本實用新型涉及一種煙氣脫硫裝置，特別是涉及一種煙氣氨法脫硫裝置，還涉及一種除塵裝置，應(yīng)用于煉焦化學(xué)工業(yè)污染物處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國焦化廠眾多，加熱焦?fàn)t需要用自身產(chǎn)生的煤氣，盡管煤氣經(jīng)過了H₂S脫出，但因工藝所限，煤氣燃燒后SO₂含量仍然有：200～1500mg/Nm³，產(chǎn)生的SO₂給大氣造成嚴(yán)重污染。以前因焦?fàn)t加熱煙氣SO₂濃度較低，企業(yè)都直接排放。為減少SO₂危害，2015年1月1日國家要求焦化企業(yè)需滿足GB16171—2012《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表六中焦?fàn)t煙囪排放濃度限值，即SO₂≤30mg/m3。

因此，自2015年起，焦化企業(yè)焦?fàn)t加熱煙氣脫硫、脫硝列入當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的重點整治對象，企業(yè)急需一種適合焦?fàn)t加熱煙氣的脫硫技術(shù)。焦?fàn)t加熱煙氣相對燃煤鍋爐煙氣溫度高，焦?fàn)t的余熱鍋爐降溫后達180℃，而鍋爐煙氣降溫后為130℃；焦?fàn)t加熱煙氣含濕量高達11～20％，而鍋爐煙氣含濕量為5～9％；焦?fàn)t加熱煙氣含塵量高，焦?fàn)t煙氣密度為50～100mg/Nm³，而鍋爐煙氣密度為30～50mg/Nm³；焦?fàn)t加熱煙氣含氧量高達8～11％，而鍋爐煙氣含氧量為5～9％；同時焦?fàn)t加熱煙氣還含有1～3％CO，干擾煙氣組分的分析。

目前主導(dǎo)的石灰石－石膏法煙氣脫硫工藝，運行成本較高，脫硫副產(chǎn)物石膏受品質(zhì)、產(chǎn)量及成本的限制，用途有限，造成額外的處理成本，而且由于要達到脫硫后煙氣SO₂≤30mg/m3，該工藝很難保證。氨法脫硫工藝具有脫硫效率高，脫硫率可輕易達到99％，加之焦化裝置副產(chǎn)氨水，焦化裝置本身又有硫銨溶液飽和結(jié)晶器及硫銨離心分離、干燥等裝置，所以焦?fàn)t加熱煙氣采用氨法脫硫，只需配置吸收塔，生產(chǎn)濃度不高于35％的硫銨溶液外送至焦化硫銨裝置后處理即可，大大降低煙氣脫硫成本。但現(xiàn)有的焦化廠焦?fàn)t加熱煙氣氨法脫硫設(shè)備和除塵設(shè)備分別設(shè)置，占地面積大，處理硫銨的能耗大，高濃度的吸收循環(huán)液容易造成的煙氣中硫銨氣溶膠的夾帶，使硫銨出現(xiàn)逃逸，對煙氣中污染物的凈化效果也不夠理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本實用新型的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種焦化廠焦?fàn)t加熱煙氣氨法脫硫和除塵組合式吸收塔，為一種吸收、氧化、除塵、硫銨溶液濃縮和硫銨氣溶膠洗滌多功能的組合式氨法脫硫吸收塔。設(shè)備布局緊湊，結(jié)構(gòu)更加科學(xué)合理，具有極大的推廣價值。

為達到上述實用新型創(chuàng)造目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案：

一種焦化廠焦?fàn)t加熱煙氣氨法脫硫和除塵組合式吸收塔，按逆流式形成噴淋塔，在吸收塔的中下部設(shè)有煙氣進口，在進口煙道處設(shè)有噴水降溫裝置，吸收塔頂部設(shè)有煙氣出口，吸收塔的內(nèi)部自上而下依次設(shè)有：

