一种硫碳协同一体化湿法脱除装置的制作方法

一种硫碳协同一体化湿法脱除装置
【技术领域】
1.本发明涉及污染物治理的技术领域，特别是一种硫碳协同一体化湿法脱除装置。


背景技术：

2.随着我国经济和社会的快速发展，能源与环境问题日益凸现。我国以燃煤为主的能源格局在相当长的一段时期内不会出现大的变化，而燃煤电厂产生的烟气中含有多种气态或固态污染物，如so2、no
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和粒径小于20μm或2.5μm的颗粒物pm10或pm2.5等，尽管co2尚未被列入大气污染物的治理对象，但由于其温室效应而日益受到关注，而电厂是最大的co2固定排放源之一。现有的协同脱除设备多采用湿法脱硫+预处理+碳捕获的方式，工艺复杂、成本高、占地面积大，现提出一种硫碳协同一体化湿法脱除装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种硫碳协同一体化湿法脱除装置，能够经济高效实现硫碳一体化脱除，并且占地小，成本低。
4.为实现上述目的，本发明提出了一种硫碳协同一体化湿法脱除装置，包括预处理喇叭口、硫碳一体化脱除塔、吸收剂再生及co2解析系统、吸收剂再生及so2解析系统，所述预处理喇叭口的输出端接入硫碳一体化脱除塔的入口，所述硫碳一体化脱除塔自下至上依次设有so2吸收区、co2吸收区、除雾系统，所述so2吸收区、所述co2吸收区内分别设有若干个第一喷淋层、第二喷淋层，所述so2吸收区、co2吸收区的底部分别设有第一吸收液收集系统、第二吸收液收集系统，所述第二吸收液收集系统上具有可供气流通过的辅助通道；所述第一吸收液收集系统的输出端通过第一ph分选系统分流后，分别接入所述吸收剂再生及so2解析系统、所述第一喷淋层；所述第二吸收液收集系统的输出端通过第二ph分选系统分流后，分别接入所述吸收剂再生及co2解析系统、第二喷淋层。
5.作为优选，所述第一ph分选系统的一个输出端连接第一除杂系统后，再接入所述第一喷淋层，所述第一ph分选系统用于将第一吸收液收集系统输出的so2吸收液按照ph值分流；当输入第一ph分选系统的so2吸收液的ph为4.5以上时，so2吸收液经由除杂系统去除杂质后输送至第一喷淋层；当输入第一ph分选系统的so2吸收液的ph小于4.5时，输送至所述吸收剂再生及so2解析系统。
6.作为优选，所述第二ph分选系统的一个输出端连接第二除杂系统后，再接入所述第二喷淋层，所述第二ph分选系统用于将第二吸收液收集系统输出的co2吸收液按照ph值分流；当输入第二ph分选系统的co2吸收液的ph为9以上时，co2吸收液经由除杂系统去除杂质后输送至第二喷淋层；当输入第一ph分选系统的co2吸收液的ph小于9时，输送至所述吸收剂再生及co2解析系统。
7.作为优选，所述co2吸收区内设有若干个第二填料层，任意相邻的两个第二填料层之间设有间壁式换热器，所述间壁式换热器用于降低并控制co2吸收区的反应温度。
8.作为优选，所述间壁式换热器用于控制co2吸收区的反应温度在38-42℃的范围。
9.作为优选，所述间壁式换热器吸收的热量用于加热所述吸收剂再生及co2解析系统。
10.作为优选，所述辅助通道的上方设有顶帽，所述顶帽与辅助通道的出口之间具有可供气流通过的间隙。
11.作为优选，所述so2吸收区内设有若干个第一填料层，所述第一喷淋层设置于顶部第一填料层的上方。
12.作为优选，所述预处理喇叭口还包括预处理碱液喷射装置，所述预处理碱液喷射装置配设有碱液配料储存装置和输送系统，所述碱液配料储存装置通过输送系统为预处理碱液喷射装置提供碱液。
