氨法脱硫装置的制作方法

本实用新型涉及烟气脱硫技术领域，具体而言，涉及一种氨法脱硫装置。

背景技术：

目前的氨法脱硫装置通常为单塔布置，从下至上依次为氧化段、浓缩段、吸收段、水封段，顶部设置两层屋脊式除雾器。实际生产时以氨水为脱硫剂实现烟气的脱硫处理，脱硫后净烟气回原烟囱排放。

然而，由于氧化段为空塔布置，氨水加入氧化段后，导致氧化段浆液的pH值高达7.0(正常状态pH 6.0～6.5)，这些高pH值浆液通过泵循环进入吸收段两层喷淋与烟气(80℃)发生逆向反应，生成大量的(NH4)2SO3或NH4HSO3浆液。多数(NH4)2SO3或NH4HSO3浆液经氧化反应后转化成(NH4)2SO4浆液，部分未及时转化或多余的(NH4)2SO3或NH4HSO3浆液随烟气携带雾滴排入大气，雾滴遇冷空气后冷却析出细晶颗粒形成气溶胶现象。其次，氧化段浆液在循环过程中通过分支管道从氧化段补充至浓缩段，经高温烟气浓缩后，pH稳定值高达5.5左右，此种浆液状态不利于良好结晶环境的形成(正常结晶环境浆液PH2.0-2.5)，同时在浓缩段高温烟气与pH 5.5值浆液中的游离氨发生生产反应，会生产部分(NH4)2SO3或NH4HSO3细晶颗粒，该些颗粒经烟气携带进入大气，进一步加重了烟气氨逃逸和气溶胶现象。另外，高pH 7.0值的氧化段浆液补入浓缩段后，经浓缩结晶，浆液中会出现大量的晶核，甚至晶核出会爆发性增多，因浆液结晶空间限制，大量结核都在抢占生产空间，导致多数结核未得到有效生长，浆液逐步出现糊状物以及结晶困难。

总之，现有的氨法脱硫装置在生产过程中会出现氨逃逸、气溶胶严重、浆液周期性不结晶的问题，从而会相应引起氨水消耗量增大，硫化物指标控制波动幅度较大，脱硫效率下降的问题。脱硫装置的不稳定，会直接引起锅炉装置波动，给化工区供热、供电的不稳定风险增大。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种氨法脱硫装置，以解决现有技术中氨法脱硫装置运行过程中出现的氨逃逸、气溶胶严重、浆液周期性不结晶的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种氨法脱硫装置，包括氨法脱硫塔，氨法脱硫塔由下至上依次包括氧化段、浓缩段及吸收段，其中，氧化段中设置有加氨隔断部，加氨隔断部将氧化段分割为加氨段和原液段，加氨隔断部上设置有用以连通加氨段和原液段的连通孔，加氨段上设置有加氨口。

进一步地，加氨段还设置有第一出口，原液段还设置有第二出口；氨法脱硫装置还包括：第一喷淋部，设置在吸收段的内部，第一喷淋部的进液口与第一出口通过第一喷淋管路相连通；第二喷淋部，设置在吸收段的内部，且第二喷淋部设置在第一喷淋部的上方，第二喷淋部的进液口与第二出口通过第二喷淋管路相连通。

进一步地，氨法脱硫装置还包括：集液器，集液器设置在吸收段的内部，且集液器位于第一喷淋部的下方。

进一步地，集液器设置有第一分配口和第二分配口，加氨段还设置有第一回流口，原液段还设置有第二回流口，第一分配口与第一回流口通过第一回流管路相连通，第二分配口与第二回流口通过第二回流管路相连通。

进一步地，加氨隔断部包括：顶板；底板；以及侧板，侧板连接在顶板和底板之间，顶板、底板、侧板及氧化段的部分侧壁围绕形成加氨段。

进一步地，顶板及侧板上均设置有连通孔。

进一步地，加氨隔断部靠近氧化段的底部设置。

进一步地，加氨段的容积为氧化段容积的15～30％。

进一步地，第一喷淋管路上设置有第一输送泵，第二喷淋管路上设置有第二输送泵。

进一步地，原液段还设置有第三出口，第一喷淋管路与第三出口通过第一支管相连通；第一喷淋管路与第二喷淋管路通过第二支管连通。

应用本实用新型的技术方案，提供了一种氨法脱硫装置，其包括氨法脱硫塔，氨法脱硫塔由下至上依次包括氧化段、浓缩段及吸收段，其中，氧化段中设置有加氨隔断部，加氨隔断部将氧化段分割为加氨段和原液段，加氨隔断部上设置有用以连通加氨段和原液段的连通孔，且加氨段上设置有加氨口。