除霧段：其設(shè)置在煙氣出口的下方；

氣溶膠洗滌段：其設(shè)置在除霧段下方，設(shè)有水噴淋洗滌層；

吸收段：其設(shè)置在氣溶膠洗滌段下方，并用集液槽對氣溶膠洗滌段和吸收段進行分隔，集液槽收集氣溶膠洗滌段的水噴淋洗滌層的洗滌水，但使煙氣能夠越過集液槽并上升進入氣溶膠洗滌段，通過專用管路向吸收塔的外部輸送，吸收段設(shè)有循環(huán)吸收噴淋層；

煙氣均布除塵段：其設(shè)置在吸收段下方，在對應(yīng)煙氣進口的位置上方設(shè)有吸收、除塵均布篩板托盤；

氧化池：其設(shè)置在吸收塔的底部，在氧化池內(nèi)儲存循環(huán)吸收混合液；在氧化池的內(nèi)部設(shè)有氧化空氣分布排管和攪拌泵裝置，在氧化空氣分布排管上均勻分布有開孔，以向氧化池中均勻輸送氧化空氣，在氧化池的外側(cè)設(shè)有連接氧化空氣分布排管的壓縮空氣入口、向吸收塔的氧化池中加入氨水的氨水入口以及吸收循環(huán)泵的液體吸入口，吸收循環(huán)泵用于將在氧化池中的吸收混合液循環(huán)輸送至吸收段的循環(huán)吸收噴淋層，在氧化池的底部還連接硫銨排漿泵的進口，硫銨排漿泵用于將在氧化池中生成的硫銨送入后處理工序。本實用新型組合式氨法脫硫吸收塔的吸收段和氣溶膠洗滌段，分別設(shè)有水噴淋洗滌層，噴淋洗滌覆蓋率超過100％。本實用新型為吸收、氧化、除塵、硫銨溶液濃縮和硫銨氣溶膠洗滌功能的組合式氨法脫硫吸收塔。本實用新型組合式氨法脫硫吸收塔實現(xiàn)了脫硫、除塵過程所需的六個功能：SO₂吸收、煙氣除塵、亞硫銨氧化、脫硫凈煙氣水洗和除水(霧)、硫銨濃縮。吸收塔的液汽比較石灰－石膏法煙氣脫硫裝置降低6～10倍，大大降低所需吸收循環(huán)泵的功率。吸收塔內(nèi)利用煙氣的熱量濃縮銨鹽，可將吸收循環(huán)液的硫銨濃縮到35％，再送往焦化硫銨后處理工序進行飽和器結(jié)晶、旋流提濃、離心分離、干燥，得硫銨產(chǎn)品。

上述除霧段優(yōu)選采用兩級屋脊式波紋板高效除霧器，且優(yōu)選在吸收塔的內(nèi)部設(shè)有自動清洗噴淋裝置。

在上述吸收塔的外部優(yōu)選設(shè)置氣溶膠洗滌循環(huán)泵和氣溶膠洗滌循環(huán)水箱，集液槽收集氣溶膠洗滌段的水噴淋洗滌層的洗滌水，通過專用管路輸送到氣溶膠洗滌循環(huán)水箱中進行收集，氣溶膠洗滌循環(huán)泵將氣溶膠洗滌循環(huán)水箱中的洗滌液送入吸收塔的氣溶膠洗滌段，供氣溶膠洗滌段的水噴淋洗滌層進行循環(huán)洗滌使用。

