一种硫磺尾气净化系统的制作方法

本实用新型涉及尾气处理装置技术领域，尤其涉及一种硫磺尾气净化系统。

背景技术：

硫磺回收装置是炼油厂最为关键的环保装置，担负着全厂大气环境指标是否达标的重要责任。随着技术的不断进步，目前硫磺回收装置的硫回收效率已达99.9％以上，只有微量的硫元素经过尾气焚烧炉燃烧后以SO₂的形式排放到大气。随着新环保法规的颁布执行，硫磺装置的尾气SO₂排放浓度要求也日趋严格，国标GB31570-2015规定所有工况下，硫磺装置尾气排放中SO₂浓度的上限为100mg/Nm³，颗粒物排放浓度低于50mg/Nm³。

一般来说，正常工况下，硫磺回收装置外排尾气的SO₂浓度低于100mg/Nm³，但是，开停工况的尾气中的硫含量则高达10000mg/Nm³以上，此外，由于硫磺装置的原料气来源复杂，即使是正常工况下，硫含量也可能会出现2-5倍波动，会有短时间超过1000mg/Nm³的极端情况。而且，还存在更为恶劣的事故工况。目前的脱硫技术多是针对稳定的工况开发，如中国实用新型专利201520651492.0，专利名称为硫回收装置中烟气钠法脱硫单元，该专利为了能够满足新环保标准要求，开发了一种新型的脱硫单元，满足外排尾气中的SO₂浓度小于100mg/Nm³，但是，该类装置难以应对硫磺装置复杂工况下，排放尾气中硫排放全程达标的要求。

因此，本申请人致力于提供一种新型的硫磺尾气净化系统以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种硫磺尾气净化系统，能够实现在所有工况下均可保证尾气的SO₂浓度的达标排放。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种硫磺尾气净化系统，包括：喷淋塔壳体，所述喷淋塔壳体的上部开有排气出口，下部的侧壁上开有尾气入口；主体吸收循环池，所述主体吸收循环池设置于所述喷淋塔壳体的底部；尾端吸收循环池，所述尾端吸收循环池设置于所述喷淋塔壳体内，所述尾端吸收循环池位于所述主体吸收循环池的上方；事故喷淋层和主体喷淋层，所述事故喷淋层和主体喷淋层设置于所述主体吸收循环池与尾端吸收循环池之间；尾端喷淋层，所述尾端喷淋层设置于所述喷淋塔壳体内部并位于所述尾端吸收循环池与排气出口之间；气体污染物浓度检测装置，所述气体污染物浓度检测装置设置于所述喷淋塔壳体的尾气入口处；事故循环泵，所述事故循环泵的第一端与所述主体吸收循环池的底部连通，第二端与所述事故喷淋层连通；主体吸收剂调节装置，所述主体吸收剂调节装置设置于所述主体吸收循环池处；尾端吸收剂调节装置，所述尾端吸收剂调节装置设置于所述尾端吸收循环池处；控制系统，所述控制系统分别与所述主体吸收剂调节装置、尾端吸收剂调节装置、事故循环泵和气体污染物浓度检测装置连接；当喷淋塔处于第一预设工况时，所述控制系统关闭所述事故循环泵，所述硫磺尾气依次经过所述尾气入口、主体喷淋层、尾端吸收循环池、尾端喷淋层和排气出口；当喷淋塔处于第二预设工况时，所述控制系统打开所述事故循环泵，所述硫磺尾气依次通过所述尾气入口、事故喷淋层、主体喷淋层、尾端吸收循环池、尾端喷淋层和排气出口。