13.作为优选，所述预处理喇叭口的大径端连接硫碳一体化脱除塔，所述预处理喇叭口的底部具有斜板，所述预处理喇叭口的输出端还设有用于均流的导流板。
14.本发明的有益效果：本发明适用于低硫煤种，能够经济高效实现硫碳一体化脱除，在同一个塔体内实现so2和co2的高效脱除，效率可分别达到99％、90％以上，与现有常规复杂工艺相比，将2～3个塔体合并成一个复合塔体，在塔内分区，布置紧凑，占地小，更适用于大规模工程推广。
15.本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
16.图1是本发明一种硫碳协同一体化湿法脱除装置的结构示意图；
17.图2是本发明一种硫碳协同一体化湿法脱除装置的实施例1的示意图。
【具体实施方式】
18.参阅图1,本发明一种硫碳协同一体化湿法脱除装置，包括预处理喇叭口1、硫碳一体化脱除塔2、吸收剂再生及co2解析系统3、吸收剂再生及so2解析系统4，所述预处理喇叭口1的输出端接入硫碳一体化脱除塔2的入口，所述硫碳一体化脱除塔2自下至上依次设有so2吸收区21、co2吸收区22、除雾系统23，所述so2吸收区21、所述co2吸收区22内分别设有若干个第一喷淋层26、第二喷淋层28，所述so2吸收区21、co2吸收区22的底部分别设有第一吸收液收集系统24、第二吸收液收集系统25，所述第二吸收液收集系统25上具有可供气流通过的辅助通道250；所述第一吸收液收集系统24的输出端通过第一ph分选系统分流后，分别接入所述吸收剂再生及so2解析系统4、所述第一喷淋层26；所述第二吸收液收集系统25的输出端通过第二ph分选系统分流后，分别接入所述吸收剂再生及co2解析系统3、第二喷淋层28(图中未示出)。
19.进一步地，所述第一ph分选系统的一个输出端连接第一除杂系统后(图中未示出)，再接入所述第一喷淋层26，所述第一ph分选系统用于将第一吸收液收集系统24输出的so2吸收液按照ph值分流；当输入第一ph分选系统的so2吸收液的ph为4.5以上时，so2吸收液经由除杂系统去除杂质后输送至第一喷淋层26；当输入第一ph分选系统的so2吸收液的ph小于4.5时，输送至所述吸收剂再生及so2解析系统4。
20.进一步地，所述第二ph分选系统的一个输出端连接第二除杂系统后(图中未示出)，再接入所述第二喷淋层28，所述第二ph分选系统用于将第二吸收液收集系统25输出的
co2吸收液按照ph值分流；当输入第二ph分选系统的co2吸收液的ph为9以上时，co2吸收液经由除杂系统去除杂质后输送至第二喷淋层28；当输入第一ph分选系统的co2吸收液的ph小于9时，输送至所述吸收剂再生及co2解析系统3。
21.进一步地，所述co2吸收区22内设有若干个第二填料层，任意相邻的两个第二填料层之间设有间壁式换热器27，所述间壁式换热器27用于降低并控制co2吸收区22的反应温度。在本实施例中，第二填料层为三层，第二喷淋层28为两层，分别设置于处于上方两个第一填料层的上方。所述间壁式换热器27用于控制co2吸收区22的反应温度在38-42℃的范围。所述间壁式换热器27吸收的热量用于加热所述吸收剂再生及co2解析系统3的co2解析塔。
22.进一步地，所述辅助通道250的上方设有顶帽，所述顶帽与辅助通道250的出口之间具有可供气流通过的间隙。
23.进一步地，所述so2吸收区21内设有若干个第一填料层，所述第一喷淋层26设置于顶部第一填料层的上方。
