专利名称：海水白泥乳脱硫塔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种脱硫塔，特别是一种以废治废利用氨碱法纯碱生产的废渣 对发电厂锅炉和工业锅炉及窑炉的烟气进行脱硫的海水白泥乳脱硫塔。
(二)
背景技术：
我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一，煤炭在我国一次能
源和消耗比例中一直在70%以上，煤炭及其它各种燃料产生的二氧化硫排放形 成巨大的污染，从根本上治理二氧化硫排放污染已势在必行。在沿海地区有些 热电站采用了海水法脱硫，即利用海水吸收烟气中二氧化硫，并与海水中的碱 度中和后充入空气曝气，使所生成的还原物氧化后烟气和排水达标排放，该工 艺缺点是耗用海水量大，脱除lkg二氧化硫耗用海水M8m3，提升海水和曝气的 电耗等费用高，而且只能适用于燃用低硫煤的热电站脱硫。近年来沿海地区有 在海水中加入氧化镁、石灰粉等脱硫剂的烟气脱硫工业应用，但原料成本高。 氨碱法纯碱生产的废渣(俗称"白泥")量大，在全世界范围内至今普遍做法仍 是排海或筑坝堆存，造成公害，其处理是世界各国共同面临的难题。中国专利 申请号为97121098.5所公开的"一种纯碱厂白泥与烟气中有害气体的双向治理 方法"，利用含有纯碱生产废渣(白泥)制作的海水白泥乳脱除锅炉烟气中的 二氧化硫，以废治废，实现白泥和二氧化硫的双向治理的目的。但一直无工业 化应用，尚需开发生产装置实现工业生产。由于海水白泥乳中有效脱硫成份是 一种在水中溶解度非常小的碳酸钙等悬浮物，脱硫过程中需要足够的停留时间， 使悬浮物溶解，进行脱硫反应，并使生成的亚硫酸盐被氧化生成稳定的硫酸盐， 还要分离脱硫过程中捕集的烟气中的粉煤灰，最终使烟气和排液达标排放，传统脱硫塔所具备的功能少，有的脱硫装置设备多、流程复杂、动力消耗高、占 地面积大，均不适合海水白泥乳脱硫需要。至今尚无国内外使用海水白泥乳进 行烟气脱硫的一体化生产装置的报道。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种海水白泥乳脱硫塔，该塔 具有多种功能，既是吸收装置又是反应器，还是曝气和澄清设备，能使出塔烟 气中二氧化硫烟尘达标，同时使出塔排液不需要后处理而pH值与悬浮物达标直 接排放的生产装置。
本发明的目的由以下技术方案实现该海水白泥乳脱硫塔包括塔体及塔体 内由上往下依次设有除雾段、海水吸收段、海水白泥乳吸收段、氧化段和澄清 段的五个功能段。位于海水白泥乳吸收段和氧化段之间的塔体侧部设有烟气入 口，塔体顶部设有烟气出口，塔体底部设有沉淀物出口，位于澄清段上部的塔 体侧部设有澄清液出口。其中，海水白泥乳吸收段包括海水白泥乳进液管、布 水槽、喷淋槽、填料和支承板，海水白泥乳进液管、布水槽和喷淋槽位于填料 的上方，支承板在填料的下面，该段是本塔主要功能区，它要进行换热、二氧 化硫的吸收、白泥的溶解以及产生亚硫酸盐等的化学反应。海水吸收段包括海 水进液管、布水槽、喷淋槽、填料和支承板，海水进液管、布水槽和喷淋槽位 于填料的上方，支承板在填料的下面，该段主要的作用是吸收烟气中残留二氧 化硫。除雾段包括除雾器和清洗管，清洗管在除雾器的下方，烟气经该段达标 排放。氧化段包括白泥乳进液管、气体分布板和压縮空气分布器，气体分布板 的上方为白泥乳进液管，其下方为压縮空气分布器，该段主要作用为将亚硫酸 盐全部氧化为硫酸盐。澄清段包括中心筒、环行顶盖和蜂窝斜管型填料，中心 筒的上端与环行顶盖固定连接，蜂窝斜管型填料设置在中心筒外中下部，该段结构简单，清除该段上方流下的液体中的水不溶物，使之达标排放，澄清效率 很高。
根据塔内液氧化需要，气体分布板可设置零层或一层或多层，板上均布多 个小孔。
本发明的优点是
1) 该塔功能多，集吸收、氧化、澄清、除雾多种功能于一体，使脱硫工艺 流程简化，节省了曝气池、澄清池及其液体输送泵，具有设备投资小、占地面 积省、操作方便的优点。
2) 该塔连续运行、平稳、可靠，脱硫吸收效率高达95%，不仅烟气达标排
放，澄清液也达标直接排放。