上述氨法脱硫装置中，由于加氨口设置在加氨段，加氨段和原液段通过连通孔连通，在连续运行过程中，随着高pH值的新鲜氨水的不断加入和连通孔的限流作用，使得原液段中浆液pH值总是小于加氨段的pH值，实现在氧化段中硫酸铵浆液的pH值梯度分布。这样，从原液段通入浓缩段的浆液的pH值较低，就能够避免大量(NH4)2SO3或NH4HSO3细晶颗粒的产生，从而能够有效抑制氨逃逸和气溶胶问题。同时，较低pH值的原液段浆液引入浓缩段后，还能够防止因pH过高导致的晶核过多问题，从而避免了浆液周期性不结晶的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一种实施例的氨法脱硫装置示意图；

图2示出了根据本实用新型的一种实施例的氨法脱硫塔的示意图；以及

图3示出了根据本实用新型的一种实施例的加氨隔断部的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、氨法脱硫塔；10、氧化段；11、加氨隔断部；111、顶板；112、底板；113、侧板；12、加氨段；13、原液段；20、浓缩段；101、第一回流管路；102、第二回流管路；30、吸收段；31、第一喷淋部；32、第二喷淋部；301、第一喷淋管路；302、第二喷淋管路；40、水封段；50、除雾器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

正如背景技术部分所描述的，现有技术中氨法脱硫装置运行过程中存在氨逃逸、气溶胶严重、浆液周期性不结晶的问题。

为了解决这一问题，本实用新型提供了一种氨法脱硫装置，如图1和2所示，其包括氨法脱硫塔1，氨法脱硫塔1由下至上依次包括氧化段10、浓缩段20及吸收段30，其中，氧化段10中设置有加氨隔断部11，加氨隔断部11将氧化段10分割为加氨段12和原液段13，加氨隔断部11上设置有用以连通加氨段12和原液段13的连通孔，且加氨段12上设置有加氨口。

上述氨法脱硫装置中，由于加氨口设置在加氨段12，加氨段12和原液段13通过连通孔连通，在连续运行过程中，随着高pH值的新鲜氨水的不断加入和连通孔的限流作用，使得原液段13中浆液pH值(约5.0)总是小于加氨段12中浆液的pH值(约6.5)，实现在氧化段10中硫酸铵浆液的pH值梯度分布。这样，从原液段13通入浓缩段20的浆液的pH值较低(在浓缩段20经高温烟气浓缩后，pH值能够下降至2.5左右)，就能够避免大量(NH4)2SO3或NH4HSO3细晶颗粒的产生，从而能够有效抑制氨逃逸和气溶胶问题。同时，较低pH值的原液段13浆液引入浓缩段20后，还能够防止因pH过高导致的晶核过多问题，从而避免了浆液周期性不结晶的问题。

在一种优选的实施例中，加氨段12还设置有第一出口，原液段13还设置有第二出口；氨法脱硫装置还包括第一喷淋部31和第二喷淋部32，第一喷淋部31设置在吸收段30的内部，第一喷淋部31的进液口与第一出口通过第一喷淋管路301相连通；第二喷淋部32设置在吸收段30的内部，且第二喷淋部32设置在第一喷淋部31的上方，第二喷淋部32的进液口与第二出口通过第二喷淋管路302相连通。如前文所述，氧化段10中浆液的pH值实现了梯度分布，原液段13中浆液pH值小于加氨段12中浆液的pH值。设置第一喷淋部31和第二喷淋部32，在实际运行过程中，烟气能够先与第一喷淋部31喷下的高pH值富含氨水的浆液接触并反应，使二氧化硫和氨水反应形成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵，且较高的pH有利于脱硫反应的稳定性，保证脱硫效率。然后，烟气继续上升与pH较低的原液段13浆液反应，使其中的亚硫酸铵与二氧化硫进一步反应，这样能够在减少氨水的加入量的同时保证脱硫效率。同时，这样也能够进一步抑制氨逃逸和气溶胶问题。