上述氣溶膠洗滌循環(huán)水箱還優(yōu)選通過專用管路向氧化池中補充供應(yīng)工藝水。

上述氣溶膠洗滌循環(huán)水箱還優(yōu)選設(shè)有外部補水口。

上述吸收段設(shè)置的循環(huán)吸收噴淋層的數(shù)量優(yōu)選至少為三層，保證噴淋吸收覆蓋率超過200％。

在上述攪拌泵裝置的回流循環(huán)管線上優(yōu)選串聯(lián)一臺換熱器，利用循環(huán)冷卻液系統(tǒng)與回流循環(huán)管內(nèi)的循環(huán)水進行熱量交換。由于原煙氣含濕量高達11～20％，經(jīng)脫硫后煙氣飽和溫度高達～60℃，夏季時溫度更高，超過65℃以上，將造成脫硫產(chǎn)生的亞硫酸銨分解，脫硫率大幅降低，必須將吸收循環(huán)液降溫，為此在泵攪拌裝置循環(huán)管線上串聯(lián)一臺換熱器，用循環(huán)冷卻水降溫，使吸收循環(huán)液的溫度降至～53℃，以利于吸收、氧化反應(yīng)。本實用新型焦化廠焦?fàn)t加熱煙氣氨法脫硫和除塵組合式吸收塔，其煙氣脫硫、除塵工藝采用逆流式噴淋吸收塔設(shè)計，吸收塔的中下部設(shè)有煙氣進口，在進口煙道處設(shè)有噴水降溫裝置，吸收塔頂部設(shè)有煙氣出口，內(nèi)部自上而下依次設(shè)有除霧段，采用兩級屋脊式波紋板高效除霧器且配有自動清洗噴淋裝置；氣溶膠洗滌段，設(shè)有水噴淋洗滌層，除去煙氣中夾帶的硫銨氣溶膠；吸收段，設(shè)有循環(huán)收噴淋層；煙氣均布除塵段，設(shè)置在吸收段的下方的吸收、除塵均布篩板托盤；氧化池，氧化池內(nèi)部設(shè)有氧化空氣分布排管和泵攪拌裝置，外側(cè)設(shè)有壓縮空氣入口、氨水入口、以及吸收循環(huán)泵入口，底部設(shè)有硫銨排漿泵入口。本實用新型的焦化廠焦?fàn)t加熱煙氣氨法脫硫和除塵組合式吸收塔能高效、節(jié)能地完成焦?fàn)t加熱煙氣脫硫、除塵過程，具有較大的工業(yè)化前景。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下實質(zhì)性特點和優(yōu)點：

1. 本實用新型組合式吸收塔的煙氣凈化工序大大減少后續(xù)處理硫銨的能耗，為防止高濃度的吸收循環(huán)液造成的煙氣中硫銨氣溶膠的夾帶，通過設(shè)置的氣溶膠洗滌段，設(shè)有水噴淋洗滌層進行大流量的噴淋洗滌，可大大降低硫銨的逃逸，解決目前傳統(tǒng)氨法脫硫工藝中所面臨的硫銨逃逸問題；

2. 本實用新型組合式吸收塔通過新型組合式氨法脫硫吸收塔的應(yīng)用，能高效、節(jié)能地完成的煙氣脫硫過程，具有較大的工業(yè)化前景。

附圖說明

圖1是本實用新型優(yōu)選實施例的組合式吸收塔煙氣凈化工藝結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本實用新型的優(yōu)選實施例詳述如下：

在本實施例中，參見圖1，一種焦化廠焦?fàn)t加熱煙氣氨法脫硫和除塵組合式吸收塔，具有吸收、氧化、除塵、硫銨溶液濃縮和硫銨氣溶膠洗滌多功能，按逆流式形成噴淋塔，在吸收塔的中下部設(shè)有煙氣進口2，在進口煙道處設(shè)有噴水降溫裝置22，吸收塔頂部設(shè)有煙氣出口7，煙氣從吸收塔煙氣進口2進入吸收塔，經(jīng)脫硫的凈化煙氣從吸收塔頂部的煙氣出口7排出，組合式氨法吸收塔采用碳鋼制作，吸收塔的內(nèi)部自上而下依次設(shè)有：

