一种高SO₂浓度有压力烟气脱硫方法和装置的制作方法

专利名称：一种高SO₂浓度有压力烟气脱硫方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高浓度有压力烟气脱硫方法和装置，属于环境治理方法领域。
背景技术：
SO2是一种全球性的大气污染物，其危害主要为形成酸雨。另外，环境中的SO2可 致使儿童免疫力功能下降，民众呼吸道、眼部患病率增加等。在炼油厂，催化汽油吸附脱硫 装置是一种新型的生产装置，在它的吸附剂再生过程中产生烟气，其中二氧化硫浓度一般 为10000 100000mg/m3，氧含量一般为2000 10000mg/m3，必须进行烟气脱硫处理。目前，烟气脱硫主要采用的工艺有干法和湿法两大类，其中湿法烟气脱硫工艺有 石灰石-石膏法、海水法、湿式氨法、双碱法及镁法烟气脱硫工艺等；干式烟气脱硫技术主 要有喷雾干燥法、炉内喷钙法、循环流化床干法及荷电干式吸收剂喷射脱硫技术等。上 述工艺均需要碱剂制备、制浆、输送、产物干化、废水处理及产物储运等环节，具有工艺流程 长、设备台(套)数量多、占地大、投资大、运行费用高及产渣量大等缺点。以石灰石-石 膏法为例，其流程包括石灰石存储、破碎、磨粉、筛分、制浆、喷淋吸收、石膏分离、干化、储 运及废水处理等环节，涉及设备数量很多，设备规模很大，其设备投资费用和运转费用均很 高。烟气脱硫装置一般包括喷淋塔、动力波洗涤塔、文丘里洗涤塔等，但这些单独的烟气脱 硫装置或这些烟气脱硫装置简单的组合无法满足高二氧化硫烟气脱硫的需求。对于一些二 氧化硫浓度较高的烟气来说，现有的脱硫方法和装置不足以充分有效脱硫。如催化汽油吸 附脱硫工艺中，催化剂再生烟气中二氧化硫含量可以达到50000mg/m3以上，现有方法和装 置无法有效净化处理。CN200510010119. 8公开了一种内循环多级喷动流态化烟气脱硫塔，塔体为自下 向上截面阶梯增大的倒锥体形状；塔体中的一级倒锥体的下端面与文丘里加速管的上端面 固定连接，一级倒锥体的上端面与一级喷动腔室的下端面固定连接，一级喷动腔室的上端 面与二级倒锥体的下端面固定连接，二级倒锥体的上端面与二级喷动腔室的下端面固定连 接。该装置虽然可以在一定程度上提高脱硫效果，但对于高浓度烟气仍不能达到所需的脱 硫效果。

发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高SA浓度有压力烟气脱硫方法和装置，通 过优化脱硫工艺和装置，可大大提高脱硫率，即使采用水溶性较差的钙、镁碱性试剂，也可 以满足高浓度二氧化硫烟气的脱硫要求。本发明高SA浓度有压力烟气脱硫方法包括如下内容高二氧化硫浓度有压力烟 气依次通过文丘里预洗涤器、鼓泡接触区、喷淋填料塔和喷淋分离塔，设置两级吸收剂循环 储槽，第一级吸收剂循环储槽内吸收剂输送至文丘里预洗涤器和喷淋填料塔，文丘里预洗 涤器和喷淋填料塔排出的液相物料返回第一级吸收剂循环储槽，鼓泡接触区设置在第一级 吸收剂循环储槽内；第二级吸收剂循环储槽内吸收剂输送至喷淋分离塔，喷淋分离塔排出的液相物料返回第二级吸收剂循环储槽。本发明高SO2浓度有压力烟气脱硫方法中，包括如下内容高二氧化硫浓度有 压力烟气来源于汽油吸附脱硫工艺的吸附剂再生过程的排放气，一般来说二氧化硫浓度 10000 100000mg/m3，烟气的压力一般为50 IOOKPa (表压)。