3) 该塔使脱硫运行费用大大降低。脱除lkg二氧化硫仅耗海水0.5m3，与 海水法脱硫(需海水M8m3)相比，节约海水提升及曝气氧化的电力X).75kwh， 与海水石灰法相比，能节约石灰粉l.lkg，具有很大节能降耗优势。
该塔实现了纯碱生产废渣"白泥"与烟气中的二氧化硫双向治理的目的。不 仅减少了二氧化硫的排放，而且消除了白泥对环境的污染，白泥资源化全部可
以得到有效的综合利用，特别适用于有氨碱法纯碱工厂滨海地区的大、中、小 型火力发电厂锅炉及工矿企业工业锅炉和窑炉的烟气脱硫。
图l是本发明的结构示意图2是图1B向局部放大结构示意图3是图2C-C剖视结构示意图4是图1A向局部放大结构示意图5是图1D向局部放大结构示意图6是图5 E-E剖视结构示意图。图中l-澄清段；l.l-环形顶盖；1.2-中心筒；1.3-蜂窝斜管型填料；1.4-澄 清液出口； 1.5-沉淀物出口； 2-氧化段；2.1-白泥乳进液管；2.2-气体分布板；2.3-压縮空气分布器；3-海水白泥乳吸收段；3.1-烟气入口； 3.2-支承板；3.3-填料; 3.4-海水白泥乳进液管；3.5-布水槽；3.6-喷淋槽；3.7-缺口； 3.8-齿形缺口； 4-海水吸收段；4.1-支承板；4.2-填料；4.3-海水进液管；4.4-布水槽；4.5-喷淋槽； 5-除雾段；5.1-清洗管；5.2-除雾器；5.3-烟气出口； 6-塔体。
具体实施方式
图1显示该塔体6内从上往下有除雾段5、海水吸收段4、海水白泥乳吸收 段3、氧化段2和澄清段1五个功能段。除雾段5中的除雾器5.2可以是丝网波 纹填料，也可以是波形板除雾器，本实施例采用丝网波纹填料。除雾器5,2下方 有清洗管5.1，清洗管5.1在塔内两侧有多个支管，管的上方有多个喷嘴，能将 整个除雾器5.2清洗干净。海水白泥乳吸收段3是该塔的主要功能段，布水槽 3.5是通用溢流槽式液体分配装置，如"王"字型、"H"型等条状水槽皆可，本 实施例釆用王"字"型条状水槽，布水槽3.5两侧上方均匀分布多个缺口 3.7。 喷淋槽3.6是两侧上方为齿型的条状，其数量与布水槽的溢水缺口3.7相同，喷 淋槽3.6排列布满塔的整个截面。图2、图3显示，海水白泥乳进液管3.4下口 与布水槽3.5中心重合。海水白泥乳从进液管3.4进入布水槽3.5 ，从布水槽3.5 各缺口 3.7溢流进入下方喷淋槽3.6，再从整条喷淋槽两侧上方齿形缺口 3.8溢 流出，使海水白泥乳能均布进入下方的填料3.3。填料3.3可采用板波纹等规整 填料，也可采用其它如鲍尔环等散堆填料，本实施例采用板波纹规整填料。填 料3.3下面有支撑板3.2支撑填料3.3，图5、图6显示，支撑板3.2为梁形气体 喷射式结构，支承板3.2为连续波形板，在波形板上开多个圆孔，开孔总面积和 塔截面积接近，其作用均布烟气。海水吸收段4中的海水进液管4.3、布水槽4.4、喷淋槽4.5、填料4.2和支撑板4.1,其结构与海水白泥乳吸收段3结构相同。氧 化段2中的压缩空气分布器2.3，其主管在塔内两侧有多个支管，管的上方开有 多个小孔，可向上均布气体。白泥乳进液管2.1,其主管在塔内两侧有多个支管, 管的下方开有多个小孔，可向下均布白泥乳。图4显示气体分布板2.2板上均布 多个小孔。设置一层或多层的气体分布板可使气液更加均匀地逆流接触，不设 置气体分布板可降低塔内运行的阻力。本实施例气体分布板2.2设置二层，每层 板上均布多个小孔，使气液均匀接触。澄清段1中的中心筒1.2是上下开口的圆 筒，其上端固定连接在环形顶盖1.1上，中心筒1.2外中下部为蜂窝斜管型填料 1.3。
结合附图叙述该塔内气液流程
(1) 烟气从塔体侧部烟气入口 3.1进入并上升通过海水白泥乳吸收段3的支承 板3.2被均匀分布进入板波纹填料3.3内，烟气中二氧化硫被海水白泥乳吸收生
成的亚硫酸盐留在该段内，烟气携带剩余二氧化硫和捕集夹带海水白泥乳中的 水不溶物上升通过海水吸收段4的支承板4.1进入板波纹填料4.2内，二氧化硫 和水不溶物被海水吸收，使烟气中二氧化硫和烟尘的含量极少，烟气继续上升 进入除雾段5的丝网波纹填料5.2，捕集烟气中微小水滴和夹带的极少量烟尘及 白泥，烟气达标从塔顶烟气出口 5.3排入烟道。
