專利名稱：一種高SO₂濃度有壓力煙氣脫硫方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高濃度有壓力煙氣脫硫方法和裝置，屬于環(huán)境治理方法領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
SO2是一種全球性的大氣污染物，其危害主要為形成酸雨。另外，環(huán)境中的SO2可 致使兒童免疫力功能下降，民眾呼吸道、眼部患病率增加等。在煉油廠，催化汽油吸附脫硫 裝置是一種新型的生產(chǎn)裝置，在它的吸附劑再生過程中產(chǎn)生煙氣，其中二氧化硫濃度一般 為10000 100000mg/m3，氧含量一般為2000 10000mg/m3，必須進行煙氣脫硫處理。目前，煙氣脫硫主要采用的工藝有干法和濕法兩大類，其中濕法煙氣脫硫工藝有 石灰石-石膏法、海水法、濕式氨法、雙堿法及鎂法煙氣脫硫工藝等；干式煙氣脫硫技術(shù)主 要有噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣法、循環(huán)流化床干法及荷電干式吸收劑噴射脫硫技術(shù)等。上 述工藝均需要堿劑制備、制漿、輸送、產(chǎn)物干化、廢水處理及產(chǎn)物儲運等環(huán)節(jié)，具有工藝流程 長、設(shè)備臺(套)數(shù)量多、占地大、投資大、運行費用高及產(chǎn)渣量大等缺點。以石灰石-石 膏法為例，其流程包括石灰石存儲、破碎、磨粉、篩分、制漿、噴淋吸收、石膏分離、干化、儲 運及廢水處理等環(huán)節(jié)，涉及設(shè)備數(shù)量很多，設(shè)備規(guī)模很大，其設(shè)備投資費用和運轉(zhuǎn)費用均很 高。煙氣脫硫裝置一般包括噴淋塔、動力波洗滌塔、文丘里洗滌塔等，但這些單獨的煙氣脫 硫裝置或這些煙氣脫硫裝置簡單的組合無法滿足高二氧化硫煙氣脫硫的需求。對于一些二 氧化硫濃度較高的煙氣來說，現(xiàn)有的脫硫方法和裝置不足以充分有效脫硫。如催化汽油吸 附脫硫工藝中，催化劑再生煙氣中二氧化硫含量可以達到50000mg/m3以上，現(xiàn)有方法和裝 置無法有效凈化處理。CN200510010119. 8公開了一種內(nèi)循環(huán)多級噴動流態(tài)化煙氣脫硫塔，塔體為自下 向上截面階梯增大的倒錐體形狀；塔體中的一級倒錐體的下端面與文丘里加速管的上端面 固定連接，一級倒錐體的上端面與一級噴動腔室的下端面固定連接，一級噴動腔室的上端 面與二級倒錐體的下端面固定連接，二級倒錐體的上端面與二級噴動腔室的下端面固定連 接。該裝置雖然可以在一定程度上提高脫硫效果，但對于高濃度煙氣仍不能達到所需的脫 硫效果。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高SA濃度有壓力煙氣脫硫方法和裝置，通 過優(yōu)化脫硫工藝和裝置，可大大提高脫硫率，即使采用水溶性較差的鈣、鎂堿性試劑，也可 以滿足高濃度二氧化硫煙氣的脫硫要求。本發(fā)明高SA濃度有壓力煙氣脫硫方法包括如下內(nèi)容高二氧化硫濃度有壓力煙 氣依次通過文丘里預(yù)洗滌器、鼓泡接觸區(qū)、噴淋填料塔和噴淋分離塔，設(shè)置兩級吸收劑循環(huán) 儲槽，第一級吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)吸收劑輸送至文丘里預(yù)洗滌器和噴淋填料塔，文丘里預(yù)洗 滌器和噴淋填料塔排出的液相物料返回第一級吸收劑循環(huán)儲槽，鼓泡接觸區(qū)設(shè)置在第一級 吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)；第二級吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)吸收劑輸送至噴淋分離塔，噴淋分離塔排出的液相物料返回第二級吸收劑循環(huán)儲槽。本發(fā)明高SO2濃度有壓力煙氣脫硫方法中，包括如下內(nèi)容高二氧化硫濃度有 壓力煙氣來源于汽油吸附脫硫工藝的吸附劑再生過程的排放氣，一般來說二氧化硫濃度 10000 100000mg/m3，煙氣的壓力一般為50 IOOKPa (表壓)。煙氣在溫度很高時，在進 入文丘里預(yù)洗滌器之前可以先通過噴水降溫器先進行降溫，噴水降溫器中噴入的水可以是 工藝水，也可以是第一級吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)的液相物料。為了進一步提高脫硫效果，在煙氣進入噴淋分離塔之前可以增加動力波洗滌塔， 煙氣經(jīng)過動力波洗滌塔之后再進入噴淋分離塔，動力波洗滌塔中噴入的吸收液是第二級吸 收劑循環(huán)儲槽內(nèi)的液相物料。