烟气在温度很高时，在进 入文丘里预洗涤器之前可以先通过喷水降温器先进行降温，喷水降温器中喷入的水可以是 工艺水，也可以是第一级吸收剂循环储槽内的液相物料。为了进一步提高脱硫效果，在烟气进入喷淋分离塔之前可以增加动力波洗涤塔， 烟气经过动力波洗涤塔之后再进入喷淋分离塔，动力波洗涤塔中喷入的吸收液是第二级吸 收剂循环储槽内的液相物料。本发明高浓度烟气脱硫方法中，可以采用氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钠溶液(或 浆液)等碱液调节第一级吸收剂循环储槽和第二级吸收剂循环储槽内物料的碱度，碱液还 可以部分直接进入喷淋填料塔的顶部。第一级吸收剂循环储槽中物料的PH值一般为6. 0 7.0，外排物料经过氧化后排放。第二级吸收剂循环储槽中物料的pH值一般为大于10。第 二级吸收剂循环储槽内吸收剂通过溢流装置进入第一级吸收剂循环储槽内。第一级吸收剂 循环储槽和第二级吸收剂循环储槽可以补充适量工艺水，保持正常的操作。喷淋分离塔顶 部设置除雾分离区，除雾分离区设置工艺水喷淋装置。工艺水为可以用于本发明过程的任 意来源的水，如自来水、工业水、污水净化处理后的回用水等。本发方法中，各单元可以使用本领域常规结构的装置，具体装置结构和操作条件 是本领领域技术人员熟知的，具体可以根据烟气的性质和脱硫的要求具体确定。本发明高浓度烟气脱硫装置沿烟气流动方向依次包括文丘里预洗涤器、鼓泡接触 区构件、喷淋填料塔、喷淋分离塔和吸收剂循环系统，吸收剂循环系统包括第一级吸收剂循 环系统和第二级吸收剂循环系统，文丘里预洗涤器、鼓泡接触区构件和喷淋填料塔设置在 第一级吸收剂循环系统中，喷淋分离塔设置在第二级吸收剂循环系统中。在文丘里预洗涤 器之前可以设置洗涤降温器，在喷淋分离塔之前可以设置动力波洗涤塔。本发明装置中，第一级吸收剂循环系统包括第一级吸收剂循环储槽和第一级吸收 剂输送装置，鼓泡接触区构件浸在第一级吸收剂循环储槽中，第一级吸收剂输送装置把吸 收剂输送到文丘里洗涤器和喷淋填料塔中。第二级吸收剂循环系统包括第二级吸收剂循环 储槽和第二级吸收剂输送装置，第二级吸收剂输送装置把吸收剂输送到动力波洗涤塔和喷 淋分离塔中。第一级吸收剂循环储槽和第二级吸收剂循环储槽与新鲜碱液补充管线相连 通，第二级吸收剂循环储槽与第一级吸收剂循环储槽通过溢流结构相通，第一级吸收剂循 环储槽设置排放系统，排放系统与氧化装置相连通。本发明装置中，喷淋分离塔顶部设置除雾分离区，除雾分离区设置工艺水喷淋装 置。第一级吸收剂循环储槽与第二级吸收剂循环储槽可以与工艺水补充管线相通。洗涤降 温器可以与工艺水补充管线相通或与第一级吸收剂循环系统相通。本发明方法和装置可以用于各种高浓度烟气脱硫系统中，最适宜用于催化汽油吸 附脱硫吸附剂再生烟气的脱硫过程。本发明多级烟气脱硫装置涉及的各部分结构及参数可 以由本领域技术人员根据处理烟气的性质和处理要求按本领域知识具体确定。新鲜碱液可 以是各种碱性物质的溶液或浆液，优选氢氧化钠溶液或氢氧化镁浆液。本发明方法和装置根据高浓度烟气的脱硫要求，确定了适宜的脱硫装置结构和流程，可以满足高浓度烟气高效脱硫要求。


图1为本发明高浓度烟气脱硫装置装置结构示意图。其中1-烟气，2-洗涤降温器，3-文丘里洗涤器，4-喷淋填料塔，5-鼓泡接触区构 件，6-动力波洗涤塔，7-喷淋分离塔，8-除雾分离区，9-第一级吸收剂循环储槽，10-第二级 吸收剂循环储槽，11-氧化装置，12-新鲜碱性吸收剂补充管线，13-补充工艺水管线，14-净 化后烟气。