上述结构中，通过设置气体污染物浓度检测装置来检测硫磺尾气中SO₂浓度值，并将该硫磺尾气中SO₂浓度值反馈给控制系统，当喷淋塔处于第一预设工况时，仅通过调节主体吸收循环池和尾端吸收循环池内的主体吸收液与尾端吸收液的浓度即可保证外排尾气持续达标，当喷淋塔处于第二预设工况时，硫磺尾气的SO₂浓度急剧增加，单靠调节主体吸收液与尾端吸收液的浓度无法满足外排尾气持续达标的要求，此时，控制系统打开事故循环泵，事故循环泵将主体吸收循环池内的主体吸收液输送至事故喷淋层进行喷淋脱硫，进一步提高了脱硫效果，能够满足在硫磺尾气的SO₂浓度急剧增加时外排尾气持续达标的要求，进而，上述结构的硫磺尾气净化系统能够保证在所有工况下，外排尾气均为达标气体。

优选地，所述尾端吸收循环池处设有若干根气体通道，所述气体通道连通尾端吸收循环池的上下两侧。

优选地，所述气体通道的上端面高于所述尾端吸收循环池内的尾端吸收液的液面。

上述结构中，通过气体通道连接尾部吸收循环池的上下两侧，并将气体通道的上端面设计成高于尾端吸收循环池的尾端吸收液的液面，能够保证尾端吸收循环池的下侧气体能够顺利通过气体通道进入尾端吸收循环池的上侧，不会由于尾端吸收液进入气体通道内而阻碍气体的流通。

优选地，所述主体吸收剂调节装置包括：主体吸收剂调节阀和主体吸收剂浓度检测仪；所述主体吸收剂调节阀与所述主体吸收循环池连通，用于调节向所述主体吸收循环池中加入主体吸收剂的量；所述主体吸收剂浓度检测仪与所述主体吸收循环池连通，用于检测所述主体吸收循环池中主体吸收液的浓度；所述尾端吸收剂调节装置包括：尾端吸收剂调节阀和尾端吸收剂浓度检测仪；所述尾端吸收剂调节阀与所述尾端吸收循环池连通，用于为所述尾端吸收循环池中加入尾端吸收剂；所述尾端吸收剂浓度检测仪与所述尾端吸收循环池连通，用于检测所述尾端吸收循环池的尾端吸收液的浓度；所述控制系统分别与所述主体吸收剂调节阀、主体吸收剂浓度检测仪、尾端吸收剂调节阀、尾端吸收剂浓度检测仪和事故循环泵连接。

上述结构中，主体吸收剂调节装置与尾端吸收剂调节装置均具有调节阀和浓度检测仪，能够通过浓度检测仪实时检测吸收液的浓度并反馈给控制系统，控制系统通过反馈的主体吸收液和尾端吸收液的浓度数据结合气体污染物浓度检测装置反馈的硫磺尾气的SO₂浓度值进行运算处理，进而得出更加精确的主体吸收剂加入量、尾端吸收剂加入量和事故循环泵的打开与闭合，能够实现更加精确的控制。

优选地，所述硫磺尾气净化系统还包括：除雾器，所述除雾器设置于所述喷淋塔壳体内部且位于所述尾端喷淋层与排气出口之间。

上述结构中，通过设置除雾器，能够去除外排尾气中的3-5um的雾滴，进而避免外排尾气排出喷淋塔后，对周围的设备造成腐蚀。

优选地，所述硫磺尾气净化系统还包括：换热器，所述换热器设有换热器尾气入口、换热器冷却尾气出口、冷空气入口和热空气出口；空气风机，所述空气风机与所述换热器的空气入口连通；所述换热器的换热器冷却尾气出口与所述喷淋塔壳体的尾气入口连通。

上述结构中，由于硫磺尾气的温度一般较高，利用空气与硫磺尾气的温度差，能够对硫磺尾气先进行一次预冷，进而能够节约硫磺尾气的降温水消耗30％以上。

优选地，所述硫磺尾气净化系统还包括：空气分布器，所述空气分布器位于所述喷淋塔壳体内且位于所述除雾器与排气出口之间，所述空气分布器设有热空气入口，所述热空气入口与所述换热器的热空气出口连通。

上述结构中，利用换热器排出的热空气与外排尾气进行混合，能够有效提高外排尾气的温度，进而保证外排尾气处于过饱和状态，进而在排出喷淋塔时不会产生白烟，进而不会对喷淋塔附近的设备造成污染和腐蚀。

