一种焦炉低硫尾气湿法脱硫分区氧化浓缩装置的制作方法

本实用新型涉及一种焦炉低硫尾气湿法脱硫分区氧化浓缩装置。

背景技术：
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我国是钢铁生产大国和煤化工生产大国，我国现有焦炉2000多座，由于焦炉尾气中SO₂浓度不高，普遍在500mg/Nm³以下，根据国家2012年发布的《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171‐2012，已经没法满足环保要求。

现有的湿法脱硫工艺主要有石灰石—石膏法，大部分已建的湿法脱硫装置大多采用石灰石—石膏法，此种工艺均存在脱硫副产物的二次污染问题和系统设备易结垢和堵塞问题。

现在多数湿法脱硫工艺氧化浓缩浆液均在同一个浆池内，其氧化效果通常由于浆液是饱和的缘故并不理想(特别是氨水法、氧化镁法)，因此采用分区氧化浓缩的工艺更可以提高装置的脱硫及氧化效果。

由于现在国家对焦炉尾气排放的标准越来越严，传统的湿法喷淋工艺已经没法满足对粉尘排放的要求(15mg/Nm³)，需要在塔出口或静烟道上加装湿式电除尘器。投资成本、运行费用高，运行不稳定的不利因素，因此，特对传统的湿法脱硫(氨水法、氧化镁法、双碱)工艺加以改进和完善，以满足越来越严的尾气排放环保要求。

技术实现要素：
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为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种焦炉低硫尾气湿法脱硫分区氧化浓缩装置，通过该装置可实现烟气的降温洗涤和SO₂粉尘的脱除，达到超低排放要求，SO₂浓度小于30mg/Nm³，粉尘浓度小于15mg/Nm³；本发明装置可应用于专门针对焦炉特点的湿法脱硫(氨水法、氧化镁法、双碱)工艺。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种焦炉低硫尾气湿法脱硫分区氧化浓缩装置，脱硫塔的中下部设置烟气进口，在烟气进口的下方设置隔板，隔板下方的脱硫塔内腔设为浆液池；

所述烟气进口的上方依次设置文丘里棒层、浓缩喷淋层和气液分隔板；

在气液分隔板的上方设有第一吸收喷淋层、第二吸收喷淋层、塔顶除雾器，脱硫塔的顶部为烟气出口。

所述浆液池分为氧化区和非氧化区，所述氧化区的溶液为不饱和的硫酸铵溶液，非氧化区的溶液为亚硫酸铵；所述第一吸收喷淋层的喷淋浆液来自氧化区，所述第二吸收喷淋层的喷淋浆液来自非氧化区。

所述氧化区内设有氧化管网，所述氧化管网由主管和支管组成，支管底部开有氧化空气分布孔，孔径为6-10mm；主管连通外部的氧化空气管路，由氧化风机供送氧化空气。

所述气液隔板具有储液槽以及设于储液槽上方的气帽，储液槽与气帽之间形成供烟气自下而上通过的通道；喷淋浆液自上而下由气帽落入储液槽中，所述储液槽设有溢流口。

所述溢流口流出的浆液通过回流管分别流入氧化区和非氧化区。

所述脱硫塔外部设有结晶槽与脱硫塔内的浆液形成循环，所述结晶槽的入口连通浆液池的氧化区和隔板的溢出口；结晶槽的出口设有循环泵，将结晶槽中浆液泵送至浓缩喷淋层。

所述结晶槽中设有搅拌器，由结晶槽外部的驱动装置驱动。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

本装置是专门针对焦炉尾气低硫、低粉尘的特点结合SO₂、粉尘超低排放要求而设计开发的。

脱硫塔中部设置循环系统，其核心第一层为浓缩喷淋层和文丘里棒层(或塔盘)，其作用为去除烟气中的粉尘和夹带的硫铵浆液。

脱硫塔浆池分为氧化区和非氧化区，其中第一吸收喷淋层的喷淋浆液来自氧化区，第二吸收喷淋层(共两层)的喷淋浆液来自非氧化区的浆液，其核心作用为将各喷淋层的作用加以区别，氧化区的溶液主要成分为不饱和的硫酸铵溶液、用于烟气的冷却降温。非氧化区的溶液主要成分为亚硫酸銨，用于吸收烟气中的SO₂。

塔外设置有结晶槽和循环泵，降温浓缩用的浆液由循环泵从结晶槽中抽取，通过管路送到喷淋层，高温烟气与浆液接触后，温度被降低，浆液中的水分被蒸发，浆液被提浓。有利于装置的节能、环保，并且装置更安全。

附图说明：

图1为本实用新型的系统构成图；图2为气液隔板的放大图；图2中向上的箭头为烟气流向，向下的箭头为浆液流向。

图中标号：1-隔板，2-文丘里棒层，3-浓缩喷淋层，4-气液分隔板，41-气帽，42-溢流口，5-第一吸收喷淋层，6-第二吸收喷淋层，7-塔顶除雾器，8-循环泵，9-结晶槽，10-氧化空气管网，11-回流管，12-吸收循环泵，13-浆液池，14-溢流管，15-循环管，16-搅拌器，17-烟气入口。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式：