本發(fā)明高濃度煙氣脫硫方法中，可以采用氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鈉溶液(或 漿液)等堿液調(diào)節(jié)第一級吸收劑循環(huán)儲槽和第二級吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)物料的堿度，堿液還 可以部分直接進入噴淋填料塔的頂部。第一級吸收劑循環(huán)儲槽中物料的PH值一般為6. 0 7.0，外排物料經(jīng)過氧化后排放。第二級吸收劑循環(huán)儲槽中物料的pH值一般為大于10。第 二級吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)吸收劑通過溢流裝置進入第一級吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)。第一級吸收劑 循環(huán)儲槽和第二級吸收劑循環(huán)儲槽可以補充適量工藝水，保持正常的操作。噴淋分離塔頂 部設(shè)置除霧分離區(qū)，除霧分離區(qū)設(shè)置工藝水噴淋裝置。工藝水為可以用于本發(fā)明過程的任 意來源的水，如自來水、工業(yè)水、污水凈化處理后的回用水等。本發(fā)方法中，各單元可以使用本領(lǐng)域常規(guī)結(jié)構(gòu)的裝置，具體裝置結(jié)構(gòu)和操作條件 是本領(lǐng)領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，具體可以根據(jù)煙氣的性質(zhì)和脫硫的要求具體確定。本發(fā)明高濃度煙氣脫硫裝置沿煙氣流動方向依次包括文丘里預(yù)洗滌器、鼓泡接觸 區(qū)構(gòu)件、噴淋填料塔、噴淋分離塔和吸收劑循環(huán)系統(tǒng)，吸收劑循環(huán)系統(tǒng)包括第一級吸收劑循 環(huán)系統(tǒng)和第二級吸收劑循環(huán)系統(tǒng)，文丘里預(yù)洗滌器、鼓泡接觸區(qū)構(gòu)件和噴淋填料塔設(shè)置在 第一級吸收劑循環(huán)系統(tǒng)中，噴淋分離塔設(shè)置在第二級吸收劑循環(huán)系統(tǒng)中。在文丘里預(yù)洗滌 器之前可以設(shè)置洗滌降溫器，在噴淋分離塔之前可以設(shè)置動力波洗滌塔。本發(fā)明裝置中，第一級吸收劑循環(huán)系統(tǒng)包括第一級吸收劑循環(huán)儲槽和第一級吸收 劑輸送裝置，鼓泡接觸區(qū)構(gòu)件浸在第一級吸收劑循環(huán)儲槽中，第一級吸收劑輸送裝置把吸 收劑輸送到文丘里洗滌器和噴淋填料塔中。第二級吸收劑循環(huán)系統(tǒng)包括第二級吸收劑循環(huán) 儲槽和第二級吸收劑輸送裝置，第二級吸收劑輸送裝置把吸收劑輸送到動力波洗滌塔和噴 淋分離塔中。第一級吸收劑循環(huán)儲槽和第二級吸收劑循環(huán)儲槽與新鮮堿液補充管線相連 通，第二級吸收劑循環(huán)儲槽與第一級吸收劑循環(huán)儲槽通過溢流結(jié)構(gòu)相通，第一級吸收劑循 環(huán)儲槽設(shè)置排放系統(tǒng)，排放系統(tǒng)與氧化裝置相連通。本發(fā)明裝置中，噴淋分離塔頂部設(shè)置除霧分離區(qū)，除霧分離區(qū)設(shè)置工藝水噴淋裝 置。第一級吸收劑循環(huán)儲槽與第二級吸收劑循環(huán)儲槽可以與工藝水補充管線相通。洗滌降 溫器可以與工藝水補充管線相通或與第一級吸收劑循環(huán)系統(tǒng)相通。本發(fā)明方法和裝置可以用于各種高濃度煙氣脫硫系統(tǒng)中，最適宜用于催化汽油吸 附脫硫吸附劑再生煙氣的脫硫過程。本發(fā)明多級煙氣脫硫裝置涉及的各部分結(jié)構(gòu)及參數(shù)可 以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)處理煙氣的性質(zhì)和處理要求按本領(lǐng)域知識具體確定。新鮮堿液可 以是各種堿性物質(zhì)的溶液或漿液，優(yōu)選氫氧化鈉溶液或氫氧化鎂漿液。本發(fā)明方法和裝置根據(jù)高濃度煙氣的脫硫要求，確定了適宜的脫硫裝置結(jié)構(gòu)和流程，可以滿足高濃度煙氣高效脫硫要求。