优选地，所述喷淋塔壳体的尾气入口处设有急冷喷淋层。

本实用新型提供的一种硫磺尾气净化系统，能够带来以下有益效果：

本实用新型提供了一种硫磺尾气净化系统，能够通过事先测量进入喷淋塔内的硫磺尾气的SO₂浓度值并反馈给控制系统，从而控制系统根据接收到的硫磺尾气的SO₂的浓度值实时改变喷淋塔内的主体吸收液的浓度、尾端吸收液的浓度和事故循环泵的打开或者关闭，保证在所有工况下，控制系统均能快速响应。并及时发出指令，保证外排尾气始终为达标尾气。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对硫磺尾气净化系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型的硫磺尾气净化系统的一种具体实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型的硫磺尾气净化系统的另一种具体实施方式的结构示意图。

附图标号说明：

1-喷淋塔，1a-急冷喷淋层，1b-事故喷淋层，1c-主体喷淋层，1d-尾端喷淋层，1f-尾端吸收循环池，1g-气体通道，1h-主体吸收循环池，1i-喷淋塔壳体，2-控制系统，3-主体吸收剂调节装置，3a-主体吸收剂调节阀，3b-主体吸收剂浓度检测仪，4-尾端吸收剂调节装置，4a-尾端吸收剂调节阀，4b-尾端吸收剂浓度检测仪，5-事故循环泵，6-主体喷淋循环泵，7-尾端喷淋循环泵，8-除雾器，9-换热器，10-空气风机，11-空气分布器，A-硫磺尾气，B-外排尾气，C-空气。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

【实施例1】

如图1所示，实施例1公开了一种硫磺尾气净化系统的具体实施方式，包括：喷淋塔壳体1i，喷淋塔壳体1i的上部开有排气出口(图中未标出)，下部的侧壁上开有尾气入口、设置于喷淋塔壳体1i的底部的主体吸收循环池1h、设置于喷淋塔壳体1i内的尾端吸收循环池1f和设置于主体吸收循环池1h与尾端吸收循环池1f之间的事故喷淋层1b和主体喷淋层1c、设置于尾端吸收循环池1f与排气出口之间的尾端喷淋层1d。

其中，喷淋塔壳体1i的尾气入口处设有气体检测装置(图中未标出)和急冷喷淋层1a，气体检测装置用于检测通入喷淋塔1内的硫磺尾气A中SO₂浓度，急冷喷淋层1a用于对硫磺尾气A进行降温脱硫。

还包括：事故循环泵5、设置于主体吸收循环池处1h的主体吸收剂调节装置3、设置于尾端吸收循环池1f处的尾端吸收剂调节装置4和控制系统2，其中，事故循环泵5、主体吸收剂调节装置3、尾端吸收剂调节装置4分别与控制系统2连接，控制系统2还与气体检测装置连接。

事故循环泵5的第一端与主体吸收循环池1h的底部连通，事故循环泵5的第二端与事故喷淋层1b连通，事故循环泵5将主体吸收循环池1h中的主体吸收液输送至事故喷淋层1进行喷淋脱硫。主体吸收剂调节装置3用于调节主体吸收循环池1h内的主体吸收液的浓度，尾端吸收剂调节装置4用于调节尾端吸收循环池1f中的尾端吸收液的浓度。

控制系统2的工作流程如下所述：

控制系统2接收来自于气体检测装置传送来的硫磺尾气A的SO₂浓度值，与第一预设SO₂浓度值的大小进行比较。

若硫磺尾气A的SO₂浓度值≥第一预设SO₂浓度值，控制系统2将启动事故循环泵5。此时，与事故循环泵5连通的事故喷淋层1b开始进行喷淋脱硫工作。同时根据接收到的硫磺尾气A的SO₂浓度值计算得到需要分别向主体吸收循环池1h和尾端吸收循环池1f内加入的主体吸收剂的量和尾端吸收剂的量，并分别对应输送至主体吸收剂调节装置3和尾端吸收剂调节装置4，从而调节主体吸收液和尾端吸收液的浓度。