在一种优选的实施例中，上述氨法脱硫装置还包括：集液器，集液器设置在吸收段30的内部，且集液器位于第一喷淋部31的下方。设置集液器能够收集第一喷淋部31和第二喷淋部32喷下并反应后的浆液。更优选地，集液器设置有第一分配口和第二分配口，加氨段12还设置有第一回流口，原液段13还设置有第二回流口，第一分配口与第一回流口通过第一回流管路101相连通，第二分配口与第二回流口通过第二回流管路102相连通。这样，集液器中收集的浆液分两路，一路通入原液段13，一路通入加氨段12，能够将浆液循环利用。

在一种优选的实施例中，如图3所示，上述加氨隔断部11包括顶板111、底板112以及侧板113，侧板113连接在顶板111和底板112之间，顶板111、底板112、侧板113及氧化段10的部分侧壁围绕形成加氨段12。更优选地，顶板11及侧板113上均设置有连通孔，这样能够更有利于形成氧化段10内部的浆液pH梯度。

在一种优选的实施例中，加氨隔断部11靠近氧化段10的底部设置。这样，在连续运行的过程中，加氨段12能够浸没在浆液中，通过位于加氨段12的加氨口进行氨水补充时，加入的位置是液相区，这能够防止在浆液上方的气相区进行加氨时导致的混合过程缓慢、烟气负荷变化存在滞后性的问题，从而有利于提高脱硫的稳定性。同时，这样还能够避免气相处加氨容易导致的氨水分解逃逸问题，从而能够进一步抑制氨逃逸问题。

上述装置中各部件的尺寸均可以根据烟气处理量等进行调整。在一种优选的实施例中，加氨段12的容积为氧化段10容积的15～30％。这样，加氨段12和原液段13中的浆液pH梯度更加适宜，更有利于抑制氨逃逸、气溶胶、结晶困难的问题。

在一种优选的实施例中，第一喷淋管路301上设置有第一输送泵，第二喷淋管路302上设置有第二输送泵。

更优选地，原液段13还设置有第三出口，第一喷淋管路301与第三出口通过第一支管相连通；第一喷淋管路301与第二喷淋管路302通过第二支管连通。这样，在实际运行的过程中，当原液段13的浆液pH过低时，可以利用第二支管将pH较高的加氨段12中的浆液补充循环至第二喷淋部32。也可以在加氨段12中浆液的pH过高时，通过第三出口可以将较低pH值的浆液补充循环至第一喷淋部31。

优选地，如图2所示，氨法脱硫塔1还包括水封段40，水封段40位于吸收段30的上方。水封段40可以对气溶胶和少量逃逸的氨进行洗涤。更优选地，氨法脱硫塔1还包括除雾器50，除雾器50设置在水封段40的上方。

以下通过实施例进一步说明本实用新型的有益效果：

实施例1

氨法脱硫装置如图1所示，具体地：加氨隔断部布置在脱硫塔氧化段(Ф9000×9000mm)内侧，加氨段占氧化段体积的20％(氧化段体积560m³)，加氨隔断部的顶部塔盘呈半圆弧状，悬空结构，距氧化段底部4.7米。加氨隔断部为全封闭焊接箱体，包括钢梁及支撑柱、连通孔、氨水分配管、一级泵入口短接及法兰。箱体及加强筋采用316L不锈钢材质；支撑钢梁用碳钢衬玻璃鳞片；在加氨隔断部的顶板、侧板分别布置大小100×100mm的17个和7个母液和吸收液连通孔；氨水分配管(Ф108×4mm×长4000mm 316L)平铺布置在加氨段之内，管下部均匀开孔Ф10、间距50mm，共20个。从加氨段外部新增布置一台一级泵入口管线(DN350),另一台一级泵入口管线原在氧化段底部。两台泵入口浆液分别来自加氨段和原液段，加氨段的浆液输送到第一喷淋部，原液段的浆液输送到第二喷淋部，与烟气发生反应，脱除烟气中的硫份。原液段中的浆液pH值(约5.0左右)较低，补入浓缩段后，浓缩浆液回流到二级浆液循环槽，形成了低酸度浆液(pH值降低至2.5左右)，有效控制了烟气氨逃逸和气溶胶。

上述氨法脱硫装置实现了脱硫塔氧化段硫酸铵浆液pH值梯度的区分(氧化段浆液pH值控制为5.0左右，加氨段pH值控制为6.5左右)；有效控制了烟气氨逃逸和气溶胶(氨逃逸降低至5.0mg/Nm³)；提高了氨转化率，液氨消耗量降低至0.53t/h(单台)(原液氨消耗量0.85t/h)；解决了浆液周期性不结晶问题；使烟气SO2排放指标可靠性明显提高；提高脱硫效率至99％。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。