一种高浓度二氧化硫碱法吸收装置的制作方法

本发明涉及气体净化技术领域，特别是涉及一种高浓度二氧化硫碱法吸收装置。

背景技术：

高浓度二氧化硫，特别是二氧化硫达到4%以上，通常用来生产硫酸，但当气体总量较低时，总硫酸产量也较低，没有必要为此上一套投资大、系统复杂的制酸装置。火电厂烟气中二氧化硫处理，采用碱性吸收剂吸收气体中的二氧化硫，但其浓度低、气量大、系统庞大、附属设施多，不适用高含硫、低气量烟气。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种高浓度二氧化硫碱法吸收装置。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

一种高浓度二氧化硫碱法吸收装置，其特征在于：包括依次连接的烟气降温饱和处理单元、高浓度初级吸收处理单元和低浓度次级吸收处理单元；所述烟气降温饱和处理单元包括烟气降温饱和器，所述烟气降温饱和器上设置有高温烟气进口，所述烟气降温饱和器内设置有降温喷嘴，所述高浓度初级吸收处理单元包括布液器，所述布液器的进口端与烟气降温饱和器的出口端连通，所述布液器内设置有可溶碱性吸收液的出液器；所述低浓度次级吸收处理单元包括吸收塔，所述吸收塔的进口端与布液器的出口端连通，所述吸收塔内沿竖直方向均匀设置有若干层筛板，所述筛板上均匀开设有通孔，每层所述筛板的上方均设置有吸收液喷嘴，所述吸收塔的上端开设有烟气出口。

进一步的，吸收塔内位于筛板的下方设置有吸收剂分布管，吸收剂分布管与吸收剂供应处连通，吸收剂分布管的下方设置有将吸收塔下部分隔为氧化室和吸收液循环室的隔板，吸收液循环室通过管道与第一循环泵的入口端连通，第一循环泵的出口端分别与吸收液喷嘴、布液器以及吸收剂分布管连通，氧化室内沿竖直方向均匀设置有若干块气液混合板，气液混合板的下方设置有曝气器，氧化室通过管道分别与第二循环泵以及排出泵的入口端连通，所述第二循环泵的出口端与吸收液喷嘴连通。

前所述的一种高浓度二氧化硫碱法吸收装置，烟气降温饱和器内还设置有电动铲垢器，电动铲垢器沿烟气降温饱和器的内壁往复移动。

前所述的一种高浓度二氧化硫碱法吸收装置，布液器的出口端与聚液环的入口端连通，所述聚液环的出口端与导流成膜器的入口端连通。

前所述的一种高浓度二氧化硫碱法吸收装置，吸收塔内位于筛板的上方设置有填料层，填料层的上方设置有吸收液喷嘴。

前所述的一种高浓度二氧化硫碱法吸收装置，填料层由不锈钢材料制成。

前所述的一种高浓度二氧化硫碱法吸收装置，吸收塔内位于填料层的上方设置有丝网除雾器。

前所述的一种高浓度二氧化硫碱法吸收装置，吸收塔内还设置有朝向丝网除雾器的冲洗喷嘴。

前所述的一种高浓度二氧化硫碱法吸收装置，可溶碱性吸收液为氢氧化钠溶液或者氨水溶液。

前所述的一种高浓度二氧化硫碱法吸收装置，吸收剂与可溶碱性吸收液为相同溶液，且吸收剂的浓度大于可溶碱性吸收液。

本发明的有益效果是：

（1）本发明先通过喷嘴喷水使高温烟气降温、饱和，随后烟气与吸收液混合，对二氧化硫进行初次吸收，之后烟气依次穿过多层筛板上表面的吸收液，对二氧化硫进行二次吸收，吸硫效果好，结构简单、成本低，且适用于高含硫、低气量烟气，使用范围广；

（2）本发明中，由于高温烟气的降温过程中，烟气中的氨与烟气中的氯、氟、三氧化硫等物质反应生成铵盐，会有少量扩散到烟气降温饱和器内的高温烟道中，因此，在烟气降温饱和器内还设置有电动铲垢器，电动铲垢器定时往复运动，铲除气液交界处的结垢，电动铲垢器缩回高温区后，电动铲垢器上沾附的铵盐在高温下又分解成气体，返回到烟气中，解决了高温烟道结垢堵塞的问题；

