低压氧化浆液系统及液上氧化法的制作方法

文档序号:13674909阅读:225来源:国知局

本发明属于环境保护技术领域,尤其涉及一种低压氧化浆液的技术系统。



背景技术:

浆液氧化系统是烟气净化工程中很重要的一个系统,其作用是将浆液中脱硫生成的亚硫酸盐氧化成硫酸盐,经浓缩后排出系统作为副产品回收。对于浆液的氧化技术,国内外的习惯作法是用高压氧化风机将空气升压后用管道送至浆液槽底部的氧化空气管网中,由喷嘴喷入浆液中,对浆液进行氧化。这种在浆液槽底部通入氧化空气对浆液进行氧化的方法我们称为液下氧化法。由于液下氧化法的氧化空气管网布置在浆液槽的底部,因此氧化空气系统的阻力很大,为了克服系统的阻力,氧化空气必须具有较高的压力,所以只能选用高压罗茨鼓风机或空气压缩机做氧化风机,带来的后果是设备耗电量大,噪音高,需单设氧化风机厂房,投资高,系统复杂,增加了运行管理工作量。为了改变这种状况,经过多年的研究试验及不断改进,终于提出了本发明。



技术实现要素:

有鉴于此,提供一种低压氧化浆液系统及液上氧化法,其大幅度降低了浆液氧化系统的阻力,大幅度降低氧化风机的耗电量,达到高效率氧化浆液的效果,该系统简单,大幅度降低了工程费用,系统运行可靠,便于运行管理。

本发明的技术方案一方面提供一种液上氧化法,其特征在于,浆液的氧化过程在安装在浆液槽液面以上的浆液氧化装置中进行:向浆液氧化装置中输送含有亚硫酸盐的浆液以及氧化空气,浆液中的亚硫酸盐被氧化为硫酸盐,然后氧化后的浆液再流入净化塔。

进一步地,输送氧化空气的管道不进入净化塔内的浆液槽浆液内,而直接进入所述浆液氧化装置中。

进一步地,含有亚硫酸盐的浆液以喷淋的形式与氧化空气在浆液氧化装置中相遇,然后进入气-液混合器。

进一步地,所述浆液氧化装置设有旋流式气—液混合器,含有亚硫酸盐的浆液与氧化空气在旋流式气—液混合器之前相遇,然后被抽吸而流入旋流式气-液混合器内,浆液的主要氧化过程在气—液混合器中进行;

所述旋流式气—液混合器形成的高效传质场用于所述浆液与氧化空气进行混合。

本发明的技术方案的另一方面提供一种低压氧化浆液系统,其包括浆液循环系统、氧化空气供给系统和浆液氧化装置;

氧化空气供给系统的输送氧化空气的管道不进入净化塔内的浆液槽浆液内,而直接进入所述浆液氧化装置中;

浆液循环系统,包括第一装置,第一装置将装有亚硫酸盐的浆液输送进入浆液氧化装置内;

氧化空气供给装置,包括第二装置,第二装置向所述的浆液氧化装置内输送氧化空气;

浆液氧化装置,包括第三装置,所述浆液与所述的氧化空气在第三装置中混合氧化,再流入净化塔内;

进一步地,所述浆液氧化装置布置于净化塔外部且安装在浆液槽液面以上。

进一步地,所述第三装置包括喷淋系统、气-液混合器,气-液混合器为离心式气-液混合器,浆液由喷淋系统喷出,浆液与由氧化空气供给系统送来的氧化空气相遇后被抽吸而流入气-液混合器,在气-液混合器内氧化后的浆液回流到净化塔的浆液槽中。

进一步地,所述第一装置包括浆液泵5、浆液管道6;所述第三装置包括喷淋系统;浆液槽内含亚硫酸盐的浆液由浆液泵5吸入,经浆液管道6送出,由喷淋系统喷出,与由氧化空气供给系统送来的氧化空气相遇并同时进入浆液氧化装置中,氧化后的浆液与剩余的氧化空气从浆液氧化装置出口排出,流入净化塔内。

