一种氨法脱硫循环液梯级氧化系统的制作方法

本实用新型属于氨法烟气脱硫技术领域，具体涉及一种氨法脱硫循环液梯级氧化系统。

背景技术：

氨法脱硫技术采用氨作为吸收剂脱除烟气中的SO2，并协同除尘，其脱硫效率高、副产物可资源化利用、运行可靠、对煤中硫含量的适应性广，是非电行业锅炉烟气排放超低改造首选的湿法脱硫工艺，在我国有很好的市场。

氨法脱硫工艺中，脱硫产物亚硫酸铵和亚硫酸氢铵化学性质不稳定，容易发生分解，引起氨逃逸、气溶胶以及副产物不易结晶等问题，需采用氧化措施将其转化成稳定的硫酸铵，氨法脱硫工艺亚硫酸铵的氧化过程一般在氧化循环槽中进行。现有的氨法脱硫装置中，亚硫酸铵和亚硫酸氢铵的氧化多为一级氧化，氧化效果往往不理想，容易导致氨逃逸、气溶胶等问题。为此，有必要对氨法脱硫氧化系统进行改进，将一级氧化改进为多级氧化，以提升氧化效果。

CN206810043U公开了一种氨法脱硫多级氧化槽，氧化槽内设空气分布器(曝气层)、平板形筛板，并提出了三级氧化的结构。然而此种装置将多级氧化功能全部设置在氧化槽中且氧化过程只在氧化槽及其附属结构中进行，致使氧化槽结构过于复杂，设备可发生故障的概率较高，检修不方便。同时，此装置中氧化液从槽底流出后，被氧化射流器分流，在循环泵流量一定的情况下，由于氧化射流器侧管路阻力小，导致氧化液很大一部分从此处流走，致使进入吸收塔中的氧化液流量大大减少，吸收段液气比降低，影响了对SO2的吸收。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的氧化级数较少，氧化槽结构复杂，SO2的吸收效果不好等问题，本实用新型提出了一种氨法脱硫循环液梯级氧化系统，包括一级氧化模块、二级氧化模块、三级氧化模块和四级氧化模块；

所述的一级氧化模块包括吸收塔，所述吸收塔包括上层塔盘、下层塔盘以及位于吸收塔的上层塔盘和下层塔盘之间的吸收段，还包括连接在吸收段与氧化循环槽上部的氧化空气乏气管道；

所述的二级氧化模块包括设置在所述下层塔盘和氧化循环槽之间的脱硫循环液回流管道、设置在所述脱硫循环液回流管道上的空气分布器和连接在所述空气分布器与氧化风机之间的氧化空气支管；

所述的三级氧化模块包括设置在所述氧化循环槽上部的脱硫循环液回流喷淋层和所述脱硫循环液回流喷淋层下方的筛板。

所述的四级氧化模块为所述氧化循环槽和连接在所述氧化循环槽底部与吸收段之间的脱硫循环液去吸收塔管道。

进一步的，所述吸收段内由上至下设置有脱硫循环液喷淋层、填料层和空气二次曝光层。

进一步的，所述空气分布器包括一根主管和多根支管，所述支管上开有孔。

进一步的，所述氧化循环槽底部设置有空气一次曝气层。

进一步的，所述筛板为三角波纹形筛板，在筛板的倾斜面上均匀分布有孔。

进一步的，所述的筛板的孔径d为10～20mm，板厚为15～20mm，开孔率为30～50％，相邻两个孔的中心距离为1.5d～2d，筛板三角波纹角度为30～60°。

进一步的，所述氧化循环槽通过氧化空气主阀门连接氧化风机。

进一步的，所述氧化风机鼓风压头的选取范围为120～180KPa。

本实用新型的有益效果：

(1)改进氨法脱硫氧化系统为多点梯级氧化，避免将多级氧化功能全部设置在氧化槽中，而是将多级氧化功能分别布置在氧化槽底部、氧化槽上部、吸收塔吸收段、脱硫循环液回流管道中，将氧化点分散布置在脱硫循环液全流程，在不影响脱硫液循环吸收SO2的情况下，通过全局优化布置，提升氨法脱硫装置的氧化性能和氧化效果。

(2)设置氧化空气乏气管道，氧化空气从氧化槽顶部进入吸收塔内空气二次曝气层，氧化空气被充分地利用。

(3)在脱硫循环液回流进入氧化循环槽之前的水平管道中，设置一个空气分布器，空气在此处充分与湍流状态的回流液混合，强化了氧化效果。

附图说明

图1是本发明的氨法脱硫循环液梯级氧化系统结构示意图；

图2是空气分布器示意图；

图3是筛板示意图。

图中各标号含义：

1-吸收塔、2-下层塔盘、3-空气二次曝气层、4-填料层、5-脱硫循环液喷淋层、6-上层塔盘、7-氧化循环槽、8-空气一次曝气层、9-筛板、10-脱硫循环液回流喷淋层、11-氧化风机、12-氧化空气主管阀门、13-氧化空气主管、14-氧化空气支管、15-氧化空气支管阀门、16-空气分布器、17-脱硫循环液回流管道、18-氧化空气乏气管道、19-脱硫循环液去吸收塔管道、20-空气分布器主管、21-空气分布器支管、22-筛板小孔。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施方式，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的。

一种氨法脱硫循环液梯级氧化系统，由一级氧化模块、二级氧化模块、三级氧化模块和四级氧化模块组成；

所述的一级氧化模块包括吸收塔1，所述吸收塔1包括上层塔盘6、下层塔盘2以及上层塔盘6和下层塔盘2之间的吸收段，还包括连接在吸收段与氧化循环槽7上部的氧化空气乏气管道18；