（3）本发明中布液器使吸收液成膜状流经高温烟气的入口，使吸收液裹住烟气，减少结晶在烟道中的铵盐；又在布液器的下方设置聚流环，聚流环使烟气和吸收液混合，提高了两者的混合效果，从而提高二氧化硫的吸收效果；在聚流环的下方又设置与导流成膜器，导流成膜器使吸收液成膜状流动，让烟气多次穿过液膜，形成水包气吸收模型，吸收效果更好；

（4）本发明在筛板上开设有通孔，吸收液会在筛板表面形成持液层，烟气穿过持液层，形成水包气吸收模型，进一步保证吸收效果，且液相比表面低，吸收液中的碱性物质不易挥发到气相中，达到净烟气中碱性物质逃逸浓度3mg/m³以下，SO2逃逸浓度在34mg/m³以下；

（5）本发明通过隔板将吸收塔的下部分隔为氧化室和吸收液循环室，使吸收二氧化硫后的吸收液在吸收塔下分流，氧化室内，与吸收剂中和后部分进入第二循环泵，随后被输送至对应的吸收液喷嘴，另一部分进入气液混合板，使亚硫酸盐被氧化，最后产生的溶液经排出泵排出至吸收塔外；吸收液循环室内的吸收液经第一循环泵输送至对应的吸收液喷嘴和布液器中，进行循环利用，另外，第一循环泵还与吸收剂分布管连通，使低浓度的吸收液与高浓度的吸收剂混合，从而增加吸收剂的量，且起到稀释吸收剂的作用；

（6）本发明在筛板的上方还设置有填料层，并在填料上方设置吸收液喷嘴，吸收液喷嘴将吸收液喷至填料层，使填料层表面附着有吸收液，烟气与填料层接触时，会与填料层表面的吸收液接触，进一步对烟气中的二氧化硫进行吸收，增大了烟气与吸收液的接触面积，提高了二氧化硫吸收效果；

（7）本发明在填料层的上方设置有丝网除雾器，可除去烟气中夹带的液滴；在吸收塔内还设置有朝向丝网除雾器的冲洗喷嘴，用于冲洗丝网除雾器上粘附的铵盐等杂质。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

其中：1、进气管；2、电动铲垢器；3、烟气降温饱和器；4、降温喷嘴；5、布液器；6、聚流环；7、锥形导流成膜器；8、筛板；9、填料；10、吸收液喷嘴；11、冲洗喷嘴；12、丝网除雾器；13、出气管；14、吸收剂分布管；15、氧化室；16、气液混和板；17、鼓风机；18、曝气器；19、吸收液循环室；20、隔板；21、第一循环泵；22、第二循环泵；23、排出泵。

具体实施方式

为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。

本实施例提供了一种高浓度二氧化硫碱法吸收装置，包括依次连接的烟气降温饱和处理单元、高浓度初级吸收处理单元和低浓度次级吸收处理单元。

烟气降温饱和处理单元包括烟气降温饱和器3，在烟气降温饱和器3上开设有高温烟气进口，在烟气降温饱和器3内设置有降温喷嘴4，降温喷嘴4与工艺水供应箱连接，降温喷嘴4可将工艺水形成水雾喷至烟气降温饱和器3内，使高温烟气与水雾混合，使烟气降温并饱和，在烟气降温饱和器3的下端开设有烟气出口。在烟气降温饱和器3内还安装有电动铲垢器2，电动铲垢器2可沿烟气降温饱和器3的内壁定时往复运动，高温烟气在降温过程中，烟气中的氨与烟气中的氯、氟、三氧化硫等物质反应生成铵盐，会有少量扩散到烟气降温饱和器3内的高温烟道中，电动铲垢器2可铲除气液交界处的结垢，电动铲垢器2缩回高温区后，电动铲垢器2上沾附的铵盐在高温下又分解成气体，返回到烟气中，解决了高温烟道结垢堵塞的问题。

高浓度初级吸收处理单元包括依次连接的布液器5、聚流环6和导流成膜器，布液器5的进口端与烟气降温饱和器3的烟气出口连通，布液器5的出口端通过聚流环6与导流成膜器的进口端连接。布液器5内设置有吸收液出液器，布液器5内的吸收液成膜状流经高温烟气进入布液器5的入口，使吸收液裹住烟气，减少结晶在烟道中的铵盐；聚流环6使烟气和吸收液混合，提高了两者的混合效果；导流成膜器使吸收液成膜状流动，让烟气多次穿过液膜，形成水包气吸收模型，吸收效果更好。