进一步地,所述气-液混合器为旋流式气-液混合器。

进一步地,所述第二装置包括氧化风机1、氧化空气管道2;所述氧化风机为离心式通风机,所述氧化空气管道2将氧化空气送入旋流式气—液混合器对浆液进行氧化,剩余的氧化空气经混流管进入净化塔中,回流到净化塔的浆液槽中,剩余的氧化空气随净化塔内烟气净化流程经烟囱排入大气。

本发明的优选的技术方案的创新及有益效果主要在于以下几点:

1、创立了一种低压氧化浆液的技术系统

本发明提供了一种用离心式通风机做氧化风机,用旋流式气—液混合器所形成的高效传质场为浆液和氧化空气创造了很好的混合接触条件,浆液中的亚硫酸盐被氧化成硫酸盐的低压氧化浆液的技术系统。本系统由浆液循环系统(含浆液泵,浆液管道,喷嘴等),氧化空气供给系统(含氧化风机,氧化空气管道等)和浆液氧化装置(含旋流式气—液混合器,混流管等)三部分组成。

氧化空气和由喷嘴喷出的浆液同时进入旋流式气—液混合器后,在高效传质场中浆液中的亚硫酸盐被氧化成硫酸盐,氧化后的浆液与剩余的氧化空气一起流入净化塔内。

2、浆液的氧化在旋流式气—液混合器中进行,利用旋流式气—液混合器形成的高效传质场使浆液和氧化空气能充分接触和混合,达到高效氧化浆液的目的,为浆液氧化提供了一条全新的技术路线。

3、液上氧化法是一种全新的氧化浆液的方法。浆液槽中的浆液由浆液泵抽出送至旋流式气—液混合器中,在与氧化空气混合接触的过程中,浆液中的亚硫酸盐被高效氧化成硫酸盐。我们将这种利用设在浆液槽外部的气—液混合器来氧化浆液的方法称为液上氧化法。

4、用离心式通风机作氧化风机,达到了低压氧化浆液的目的,由于液上氧化法的氧化空气供给系统的阻力不受浆液槽中浆液液位的影响,因此氧化空气供给系统的阻力很低,用离心式通风机提供的压力完全可以满足氧化浆液的要求,没有必要选用高压罗茨鼓风机或空气压缩机做氧化风机。

与现有技术相比本发明的有益效果在于:

1、本发明的氧化空气供给系统的阻力低,可用离心式通风机做氧化风机。

对于液下氧化法(现有技术)氧化空气供给系统的阻力由以下几项组成:p=p1+p2+p3+p4。

式中:p—氧化空气供给系统总阻力;

p1—氧化空气管道阻力;

p2—浆液槽中液位高度,m;

p3—净化塔内烟气阻力;

p4—净烟气管道阻力。

而液上氧化法(本发明)氧化空气供给系统的阻力由以下几项组成:p=p1+p3+p4。由此可见液上氧化法氧化空气供给系统的阻力不受浆液槽中液位高度的影响。

为了便于分析判断现以具体阻力参数进行比较:

设氧化空气管道总阻力p1=500pa,浆液槽中液位高度h=7m,阻力p2=68670pa,净化塔内烟气的阻力p3=1500pa,净烟气管道阻力p4=500pa。

则液下氧化法(现有技术)氧化空气供给系统的总阻力为p=71170pa,而液上氧化法(本发明)氧化空气供给给系统的总阻力为p=2500pa,仅相当于液下氧化法阻力的3.5%,当浆液槽中液位增加时,该比例还进一步减少。因此对于本发明来说,选用离心式通风机完全能满足氧化浆液的要求,而对于液下氧化浆液法来说,只能选用高压罗茨鼓风机或空气压缩机做氧化风机。