圖1為本發(fā)明高濃度煙氣脫硫裝置裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中1-煙氣，2-洗滌降溫器，3-文丘里洗滌器，4-噴淋填料塔，5-鼓泡接觸區(qū)構(gòu) 件，6-動力波洗滌塔，7-噴淋分離塔，8-除霧分離區(qū)，9-第一級吸收劑循環(huán)儲槽，10-第二級 吸收劑循環(huán)儲槽，11-氧化裝置，12-新鮮堿性吸收劑補充管線，13-補充工藝水管線，14-凈 化后煙氣。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明高濃度煙氣凈化裝置結(jié)構(gòu)和工藝效果。如圖1所示，本發(fā)明高濃度有壓力煙氣凈化裝置裝置包括洗滌降溫器2、文丘里預(yù) 洗滌器3、噴淋填料塔4、鼓泡接觸區(qū)構(gòu)件5、動力波洗滌塔6和噴淋分離塔7。第一級吸收 劑循環(huán)儲槽9的循環(huán)吸收劑循環(huán)至文丘里預(yù)洗滌器3和噴淋填料塔4，第二級吸收劑循環(huán)儲 槽10的循環(huán)吸收劑循環(huán)至動力波洗滌塔6和噴淋分離塔7。噴淋分離塔7的上部設(shè)置除霧 分離區(qū)8，經(jīng)除霧后的凈化煙氣14排放。第二級吸收劑循環(huán)儲槽10內(nèi)吸收劑通過溢流裝置 進入第一級吸收劑循環(huán)儲槽9，第一級吸收劑循環(huán)儲槽9的吸收劑部分排放至氧化裝置11， 將其中的亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽后排放。第一級吸收劑循環(huán)儲槽9和第二級吸收劑循環(huán)儲 槽10設(shè)置新鮮堿性吸收劑補充管線12。第一級吸收劑循環(huán)儲槽9和第二級吸收劑循環(huán)儲 槽10均設(shè)置補充工藝水管線13。本發(fā)明多級煙氣凈化裝置使用時，煙氣1利用煙氣的自身壓力依次通過洗滌降溫 器2、文丘里預(yù)洗滌器3、噴淋填料塔4、鼓泡接觸區(qū)構(gòu)件5、動力波洗滌塔6和噴淋分離塔7。 其中文丘里預(yù)洗滌器3主要功能為煙氣降溫和預(yù)部分脫硫，一般液氣比為0. 5 5L/m3，煙 氣溫度可以降至60°C以下，在裝置操作異常時，可以采用洗滌降溫器2進行降溫操作。鼓泡 接觸區(qū)構(gòu)件5設(shè)置在第一級吸收劑循環(huán)儲槽9中，在該鼓泡區(qū)域可以獲得大于10%的脫硫 率。噴淋填料塔4是主脫硫設(shè)備，操作液氣比一般為1 10L/m3，煙氣空速為300 ΙδΟΟΙΓ1， 二氧化硫脫除率可以達到95%以上(以噴淋填料塔入口煙氣濃度計)。噴淋分離塔7為進 一步脫硫設(shè)備，操作液氣比一般為1 10L/m3，二氧化硫脫除率可以達到95%以上(以噴 淋分離塔入口煙氣濃度計)。如果需要進一步增高脫硫率，可以在噴淋分離塔之前設(shè)置動力 波洗滌塔6。通過上述多步脫硫操作，可以將高濃度二氧化硫煙氣有效脫硫凈化，達到排放 標準。實施例某催化汽油吸附脫硫吸附劑高濃度再生煙氣(主要性質(zhì)溫度205°C，壓力 80KPa (表壓)，二氧化硫濃度為50000 75000mg/m3)，采用本發(fā)明方法處理，具體操作條件 和結(jié)果見表1。
表1高濃度煙氣脫硫操作條件和結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種高SA濃度有壓力煙氣脫硫方法，其特征在于高二氧化硫濃度有壓力煙氣依 次通過文丘里預(yù)洗滌器、鼓泡接觸區(qū)、噴淋填料塔和噴淋分離塔，設(shè)置兩級吸收劑循環(huán)儲 槽，第一級吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)吸收劑輸送至文丘里預(yù)洗滌器和噴淋填料塔，文丘里預(yù)洗滌 器和噴淋填料塔排出的液相物料返回第一級吸收劑循環(huán)儲槽，鼓泡接觸區(qū)設(shè)置在第一級吸 收劑循環(huán)儲槽內(nèi)；第二級吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)吸收劑輸送至噴淋分離塔，噴淋分離塔排出的 液相物料返回第二級吸收劑循環(huán)儲槽。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的高二氧化硫濃度有壓力煙氣的二 氧化硫濃度10000 100000mg/m3，煙氣的壓力為50 lOOKPa。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于煙氣在進入文丘里預(yù)洗滌器之前先通過 噴水降溫器先進行降溫，噴水降溫器中噴入的水是工藝水，或者是第一級吸收劑循環(huán)儲槽 內(nèi)的液相物料。