若硫磺尾气A的SO₂浓度值＜第一预设SO₂浓度值，控制系统2根据接收到的硫磺尾气A的SO₂浓度值计算得到需要分别向主体吸收循环池1h和尾端吸收循环池1f内加入的主体吸收剂的量和尾端吸收剂的量，并分别对应输送至主体吸收剂调节装置3和尾端吸收剂调节装置4，从而调节主体吸收液和尾端吸收液的浓度，此时，事故循环泵5处于关闭状态，事故喷淋层1b不进行喷淋脱硫工作。

上述两种状况下对主体吸收液和尾端吸收液的浓度的调整和事故循环泵5的开闭均以达到外排尾气B的SO₂浓度满足第二预设SO₂浓度值即可。

其中，第一预设SO₂浓度值是人为规定的一个值，根据实际情况的不同取相应值，所取值根据是否需要打开事故喷淋泵进而实现所有工况下均为达标尾气来确定。

通过加设一个控制系统2来统一控制事故循环泵5的状态和主体吸收循环池1h与尾端吸收循环池1f内的主体吸收液和尾端吸收液的浓度值，能够实现所有工况下的硫磺尾气A通入喷淋塔1后均能保证外排尾气B符合环保要求。

【实施例2】

如图1所示，实施例2在实施例1的基础上，实施例2的尾端吸收循环池1f处设有4根气体通道1g，该气体通道1g连通尾端吸收循环池1f的上下两侧，且气体通道1g的上端面高于尾端吸收循环池1f内的尾端吸收液的液面，保证尾端吸收液不会由于高于气体通道1g的上端面而进入气体通道1g中，进而堵塞气体通道1g，阻碍气体的通过。

【实施例3】

如图1所示，实施例3在实施例1或2的基础上，实施例3中的主体吸收剂调节装置3包括：主体吸收剂调节阀3a和主体吸收剂浓度检测仪3b，主体吸收剂调节阀3a与主体吸收循环池1h连通，用于调节向主体吸收循环池1h中加入主体吸收剂的量，主体吸收剂浓度检测仪3b与主体吸收循环池1h连通，用于检测主体吸收循环池1h的主体吸收液的浓度。

尾端吸收剂调节装置4包括：尾端吸收剂调节阀4a和尾端吸收剂浓度检测仪4b，尾端吸收剂调节阀4a与尾端吸收循环池1f连通，用于调节向尾端吸收循环池1f中加入尾端吸收剂的量，尾端吸收剂浓度检测仪4b与尾端吸收循环池1f连通，用于检测尾端吸收循环池1f的尾端吸收液的浓度。

其中，控制系统2分别与主体吸收剂调节阀3a、主体吸收剂浓度检测仪3b、尾端吸收剂调节阀4a、尾端吸收剂浓度检测仪4b和事故循环泵5连接，实现统一控制。

主体吸收剂浓度检测仪3b和尾端吸收剂浓度检测仪4b分别检测主体吸收循环池1h与尾端吸收循环池1f的浓度并反馈给控制系统2，控制系统2通过处理接收到的硫磺尾气A的SO₂浓度值、主体吸收液浓度值和尾端吸收液浓度值，得到主体吸收剂调节阀3a向主体吸收循环池1h中加入的主体吸收剂的量、尾端吸收循环池1f向尾端吸收循环池1f中加入的尾端吸收剂的量和事故循环泵5打开还是关闭，并将指令传输给对应设备执行相应的操作。

本实施例通过设置主体吸收剂浓度检测仪3b和尾端吸收剂浓度检测仪4b能够精确测量主体吸收液和尾端吸收液的浓度，进一步确保在所有工况下，外排尾气B能够始终达标，不造成空气污染。