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：图1所示，在脱硫塔的中下部设置烟气进口17，在烟气进口的下方设置隔板1，隔板下方的脱硫塔内腔设为浆液池13；该浆液池分为氧化区和非氧化区，氧化区的溶液为不饱和的硫酸铵溶液，非氧化区的溶液为亚硫酸铵。

在脱硫塔内，烟气进口的上方依次设置文丘里棒层2、浓缩喷淋层3和气液分隔板4；在气液分隔板的上方设有第一吸收喷淋层5、第二吸收喷淋层6(共两层)、塔顶除雾器7，脱硫塔的顶部为烟气出口。

图1所示，浆液池的氧化区和非氧化区分别有管道经吸收循环泵12连通至第一吸收喷淋层5和第二吸收喷淋层6。

即第一吸收喷淋层5的喷淋浆液来自氧化区，第二吸收喷淋层6的喷淋浆液来自非氧化区。氧化区的溶液主要成分为不饱和的硫酸铵溶液、用于烟气的冷却降温。非氧化区的溶液主要成分为亚硫酸銨，用于吸收烟气中的SO₂。

在氧化区内设有氧化管网，该氧化管网由主管和支管组成，支管底部开有氧化空气分布孔，孔径为6-10mm；主管连通外部的氧化空气管路10，由氧化风机供送氧化空气。

图2所示，气液隔板4具有储液槽以及设于储液槽上方的气帽41，储液槽与气帽之间形成供烟气自下而上通过的通道；喷淋浆液自上而下由气帽落入储液槽中，储液槽设有溢流口42，该溢流口设有两根并列的回流管11，分别流向浆液池的氧化区和非氧化区。

脱硫塔外部设有结晶槽9与脱硫塔内的浆液形成循环，结晶槽的入口连通浆液池的氧化区和隔板1的溢出口；结晶槽的出口设有循环泵8，将结晶槽中浆液泵送至浓缩喷淋层3。结晶槽9中设有搅拌器16，由结晶槽外部的驱动装置驱动，防止浆液沉淀。

运行过程中，如下描述：

从余热锅炉来的高温烟气(160-170℃)经经增压风机增压后从塔中下部进入脱硫塔，与浓缩喷淋层3的浆液充分接触、降温、除尘及脱除酸性物质后降温至70℃后，浓缩喷淋层3由喷淋管道(FRP或合金钢)+喷嘴(碳化硅)组成，喷淋密度为6-12m³/m²。在浓缩喷淋层与塔入口之间有两层文丘里棒层2(开孔率为40-50％，材质为碳钢+鳞片或橡胶)，有利于烟气的均匀分布与粉尘的去除。浓缩段底部有隔板1与吸收塔底部氧化段浆液池分开，浓缩喷淋层3上部有气液分隔板4与吸收喷淋层隔开，气体通过气液分隔板的气体通道进入吸收喷淋区。

烟气与浓缩喷淋液接触后，由下而上与吸收喷淋层吸收液充分接触、吸收SO₂及继续降温到50-55℃左右的饱和湿烟气，这个过程中烟气中的SO₂被吸收液吸收，烟气被继续降温至饱和。吸收喷淋层由喷淋管道(FRP或合金钢)+喷嘴(碳化硅)组成，喷淋层的喷淋液气比在2-4L/m³之间。吸收喷淋层的溶液落入气液分隔板的集液槽中，再从溢流口42通过回流管11重力自流到氧化段的浆液池中。

通过吸收区的烟气向上继续通过除雾器层经塔顶烟囱排放。经检测，烟囱排放的烟气中，SO₂浓度小于30mg/Nm³，粉尘浓度小于15mg/Nm³，达到超低排放要求。

脱硫塔浓缩段浆液由循环泵8从结晶槽9中抽取，经过管道送入浓缩喷淋层3(喷淋层由喷淋管网和喷嘴组成)雾化后与高温烟气接触，被浓缩的浆液落在隔板1上，通过溢流管14重力自流到结晶槽9继续循环，为防止浆液沉淀，在结晶槽中设置有搅拌器16。

脱硫吸收塔底部浆液池的溶液通过吸收循环泵12(两个)分别被送到三层吸收喷淋层雾化。其中，氧化区的浆液送至第一吸收喷淋层5，非氧化区的浆液送至第二吸收喷淋层6(共有上下两层)，压缩空气通过氧化空气管网10被送到脱硫吸收塔底部浆液池的氧化区内，氧化管网均匀分布在浆液池氧化区的截面中，使氧化区的溶液中的亚硫酸根氧化成硫酸根。系统所需要的工艺水补充由设置的工艺水箱存储及通过工艺水泵输送到各用水点，以维持系统的水平衡。塔底部浆液池的氧化区内有循环管15与结晶槽9相连，以保证结晶槽9内浆池的液位在设定的范围内。