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在煙氣進入噴淋分離塔之前增加動力波 洗滌塔，煙氣經(jīng)過動力波洗滌塔之后再進入噴淋分離塔，動力波洗滌塔中噴入的吸吸液是 第二級吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)的液相物料。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于采用堿液調(diào)節(jié)第一級吸收劑循環(huán)儲槽和 第二級吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)物料的堿度，第一級吸收劑循環(huán)儲槽中物料的PH值為6. 0 7. 0， 外排物料經(jīng)過氧化后排放；第二級吸收劑循環(huán)儲槽中物料的PH值大于10，第二級吸收劑循 環(huán)儲槽內(nèi)吸收劑通過溢流裝置進入第一級吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于堿液部分直接進入噴淋填料塔的頂部。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于文丘里預(yù)洗滌器液氣比為0.5 5L/m3， 噴淋填料塔液氣比為1 10L/m3，煙氣空速為300 15001Γ1，噴淋分離塔操作液氣比為1 10L/m3。
8.—種高SO2濃度有壓力煙氣脫硫裝置，其特征在于沿煙氣流動方向依次包括文丘 里預(yù)洗滌器、鼓泡接觸區(qū)構(gòu)件、噴淋填料塔、噴淋分離塔和吸收劑循環(huán)系統(tǒng)，吸收劑循環(huán)系 統(tǒng)包括第一級吸收劑循環(huán)系統(tǒng)和第二級吸收劑循環(huán)系統(tǒng)，文丘里預(yù)洗滌器、鼓泡接觸區(qū)構(gòu) 件和噴淋填料塔設(shè)置在第一級吸收劑循環(huán)系統(tǒng)中，噴淋分離塔設(shè)置在第二級吸收劑循環(huán)系 統(tǒng)中。
9.按照權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于第一級吸收劑循環(huán)系統(tǒng)包括第一級吸收 劑循環(huán)儲槽和第一級吸收劑輸送裝置，鼓泡接觸區(qū)構(gòu)件浸在第一級吸收劑循環(huán)儲槽中，第 一級吸收劑輸送裝置把吸收劑輸送到文丘里洗滌器和噴淋填料塔中；第二級吸收劑循環(huán)系 統(tǒng)包括第二級吸收劑循環(huán)儲槽和第二級吸收劑輸送裝置，第二級吸收劑輸送裝置把吸收劑 輸送到噴淋分離塔中；第一級吸收劑循環(huán)儲槽和第二級吸收劑循環(huán)儲槽與新鮮堿液補充管 線相連通，第二級吸收劑循環(huán)儲槽與第一級吸收劑循環(huán)儲槽通過溢流結(jié)構(gòu)相通，第一級吸 收劑循環(huán)儲槽設(shè)置排放系統(tǒng)，排放系統(tǒng)與氧化裝置相連通。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于在文丘里預(yù)洗滌器之前設(shè)置洗滌降 溫器，在噴淋分離塔之前設(shè)置動力波洗滌塔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高濃度煙氣脫硫方法及裝置，高二氧化硫濃度煙氣依次通過噴水降溫器、文丘里預(yù)洗滌器、鼓泡接觸區(qū)、噴淋填料塔、脫硫分離塔，設(shè)置兩級吸收劑循環(huán)儲槽，第一級吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)吸收劑輸送至文丘里預(yù)洗滌器和噴淋填料塔，文丘里預(yù)洗滌器和噴淋填料塔排出的液相物料返回第一級吸收劑循環(huán)儲槽，鼓泡接觸區(qū)設(shè)置在第一級吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)；第二級吸收劑循環(huán)儲槽內(nèi)吸收劑輸送至動力波洗滌塔和噴淋分離塔，動力波洗滌塔和噴淋分離塔排出的液相物料排入第二級吸收劑循環(huán)儲槽。本發(fā)明高濃度煙氣脫硫方法通過優(yōu)化脫硫過程和裝置，可以大大提高脫硫率，即使采用鈣、鎂等水中溶解度低的堿性試劑，也能夠滿足高濃度二氧化硫煙氣的脫硫凈化要求。
文檔編號B01D50/00GK102049167SQ20091018811
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者任龍, 劉忠生, 彭德強, 戴文軍, 方向晨, 齊慧敏 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院