【实施例4】

如图1所示，实施例4在实施例1～3的基础上，实施例4还包括除雾器8，该除雾器8位于喷淋塔壳体1i内部并位于尾端喷淋层1d与排气出口之间。

通过设置除雾器8，能够有效去除排外尾气中的3-5um的雾滴，从而避免外排尾气B由于含水量大，对周围的设备造成腐蚀。

【实施例5】

如图2所示，实施例5在实施例1～4的基础上，实施例5还包括：换热器9和空气风机10，其中，换热器9上设有换热器尾气入口、换热器冷却尾气出口、冷空气入口和热空气出口。空气风机10与换热器9的空气入口连通，换热器9的换热器冷却尾气出口与喷淋塔壳体1i的尾气入口连通。空气C从空气风机10的空气入口进入，进入换热器9进行热交换时吸热温度升高。

通过在硫磺尾气A被通入喷淋塔1之前先用空气C进行一次热交换，进行预冷，降低硫磺尾气A的温度，能够大大降低喷淋塔壳体1i的尾气入口处的急冷喷淋层1a的水消耗量，相较于没有采用换热器9先进行预冷的情况，能够节约水消耗量30％以上。

【实施例6】

如图2所示，实施例6在实施例5的基础上，实施例6还包括：空气分布器11，空气分布器11位于喷淋塔壳体1i内且位于除雾器8与排气出口之间，空气分布器11设有热空气入口，热空气入口与换热器9的热空气出口连通。用于接收经过换热器9加热的热空气，将热空气与外排尾气B混合均匀，进而提高外排尾气B的温度，使得外排尾气B始终处于过饱和状态而不至于结露，避免对喷淋塔1附近的设备造成腐蚀和污染。

【实施例7】

如图1和图2所示，实施例7在实施例1～6的基础上，实施例7还包括：主体喷淋循环泵6和尾端喷淋循环泵7，其中，主体喷淋循环泵6的第一端与主体吸收循环池1h的底部连通，第二端分别与急冷喷淋层1a和主体喷淋层1c连通，尾端喷淋循环泵7的第一端与尾端吸收循环池1f的底部连通，第二端与尾端喷淋层1d连通。实现主体吸收循环池1h与尾端吸收循环池1f内的主体吸收液与尾端吸收液的循环利用，节约能源。

【实施例8】

实施例8公开了一种硫磺尾气净化系统的控制方法，包括如下步骤：

S100：获取喷淋塔壳体的尾气入口处的硫磺尾气的SO₂浓度值；

S200：当硫磺尾气的SO₂的浓度值≥第一预设SO₂浓度值，执行S300，当硫磺尾气的SO₂的浓度值＜第一预设SO₂浓度值，执行S400；

S300：控制系统打开事故循环泵，并控制主体吸收剂调节装置调节主体吸收循环池内的主体吸收液的浓度，控制尾端吸收剂调节装置调节尾端吸收循环池内的尾端吸收液的浓度，使得喷淋塔壳体的排气出口的外排尾气的SO₂浓度值≤第二预设SO₂浓度值；

S400：控制系统关闭事故循环泵，并控制主体吸收剂调节装置调节主体吸收循环池内的主体吸收液的浓度，控制尾端吸收剂调节装置调节尾端吸收循环池内的尾端吸收液的浓度，使得喷淋塔壳体的排气出口的外排尾气的SO₂浓度值≤第二预设SO₂浓度值。

具体的，步骤S300中的主体吸收液的浓度根据硫磺尾气的SO₂的浓度值对应从第一预设浓度变成第二预设浓度，尾端吸收液的浓度也根据硫磺尾气的SO₂的浓度值对应从第三预设浓度变成第四预设浓度，步骤S400中主体吸收液浓度与尾端吸收液浓度的改变与步骤S300一致。

其中，第一预设SO₂浓度值为人为设定，本实施例中的第一预设SO₂浓度值与实施例1中的第一预设SO₂浓度值为同一数值，第二预设SO₂浓度值用于限制外排尾气的SO₂浓度，进而第二预设SO₂浓度值的值必须≤国际标准SO₂浓度值，根据具体情况具体取值。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。