除霧段6：其設(shè)置在煙氣出口7的下方，除霧段6采用兩級屋脊式波紋板高效除霧器，且在吸收塔的內(nèi)部設(shè)有自動清洗噴淋裝置17；

氣溶膠洗滌段5：其設(shè)置在除霧段6下方，設(shè)有水噴淋洗滌層；在吸收塔的外部設(shè)置氣溶膠洗滌循環(huán)泵13和氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14，集液槽16收集氣溶膠洗滌段5的水噴淋洗滌層的洗滌水，通過專用管路輸送到氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14中進行收集，氣溶膠洗滌循環(huán)泵13將氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14中的洗滌液送入吸收塔的氣溶膠洗滌段5，供氣溶膠洗滌段5的水噴淋洗滌層進行循環(huán)洗滌使用；氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14還設(shè)有外部補水口，能對氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14中的洗液進行稀釋，提高洗滌效果；氣溶膠洗滌段5能進行大流量的噴淋洗滌，可大大降低硫銨的逃逸，解決目前傳統(tǒng)氨法脫硫工藝中所面臨的硫銨逃逸問題。循環(huán)洗滌的水通過氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14再送入吸收塔，給其補水，維持煙氣脫硫過程的水平衡，噴淋管、噴嘴采用聚丙烯PP制作；

吸收段4：其設(shè)置在氣溶膠洗滌段5下方，并用集液槽16對氣溶膠洗滌段5和吸收段4進行分隔，集液槽16收集氣溶膠洗滌段5的水噴淋洗滌層的洗滌水，但使煙氣能夠越過集液槽16并上升進入氣溶膠洗滌段5，通過專用管路向吸收塔的外部輸送，吸收段4設(shè)有3層循環(huán)吸收噴淋層15；可以根據(jù)煙氣負(fù)荷和所含的SO₂量計算確定噴淋層的開啟數(shù)量，噴淋的氨水、銨鹽溶液和水的循環(huán)吸收液用來吸收煙氣中的SO₂；噴淋管采用玻璃鋼FRP、噴嘴采用耐腐蝕、耐磨損的碳化硅材料制作；

煙氣均布除塵段3：其設(shè)置在吸收段4下方，在對應(yīng)煙氣進口2的位置上方設(shè)有吸收、除塵均布篩板托盤18，用于提高吸收循環(huán)液的液氣比和增大吸收塔的除塵功能；

氧化池9：其設(shè)置在吸收塔的底部1，在氧化池9內(nèi)儲存循環(huán)吸收混合液；在氧化池9的內(nèi)部設(shè)有氧化空氣分布排管8和攪拌泵裝置10，在氧化空氣分布排管8上均勻分布有開孔，以向氧化池9中均勻輸送氧化空氣，在氧化池9的外側(cè)設(shè)有連接氧化空氣分布排管8的壓縮空氣入口19、向吸收塔的氧化池9中加入氨水的氨水入口20以及吸收循環(huán)泵12的液體吸入口，吸收循環(huán)泵12用于將在氧化池9中的吸收混合液循環(huán)輸送至吸收段4的循環(huán)吸收噴淋層15，在氧化池9的底部還連接硫銨排漿泵21的進口，硫銨排漿泵21用于將在氧化池9中生成的硫銨送入后處理工序。氣溶膠洗滌循環(huán)水箱14還通過專用管路向氧化池9中補充供應(yīng)工藝水，維持氧化池9的成分平衡。

在本實施例中，參見圖1，在攪拌泵裝置10的回流循環(huán)管線上串聯(lián)一臺換熱器11，利用循環(huán)冷卻液系統(tǒng)與回流循環(huán)管內(nèi)的循環(huán)水進行熱量交換。由于原煙氣含濕量高達11～20％，經(jīng)脫硫后煙氣飽和溫度高達～60℃，夏季時溫度更高，超過65℃以上，將造成脫硫產(chǎn)生的亞硫酸銨分解，脫硫率大幅降低，必須將吸收循環(huán)液降溫，為此在泵攪拌裝置10循環(huán)管線上串聯(lián)一臺換熱器11，用循環(huán)冷卻水降溫，使吸收循環(huán)液的溫度降至～53℃，以利于吸收、氧化反應(yīng)。