所述的二级氧化模块包括设置在所述下层塔盘2和氧化循环槽7之间的脱硫循环液回流管道17、设置在所述脱硫循环液回流管道17上的空气分布器16和连接在所述空气分布器16与氧化风机11之间的氧化空气支管14；

所述的三级氧化模块包括设置在所述氧化循环槽7上部的脱硫循环液回流喷淋层10和所述脱硫循环液回流喷淋层10下方的筛板9；

所述的四级氧化模块为所述氧化循环槽7和连接在所述氧化循环槽7底部与吸收段之间的脱硫循环液去吸收塔管道19。

所述的梯级氧化系统为：首先，在氧化循环槽7中的乏空气，从槽顶部通过氧化空气乏气管道18进入吸收塔1，与吸收塔1内的填料充分接触反应，将亚硫酸铵和亚硫酸氢铵一级氧化；其次，从吸收塔1的下层塔盘2处流出的脱硫循环液回流进入氧化循环槽之前，在脱硫循环液回流管道17上的空气分布器16向脱硫循环液注入氧化空气，空气在此处充分与脱硫循环液混合，浆液中的亚硫酸铵和亚硫酸氢铵被进一步氧化，此为二级氧化；然后脱硫循环液进入氧化循环槽7的液面中与经过筛板9后均匀上升的空气进行氧化反应，此为三级氧化；最后，新鲜的氧化空气进入氧化循环槽7底部，与脱硫循环液充分混合，将底部浆液中残留的亚硫酸铵和亚硫酸氢铵最后一次彻底氧化，此为四级氧化，彻底氧化后的浆液通过脱硫循环液去吸收塔管道19去吸收塔1吸收新的SO2。氧化空气与脱硫循环液构成逆流，氧化空气逐级向上流，脱硫循环液逐级向下流，四级氧化层层递进，氧化率逐级提高直至亚硫酸铵和亚硫酸氢铵被彻底氧化，氧化空气被充分利用。

改进氨法脱硫氧化系统为多点梯级氧化，避免将多级氧化功能全部设置在氧化槽中，而是将多级氧化功能分别布置在氧化槽底部、氧化槽上部、吸收塔吸收段、脱硫循环液回流管道中，将氧化点分散布置在脱硫循环液全流程，在不影响脱硫液循环吸收SO2的情况下，通过全局优化布置，提升氨法脱硫装置的氧化性能和氧化效果。

具体的，所述吸收段内由上至下设置有脱硫循环液喷淋层5、填料层4和空气二次曝光层3。

所述的一级氧化模块的工作流程为：在氧化循环槽7中的乏空气，从槽顶部通过氧化空气乏气管道18进入吸收塔1空气二次曝气层3，空气均匀分布并向上流动进入填料层4，填料层4中充满吸收了SO2的浆液，空气在填料层4中与亚硫酸铵和亚硫酸氢铵充分接触反应，将其一次氧化。

填料层4的作用在于大大增加了接触面积和反应时间，同时，填料层4使浆液减速并均匀洒落在塔盘上，可防止塔盘漏液。

所述的吸收塔1的填料层4下部为氧化空气乏气管道18接口，下层塔盘2设置有脱硫循环液回流管道17接口，从氧化循环槽7来的浆液在此吸收段喷淋，与烟气充分接触并吸收SO2，脱硫循环液回流喷淋层10位于液面以上。

具体的，所述空气分布器16包括一根主管和多根支管，所述支管上开有孔。

所述的二级氧化模块的工作流程为：在脱硫循环液回流进入氧化循环槽7之前的一段水平管道即脱硫循环液回流管道17中，氧化空气从氧化空气支管来，在此段水平管道处，从高处来的回流液速度较快，湍流程度较强，空气在此处充分与回流液混合，浆液中的亚硫酸铵和亚硫酸氢铵被进一步氧化，此为二次氧化。

所述的三级氧化模块的工作流程为：经脱硫循环液回流喷淋层10，回流液被均匀洒入氧化循环槽7液面中，回流液带来的的亚硫酸铵和亚硫酸氢铵与上升的空气进行氧化反应，此为三次氧化。

具体的所述氧化循环槽7底部设置有空气一次曝气层8。

所述的四级级氧化模块的工作流程为：新鲜的氧化空气经空气一次曝气层8进入氧化循环槽7底部，进入氧化循环槽7底部的氧化空气被空气一次曝气层8分散成无数微细的气泡并充分混合在浆液中，增大了气液接触界面，将底部浆液中残留的亚硫酸铵和亚硫酸氢铵最后一次彻底氧化，此为四次氧化，彻底氧化后的浆液通过脱硫循环液去吸收塔管道19去脱硫塔吸收新的SO2。所述的氧化循环槽7底部设有脱硫循环液出口管道19接口、氧化空气主管13接口，上部设有脱硫循环液回流管道17接口，

所述的筛板9为三角波纹形筛板9，在筛板9的倾斜面上，分布有筛板9孔，相比于传统的平板形的筛板，此种形式的筛板9在相同投影面积下，具有更密的筛孔，空气分布更均匀，筛孔开在倾斜面上，更有利于空气和浆液上下穿孔流通

所述的筛板9的孔径d为10～20mm，板厚为15～20mm，开孔率为30～50％，相邻两个孔的中心距离为1.5d～2d，筛板三角波纹角度为30～60°。

所述氧化循环槽7通过氧化空气主阀门12连接氧化风机11。

所述氧化风机鼓风压头的选取范围为120～180KPa，保证鼓风强度，氧化空气的量按氧化倍率为3～5倍设计，通过结构优化实现氧化系统性能，在工程中可实现性高，简单高效，不增加系统的复杂度，不增加额外的成本。