低浓度次级吸收处理单元包括吸收塔，吸收塔的进口端与导流成膜器的出口端连通，经初次吸收的烟气进入吸收塔内。在吸收塔内上部沿竖直方向均匀设置有若干层筛板8，筛板8上均匀开设有通孔，筛板8开孔Ø15--30Ø，开孔率15%-40%之间，在每层筛板8的上方均设置有吸收液喷嘴10，吸收液喷嘴10将吸收液喷淋至筛板8上，筛板8上表面形成一层30--100mm左右的持液层，烟气穿过持液层，形成水包气吸收模型，吸收效果更好，且液相比表面低，吸收液中的碱性物质不易挥发到气相中，达到净烟气中的碱性物质逃逸浓度可达到3mg/m3以下，SO2逸浓度可达到35mg/m3以下；在最上层的筛板8上方还安装有不锈钢填料9层，在不锈钢填料9层上也设置有吸收液喷嘴10，吸收液喷嘴10将吸收液喷至填料9层，使填料9层表面附着有吸收液，烟气与填料9层接触时填料9层表面的吸收液可吸收烟气中的二氧化硫；在填料9层上方还安装有丝网除雾器12，在丝网除雾器12下方还安装有冲洗喷嘴11，该冲洗喷嘴11与吸收塔外的工艺水供应箱连通，冲洗喷嘴11可将工艺水喷至丝网除雾器12上，用于冲洗丝网除雾器12上粘附的铵盐等杂质；在吸收塔的上端开设有烟气出口，经次级吸收后的烟气由烟气出口排出。

在吸收塔内位于筛板8的下方还设置有吸收剂分布管14，吸收剂分布管14与吸收塔外的吸收剂供应箱连通，在吸收剂供应箱内盛放有5-20%的氨水溶液，吸收剂分布管14可将氨水溶液喷至吸收塔内。在吸收剂分布管14的下方设置有隔板20，该隔板20将吸收塔下部分隔为氧化室15和吸收液循环室19。

吸收液循环室19通过管道与第一循环泵21的入口端连通，第一循环泵21的出口端分别与位于筛板8上的吸收液喷嘴10、布液器5内的吸收液出液器以及吸收剂分布管14连通，吸收液循环室19内，与烟气混合后的吸收液先与吸收剂分布管14流出的氨水溶液中和，再向下进入第一循环泵21内，第一循环泵21将吸收剂与工艺水混合后的低浓度氨水溶液输送至筛板8上的吸收液喷嘴10、布液器5内的吸收液出液器以及吸收剂分布管14内。其中，低浓度氨水溶液与吸收剂分布管14内的高浓度氨水溶液混合，从而对吸收剂分布管14内的高浓度氨水溶液进行稀释，使吸收剂分布管14喷至吸收塔的吸收液的浓度较低。

氧化室15内沿竖直方向均匀设置有若干块气液混合板，气液混合板的下方设置有曝气器18，曝气器18与吸收塔外部的鼓风机17连接，鼓风机17向曝气器18提供氧气，与烟气接触后的吸收液先与吸收剂分布管14流出的氨水溶液中和，然后部分吸收液进入第二循环泵22中，第二循环泵22将吸收液输送至填料9层上方的吸收液喷嘴10，其余吸收液再向下进入带有气液混和板16和曝气器18的氧化室15内，使吸收液内的亚硫酸盐被氧化，产生硫酸铵溶液，最后通过排出泵23排出至吸收塔外。

本发明的工作流程如下：首先，吸收剂供应处将浓度较高的氨水溶液输送至吸收塔内，与吸收塔内的通过降温喷嘴喷出的水混合，从而产生浓度较低的氨水溶液，随后第一循环泵21和第二循环泵22将浓度较低的氨水输送至对应的吸收液喷嘴10、布液器5以及吸收剂分布管14内；随后高温烟气进入烟气降温饱和器3内，高温烟气与降温喷嘴4喷出的水雾混合，烟气降温并饱和，随后进入布液器5内，与布液器5内的氨水溶液混合，烟气中的二氧化硫被初次吸收；经初次吸收后的烟气进入吸收塔内，随后依次通过筛板8、填料9和丝网除雾器12，使烟气中的二氧化硫被再次吸收、除雾，经次级吸收后的烟气通过吸收塔上端的烟气出口排出；吸收二氧化硫后的氨水溶液与吸收剂分布管14流出的氨水溶液中和后，分别进入氧化室15和吸收液循环室19，实现亚硫酸盐的氧化以及吸收液的循环利用。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。