2、本发明大幅度降低了氧化风机的耗电量,降低了运行费。

氧化风机电动机的功率一般按下式计算:

nm=(k1×p×q)/η×k2×10-3kw

式中:nm—氧化风机配用电动机功率;

p—氧化空气供给系统总阻力;

q—氧化空气量;

η—氧化风机的效率;

k1—系统阻力的安全系数;

k2—电动机的安全系数。

对于液上氧化法(本发明)和液下氧化法(现有技术)上述公式中,除了系统总阻力p不同外,其他参数都相同,由此可见液上氧化法氧化风机的耗电量仅相当于液下氧化法氧化风机耗电量的3.5%左右,节能效果显著,有效降低了系统的运行费。

3、本发明用离心式通风机做氧化风机,不仅设备造价低,而且不需要建氧化风机厂房,不需设检修吊车,及相应的消声措施、冷却水系统等。大幅度降低了工程费用。

4、本发明的低压氧化浆液技术系统具有氧化浆液效果好,系统简单(含控制系统)的特点,更便于系统的运行管理。

附图说明

图1为本发明的低压氧化浆液系统的一个实施例的结构示意图。

其中:

1、氧化风机;

2、氧化空气管道;

3、气—液混合器;

4、混流管;

5、浆液泵;

6、浆液管道;

7、喷嘴;

8、原喷嘴;

9、除雾器;

10、烟囱;

11、脱硫剂共计系统;

12、原浆液泵。

具体实施方式

为了便于本技术领域的有关人员能进一步了解本发明的特征及技术内容,现结合说明书附图详细介绍本发明的实施方式。

实施例1:

低压氧化浆液系统主要由氧化风机1、氧化空气管道2、气—液混合器3、混流管4、浆液泵5、浆液管道6、喷嘴7等组成。

当脱硫系统和浆液低压氧化系统全部运行后,烟气中的so2被浆液中的脱硫剂吸收生成亚硫酸盐,并随浆液回到浆液槽中。

浆液泵5将浆液槽中的浆液吸入,通过浆液管道6送出由喷嘴7喷出,同时氧化风机1将室外空气吸入通过氧化空气管道2送出,并在气—液混合器前与喷嘴喷出的浆液相遇后同时流入离心式气—液混合器中,该混合器为氧化空气和浆液创造了很好的混合接触的条件,在高效传质场中,亚硫酸盐被氧化成硫酸盐。氧化后的浆液和剩余的氧化空气经混流管4进入净化塔内,氧化后的浆液落入浆液槽中。剩余的氧化空气则混入烟气中,随烟气的净化流程排入大气,达到了浆液低压氧化的目的。

实施例2:

低压氧化浆液系统包括浆液循环系统、氧化空气供给系统和浆液氧化装置;氧化空气供给系统的输送氧化空气的管道不进入净化塔内的浆液槽浆液内,而直接进入所述浆液氧化装置中;浆液循环系统,包括第一装置,第一装置将装有亚硫酸盐的浆液输送进入浆液氧化装置内;氧化空气供给装置,包括第二装置,第二装置向所述的浆液氧化装置内输送氧化空气;浆液氧化装置,包括第三装置,所述浆液与所述的氧化空气在第三装置中混合氧化,再流入净化塔内。浆液氧化装置独立布置。

实施例3:

低压氧化浆液系统包括浆液循环系统、氧化空气供给系统和浆液氧化装置;氧化空气供给系统的输送氧化空气的管道不进入净化塔内的浆液槽浆液内,而直接进入所述浆液氧化装置中;浆液循环系统,包括第一装置,第一装置将装有亚硫酸盐的浆液输送进入浆液氧化装置内;氧化空气供给装置,包括第二装置,第二装置向所述的浆液氧化装置内输送氧化空气;浆液氧化装置,包括第三装置,所述浆液与所述的氧化空气在第三装置中混合氧化,再流入净化塔内,浆液氧化装置布置于净化塔外部且安装在浆液槽液面以上。

实施例4:

低压氧化浆液系统包括浆液循环系统、氧化空气供给系统和浆液氧化装置;氧化空气供给系统的输送氧化空气的管道不进入净化塔内的浆液槽浆液内,而直接进入所述浆液氧化装置中;浆液循环系统,包括第一装置,第一装置将装有亚硫酸盐的浆液输送进入浆液氧化装置内;氧化空气供给装置,包括第二装置,第二装置向所述的浆液氧化装置内输送氧化空气;浆液氧化装置,包括第三装置,所述浆液与所述的氧化空气在第三装置中混合氧化,再流入净化塔内,浆液氧化装置布置于净化塔外部且安装在浆液槽液面以上。

第三装置包括喷淋系统、气-液混合器,气-液混合器为离心式气-液混合器,浆液由喷淋系统喷出,浆液与由氧化空气供给系统送来的氧化空气相遇后被抽吸而流入气-液混合器,在气-液混合器内氧化后的浆液回流到净化塔的浆液槽中。

实施例5:

低压氧化浆液系统包括浆液循环系统、氧化空气供给系统和浆液氧化装置;氧化空气供给系统的输送氧化空气的管道不进入净化塔内的浆液槽浆液内,而直接进入所述浆液氧化装置中;浆液循环系统包括第一装置,第一装置将装有亚硫酸盐的浆液输送进入浆液氧化装置内;氧化空气供给装置包括第二装置,第二装置向所述的浆液氧化装置内输送氧化空气;浆液氧化装置包括第三装置,所述浆液与所述的氧化空气在第三装置中混合氧化,再流入净化塔内,浆液氧化装置布置于净化塔外部且安装在浆液槽液面以上。

第一装置包括浆液泵5、浆液管道6;第三装置包括喷淋系统;浆液槽内含亚硫酸盐的浆液由浆液泵5吸入,经浆液管道6送出,由喷淋系统喷出,与由氧化空气供给系统送来的氧化空气相遇并同时进入浆液氧化装置中,氧化后的浆液与剩余的氧化空气从浆液氧化装置出口排出,流入净化塔内。所述气-液混合器为旋流式气-液混合器。

实施例6:

低压氧化浆液系统包括浆液循环系统、氧化空气供给系统和浆液氧化装置;氧化空气供给系统的输送氧化空气的管道不进入净化塔内的浆液槽浆液内,而直接进入所述浆液氧化装置中;浆液循环系统包括第一装置,第一装置将装有亚硫酸盐的浆液输送进入浆液氧化装置内;氧化空气供给装置包括第二装置,第二装置向所述的浆液氧化装置内输送氧化空气;浆液氧化装置包括第三装置,所述浆液与所述的氧化空气在第三装置中混合氧化,再流入净化塔内,浆液氧化装置布置于净化塔外部且安装在浆液槽液面以上。

所述第二装置包括氧化风机1、氧化空气管道2;第一装置包括浆液泵5、浆液管道6;第三装置包括喷淋系统;浆液槽内含亚硫酸盐的浆液由浆液泵5吸入,经浆液管道6送出,由喷淋系统喷出,例如由喷嘴喷出,所述氧化风机为离心式通风机,所述氧化空气管道2将氧化空气送入旋流式气—液混合器对浆液进行氧化,剩余的氧化空气经混流管进入净化塔中,回流到净化塔的浆液槽中,剩余的氧化空气随净化塔内烟气净化流程经烟囱排入大气。

在一个优选的实施例中,混流管6开设在净化塔的浆液槽液面以上,浆液从液面上方落入浆液槽内。

需要说明地是,上述实施例仅为具体的实施例,在其他的实施例中,泵可以为其他抽吸输送装置所替代,喷淋系统可以有喷头、喷射器、点网状官网等类似喷淋设备替代,气-液混合器也仅为优选为旋流式气-液混合器。

以上所述,仅为本案的具体实施方式或对具体实施方式的说明,本案的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本案揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本案的保护范围之内。本案的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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