fā)結(jié)晶塔塔內(nèi)；
2、蒸發(fā)及分離：流入蒸發(fā)結(jié)晶塔內(nèi)的亞硫酸銨與氨水的混合液，經(jīng)循環(huán)液出口由蒸發(fā)循環(huán)泵泵入循環(huán)液噴淋管，使混合液在高溫?zé)煔庵袊娏芏?，在高溫?zé)煔庵羞M(jìn)行循環(huán)蒸發(fā)，高溫?zé)煔饨?jīng)導(dǎo)流篩板進(jìn)行液體分離，然后由煙氣出口經(jīng)引風(fēng)機(jī)引入二氧化硫吸收塔內(nèi)，同時在蒸發(fā)結(jié)晶塔底部通過鼓風(fēng)管鼓入空氣，使混合液中的亞硫酸銨氧化形成硫酸銨，隨著水份的不斷被蒸發(fā)，硫酸銨會逐步從混合液中結(jié)晶析出，在蒸發(fā)結(jié)晶塔塔底形成硫酸銨與混合液的晶液混合物，晶液混合物由晶液出口經(jīng)離心給料泵輸至離心機(jī)內(nèi)進(jìn)行固液分離，固體經(jīng)包裝后即為硫酸銨成品，離心機(jī)下液經(jīng)由管路返回蒸發(fā)結(jié)晶塔內(nèi)繼續(xù)循環(huán)蒸發(fā)。鍋爐煙氣在進(jìn)脫硫裝置前，需首先進(jìn)行除塵，避免在副產(chǎn)品—硫酸銨中混入過多雜質(zhì)。
本實用新型利用稀氨水作吸收劑來脫除鍋爐煙氣中的二氧化硫成份，是氨法脫硫的一種。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型設(shè)置二氧化硫吸收塔和蒸發(fā)結(jié)晶塔將二氧化硫的吸收與溶液的蒸發(fā)結(jié)晶分為兩部分進(jìn)行，互不干擾，并在二氧化硫吸收塔內(nèi)裝高效低阻的葉輪狀塔盤，使稀氨水充分與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，提高了煙氣的脫硫率，本實用新型結(jié)構(gòu)合理、簡單，脫硫效果好，適合在中、小型合成氨廠使用。
4附圖說明
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為蒸發(fā)結(jié)晶塔的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為二氧化硫吸收塔的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為二氧化硫吸收塔內(nèi)塔盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中：1-蒸發(fā)結(jié)晶塔；2-二氧化硫吸收塔；3-離心機(jī)；4-煙氣出口；5-塔體；6-塔盤；7-液體導(dǎo)流管；8-通孔；9-煙氣入口；10-入料管；11-復(fù)用口；12-循環(huán)液出口；13-吸收循環(huán)泵；14-煙氣入口；15-塔體；16-導(dǎo)流篩板；17-循環(huán)液噴淋管；18-煙氣出口；19-羅茨風(fēng)機(jī)；20-鼓風(fēng)管；21-引風(fēng)機(jī)；22-循環(huán)液入口；23-循環(huán)液出口；24-晶液出口；25-蒸發(fā)循環(huán)泵；26-離心給料泵。
5具體實施方式
如圖1-4所示，燃煤鍋爐煙氣脫硫裝置，包括蒸發(fā)結(jié)晶塔1、二氧化硫吸收塔2、離心機(jī)3，所述二氧化硫吸收塔2包含頂部設(shè)有煙氣出口4的塔體5，塔體5內(nèi)沿塔壁由上至下設(shè)有若干層葉輪狀塔盤6，相鄰兩層塔盤6之間設(shè)有液體導(dǎo)流管7，液體導(dǎo)流管7傾斜設(shè)置，其頂端與上一塔盤6外緣處設(shè)置的通孔8連通固定，底端正對下一塔盤6的中心，塔體5的末層塔盤6下方設(shè)有煙氣入口9，頂層塔盤6上方設(shè)有出口正對塔盤6中央的入料管10，塔體5底部設(shè)有復(fù)用口11和循環(huán)液出口12，復(fù)用口11經(jīng)吸收循環(huán)泵13與入料管10連通；蒸發(fā)結(jié)晶塔1包括頂部設(shè)有煙氣入口14的塔體15，塔