具体实施例方式下面结合附图进一步说明本发明高浓度烟气净化装置结构和工艺效果。如图1所示，本发明高浓度有压力烟气净化装置装置包括洗涤降温器2、文丘里预 洗涤器3、喷淋填料塔4、鼓泡接触区构件5、动力波洗涤塔6和喷淋分离塔7。第一级吸收 剂循环储槽9的循环吸收剂循环至文丘里预洗涤器3和喷淋填料塔4，第二级吸收剂循环储 槽10的循环吸收剂循环至动力波洗涤塔6和喷淋分离塔7。喷淋分离塔7的上部设置除雾 分离区8，经除雾后的净化烟气14排放。第二级吸收剂循环储槽10内吸收剂通过溢流装置 进入第一级吸收剂循环储槽9，第一级吸收剂循环储槽9的吸收剂部分排放至氧化装置11， 将其中的亚硫酸盐氧化为硫酸盐后排放。第一级吸收剂循环储槽9和第二级吸收剂循环储 槽10设置新鲜碱性吸收剂补充管线12。第一级吸收剂循环储槽9和第二级吸收剂循环储 槽10均设置补充工艺水管线13。本发明多级烟气净化装置使用时，烟气1利用烟气的自身压力依次通过洗涤降温 器2、文丘里预洗涤器3、喷淋填料塔4、鼓泡接触区构件5、动力波洗涤塔6和喷淋分离塔7。 其中文丘里预洗涤器3主要功能为烟气降温和预部分脱硫，一般液气比为0. 5 5L/m3，烟 气温度可以降至60°C以下，在装置操作异常时，可以采用洗涤降温器2进行降温操作。鼓泡 接触区构件5设置在第一级吸收剂循环储槽9中，在该鼓泡区域可以获得大于10%的脱硫 率。喷淋填料塔4是主脱硫设备，操作液气比一般为1 10L/m3，烟气空速为300 ΙδΟΟΙΓ1， 二氧化硫脱除率可以达到95%以上(以喷淋填料塔入口烟气浓度计)。喷淋分离塔7为进 一步脱硫设备，操作液气比一般为1 10L/m3，二氧化硫脱除率可以达到95%以上(以喷 淋分离塔入口烟气浓度计)。如果需要进一步增高脱硫率，可以在喷淋分离塔之前设置动力 波洗涤塔6。通过上述多步脱硫操作，可以将高浓度二氧化硫烟气有效脱硫净化，达到排放 标准。实施例某催化汽油吸附脱硫吸附剂高浓度再生烟气(主要性质温度205°C，压力 80KPa (表压)，二氧化硫浓度为50000 75000mg/m3)，采用本发明方法处理，具体操作条件 和结果见表1。
表1高浓度烟气脱硫操作条件和结果
权利要求
1.一种高SA浓度有压力烟气脱硫方法，其特征在于高二氧化硫浓度有压力烟气依 次通过文丘里预洗涤器、鼓泡接触区、喷淋填料塔和喷淋分离塔，设置两级吸收剂循环储 槽，第一级吸收剂循环储槽内吸收剂输送至文丘里预洗涤器和喷淋填料塔，文丘里预洗涤 器和喷淋填料塔排出的液相物料返回第一级吸收剂循环储槽，鼓泡接触区设置在第一级吸 收剂循环储槽内；第二级吸收剂循环储槽内吸收剂输送至喷淋分离塔，喷淋分离塔排出的 液相物料返回第二级吸收剂循环储槽。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的高二氧化硫浓度有压力烟气的二 氧化硫浓度10000 100000mg/m3，烟气的压力为50 lOOKPa。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于烟气在进入文丘里预洗涤器之前先通过 喷水降温器先进行降温，喷水降温器中喷入的水是工艺水，或者是第一级吸收剂循环储槽 内的液相物料。