本實施例氨法脫硫除塵組合式吸收塔的工作原理如下：

煙氣首先由煙氣進口2處噴水降溫，使煙氣溫度由～180℃降至～90℃，然后進入吸收塔的煙氣均布除塵段3，在除塵篩板托盤18中煙氣得到均布和初步吸收、除塵，然后進入吸收段4，煙氣中SO₂被循環(huán)混合吸收液吸收，然后，煙氣進入氣溶膠洗滌段5，設(shè)有水噴淋洗滌層進行大流量的噴淋洗滌，除去煙氣中夾帶的硫銨氣溶膠，最后煙氣進入除霧段6除霧，經(jīng)凈化的煙氣從煙氣出口7排出吸收塔。

由壓縮空氣供應(yīng)裝置羅茨鼓風(fēng)機或空壓機鼓入的壓縮空氣通過氧化空氣分布管8進入氧化池9，氧化空氣的壓力可提到0.06～0.15 Mpa，將吸收段4生成的亞硫銨溶液氧化成硫銨溶液，借助煙氣的熱量，硫銨溶液可濃縮到重量比濃度為35％，通過硫銨排漿泵21將生成的硫銨溶液送入后處理工序，加工出硫銨產(chǎn)品。

為保證漿液混合均勻并充分氧化，通過泵攪拌裝置10從吸收塔抽出漿液，再通過分布管打入氧化池9，結(jié)果表明混合溶液在高濃度硫銨存在下，所含的亞硫銨的氧化率仍能達到98％以上。

使用本實用新型的組合式氨法吸收塔，吸收段4涉及的化學(xué)反應(yīng)如下：

(1) SO₂+H₂OH₂SO₃

(2) H₂SO₃+(NH₄)₂SO₄ NH₄HSO₄+NH₄HSO₃

(3) H₂SO₃+(NH₄)₂SO₃ 2NH₄HSO₃

與所加入的氨水相關(guān)的反應(yīng)如下：

(4) H₂SO₃+NH₃ NH₄HSO₄

(5) NH₄HSO₃+NH₃ (NH₄)₂SO₃

(6) NH₄HSO₄+NH₃ (NH₄)₂SO₄

氧化池5內(nèi)氧化反應(yīng)如下：

(7) (NH₄)₂SO₃＋1/2O₂ (NH₄)₂SO₄

本實用新型的氨法脫硫除塵組合式吸收塔實現(xiàn)了脫硫過程所需的六個功能：SO₂吸收、煙氣除塵、亞硫銨氧化、脫硫凈煙氣水洗和除水(霧)、硫銨濃縮?？蛇_到如下技術(shù)指標(biāo)：

SO₂吸收(或脫出)效率： 90～99.5％，

除塵效果： 45～75％，

凈化煙氣的含水沫(霧)量： ≤75mg/Nm³，

凈化煙氣中氨含量： ≤10mg/Nm³

煙氣中其它污染物的凈化率可達到：SO₃：30～50％；HCl：90～100％；HF：95～100％；NO_X：10～30％。吸收塔的液汽比較石灰－石膏法煙氣脫硫裝置降低6～10倍，大大降低所需吸收循環(huán)泵的功率。吸收塔內(nèi)利用煙氣的熱量濃縮銨鹽，大大減少后續(xù)處理硫銨的能耗。通過本實施例氨法脫硫除塵組合式吸收塔的應(yīng)用，能高效、節(jié)能地完成的煙氣脫硫過程，具有較大的工業(yè)化前景。

上面結(jié)合附圖對本實用新型實施例進行了說明，但本實用新型不限于上述實施例，還可以根據(jù)本實用新型的實用新型創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本實用新型技術(shù)方案的精神實質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合或簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，只要符合本實用新型的實用新型目的，只要不背離本實用新型焦化廠焦?fàn)t加熱煙氣氨法脫硫和除塵組合式吸收塔的技術(shù)原理和實用新型構(gòu)思，都屬于本實用新型的保護范圍。