(2) 压縮空气通过压縮空气分布器2.3均布进入氧化段2内，压縮空气内氧气 大都被塔内液消耗，气体携带剩余氧气通过二层气体分布板2 .2的孔上升至海 水白泥乳吸收段3内，剩余氧气被继续消耗，气体随烟气经海水吸收段4、除雾 段5从塔顶烟气出口 5.3排出。
(3) 海水白泥乳通过海水白泥乳进液管3.4、分配槽3.5和喷淋槽3.6溢流均 布进入填料3.3与烟气进行换热和气、液、固三相各种物理、化学变化，烟气中二氧化硫被水吸收生成亚硫酸，海水白泥乳中水不溶物碳酸钙与氢氧化镁溶解 并与亚硫酸反应生成亚硫酸钙和亚硫酸镁，并有一部分被氧化段上升的气体中 剩余氧气氧化为硫酸钙及硫酸镁。海水白泥乳经反应变成塔内液往下流入氧化
段2，塔内液中亚硫酸盐不稳定，易分解逸出二氧化硫，通过白泥乳进液管2.1 补充适量白泥乳，与塔内液中剩余二氧化硫反应生成亚硫酸盐，该氧化段也是 塔内液储槽，有足够停留时间使来自海水白泥乳吸收段残余的水不溶物碳酸钙 与氢氧化镁全部溶解与亚硫酸反应生成亚硫酸钙和亚硫酸镁，压縮空气分布器 2.3及气体分布板2.2都能使下降的塔内液和上升的压縮空气均匀地逆流接触发 生化学反应，亚硫酸盐全部被压縮空气内氧气氧化生成化学性能稳定的硫酸盐， 且使塔内液PH值达到6-9。塔内液继续往下流入澄清段l，塔内液经中心筒1.2 进入蜂窝斜管型填料1.3内，经过蜂窝斜管型填料1.3加速澄清，使澄清液中水 不溶物降低，符合排放标准从清液出口管1.4排放，而在塔内液中的粉煤灰等沉 降形成数量较小的沉淀物从塔底沉淀物出口 1.5排出待处理。
(4) 海水通过海水吸收段4的海水进液管4.3、布水槽4.4和喷淋槽4.5溢流 均布进入填料4.2，海水吸收烟气中剩余二氧化硫和捕集夹带的白泥不溶物后， 往下流入海水白泥乳吸收段3，随该段塔内液经氧化段2、澄清段1排放和排出。
(5) 为防止除雾段5内的除雾器5.2被杂物堵塞，定期用海水通过清洗管5.1 向上的喷嘴喷射丝网波纹填料，清洗干净。
设计二台海水白泥乳脱硫塔分别在130t/h和220t/h煤粉锅炉系统中试用， 入脱硫塔前烟气含二氧化硫2000-4000mg/Nm3，烟尘200mg/Nm3，经该塔处理 后，排烟中二氧化硫〈200mg/Nm3，烟尘〈50mg/Nm3，脱硫效率高达90-95%，脱 硫后排水中悬浮物〈100mg/1， pH6-9，排烟及排水均达国家颁发的2010年1 月后将执行的新排放标准。
权利要求
1. 一种海水白泥乳脱硫塔，其特征在于它包括塔体(6)及塔体(6)内由上往下依次设有除雾段(5)、海水吸收段(4)、海水白泥乳吸收段(3)、氧化段(2)和澄清段(1)，位于海水白泥乳吸收段(3)和氧化段(2)之间的塔体(6)侧部设有烟气入口(3.1)，塔体(6)顶部设有烟气出口(5.3)，塔体(6)底部设有沉淀物出口(1.5)，位于澄清段(1)上部的塔体(6)侧部设有澄清液出口(1.4)，其中各段结构为
2. 根据权利要求1所述的海水白泥乳脱硫塔，其特征在于气体分布板(2.2) 可设置零层或一层或多层，板上均布多个小孔。
全文摘要
本发明公开了一种海水白泥乳脱硫塔，其要点是该塔体内由上往下依次设有除雾段、海水吸收段、海水白泥乳吸收段、氧化段和澄清段的五个功能段。位于海水白泥乳吸收段和氧化段之间的塔体侧部设有烟气入口，塔体顶部设有烟气出口，塔体底部设有沉淀物出口，位于澄清段上部的塔体侧部设有澄清液出口。其优点是该塔功能多，集吸收、氧化、澄清、除雾多种功能，使脱硫工艺流程简化，设备投资小、占地面积省、操作方便，运行费用低，烟气脱硫效率高达95％，排烟及排水均达国标。实现了纯碱生产废渣“白泥”与烟气中的二氧化硫双向治理的目的。适用于有氨碱法纯碱工厂滨海地区的大、中、小型火力发电厂锅炉及工矿企业工业锅炉和窑炉的烟气脱硫。
文档编号B01D53/75GK101444698SQ200810237758
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月5日 优先权日2008年12月5日
发明者伊盛鑫, 刘成功, 刘鹏霄, 尹小春, 杨鹏飞, 罗书凯, 郭汉光, 马国臣 申请人:青岛碱业股份有限公司;青岛海湾化工设计研究院有限公司