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于在烟气进入喷淋分离塔之前增加动力波 洗涤塔，烟气经过动力波洗涤塔之后再进入喷淋分离塔，动力波洗涤塔中喷入的吸吸液是 第二级吸收剂循环储槽内的液相物料。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于采用碱液调节第一级吸收剂循环储槽和 第二级吸收剂循环储槽内物料的碱度，第一级吸收剂循环储槽中物料的PH值为6. 0 7. 0， 外排物料经过氧化后排放；第二级吸收剂循环储槽中物料的PH值大于10，第二级吸收剂循 环储槽内吸收剂通过溢流装置进入第一级吸收剂循环储槽内。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于碱液部分直接进入喷淋填料塔的顶部。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于文丘里预洗涤器液气比为0.5 5L/m3， 喷淋填料塔液气比为1 10L/m3，烟气空速为300 15001Γ1，喷淋分离塔操作液气比为1 10L/m3。
8.—种高SO2浓度有压力烟气脱硫装置，其特征在于沿烟气流动方向依次包括文丘 里预洗涤器、鼓泡接触区构件、喷淋填料塔、喷淋分离塔和吸收剂循环系统，吸收剂循环系 统包括第一级吸收剂循环系统和第二级吸收剂循环系统，文丘里预洗涤器、鼓泡接触区构 件和喷淋填料塔设置在第一级吸收剂循环系统中，喷淋分离塔设置在第二级吸收剂循环系 统中。
9.按照权利要求8所述的装置，其特征在于第一级吸收剂循环系统包括第一级吸收 剂循环储槽和第一级吸收剂输送装置，鼓泡接触区构件浸在第一级吸收剂循环储槽中，第 一级吸收剂输送装置把吸收剂输送到文丘里洗涤器和喷淋填料塔中；第二级吸收剂循环系 统包括第二级吸收剂循环储槽和第二级吸收剂输送装置，第二级吸收剂输送装置把吸收剂 输送到喷淋分离塔中；第一级吸收剂循环储槽和第二级吸收剂循环储槽与新鲜碱液补充管 线相连通，第二级吸收剂循环储槽与第一级吸收剂循环储槽通过溢流结构相通，第一级吸 收剂循环储槽设置排放系统，排放系统与氧化装置相连通。
10.按照权利要求8或9所述的装置，其特征在于在文丘里预洗涤器之前设置洗涤降 温器，在喷淋分离塔之前设置动力波洗涤塔。
全文摘要
本发明公开了一种高浓度烟气脱硫方法及装置，高二氧化硫浓度烟气依次通过喷水降温器、文丘里预洗涤器、鼓泡接触区、喷淋填料塔、脱硫分离塔，设置两级吸收剂循环储槽，第一级吸收剂循环储槽内吸收剂输送至文丘里预洗涤器和喷淋填料塔，文丘里预洗涤器和喷淋填料塔排出的液相物料返回第一级吸收剂循环储槽，鼓泡接触区设置在第一级吸收剂循环储槽内；第二级吸收剂循环储槽内吸收剂输送至动力波洗涤塔和喷淋分离塔，动力波洗涤塔和喷淋分离塔排出的液相物料排入第二级吸收剂循环储槽。本发明高浓度烟气脱硫方法通过优化脱硫过程和装置，可以大大提高脱硫率，即使采用钙、镁等水中溶解度低的碱性试剂，也能够满足高浓度二氧化硫烟气的脱硫净化要求。
文档编号B01D50/00GK102049167SQ20091018811
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月27日 优先权日2009年10月27日
发明者任龙, 刘忠生, 彭德强, 戴文军, 方向晨, 齐慧敏 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院