24.进一步地，所述预处理喇叭口1还包括预处理碱液喷射装置11，所述预处理碱液喷射装置11配设有碱液配料储存装置和输送系统，所述碱液配料储存装置通过输送系统为预处理碱液喷射装置11提供碱液。在本实施例中，所述预处理喇叭口1的大径端连接硫碳一体化脱除塔2，所述预处理喇叭口1的底部具有斜板12，所述预处理喇叭口1的输出端还设有用于均流的导流板。
25.进一步地，所述除雾系统23采用折型板湍流除雾与电除雾耦合增效除雾。
26.进一步地，吸收剂再生及co2解析系统3包括co2解析塔30、第一加热器、压缩提纯装置等，通过第一加热器加热进入co2解析塔的富液，加热后的富液解析出co2，含杂的co2气体经过压缩提纯装置后变成工业级或食品级co2。具体的，参阅图2，在实施例1中，co2吸收饱和的富液经过第二ph分选系统进行分选，低ph富液进入吸收剂再生co2解析塔，高ph富液再次喷入硫碳一体化脱除塔2的co2吸收区22循环使用，且分两路接入第二喷淋层28进行喷淋。低ph富液进入co2解析塔经加热再生后通过第二ph分选系统内置的换热器降温后接入第二喷淋层28循环喷淋。co2解析塔是通过蒸汽加热器进行加热，且为保证加热效果，设置两台蒸汽加热器。
27.进一步地，吸收剂再生及so2解析系统4包括so2解析塔、第二加热器、so2产品或化肥制备装置等。通过第二加热器加热进入so2解析塔的富液，加热后的富液解析出so2，含杂的so2气体经过相关装置后变成so2产品或化肥等。具体的，参阅图2，在实施例1中，so2吸收饱和的富液经过第一ph分选系统进行分选，低ph富液进入吸收剂再生so2解析塔，高ph富液再次接入第一喷淋层26，喷入硫碳一体化脱除塔2的so2吸收区21循环使用。低ph富液进入吸收剂再生so2解析塔经加热再生后通过第一ph分选系统内置的换热器降温后接入第一喷淋层26循环喷淋。so2解析塔是通过蒸汽加热器进行加热。
28.本发明工作过程：
29.通过预处理碱液喷射装置11对预处理喇叭口1内预喷射碱液，兼具so2和粉尘脱除功能，吸收液随底端斜板12流到一体化吸收塔底部被收集，喇叭口内增设气流分布及倒流板，使进入硫碳一体化脱除塔2的气流均匀分布。
30.一体化吸收塔内分两大区域so2吸收区21、co2吸收区22，其中，上部co2吸收区22包
括三层第二填料层、两层间壁式换热器27、两层第二喷淋层28。两层第二喷淋层28使烟气与co2吸收液充分混合，间壁式换热器27用于降低并控制反应在最佳温度反应为放热反应，最佳温度在40℃左右，且吸收的热量可用于加热吸收剂再生及co2解析系统3的co2解析塔，第二填料层可以使co2吸收液在塔内停留时间增强，增强吸收效果；co2吸收区22主要是吸收co2，但也会有少量so2被进一步吸收。下部so2吸收区21包括2层第一填料层、一层第一喷淋层26，该区主要是吸收so2，但因喷淋吸收液中有部分是从上端富液分流过来，也会有部分co2被置换出来，脱除so2后气体通过中间顶帽进入塔上部。
31.co2吸收液被第二吸收液收集系统25收集后首先经过第二ph分选系统进行分流，ph为9以上的大部分进入第二除杂系统，杂质排出后分别进入上端两层第二喷淋层28，小部分进入下端so2吸收区21，ph小于9的进入吸收剂再生及co2解析系统3，经过加热解析及浓缩提纯后，可制备99.9％以上的co2产品。
32.so2吸收液被第一吸收液收集系统24收集后首先经过第一ph分选系统分流，ph超过4.5的进入第一除杂系统，杂质排出后进入第一喷淋层26，ph小于4.5的进入吸收剂再生及so2解析系统4，经过加热解析及浓缩提纯后，可制备99.9％以上的so2产品或与氨气等反应制备化肥。
33.上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。