體15內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流篩板16，煙氣入口14處設(shè)有循環(huán)液噴淋管17，塔體15上導(dǎo)流篩板16上方設(shè)有煙氣出口18，導(dǎo)流篩板16下方設(shè)有與羅茨風(fēng)機(jī)19相連的鼓風(fēng)管20，蒸發(fā)結(jié)晶塔1的煙氣出口18經(jīng)管路、引風(fēng)機(jī)21與二氧化硫吸收塔2的煙氣入口9連通，塔體15底部設(shè)有循環(huán)液入口22、循環(huán)液出口23、以及晶液出口24，循環(huán)液入口22經(jīng)管路與二氧化硫吸收塔2的循環(huán)液出口12連通，循環(huán)液出口23經(jīng)管路、蒸發(fā)循環(huán)泵25與循環(huán)液噴淋管17連通，晶液出口24經(jīng)管路、離心給料泵26與離心機(jī)3的進(jìn)料口連通，離心機(jī)3的液體出口經(jīng)管路與循環(huán)液出口23連通。
工作過程如下：
1、吸收：燃煤鍋爐煙氣除塵后的經(jīng)由蒸發(fā)結(jié)晶塔1的煙氣入口14進(jìn)入塔內(nèi)，然后經(jīng)由煙氣出口18、引風(fēng)機(jī)21、二氧化硫吸收塔2的煙氣入口9將煙氣引入二氧化硫吸收塔2塔內(nèi)，煙氣經(jīng)過葉輪狀塔盤6由煙氣出口4排空，煙氣經(jīng)過葉輪狀塔盤6時，形成煙氣旋轉(zhuǎn)氣流；同時，合成工段輸送來的稀氨水經(jīng)入料管10輸至頂層塔盤6中央，被下部升起的煙氣旋轉(zhuǎn)氣流帶動形成旋流，使煙氣和稀氨水得以充分接觸，氨與二氧化硫在這一區(qū)域迅速反應(yīng)，生成亞硫酸銨，亞硫酸銨與氨水的混合液，混合液沿塔壁下流，經(jīng)由塔盤6外緣處的通孔8和液體導(dǎo)流管7流至下一層塔盤6的中央繼續(xù)重復(fù)上述反應(yīng)過程；最后，亞硫酸銨與氨水的混合液經(jīng)復(fù)用口11由吸收循環(huán)泵13泵入入料管10與稀氨水混合，使氨水充分與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，即對煙氣中的二氧化硫進(jìn)行充分吸收；同時，利用二氧化硫吸收塔2、蒸發(fā)結(jié)晶塔1兩塔之間的壓差使亞硫酸銨與氨水的混合液經(jīng)循環(huán)液出口12、管路、蒸發(fā)結(jié)晶塔的循環(huán)液入口22流入蒸發(fā)結(jié)晶塔塔內(nèi)；
2、蒸發(fā)及分離：流入蒸發(fā)結(jié)晶塔1內(nèi)的亞硫酸銨與氨水的混合液，經(jīng)循環(huán)液出口23由蒸發(fā)循環(huán)泵25泵入循環(huán)液噴淋管17，使混合液在高溫?zé)煔庵袊娏芏?，在高溫?zé)煔庵羞M(jìn)行循環(huán)蒸發(fā)，高溫?zé)煔饨?jīng)導(dǎo)流篩板16進(jìn)行液體分離，然后由煙氣出口18經(jīng)引風(fēng)機(jī)21引入二氧化硫吸收塔2塔內(nèi)，同時在蒸發(fā)結(jié)晶塔1底部通過鼓風(fēng)管20鼓入空氣，使混合液中的亞硫酸銨氧化形成硫酸銨，隨著水份的不斷被蒸發(fā)，硫酸銨會逐步從混合液中結(jié)晶析出，在蒸發(fā)結(jié)晶塔1塔底形成硫酸銨與混合液的晶液混合物，晶液混合物由晶液出口24經(jīng)離心給料泵26輸至離心機(jī)3內(nèi)進(jìn)行固液分離，固體經(jīng)包裝后即為硫酸銨成品，離心機(jī)3下液經(jīng)由管路返回蒸發(fā)結(jié)晶塔1內(nèi)繼續(xù)循環(huán)蒸發(fā)。
6發(fā)明人介紹：
栗中勝，男，1955年生, 高中學(xué)歷, 化工分公司常務(wù)副總經(jīng)理。
李思民，男，1965年生，本科學(xué)歷，化工工程師，現(xiàn)任化工分公司總工程師
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